[实用新型]用于合成气发酵的尾气处理装置

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及工业尾气处理领域，更特别地，涉及一种用于工业合成气发酵的尾气处理装置，其能够回收发酵尾气中包含的有价值物质，有效利用发酵尾气中的热值，并且减小发酵尾气对大气环境的污染。

背景技术

我国是能源消耗大国，每年开采、进口和使用大量的煤炭、石油和天然气等能源用于石油化工、煤化工、钢铁、电力等诸多工业领域。一方面，这些能源的使用产生了大量工业尾气，其对大气环境造成了严重的污染。另一方面，随着我国经济规模的不断增大，能源获取方面容易遇到瓶颈，而且煤炭、石油和天然气都属于不可再生资源，其储量是有限的。因此，我国正在进行经济结构的调整，而出于环境保护和经济方面的考虑，节能减排已成为经济结构调整中的重要考察指标。

工业尾气中含有大量的CO、CO₂和H₂等气体，其是工业合成气的主要成分，已经提出了各种气体发酵、生物合成技术来捕捉合成气成分CO、CO₂和H₂，将其转化成诸如有机酸、醇之类的高附加值产品，并且使其中蕴含的能量得到再次循环利用。从可持续发展和增加经济效益的角度来看，这不仅减少了工业尾气在环境中的排放，还能以较低的能耗获得更多有价值的产品，并且发酵过程中无危险、无污染产物，是传统工业合成气处理的一项优质替代技术。

但是，出于生物发酵工艺的特点以及经济性方面的考虑，合成气中的CO、H₂等可燃气体并不能被完全利用，发酵尾气中仍含有一定量的CO、H₂等可燃气体，其含量一般在10％至60％的范围，例如在30％左右，因此仍有较高的热值未被利用。而且，CO、H₂也会对空气造成污染，不宜直接排放到大气环境中。此外，发酵尾气中还可能含有合成有机物的蒸汽，如果直接排放到大气中，会造成有价值物质的浪费，并且污染大气环境。

因此，需要一种尾气处理装置，其能够对工业合成气发酵尾气进行处理，从而实现发酵尾气的综合利用和无害排放。

实用新型内容

本实用新型的一个方面在于提供一种用于合成气发酵的尾气处理装置，其能够回收发酵尾气中包含的有价值物质，有效利用发酵尾气中的热值，并且减小发酵尾气排放对大气环境的污染。

根据一示例性实施例，一种用于合成气发酵的尾气处理装置包括：冷凝器，用于接收并且冷凝发酵尾气；气液分离器，连接到所述冷凝器以用于分离冷凝后的发酵尾气和液体；预热器，用于对助燃气和来自所述气液分离器的发酵尾气进行预热；以及蒸汽锅炉，其具有燃烧器，预热后的助燃气和发酵尾气被提供给所述燃烧器并且在所述燃烧器中燃烧以加热所述蒸汽锅炉，燃烧所产生的烟气被提供到所述预热器以预热发酵尾气和助燃气，然后被排出。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：助燃气流量调节阀，设置在助燃气管路上以控制提供给所述燃烧器的助燃气的流量。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：气体分析仪，连接到所述发酵尾气管路以检测提供给所述燃烧器的发酵尾气中的可燃气体的浓度。

在一示例中，所述可燃气体包括CO和H₂，所述助燃气包括空气或富氧气。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：流量计，设置在所述气液分离器与所述燃烧器之间的发酵尾气管路上以检测提供给所述燃烧器的发酵尾气的流量；或者尾气流量调节阀，设置在所述气液分离器与所述燃烧器之间的发酵尾气管路上以调节提供给所述燃烧器的发酵尾气的流量。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：控制器，用于根据所述发酵尾气的流量和所述发酵尾气中的可燃气体的浓度来调节所述助燃气流量调节阀，以控制提供给所述燃烧器的助燃气的流量。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：可燃剂源，用于向所述燃烧器提供可燃剂。

在一示例中，所述可燃剂包括可燃气体、可燃液体和可燃粉尘中的一种或多种。

在一示例中，所述尾气处理装置还包括：可燃剂流量调节阀，设置在可燃剂管路上以控制提供给所述燃烧器的可燃剂的流量。

在一示例中，所述控制器根据所述发酵尾气的流量和所述发酵尾气中的可燃气体的浓度来调节所述助燃气流量调节阀和所述可燃剂流量调节阀以分别控制提供给所述燃烧器的助燃气和可燃剂的流量。

在一示例中，所述发酵尾气中包括有10％至60％体积比的可燃气体。

在一示例中，所述冷凝器是水冷式冷凝器、风冷式冷凝器、或蒸发式冷凝器。