立L型9500m3/h有机废气焚烧余热锅炉开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文献综述

1、摘要：

本文针对国内外有关工业废气排放现状和处理技术进行讨论，探寻较为经济的废气处理方法，同时又能使大学毕业生对废气处理流程设计有一个较为大体的认识。

关键词：废气燃烧废热利用余热回收

2、研究对象：

在美国国家环保局公布的有毒气体排放清单中，有机气体的排放占到了18种。有机废气一般来于工业生产过程中。多包含了有机硫化物、多环芳烃、苯、甲苯等易挥的有机物以及恶臭物质[1]。甚至畜牧业中动物消化过程中含有甲烷的废气会加剧温室效应，如何变废为宝，找到高效利用这些废气的方法已经迫在眉睫！

3、3、国内状况：

随着工业技术的发展，化学工业、石油化工、治金、电力等许多工业的排气越来越多[2]。近些年，我国经济不断向前发展，但在发展的过程中由于缺乏环境保护的意识，我国的环境污染问题变得越来越严重。其中，大气污染是最为重要的污染源之一，许多工厂排放的废气不经过处理就直接排放到大气中，使空气质量变得越来越差。大气污染中最难治理的要数有机废气，它具有危害大、治理难等特点。挥发到大气中的有机废气不仅会危害人体健康，部分有机废气还会形成光化学烟雾，从而导致雾霾天气，氟氯烃(CFC)类化合物还具有破坏臭氧层的作用[4]。

工业废气排入大气,会污染空气，这些废气还会通过不同的途径呼吸进入人体内，危害人的健康，但是如果对这些工业废气进行捕集利用则能带来一定的经济和环境效益。因此，从环保角度和经济角度两方面来看，工业生产都需对工业废气进行捕集回收[3]。

4、4、国外状况：

5、回顾工业革命以来的２００多年的历史，空气污染像一个梦魇，一直萦绕在地球上空，徘徊不去，愈演愈烈。著名的伦敦烟雾事件、洛杉机光化学烟雾事件，已焦急地告诉人们：梦魇已化做了现实。而作为文明最集中、工业最发达的城市，则遭受着最为严重的空气污染。相对清洁的生产和先进的技术，带这些大都市走出了工业污染肆虐的年代。但他们却远远未能走出城市大气污染的阴影。几倍于其他国家的汽车拥有量和能源消费水平，使其污染终于超过了最先进的技术可控制的范围，严重的大气污染仍然困扰着他们。但毕竟公众强烈的环境意识和高额的治理资金投入，使他们有能力在治理污染方面仍然走在世界的前面。正当许多发展中国家在为经济发展一筹莫展的时候，加利福尼亚州已经开始控制过度消费，提倡清洁生产，并鼓励更有效地利用能源和回收废物中的能源[16]。

6、

7、5、处理技术：

随着我国对环境质量要求的不断提高以及相关法案的颁布和实施，投资少、成本低、效率高、操作简单的有机废气处理技术成为工业应用研究的热点[4]。本文将简要介绍几种有机废气的处理方法，有常用的吸附法、冷凝法和热破坏法，以及近年来发展起来的膜分离法、生物法和光氧化分解法等。

（1）.吸附法

吸附法是一种重要的处理有机废气的物理方法，它主要是利用活性炭等对有害气体的有机成分的吸附作用，来达到去除有机废气的目的，此法主要适用于低浓度的有机废气净化。在处理有机废气的方法中，吸附法是使用最为普遍的一种处理方法，其具有去除效率高、能耗低、处理工艺成熟等优点，但当废气中有胶粒物质或其它杂质时，活性炭的吸附孔容易堵塞，从而使吸附剂失效[5]。

（2）.冷凝法

由于各种有机废气在不同温度下具有不同饱和蒸汽压，如果对系统降温或增压，处于蒸汽状态的污染物就会冷凝并从废气中分离出来，这既是冷凝法的原理。冷凝可通过在恒压的条件下用降温或在恒温条件下增压来实现，但多采用前一种方法。冷凝法具有回收物质纯度高、所需设备和操作条件简单等优点，但由于其通常需要较高的压力或较低的温度，使得处理的运行费用过高，因而常与压缩、吸附、吸收等过程联合应用。这就使得冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但从经济角度上来看并不可行。冷凝法常作为预处理来减轻燃烧、吸附等方法的处理负荷的，它适用来回收浓度在1O00mg／m以上的有机溶剂蒸汽[5]。

（3）.热破坏法

热破坏法是一种应用广泛的有机气体处理方法，其处理工艺设备都比较成熟，具体包括直接燃烧法、催化燃烧法和浓缩燃烧法等三种方法。有机化合物的热破坏机理比较复杂，有氧化、热裂解和热分解等反应过程，此工艺方法适合小风量，高浓度，连续排放的场合[5]。

（4）.膜分离法

膜分离法主要是用半透性的聚合膜将有机废气从气体中分离出来，其操作流程简单，能耗小，并且无二次污染。膜分离方法可用于处理苯、甲苯、甲基乙基酮、溴代甲烷、氯乙烯等气体污染物或挥发性较强的液态有机物，尤其是一些低沸点有机物和氯代有机物，运用冷凝和活性炭吸附等处理效果均不好，而膜分离工艺则能有效处理，此外它还省去了解吸和浓缩气进一步处理的麻烦[5]。

（5）.生物法

生物法净化实质上是一种氧化分解过程，它通过附着在介质上的活性微生物来吸收有机废气，并将其变为无害的无机物(CO2、H20)或细胞组成物质。生物法具不仅设备简单、投资少，而且处理过程比较环保，无二次污染；但也存在着一些缺点，如反应装置占地面积大、反应时间较长等[5]。

