專利名稱：一種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)過程中的煙氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草加工行業(yè)，具體涉及一種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)線上的煙氣處理裝置。
背景技術(shù)：
用干冰(CO2)膨脹煙絲是上世紀七十年代末期國際上發(fā)展起來的一項技術(shù)，到八十年代末和九十年代初，該項技術(shù)已在許多發(fā)達國家使用。目前，國內(nèi)煙草機械行業(yè)已擁有美國BOC模式和英國BAT模式兩種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)線的完整技術(shù)資料，并已順利完成該項技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化工作。上述生產(chǎn)線中干冰膨脹煙絲核心加熱及煙氣處理設(shè)備均是采用燃燒爐的工作方式，屬于管式加熱爐和焚燒爐二合一模式。其流程為煙草原料經(jīng)切片、回潮、儲存、切絲、定量稱重煙絲后(含20%水分)，周期性地送入浸潰器，經(jīng)浸潰器加工后的干冰煙絲通過松散器打散后，落入振動柜，通過振動柜振動將干冰煙絲經(jīng)計量帶和進料·空氣鎖均勻送入升華器。在升華器中干冰煙絲與350C°左右工藝氣體(蒸汽、二氧化碳、空氣)接觸時，浸入煙絲細胞中的固體二氧化碳使煙絲體積迅速膨脹，膨脹后煙絲通過切向分離器與工藝氣體分離，工藝氣體經(jīng)除塵后被工藝風機抽出，大部分送入燃燒爐加熱循環(huán)使用，少量的送入燃燒爐焚燒掉。被切向分離器分離出的膨脹煙絲通過出料空氣鎖進入冷卻振動輸送機，再經(jīng)過冷卻皮帶輸送機連續(xù)散熱降溫后，進入滾筒式葉絲回潮機回潮加水后，得到成品膨脹煙絲，其含水率為13%。適用于各模式的燃燒爐有三種型式，各個型式皆不相同，美國BOC模式和英國BAT模式的燃燒爐由爐頭、爐體、煙氣預熱器、工藝氣體加熱器等部分組成。而在線水膨脹煙絲線的燃燒爐由爐頭、爐體、工藝氣體加熱器等組成。但上述燃燒爐都存在換熱效率低的缺點，同時，采用燃燒爐后，爐膛內(nèi)工作溫度高，造成爐體內(nèi)保溫材料壽命短的現(xiàn)象，進而影響保溫效果，而且換熱排管易積灰，人工清灰困難，換熱排管組的維護量大，長時間使用后，換熱管組還會發(fā)生變形、扭曲、燒蝕現(xiàn)象；此外燃燒爐還存在占地面積大，煙氣排放溫度高，排放量大，熱能利用率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中干冰膨脹煙絲工藝采用的燃燒爐存在換熱效率低、使用壽命短耗費人工多等問題，本發(fā)明提供一種采用電加熱的干冰膨脹煙絲生產(chǎn)線的加熱裝置。具體方案如下一種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)過程中的煙氣處理裝置，包括提供煙絲加熱所需氣體的進氣管、加速氣體流動的進氣風機、氣體與混合干冰的煙絲發(fā)生反應的膨脹塔、為膨脹塔提供煙絲的振動給料機、其特征在于，還包括對氣體進行加熱的電加熱爐、對反應后煙氣進行處理的除塵處理裝置，其中進氣管、進氣風機、電加熱爐、膨脹塔、振動給料機、除塵處理裝置依次連接。為消除煙氣對大氣的污染所述除塵處理裝置包括依次連接的去除煙氣中雜質(zhì)的除塵器、去除煙氣中水蒸氣的超重機、進一步去除煙氣中水分的除霧器、對煙氣進行氧化降解反應的等離子除塵器和煙氣排放管。為加快煙氣處理速度所述除霧器和等離子除塵器之間設(shè)置有加快煙氣流動的煙氣風機。