[发明专利]一种炭化炉尾气处理装置及处理方法

说明书

本发明公开了一种炭化炉尾气处理装置，包括三段式反应炉，所述三段式反应炉包括依次连接的还原室、冷却室及氧化室，所述还原室连接燃烧机，还原室设有第一尾气进气口与第二尾气进气口，所述第一尾气进气口通过第一尾气进气管连接高温炭化炉，所述第二尾气进气口通过第二尾气进气管连接低温炭化炉，所述氧化室连接供气风机，氧化室设有排气口，所述排气口通过排气管连接排气烟囱，所述冷却室连接液体喷雾器。与现有技术相比，本发明的炭化炉尾气处理装置对氰化氢的去除率达到99.9%，三段式反应炉内三个反应室的设置有效的抑制了氮氧化合物的生成，确保了处理后的尾气能够满足国家的排放标准。

技术领域

本发明涉及尾气处理领域，具体涉及一种炭化炉尾气的处理装置及其应用方法。

背景技术

碳纤维是一种质量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳的高性能纤维材料，碳纤维生产过程中的关键一步是炭化炉的炭化过程，炭化炉分为低温炭化炉炭化（300-1000℃）和高温炭化炉炭化（1000-1800℃），炭化炉采用氮气作为保护气，炭化炉排出的尾气除了氮气外，主要含有氰化氢、氨气、一氧化碳、焦油及碳氢化合物。氰化氢是一种剧毒物质，氨气刺激性大且难闻，一氧化碳会导致煤气中毒、焦油亦对环境有害，所以炭化炉的尾气必须经过净化才能排放。

由于炭化炉尾气温度高、有害性大、废气总量小、有害成分浓度高、有害成分含氮量大、尾气惰性高，所以一般的净化方法很难彻底处理。目前，燃烧处理一种可行的办法，但是在燃烧的过程中废气发生化学反应生成氮氧化合物，但国家相应的废气排放标准非常严，例如氰化氢标准限值为1.9mg/Nm³以及氮氧化合物标准限值150mg/Nm³，普通燃烧设备处理后炭化炉尾气很难达到国标的排放要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种炭化炉尾气处理装置，它可以解决现有技术中炭化炉尾气处理装置氰化氢去除率低及氮氧化合物排放浓度高的问题。为此，本发明还要提供一种炭化炉尾气处理方法。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种炭化炉尾气处理装置，包括三段式反应炉，所述三段式反应炉包括依次连接的还原室、冷却室及氧化室，所述还原室连接燃烧机，还原室设有第一尾气进气口与第二尾气进气口，所述第一尾气进气口通过第一尾气进气管连接高温炭化炉，所述第二尾气进气口通过第二尾气进气管连接低温炭化炉，所述氧化室连接供气风机，氧化室设有排气口，所述排气口通过排气管连接排气烟囱，所述冷却室连接液体喷雾器。

优选的技术方案，所述第一尾气进气管与第二尾气进气管分别通过第一支管与第二支管连接旁通管，所述旁通管连接排气烟囱，所述第一尾气进气管、第二尾气进气管靠近所述第一尾气进气口、第二尾气进气口的一侧分别设有第一尾气入口通断阀与第二尾气入口通断阀，所述第一支管、第二支管分别设有第一尾气旁通阀与第二尾气旁通阀，所述旁通管连接旁通风机。

进一步的技术效果，若三段式反应炉因故障停机，第一尾气入口通断阀与第二尾气入口通断阀关闭，第一尾气旁通阀、第二尾气旁通阀及旁通风机打开，炭化炉尾气经旁通管排出，避免发生安全事故。

优选的技术方案，所述排气管与所述排气口的连接处设有波纹膨胀节，所述排气管上依次设有高温换热器、低温换热器及系统送风机，所述高温换热器的热端入口连接所述波纹膨胀节，热端出口连接所述低温换热器的热端入口，冷端入口连接车间送风机，冷端出口连接车间进气室，所述低温换热器的热端出口连接系统送风机的入口，冷端入口连接助燃风机，冷端出口连接所述燃烧机，所述系统送风机的出口连接排气烟囱。

进一步的技术效果，所述波纹膨胀结吸收三段式反应炉的膨胀热，包装三段式反应炉能够长期稳定的运行，高温换热器与低温换热器回收利用尾气处理时的大部分热能，降低了炭化炉尾气处理装置的运行成本。

优选的技术方案，所述第一尾气入口通断阀、第二尾气入口通断阀、第一尾气旁通阀、第二尾气旁通阀及旁通风机分别连接PLC。