一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置及方法，包括罐体和设于罐体一侧的油液分离组件，罐体内由上至下依次设有相互连通的余热回收腔、干燥腔和VOCs吸附腔，余热回收腔的顶部连通有进气机构，VOCs吸附腔的底部连通有排气机构，余热回收腔的侧壁底部与油液分离组件连接，余热回收腔内设有用于对尾气进行热交换的换热器，干燥腔内设有用于对尾气进行干燥的干燥组件，VOCs吸附腔内设有用于对尾气中VOCs进行吸附的VOCs吸附组件。该装置结构简单、设备占地面积小、对尾气的利用率高、余热回收量大、产三废极少且处理难度小，处理后的尾气可直接排放，方法简单、低成本、高回收率、产生的三废极少。

A device and method for recovery of waste heat and VOCs from tail gas of wood drying and carbonization

【技术实现步骤摘要】
一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置及方法
本专利技术属于木材
，具体涉及一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置及方法。
技术介绍
木材作为一种可再生的生物质材料，因其具有良好的环境与美学特性备受消费者青睐，在制作木制品前对其进行干燥或碳化处理可以显著提高木材尺寸稳定性，延长木材使用寿命。但木材在高温高湿条件下，会释放萜烯类、醛类及酸醇类有机挥发物(VOCs)，VOCs中有害成分如甲醛、乙醛、甲醇等会刺激人体呼吸系统及扰乱植物光合作用，从而影响人体健康和生态环境。如半纤维素在高湿热环境下发生降解反应，生成甲酸、乙酸和丙酸，而葡萄糖醛脱甲基化作用形成甲醇等。龙玲等人研究结果表明杉木(Cunninghamialanceolat)、杨木(Populuscanadensis)、马尾松(Pinusmassoniana)和尾叶桉(Eucalyptusurophylla)等4种木材生材状态下常温均可释放多种醛和萜烯挥发物，其中乙醛的释放量最高；杉木高温干燥释放挥发物总量为91.7g/m3，120℃高温干燥杉木和尾叶桉释放的甲醛比常规干燥高出3倍，甲醛高温干燥时随含水率降低释放速率增大；白冷杉(Abiesspp.)锯材干燥温度82.2℃升至115.6℃时，甲醛浓度增加470％。可见干燥尾气VOCs污染是一个较为严重的问题。此外，高温干燥或碳化处理尾气温度较高，大量余热被浪费。在干燥尾气VOCs处理方面，国外研究普遍采用先将尾气冷却20-60℃，后采用水溶液洗涤废气，再净化洗涤液完成VOCs及粉尘脱出。国内关于木材高温干燥及碳化处理尾气处理文献较少，而企业高温碳化处理木材时，普遍将窑内尾气通入冷水中过滤，造成废水及高温尾气余热的浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单、低成本、高回收率、产生的三废极少的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热和VOCs的装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，包括罐体和设于罐体一侧的油液分离组件，所述罐体内由上至下依次设有相互连通的余热回收腔、干燥腔和VOCs吸附腔，所述余热回收腔的顶部连通有进气机构，所述VOCs吸附腔的底部连通有排气机构，所述余热回收腔的侧壁底部与油液分离组件连接，所述余热回收腔内设有用于对尾气进行热交换的换热器，所述干燥腔内设有用于对尾气进行干燥的干燥组件，所述VOCs吸附腔内设有用于对尾气中VOCs进行吸附的VOCs吸附组件。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，所述VOCs吸附组件包括多层环状导流板，多层环状导流板由内至外同轴设置，相邻的环状导流板之间间隔设置，各所述环状导流板由多块弧形导流板围合形成，相邻的弧形导流板之间具有气流间隔，各所述弧形导流板内具有容纳腔，所述容纳腔用于盛放VOCs吸附剂，所述容纳腔的腔壁上分布有多个供尾气进出的吸附孔。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，所述换热器为蛇形翅片式换热器；所述罐体外设有进水机构和出水机构，所述换热器的一端与进水机构连接，另一端与出水机构连接。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，所述干燥组件包括多孔结构的干燥仓，所述干燥仓内设有干燥剂。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，所述油液分离组件包括油液分离仓，所述油液分离仓下方设有废水罐和油脂罐，所述废水罐和油脂罐各通过一开关阀与油液分离仓的底部连接，所述油液分离仓的顶部与余热回收腔通过截止阀连接，所述油液分离仓的侧壁上设有透明的观察窗，所述余热回收腔的底部设有向上伸出的导流管，所述余热回收腔与干燥腔)通过导流管连通。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，所述干燥腔上设有第一罐门，所述VOCs吸附腔的腔壁上设有第二罐门。上述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，优选地，还包括用于对所述换热器进行清洗的自清洁组件；所述自清洁组件包括设于所述余热回收腔顶部的高压喷头，所述高压喷头通过入水阀门、加压泵与外部的水源连接。作为一个总的专利技术构思，还提供一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的方法，包括如下步骤：S1、将干燥或碳化处理产生的尾气引入余热回收腔内，与换热器进行热交换，尾气经热交换后分为气体和冷凝液体；在进行热交换时，冷却水进入换热器中并在其中循环，经换热后的冷却水进入余热回收处理；S2、所述气体进入干燥腔，经干燥组件干燥后进入VOCs吸附腔内，经VOCs吸附组件吸附气体中的VOCs成分后，经排气机构排出；S3、所述冷凝液体进入油液分离组件，并在其中进行油水分层，待分层完成后进行油水分离并分别回收利用。上述的木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的方法，优选地，步骤S1中，在进行余热回收时，换热器内的冷却水循环速度不小于0.9m/s。上述的木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的方法，优选地，还包括对换热器进行清洗的步骤，具体包括：待干燥或碳化处理完成后，将干燥组件和VOCs吸附组件取出后，将自来水引入自清洁组件，在加压泵的作用下，自来水经加压成为高压清洁水，流经入水阀门后从余热回收腔顶部的高压喷头喷出，对换热器上的油脂冲洗干净。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、木材干燥及碳化处理尾气含有超标的VOCs已得到行业内共识，但目前为止木材干燥或碳化处理尾气处理没有得到重视，暂未有针对木材干燥尾气VOCs处理的专有设备。本专利技术的回收装置结构简单，能实现对干燥或碳化处理尾气中热量和VOCs中有用成分的分开回收，对尾气的利用率高，产生的三废极少且处理难度小，且VOCs与余热一体化处理，设备占地面积小，VOCs吸附率高，余热回收量大，处理后的尾气可直接排放。克服了现有技术中目前将尾气通入冷却水内过滤，部分VOCs溶于冷却水内造成二次污染的缺点，以及在余热回收方面将干燥尾气除湿后再重新导入干燥窑，虽然可以节省部分热量，但尾气含有粉尘会污染被干物料等缺陷。2、本专利技术的回收装置通过采用特殊的VOCs吸附组件结构，对尾气中残余的少量VOCs成分进行多层级吸附，具有很好的吸附作用，确保了尾气的洁净度和环保度；本专利技术的回收装置仅需要引入引风机和电机这两个耗电组件即可实现对尾气中余热和VOCs有用成分的回收，能耗和成本低。3、本专利技术的回收装置通过采用特殊的油液分离组件结构，不仅结构简单易于实现，而且能够简单、良好且低成本地实现油水分离，有效回收了尾气中的各有用成分，产生的废液极少，处理难度小；本专利技术中在干燥腔和VOCs吸附腔腔壁设置可开设的罐门，便于对干燥组件以及VOCs吸附组件等的更换和对换热器的清洗，有利于提高设备的使用寿命，降低设备维护成本；并通过采用自清洁组件结构，能够实现对设备的自清洁，提高余热回收效率。4、本专利技术的尾气处理方法快速便捷，是目前对木材干燥和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，包括罐体(1)和设于罐体(1)一侧的油液分离组件(2)，所述罐体(1)内由上至下依次设有相互连通的余热回收腔(11)、干燥腔(12)和VOCs吸附腔(13)，所述余热回收腔(11)的顶部连通有进气机构(3)，所述VOCs吸附腔(13)的底部连通有排气机构(4)，所述余热回收腔(11)的侧壁底部与油液分离组件(2)连接，所述余热回收腔(11)内设有用于对尾气进行热交换的换热器(51)，所述干燥腔(12)内设有用于对尾气进行干燥的干燥组件(6)，所述VOCs吸附腔(13)内设有用于对尾气中VOCs进行吸附的VOCs吸附组件(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，包括罐体(1)和设于罐体(1)一侧的油液分离组件(2)，所述罐体(1)内由上至下依次设有相互连通的余热回收腔(11)、干燥腔(12)和VOCs吸附腔(13)，所述余热回收腔(11)的顶部连通有进气机构(3)，所述VOCs吸附腔(13)的底部连通有排气机构(4)，所述余热回收腔(11)的侧壁底部与油液分离组件(2)连接，所述余热回收腔(11)内设有用于对尾气进行热交换的换热器(51)，所述干燥腔(12)内设有用于对尾气进行干燥的干燥组件(6)，所述VOCs吸附腔(13)内设有用于对尾气中VOCs进行吸附的VOCs吸附组件(7)。