為分離出膨脹塔內(nèi)煙氣所述膨脹塔連接有分離煙絲和反應后高溫煙氣的切向分離器，所述切向分離器將分離出的煙氣通過高溫煙氣管輸送到旋風除塵器，旋風除塵器對煙氣進行初步除塵后再輸送到除塵處理裝置。為初步處理煙氣中的粉塵所述進氣風機與旋風除塵器連接并將初步除塵后的煙氣送到除塵處理裝置。為提高處理效率振動給料機產(chǎn)生的常溫煙氣通過切向分離器輸送到旋風除塵器中。本發(fā)明中對氣體加熱部分用風道式電加熱爐取代現(xiàn)有的燃燒爐，使用清潔能 源一電能取代燃油或燃氣等不可再生資源，響應國家千方百計降低不可再生資源消耗的要求，同時電加熱爐無燃燒材質(zhì)，減少了自身及混入水蒸汽中的灰塵，而且爐內(nèi)各處溫度恒定，不會出現(xiàn)過高現(xiàn)象，提高了電加熱爐內(nèi)材質(zhì)的使用壽命和熱效率，降低了熱量排放量，節(jié)能效果顯著；采用溫控系統(tǒng)控溫，提高工藝氣體溫度控制精度和響應速度。本發(fā)明中工藝煙氣處理部分將煙氣中各種有機物的濃度降低，排空煙氣達到國家環(huán)保標準，且煙氣感官上無味。該系統(tǒng)占地面積減小，運行簡化，操作簡單，維護方便，維護費用降低。


圖I本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標號說明1-膨脹塔、2-振動給料機、3-進氣風機、301-進氣管、4-電加熱爐、5-除塵器、6-超重機、7-除霧器、8-煙氣風機、9-等離機反應器、901-煙氣排氣管、10-切向分離器、11-旋風除塵器、12-高溫煙氣管。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方案做進一步的說明。如圖I所示，本發(fā)明的生產(chǎn)線包括提供煙絲加熱所需氣體的進氣管301、加速氣體流動的進氣風機3、對氣體進行加熱的電加熱爐4、氣體與混合干冰的煙絲發(fā)生反應的膨脹塔I、為膨脹塔提供煙絲的振動給料機2、對反應后煙氣進行處理的除塵處理裝置，其中進氣管301、進氣風機3、電加熱爐4、膨脹塔I、除塵處理裝置依次連接，振動給料機2與膨脹塔I連接，膨脹塔I連接有切向分離器10，切向分離器10通過高溫煙氣管12將膨脹塔I中煙草分離反應后產(chǎn)生的高溫煙氣和振動給料機2產(chǎn)生的常溫煙氣排到旋風除塵器11中，旋風除塵器11再與除塵處理裝置連接，為加快煙氣流動速度，進氣風機3通過管道與旋風除塵器11連接，以將初步除塵后的煙氣吹到除塵處理裝置。本方案在工作時；為煙絲膨脹提供的水蒸氣從進氣管301進入，經(jīng)進氣風機3的加速后送至電加熱爐4，電加熱爐4設(shè)置有溫度采集、控制和功率輸出調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)，電加熱器4對水蒸汽的加熱可以確保水蒸汽通過電加熱爐4時出口溫度可以達到設(shè)定值，電加熱爐4可在允許溫度范圍內(nèi)恒溫在一個任意給定的設(shè)定值，而且電加熱爐4無燃燒材質(zhì)，減少了自身及混入水蒸汽中的灰塵，此餐爐內(nèi)各處溫度恒定，不會出現(xiàn)局部過高現(xiàn)象，可提高了電加熱爐4內(nèi)材質(zhì)的使用壽命。加熱到指定溫度的水蒸汽被送入到膨脹塔I中，膨脹塔I接收由振動給料機2送入的煙絲，切向分離器10對煙絲進行分離后送入膨脹塔中，熱氣體在膨脹塔中I與混合了干冰的煙絲進行熱交換，然后經(jīng)切向分離器10將膨脹塔I分離出的高溫煙氣和振動給料機2產(chǎn)生的常溫煙氣，通過高溫煙氣管12送到旋風除塵器11中以將大部分煙塵分離出去，除塵后的部分微小塵粒隨高溫氣流由進氣風機引入到煙氣處理裝置。