一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，适用于大风量、低浓度的VOCs废气治理，其采用吸附作为VOCs废气排放控制手段，吸附解吸气去催化燃烧装置处理，催化燃烧的热尾气用作吸附热解吸气。装置主体包括吸附单元和催化燃烧单元，吸附单元设置两级吸附，催化燃烧单元设置催化燃烧器和相应换热设备、电加热设备、补氧系统和补冷系统。该成套装备能够适应大风量、低浓度的含VOCs废气治理，具有适应性广、排放指标控制严格等特点。

A device for VOCs waste gas treatment by coupling adsorption concentration and catalytic combustion

The utility model discloses a device for treating VOCs waste gas by coupling adsorption concentration and catalytic combustion, which is suitable for the treatment of VOCs waste gas with large air volume and low concentration. The device uses adsorption as the control means of VOCs waste gas emission, adsorption desorption and decatalysis combustion device for treatment, and the hot tail gas of catalytic combustion is used as adsorption pyrolysis and absorption. The main body of the device includes an adsorption unit and a catalytic combustion unit, wherein the adsorption unit is provided with two-stage adsorption, and the catalytic combustion unit is provided with a catalytic burner and corresponding heat exchange equipment, an electric heating equipment, an oxygen supplement system and a cooling supplement system. The complete set of equipment can adapt to the treatment of VOCs containing waste gas with large air volume and low concentration, and has the characteristics of wide adaptability and strict emission index control.

【技术实现步骤摘要】
一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置
本技术属于VOCs废气治理
，特别涉及一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置。
技术介绍
VOCs废气的治理方法有吸收法、冷凝法、膜分离法、吸附法和燃烧法。对于大风量、低浓度的VOCs废气治理，冷凝法由于要将气体温度降低，会需要极大的制冷量，造成设备耗能增加，且由于废气中可凝组分浓度低，不易直接液化。吸收法同样存在设备尺寸过大，净化效率低的问题。吸附法可以适应低浓度VOCs废气的治理要求，但是普通的吸附剂，如颗粒状活性炭，其设备的气流空塔速度一般只取0.1～0.3m/s，解吸采用常规真空解吸，对于大风量的废气处理一方面需要极大的吸附器体积，一方面真空泵的抽气量也将随之增加，设备投资大大提高。蜂窝状活性炭是由优质活性炭先进行粉碎，加入粘合剂及添加剂，经充分捏合后挤压成一种具有蜂窝状的规整块体，再进行固化、活化制成。蜂窝状活性炭除具有与普通活性炭相近的吸附性能和较大的几何外表面积外，最大的特点是沿开孔方向气流阻力极小，在较高的气流流速(＞0.5m/s)下，其阻力仅为同比颗粒炭(4～6目)的1/10左右。蜂窝状活性炭为吸附剂时，设备的气流空塔速度可以在较大范围内选取，最大可取到2m/s，因此蜂窝状活性炭很适合应用在大风量条件下对有机废气进行净化。燃烧法分热力燃烧和催化燃烧，热力燃烧适用于大风量、高浓度的VOCs废气治理场合，但为了达到较高的起燃温度，需要额外补充燃料。催化燃烧只需要较低的起燃温度，但大风量的场合需要的催化剂量也相应增大，且废气中可燃组分较低，不能维持自持燃烧时，有时需要外加热源。但是燃烧后的热尾气可用于蜂窝活性炭的脱附再生，以达到废热利用、节能的目的。