2.根据权利要求1所述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，所述VOCs吸附组件(7)包括多层环状导流板(71)，多层环状导流板(71)由内至外同轴设置，相邻的环状导流板(71)之间间隔设置，各所述环状导流板(71)由多块弧形导流板(711)围合形成，相邻的弧形导流板(711)之间具有气流间隔(712)，各所述弧形导流板(711)内具有容纳腔，所述容纳腔用于盛放VOCs吸附剂(72)，所述容纳腔的腔壁上分布有多个供尾气进出的吸附孔(713)。


3.根据权利要求1所述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，所述换热器(51)为蛇形翅片式换热器；所述罐体(1)外设有进水机构(52)和出水机构(53)，所述换热器(51)的一端与进水机构(52)连接，另一端与出水机构(53)连接。


4.根据权利要求1所述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，所述干燥组件(6)包括多孔结构的干燥仓(61)，所述干燥仓(61)内设有干燥剂(62)。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的回收木材干燥、碳化处理尾气中余热及VOCs的装置，其特征在于，所述油液分离组件(2)包括油液分离仓(21)，所述油液分离仓(21)下方设有废水罐(22)和油脂罐(23)，所述废水罐(22)和油脂罐(23)各通过一开关阀(24)与油液分离仓(21)的底部连接，所述油液分离仓(21)的顶部与余热回收腔(11)通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓峰，吴义强，李贤军，江京辉，徐康，李霞镇，杨喜，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43