如圖I所示，本發(fā)明的除塵處理裝置包括依次連接的去除煙氣中雜質(zhì)的除塵器5、去除煙氣中水蒸氣的超重機6、進一步去除水分的除霧器7、對煙氣進行氧化降解反應的等離子除塵器9和煙氣排放管901，在除霧器7和等離子除塵器9之間設(shè)置有加快煙氣流動的煙氣風機8。除塵處理裝置中的各部分功能如下除塵器可以采用現(xiàn)有的重力除塵器、慣性除塵器、離心除塵器、水浴式除塵器、布袋除塵器、靜電除塵器或磁力除塵器等，以對煙氣中的粉塵作初步分離； 旋風除塵器一般是由進氣管、排氣管、圓筒體、圓錐體和灰斗組成，其結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、安裝和維護管理，設(shè)備投資和操作費用都較低，廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的5 2500倍，它適用于非黏性及非纖維性粉塵的去除，大多用來去除5 μ m以上的粒子，并聯(lián)的多管旋風除塵器裝置對3 μ m的粒子也具有80 85%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風除塵器，可在溫度高達1000°C，壓力達500X105Pa的條件下操作，它能夠減輕除塵處理裝置后段降溫過程中冷凝物質(zhì)的處理強度；超重機是能夠產(chǎn)生超重力場的機械設(shè)備，其中的超重力場由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，它是一種利用離心力強化傳遞和混合過程的技術(shù)，超重機產(chǎn)生的超重力場穩(wěn)定且可調(diào)，用離心力取代重力強化傳質(zhì)過程，使得體積傳質(zhì)系數(shù)可增大至普通填料塔的數(shù)十倍甚至上百倍，液體在超重力力場作用下，由于受到巨大剪切力的作用，表面被迅速更新，產(chǎn)生巨大的相間接觸面積，利用高度強化的傳質(zhì)過程和微觀混合過程在相對較小的空間內(nèi)將煙氣中含有的粉塵溶入水中，同時對煙氣降溫，煙氣中溶于水的有機物溶解于水中之后，再將處理過的煙氣排放到除霧器進行水分排除；除霧器主要由絲網(wǎng)、絲網(wǎng)格柵組成的絲網(wǎng)塊和固定絲網(wǎng)塊的支承裝置構(gòu)成，絲網(wǎng)為各種材質(zhì)的氣液過濾網(wǎng)，主要是由金屬絲或非金屬絲組成，非金屬絲由多股非金屬纖維捻制而成，亦可為單股非金屬絲，除霧器不但能濾除懸浮于氣流中的較大液沫，而且能濾除較小和微小液沫，當帶有霧沫的氣體以一定速度上升通過絲網(wǎng)時，由于霧沫上升的慣性作用，霧沫與絲網(wǎng)細絲相碰撞而被附著在絲網(wǎng)表面上，隨著絲網(wǎng)表面上霧沫的集中，霧沫最終形成較大的液滴沿著絲網(wǎng)流至兩根絲的交接點，由于絲網(wǎng)的可潤濕性、液體的表面張力及絲網(wǎng)的毛細管作用，使得液滴越來越大，直到聚集的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從絲網(wǎng)上分離下落。氣體通過除霧器后，基本上不含霧沫。因此經(jīng)過除霧器分離氣體中的霧沫后，能夠減少設(shè)備腐蝕，延長設(shè)備使用壽命，增加處理量及回收有價值的物料，并可保護環(huán)境，減少大氣污染；等離子體反應器的主要作用是對煙氣進行氧化處理，使煙氣中不溶于水的有機物和剩余沒完全溶于水的有機物生成二氧化碳和水，最終達到基本無味排放的目的。
