[发明专利]用于处理含有一氧化碳的废气的系统和方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及工业废气的处理，具体来讲，涉及被设计用于防止一氧化碳气体爆炸和泄漏到工作环境中的系统和方法。

背景技术

下文段落并不是承认其中讨论的任何内容为现有技术或本领域技术人员的部分知识。

一些工业工艺产生富一氧化碳废气，包括高炉、炼焦炉、红土镍矿熔炉、钛铁矿熔炉、气化炉和碳化钙熔炉。这种废气还可含有氢气、烃和其他成分。在例如埋弧炉中进行的碳化钙的生产，将焦炭和石灰的供给混合物用在以下反应中：

CaO+3C→CaC₂+CO

通常，可通过一种废气系统处理富一氧化碳废气，该系统将废气从产生废气的处理容器中用导管输送出来。然而，一氧化碳是一种能够与空气形成爆炸性混合物的可燃物质。因此，需要防止空气向废气处理系统中的渗透。

在负压力气体处理系统中，空气向废气系统中的渗透是通过尝试彻底密封所有潜在泄漏源尤其是接合处和管道连接处来解决的。此工艺不是无关紧要的；例如，其可包含手焊一个钢条环绕管道连接处的整个周圈并随后采用专用涂料。然而，这种接合处的长期老化可最终导致空气泄漏进系统中，并且，当在管道系统中没有在位监测设备时难以探测这种泄漏，而这种监测设备由于不利的环境具有较差的可靠性。随着时间的过去，废气系统中形成未被检测到的爆炸性气体混合物的风险升高。

废气处理系统可以包括去除灰尘的装置。潮湿气体清洁和干燥气体清洁为两种去除灰尘的方法。

潮湿气体清洁包括将废气通过一个除尘器，在该除尘器中该废气被用液体喷洒或穿过一池液体。该液体可以是例如水。灰尘颗粒通过在液体除尘剂中沉淀而去除。污染气体也可以通过吸附或溶解到除尘剂中而去除。潮湿气体清洁倾向于降低清洁的排放气流的温度和体积，以满足下游设备的较小的尺寸要求。然而，潮湿系统产生的流出气流要求废弃前的处理。

灰尘去除的第二种方法是干燥气体清洁。该方法可包括将废气通过一系列过滤器，如袋滤室过滤器、静电沉积器或其他干燥部件来去除灰尘颗粒。干燥灰尘能够被捕获并被潜在利用，而非在流出气流中被排出。然而，易挥发混合物会在干燥气体清洁过程中凝结，这会阻塞设备如袋滤室过滤器。为了防止凝结，可采取措施在灰尘去除过程中维持足够高的温度。另外，由于废气在清洁过程中未被冷却到相同程度，下游设备尺寸要求可能高于与之相当的潮湿系统。清洁阶段的下游还可能要求专用气体冷却设备。

发明内容

以下概要旨在向读者介绍下文更详细的描述，而非定义或限制所要求保护的主题。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种在正表压(positive gauge pressure)下处理含有一氧化碳的废气的系统。该系统可包括：一个用于从处理容器中抽出废气气流的上气设备；至少一个用于接收和调节气流的气体调节体系，一个用于分离气流以形成至少一个再循环气流和一个出口气流的接头(junction)；一个用于排出出口气流的出口；以及一个用于接收气流与再循环气流并将气流与再循环气流合流以降低气流温度并升高气流静态压力的排放设备。

该排放设备可布置在至少一个气体调节体系的上游。该排放设备可包括用于接收气流的第一入口管、用于接收再循环气流的第二入口管、以及一个用于排出气流的出口管。该出口管可被大致垂直地定向，从而使气流以大致垂直向下的方向被排出。该系统可进一步包括一个位于出口管下方用于接收气流中夹带的灰尘颗粒的排泄箱。

该排放设备可包括一个喉管，再循环气流通过该喉管被排出。喉管的横截面积可以是可调整的以控制再循环气流的流速。可通过改变喉管内一个圆锥形部件的垂直位置来调整该横截面积。

该系统可进一步包括一个再循环风扇，用于接收来自接头的再循环气流并给该再循环气流加压。

可将该上气设备适配为冷却气流。该上气设备可包括一个水冷却管。该上气设备可包括一个环境冷却管。该水冷却管和环境冷却管可串联连接。该上气设备可被布置为使得上气设备出口位于高于上气设备入口的高度。

该至少一个气体调节体系可包括一个用于给气流加压的废气风扇、一个用于清洁气流的干燥灰尘收集器、以及一个用于冷却气流的冷却器。该废气风扇可接收来自排放设备的气流，该干燥灰尘收集器可接收来自废气风扇的气流，而该冷却器可接收来自干燥灰尘收集器的气流。该废气风扇可被布置为使废气风扇入口位于高于上气设备入口的高度。

该系统可包括两个或更多个气体调节体系。