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提出一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，本技术采用两步耦合的处理方式来处理组分复杂的VOCs废气，尤其适合于处理大风量、低浓度的VOCs废气，能缩短处理时间，简化工艺流程，且处理效率高。为了实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，包括包括预处理单元、一级吸附单元、二级吸附单元、换热和加热单元、催化燃烧单元、补氧补冷单元、管道管件和控制单元；所述预处理单元包括依次通过管道连接的废气流量计、干燥器和第一阻火器；所述一级吸附单元包括至少2个并联的一级吸附箱，所述一级吸附箱与第一阻火器之间设有一级吸附箱入口阀；所述二级吸附单元包括至少1个二级吸附箱，所述二级吸附箱内装有蜂窝状活性炭；所述一级吸附箱与二级吸附箱通过管道连接，管道上设有一级吸附箱出口阀和二级吸附箱入口阀；所述二级吸附箱通过管道依次与主排风机、第二阻火器、排气筒连通，且二级吸附箱与主排风机之间设有二级吸附箱出口阀；上述二级吸附单元的设置是用于对一级吸附后的尾气进行深度吸附，实现达标排放；所述换热和加热单元包括通过管道连接的换热器和电加热器，且管道上设有第三温度变送器；所述换热器与一级吸附箱通过管道连接，且管道上依次设有一级吸附箱解析气出口阀、VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计；所述催化燃烧单元包括催化燃烧器；所述催化燃烧器的上端口与电加热器通过管道连接，且管道上靠近电加热器处依次设有第四温度变送器和第四阻火器；所述催化燃烧器与换热器通过管道连接，且管道上靠近换热器处依次设有解吸风机和第三阻火器；所述补氧补冷单元包括补氧风机和补冷风机，所述补氧风机安装于解吸气出口流量计与换热器之间，且补氧风机和换热器的管道上设有补氧流量计；所述补冷风机通过管道与换热器连接，且管道上靠近换热器处依次设有第一温度变送器、尾气流量计、第二温度变送器和冷风流量计；所述尾气流量计和冷风流量计之间的管道上设有两路分支管道，一支管道依次与尾气排放流量计、尾气排放阀和第二阻火器连通；另一支管道通过一级吸附箱解吸气入口阀进入一级吸附箱内，再由一级吸附箱解吸器出口阀排出，再依次经过换热器、电加热器、催化燃烧器，形成解吸气的闭路循环；所述废气流量计与第二阻火器通过管道连通，且管道上设有第一紧急排放阀；所述一级吸附箱出口阀与主排风机通过管道连通，且管道上设有第二紧急排放阀；所述控制单元接受VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计的信号，控制补氧风机的开启；所述控制单元接受第三温度变送器的信号，从而控制电加热器的启动，通过接受第四温度变送器的信号，控制电加热器的加热功率；所述控制单元接收第一温度变送器控制补冷风机的启动，再通过冷风流量计和第二温度变送器的信号；所述控制单元控制一级吸附箱入口阀、一级吸附箱出口阀、二级吸附箱入口阀、二级吸附箱出口阀、紧急排放阀、二级吸附箱紧急排放阀、尾气排放阀的开关和闭合。作为改进的是，所述预处理单元与一级吸附单元之间设有干燥器。当废气中水蒸气含量过高时，干燥器可去除废气中的水蒸气，减少影响。作为改进的是，所述一级吸附箱内装有蜂窝状活性炭。可用于对大风量的废气进行吸附处理，吸附绝大部分的有机组分。作为改进的是，所述控制系统为PLC或DCS。作为改进的是，所述换热器为管壳式换热、板式换热器或管翅式换热器。有益效果：本技术中设置了预处理单元、一级吸附单元、二级吸附单元、换热和加热单元、催化燃烧单元、补氧补冷单元，管道管件和控制单元，其中，预处理单元用于去除废气中的机械性杂质和水蒸气，保障后续吸附单元的长周期稳定运行。吸附单元用于吸附废气中的有机组分并保证排放气指标达到排放标准。换热和加热单元用于加热解吸气至催化起燃温度。催燃烧单元用于将解吸气中的有机组分氧化分解成CO2和H2O，其一部分随排放气排入大气，一部分作为热解吸气去吸附箱解吸被吸附的有机组分。补氧和补冷单元用于在特殊情况下，保证催化燃烧系统和吸附解吸系统的正常操作。综合上述，本技术利用吸附系统进行废气中有机组分的富集和排放控制，富集的有机组分随解吸气进入催化燃烧系统处理，催化燃烧的高温尾气再做为解吸气去脱附吸附装置内的有机组分，形成完整回路。既处理了废气，又使得整个工艺，能耗更低，效率更高。