一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，包括RTO反应器，所述RTO反应器包括连通的一燃烧室及若干蓄热室，所述燃烧室位于蓄热室上部；任一蓄热室均包括上段蓄热体、下段蓄热体及中间的SCR催化剂床层；且任一蓄热室的底部均设有一进气阀、一排气阀、一吹扫阀；所述进气阀的输入端连接缓冲罐，所述缓冲罐上连接VOCs废气管道及氨气管道；所述吹扫阀的输入端连接吹扫气送气管道；所述燃烧室的顶部还设置燃烧器，所述燃烧器的输入端连接燃料气管道。该装置将RTO反应器内的高温环境充分利用在SNCR‑SCR反应中，实现VOCs和NOx超洁净排放，达到降低能耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置
本技术属于废气处理
，涉及一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置。
技术介绍
挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds，以下简称VOCs)是一系列易挥发的且易燃有毒的有机化合物的总称，包括烷烃、烯烃、芳香烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃等，VOCs是油品、化工物料在储存装卸过程高蒸汽压物料挥发释放至空气中的有机物总称，VOCs不仅造成资源的极大浪费而且造成严重大气污染。对于大风量、浓度低、无回收价值的低浓度VOCs废气，通常采用高热回收效率的蓄热式焚烧(RTO)的方式对VOCs介质进行销毁处理，最终达标排放，以减少销毁过程中的能耗。然而，常规的RTO技术也存在明显的短板，导致尾气中氮氧化物(NOx)的浓度超标。主要原因有以下两种：1、由于其燃烧温度通常超过750℃，也就意味着其燃烧器的局部温度更高，即时采用低氮燃烧器也无法完全避免火焰温度的局部过热(＞1200℃)。此温度条件下，空气中的氮气被氧化成少量热力型NOx；2、由于VOCs废气成分复杂多样，当组分中包含了含氮有机物时，在RTO中燃烧处理会形成燃料型NOx。以上两种原因中，燃料型NOx是否生成与废气组分有关，而热力型NOx的生成则在RTO技术中具有普遍性。因此，如何解决RTO装置尾气中NOx浓度超标的问题越来越受到行业内的重视。将NOx去除的主要方法是通过引入摩尔数略少于NOx的氨气(NH3)，在高温或催化剂辅助的条件下与NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水。其反应式如下：利用高温实现上述反应的方法称为选择性非催化还原(SNCR)，其反应温度在800℃以上；利用催化剂实现上述反应的方法称为选择性催化还原(SCR)其反应温度在200～400℃。目前主流的方法是将RTO技术与SCR串联使用。中国专利文献CN201811183809.7、CN201811241882.5都公开了在RTO装置出口衔接一套SCR装置的处理方式。由于SCR反应需要在一定温度条件下(200～400℃)才能进行，而RTO装置出口废气在经过热量回收后温度不高于100℃，因此需要额外的热量对废气进行二次加热后再进入SCR反应器，导致此种两段式工艺在运行能耗上比单套RTO装置有明显增加，不符合现阶段节能环保的工艺需求。综上，针对现有VOCs处理中去除NOx的技术缺陷，本领域技术人员急需开发一种能同时有效的净化VOCs并去除NOx，且节能环保、降低成本、运行平稳可靠的集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术提供了一种能同时有效的净化VOCs并去除NOx，且节能环保、降低成本、运行平稳可靠的集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置。为实现上述目的提供一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，本技术采用了以下的技术方案：一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，包括RTO反应器，所述RTO反应器包括连通的一燃烧室及若干蓄热室，所述燃烧室位于蓄热室上部；任一蓄热室均包括上段蓄热体、下段蓄热体及中间的SCR催化剂床层；且任一蓄热室的底部均设有一进气阀、一排气阀、一吹扫阀；所述进气阀的输入端连接缓冲罐，所述缓冲罐上连接VOCs废气管道及氨气管道；所述吹扫阀的输入端连接吹扫气送气管道；所述燃烧室的顶部还设置燃烧器，所述燃烧器的输入端连接燃料气管道。优选的，所述排气阀通过排气管道连接至引风机，用于将排放气引出外界。进一步的，所述排气管道上还设置NOx浓度传感器，用于连续监测排放气中的NOx含量。优选的，该装置还包括控制系统，所述NOx浓度传感器、氨气管道上的氨气流量控制阀与所述控制系统电连接。进一步的，任一蓄热室中，所述进气阀、排气阀、吹扫阀均设为与控制系统电连接的自控阀门，若干蓄热室通过控制系统控制进气阀、排气阀、吹扫阀的顺序切换使蓄热室交替进入蓄热、放热、吹扫阶段。