（6）.光氧化分解法

通常光分解气态有机物主要是直接用一定波长的光照使有机物分解，或是光照在催化剂作用下使气态有机物分解。光氧化分解法处理有机废气的原理是在一定波长的光照和特定的光催化剂(如TiO2)的作用下，H2O被分解为-OH，而有机物被-OH氧化成CO2、HO，等无机物。光催化氧化法能将有机气体彻底的无机化，并且副产物少，但是该技术目前尚未得到商业化应用，原因是其存在着催化剂的失活、催化剂难以固定，且催化效率容易降低的问题[5]。

6、废气焚烧：

很多废气含的有机溶剂对人和环境有害,如常用的苯酚、甲醛等有致癌性。如果把这些废气直接排入大气,就严重污染环境,影响人类的身体健康。如果在生产过程中,将这些废气收集起来,送到废气焚烧炉中焚烧,将有机溶剂氧化分解成H2O和CO2后再行排放,就不会污染环境[14]。有机溶剂的彻底氧化分解的条件（包含苯酚等含苯环化合物）是氧化温度要达到760℃以上。因此，要使送入废气焚烧炉中的废气燃烧后排放尾气不污染环境，废气焚烧炉的燃烧温度必须达到760℃。通常，废气焚烧炉是以柴油、重油或天然气为燃料。送入焚烧炉的废气在上述燃料的火焰中燃烧、氧化分解。由于焚烧炉炉膛的温度越高，消耗的燃料越多。有些工厂为了节省燃料，采用低温燃烧办法，即炉膛温度低于760℃（如700℃、甚至600℃以下）。造成有机溶剂或其它有害成分（如苯酚、甲醛等）不能彻底氧化分解。在焚烧炉排气烟囱上可以检测到上述有害成份超过国家规定指标。在离焚烧炉数百米范围内，可以闻到上述有机物质的气味。

国此，要保证上述产品生产和使用中产生的废气不污染环境：其一是要建立废气焚烧炉或其它有机物回收处理装置，其二是废气焚烧炉炉膛焚烧温度必须达760℃以上[15]。

7、余热锅炉：

余热回收（WHR)是提高能源效率的关键化学加工工业（CPI）。增加的能源成本和环境问题为对余热回收（WHR)实现更多、更新的方法和技术提供了强大的动力[17]。余热锅炉又称废热锅炉，利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温物流的冷却器，又是利用余热提供蒸汽的东路装置。如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气（温度高达800℃～900℃）直接送入急冷废热锅炉，在0.1s内温度降到350℃～600℃，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收效，又可生产10MPa以上的高压蒸汽，对提高整个工厂的热效率和经济效益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制工业等许多生产过程中都普遍使用余热锅炉，使生产过程所需的动力和热能得以全部或部分自给。这不仅有利于提高有机废气的去除率，降低二次污染，同时还可以减少运营成本，为企业创造更高的经济效益[13]。

8、行业展望：

我国许多大型厂矿企业年耗能量很大,燃烧产生大量的但很大一部分在利用过程损失从了。一般化工厂的排烟温度高达400多度,直接排向大气,不但浪费能源,还会引热污起染。在能源紧张的当前,余热回收就是节能的一个最为有效而可靠的手段[6]。

随着我国对环境质量要求的不断提高以及相关法案的颁布和实施，投资少、成本低、效率高、操作简单的有机废气处理技术成为工业应用研究的热点。低温等离子体技术、光催化技术、生物降解技术以及超重力技术在节约能源和绿色环保方面具有突出的特点，其中超重力技术具有气相压降和设备体积小、操作弹性大、传质效率高(与传统塔器相比，可以提高1～2个数量级)等特点，成为未来有机废气处理技术的发展方向[4]。

进一步加强对废热锅炉的设计研究，充分利用余热资源将会产生巨大的经济效益和社会效益。废热锅炉在余热利用方面潜力巨大，工业趋向于大型化对废热锅炉也提出了更高的要求，迫使废热锅炉的发展趋向大型化、高参数(高温高压)、自动化以及定型化[7]。

9、参考文献：

1、刘岳定、徐宏亮、阎青、刘锋刚,低浓度大风量有机废气处理工艺研究[J]。环境保护，2014，（4）：12～13。

2、吕渭謇，工业排气热回收设备[J]。化工装备技术，1989，（6）：37～38。

3、陈晏杰，含NH3、CO2工业废气捕集工艺的模拟优化研究[D]。郑州：郑州大学，2012。

4、李聪、刘有智，有机废气新型处理技术研究进展[J]。现代化工，2014，（2）：24～25。

5、曾祥诚，有机废气处理方法探讨[J]。科技创新导报，2009，（35）：155～155。

6、徐昌盛，废气焚烧装置余热回收热交换器的设计[J]。

7、李磊磊、郭勇、秦娜娜，合成氨废热锅炉结构设计[J]。机械设计与制造，2012，（5）：12～13。

8、曾光龙，环保、节能的废气焚烧炉[J]。

9、曾向东、林大泉，石油化工废气处理技术现状及发展动向[J]。

10、贺文力，试论工业废气的危害及其主要防治方法[J]。

11、孙美玲，工业废气中丙酮处理工艺研究进展有机废气处理技术分析[J]。当代化工，2014，（9）：1861～1862。

12、唐运雪，有机废气处理技术及前景展望[J]。

13、易灵，有机废气治理技术的研究进展[J]。

14、曾光龙，提高废气焚烧炉的节能和环保效果[J]。

15、世界十大城市空气污染现状与控制对策鸟瞰。

16、CCS.ReddyandS.V.Naidu，WasteHeatRecoveryMethodsAndTechnologies[J]。CHEMICALENGINEERING，2013，（1）:28～29。

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

（小4号宋体，1.5倍行距）。

指导教师意见：

1．对文献综述的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日