附图说明图1为本技术实施例1中一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置的结构示意图，其中，1-废气流量计、2-过滤器、3-第一阻火器、4-一级吸附箱A、5-一级吸附箱B、6-一级吸附箱C、7-一级吸附箱D、8-二级吸附箱、A、10-一级吸附箱入口阀B、11-一级吸附箱入口阀C、12-一级吸附箱入口阀D、13-二级吸附箱入口阀、14-一级吸附箱出口阀A、15-一级吸附箱出口阀B、16-一级吸附箱出口阀C、17-一级吸附箱出口阀D、18-二级吸附箱出口阀、19-主排风机、20-第二阻火器、21-排气筒、22-紧急排放阀、23-一级吸附箱解吸气出口阀A、24-一级吸附箱解吸气出口阀B、25-一级吸附箱解吸气出口阀C、26-一级吸附箱解吸气出口阀D、27-二级吸附箱紧急排放阀、28-二级吸附箱解吸气出口阀、29-VOC浓度检测仪、30-氧气浓度检测仪、31-解吸气出口流量计、32-换热器、33-第三温度变送器、34-电加热器、35-第四温度变送器、36-第四阻火器、37-催化燃烧器、38-第三阻火器、39-解吸风机、40-补氧风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，其特征在于，包括预处理单元、一级吸附单元、二级吸附单元、换热和加热单元、催化燃烧单元、补氧补冷单元、管道管件和控制单元；所述预处理单元包括依次通过管道连接的废气流量计、干燥器和第一阻火器；所述一级吸附单元包括至少2个并联的一级吸附箱，所述一级吸附箱与第一阻火器之间设有一级吸附箱入口阀；所述二级吸附单元包括至少1个二级吸附箱，所述二级吸附箱内装有蜂窝状活性炭；所述一级吸附箱与二级吸附箱通过管道连接，管道靠近一级吸附箱处依次设有一级吸附箱出口阀和二级吸附箱入口阀；所述二级吸附箱通过管道依次与主排风机、第二阻火器、排气筒连通，且二级吸附箱与主排风机之间设有二级吸附箱出口阀；所述换热和加热单元包括通过管道连接的换热器和电加热器，且管道上设有第三温度变送器；所述换热器与一级吸附箱通过管道连接，且管道上靠近一级吸附箱处依次设有一级吸附箱解析气出口阀、VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计；所述催化燃烧单元包括催化燃烧器；所述催化燃烧器的上端口与电加热器通过管道连接，且管道上靠近电加热器处依次设有第四温度变送器和第四阻火器；所述催化燃烧器与换热器通过管道连接，且管道上靠近换热器处依次设有解吸风机和第三阻火器；所述补氧补冷单元包括补氧风机和补冷风机，所述补氧风机安装于解吸气出口流量计与换热器之间，且补氧风机和换热器的管道上设有补氧流量计；所述补冷风机通过管道与换热器连接，且管道上靠近换热器处依次设有第一温度变送器、尾气流量计、第二温度变送器和冷风流量计；所述尾气流量计和冷风流量计之间的管道上设有两路分支管道，一支管道依次与尾气排放流量计、尾气排放阀和第二阻火器连通；另一支管道通过一级吸附箱解吸气入口阀进入一级吸附箱内，再由一级吸附箱解吸器出口阀排出，再依次经过换热器、电加热器、催化燃烧器，形成解吸气的闭路循环；所述废气流量计与第二阻火器通过管道连通，且管道上设有第一紧急排放阀；所述一级吸附箱出口阀与主排风机通过管道连通，且管道上设有第二紧急排放阀；所述控制单元接受VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计的信号，控制补氧风机的开启；所述控制单元接受第三温度变送器的信号，从而控制电加热器的启动，通过接受第四温度变送器的信号，控制电加热器的加热功率；所述控制单元接收第一温度变送器控制补冷风机的启动，再通过冷风流量计和第二温度变送器的信号；所述控制单元控制一级吸附箱入口阀、一级吸附箱出口阀、二级吸附箱入口阀、二级吸附箱出口阀、紧急排放阀、二级吸附箱紧急排放阀、尾气排放阀的开关和闭合。...

【技术特征摘要】
1.一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，其特征在于，包括预处理单元、一级吸附单元、二级吸附单元、换热和加热单元、催化燃烧单元、补氧补冷单元、管道管件和控制单元；所述预处理单元包括依次通过管道连接的废气流量计、干燥器和第一阻火器；所述一级吸附单元包括至少2个并联的一级吸附箱，所述一级吸附箱与第一阻火器之间设有一级吸附箱入口阀；所述二级吸附单元包括至少1个二级吸附箱，所述二级吸附箱内装有蜂窝状活性炭；所述一级吸附箱与二级吸附箱通过管道连接，管道靠近一级吸附箱处依次设有一级吸附箱出口阀和二级吸附箱入口阀；所述二级吸附箱通过管道依次与主排风机、第二阻火器、排气筒连通，且二级吸附箱与主排风机之间设有二级吸附箱出口阀；所述换热和加热单元包括通过管道连接的换热器和电加热器，且管道上设有第三温度变送器；所述换热器与一级吸附箱通过管道连接，且管道上靠近一级吸附箱处依次设有一级吸附箱解析气出口阀、VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计；所述催化燃烧单元包括催化燃烧器；所述催化燃烧器的上端口与电加热器通过管道连接，且管道上靠近电加热器处依次设有第四温度变送器和第四阻火器；所述催化燃烧器与换热器通过管道连接，且管道上靠近换热器处依次设有解吸风机和第三阻火器；所述补氧补冷单元包括补氧风机和补冷风机，所述补氧风机安装于解吸气出口流量计与换热器之间，且补氧风机和换热器的管道上设有补氧流量计；所述补冷风机通过管道与换热器连接，且管道上靠近换热器处依次设有第一温度变送器、尾气流量计、第二温度变送器和冷风流量计；所述尾气流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祖虎，
申请(专利权)人：江苏金门能源装备有限公司，刘祖虎，
类型：新型
国别省市：江苏,32