如圖I所示，除塵處理裝置的具體工作步驟為來自振動給料機中振槽的常溫煙氣經(jīng)過常溫煙氣管與來自進氣風機引入的高溫煙氣在除塵器中進行除塵，除塵后的氣體經(jīng)過超重機中與中水混合，由于煙氣中含大量的水蒸氣，經(jīng)過超重機高效率的傳質(zhì)降溫后，水蒸氣大部分冷凝變成液態(tài)水，氣量減少7(Γ80%，煙氣中的焦油等可溶于水的有機物會隨中水排出，經(jīng)過超重機后的煙氣經(jīng)過除霧器脫水，這樣使溶于水的有機物大部分隨水排出，煙氣中的少量異味物質(zhì)隨煙氣由煙氣風機引入等離子反應器，經(jīng)氧化降解處理，最終生成二氧化碳和水后排空。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如 上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)過程中的煙氣處理裝置，包括提供煙絲加熱所需氣體的進氣管(301)、加速氣體流動的進氣風機(3 )、氣體與混合干冰的煙絲發(fā)生反應的膨脹塔(I)、為膨脹塔(I)提供煙絲的振動給料機(2)、其特征在于，還包括對氣體進行加熱的電加熱爐(4)、對反應后煙氣進行處理的除塵處理裝置，其中進氣管(301)、進氣風機(3)、電加熱爐(4)、膨脹塔(I)、振動給料機(2)、除塵處理裝置依次連接。
2.如權(quán)利要求I所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述除塵處理裝置包括依次連接的去除煙氣中雜質(zhì)的除塵器(5)、去除煙氣中水蒸氣的超重機(6)、進一步去除煙氣中水分的除霧器(7)、對煙氣進行氧化降解反應的等離子除塵器(9)和煙氣排放管(901)。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述除霧器(7)和等離子除塵器(9)之間設(shè)置有加快煙氣流動的煙氣風機(8)。
4.如權(quán)利要求I所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述膨脹塔(I)連接有分離煙絲和反應后高溫煙氣的切向分離器(10)，所述切向分離器(10)將分離出的煙氣通過高溫煙氣管(12)輸送到旋風除塵器(11)，旋風除塵器(11)對煙氣進行初步除塵后再輸送到除塵處理裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述進氣風機(3)與旋風除塵器(11)連接并將初步除塵后的煙氣送到除塵處理裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的煙氣處理裝置，其特征在于，振動給料機(2)產(chǎn)生的常溫煙氣通過切向分離器(10)輸送到旋風除塵器(11)中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種干冰膨脹煙絲生產(chǎn)過程中的煙氣處理裝置，包括提供煙絲加熱所需氣體的進氣管、加速氣體流動的進氣風機、氣體與混合干冰的煙絲發(fā)生反應的膨脹塔、為膨脹塔提供煙絲的振動給料機、還包括對氣體進行加熱的電加熱爐、對反應后煙氣進行處理的除塵處理裝置，其中進氣管、進氣風機、電加熱爐、膨脹塔、振動給料機、除塵處理裝置依次連接。本發(fā)明用電加熱爐取代現(xiàn)有的燃燒爐，減少了自身及混入水蒸汽中的灰塵，而且爐內(nèi)各處溫度恒定，不會出現(xiàn)過高現(xiàn)象，提高了電加熱爐內(nèi)材質(zhì)的使用壽命和熱效率，降低了熱量排放量，本發(fā)明中工藝煙氣處理部分將煙氣中各種有機物的濃度降低，排空煙氣達到國家環(huán)保標準。
文檔編號B01D53/76GK102895833SQ20121036451
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者凌衛(wèi)民, 劉國平, 戴志淵, 郭世洋, 李建梅, 韓金民, 王偉琦, 方維嵐, 張偉, 夏雙杰, 宋粟馀 申請人:北京達特煙草成套設(shè)備技術(shù)開發(fā)有限責任公司, 上海煙草集團有限責任公司