优选的，所述RTO反应器内设置3个蓄热室。进一步的，当第二蓄热室处于蓄热工况对应第二排气阀打开时，第一进气阀打开，第一蓄热室处于放热工况，第三吹扫阀打开、第三蓄热室处于吹扫工况；当第三蓄热室处于蓄热工况对应第三排气阀打开时，第二进气阀打开、第二蓄热室处于放热工况，第一吹扫阀打开、第一蓄热室处于吹扫工况；当第一蓄热室处于蓄热工况对应第一排气阀打开时，第三进气阀打开、第三蓄热室处于放热工况，第二吹扫阀打开、第二蓄热室处于吹扫工况。优选的，所述燃烧室内的温度控制为650～800℃。优选的，所述SCR催化剂床层的温度为200～400℃。优选的，所述VOCs废气经过催化剂床层的空速为5000～10000h-1，气体流速为0.2～0.5m/s。优选的，所述的上段蓄热体、下段蓄热体均设为陶瓷蓄热体。利用本技术上述装置可以进行集VOCs净化和脱硝于一体的处理工艺，包括如下步骤：S1、放热阶段：VOCs废气、氨气均通入缓冲罐，在罐内充分混合后，通过进气阀进入任一蓄热室内，蓄热内的上段蓄热体及下段蓄热体逐级将废气加热；此时该蓄热室处于放热工况；S2、VOCs氧化反应及SNCR反应阶段：废气经蓄热体加热后进入燃烧室，控制燃烧室内温度为650～800℃，使混合气中的VOCs废气被充分氧化成CO2和H2O，同时产生了少量的NOx；此时，混合气中的氨气在燃烧室的该温度条件下与新生成的NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水，NOx的脱除率达到25％；S3、蓄热及SCR反应阶段：混合气中的VOCs被完全氧化后，经另一蓄热室的排气阀排出；在排出过程中，高温状态下的废气经过蓄热体逐级回收热量，在蓄热室底部排出时其温度≯100℃；此时该蓄热室处于蓄热工况；其中，当完成VOCs净化的高温废气经过两段蓄热体之间布置的SCR催化剂床层时，NH3与NOx在催化剂的辅助下继续脱硝反应，此时NOx总的去除率超过85％，废气中剩余的NOx浓度＜20mg/Nm3；S4、残留气体吹扫阶段：在S1～S3中，当完成了一次废气换向后，在切换前处于放热阶段的蓄热室进入残留气体吹扫阶段，此时通过处于非放热、也非蓄热阶段的蓄热室的吹扫阀引入吹扫空气将所述处于放热阶段的蓄热室底部未反应的废气吹扫入燃烧室内；S5、按顺序切换各蓄热室的进气阀、排气阀、吹扫阀，控制各蓄热室依次进入放热、蓄热、吹扫工况，循环往复，重复上述步骤。优选的，步骤S1中，当温度低于下限值650℃时，开启燃烧器，通过燃料气的燃烧放热提升燃烧室温度至上限值800℃后停止工作。优选的，所述蓄热室设为3个；当第二蓄热室处于蓄热工况对应第二排气阀打开时，第一进气阀打开、第一蓄热室处于放热工况，第三吹扫阀打开、第三蓄热室处于吹扫工况将蓄热室底部未来得及反应的废气吹入燃烧室内；当第三蓄热室处于蓄热工况对应第三排气阀打开时，第二进气阀打开、第二蓄热室处于放热工况，第一吹扫阀打开、第一蓄热室处于吹扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，其特征在于：/n包括RTO反应器，所述RTO反应器包括连通的一燃烧室及若干蓄热室，所述燃烧室位于蓄热室上部；任一蓄热室均包括上段蓄热体、下段蓄热体及中间的SCR催化剂床层；且任一蓄热室的底部均设有一进气阀、一排气阀、一吹扫阀；所述进气阀的输入端连接缓冲罐，所述缓冲罐上连接VOCs废气管道及氨气管道；所述吹扫阀的输入端连接吹扫气送气管道；所述燃烧室的顶部还设置燃烧器，所述燃烧器的输入端连接燃料气管道。/n

【技术特征摘要】
1.一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，其特征在于：
包括RTO反应器，所述RTO反应器包括连通的一燃烧室及若干蓄热室，所述燃烧室位于蓄热室上部；任一蓄热室均包括上段蓄热体、下段蓄热体及中间的SCR催化剂床层；且任一蓄热室的底部均设有一进气阀、一排气阀、一吹扫阀；所述进气阀的输入端连接缓冲罐，所述缓冲罐上连接VOCs废气管道及氨气管道；所述吹扫阀的输入端连接吹扫气送气管道；所述燃烧室的顶部还设置燃烧器，所述燃烧器的输入端连接燃料气管道。


2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：
所述排气阀通过排气管道连接至引风机，用于将排放气引出外界。


3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于：
所述排气管道上还设置NOx浓度传感器，用于连续监测排放气中的NOx含量。


4.根据权利要求3所述的处理装置，其特征在于：
该装置还包括控制系统，所述NOx浓度传感器、氨气管道上的氨气流量控制阀与所述控制系统电连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜先，马洪玺，孙国辉，
申请(专利权)人：上海蓝科石化环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31