一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法及其系统与应用技术方案

本发明专利技术涉及挥发性有机化合物处理技术领域，具体涉及一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法及其系统与应用。所述系统包括：干燥装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、冷凝装置和先进氧化装置；其中，所述粉尘分离装置的出口分为两路，其中一路与工质循环装置连接，即干燥装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、干燥装置依次连接，从而形成密闭的循环装置；粉尘分离装置开口的另一路、冷凝装置、先进氧化装置依次连接。本发明专利技术通过利用可凝结惰性工质或能够对VOCs选择性吸收的可凝结溶剂蒸汽替代传统工艺的不凝结工质的技术，并与先进氧化消除工艺结合，产生了明显的VOCs减量效果，而且工艺可靠、投资成本显著降低。

【技术实现步骤摘要】
一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法及其系统与应用
本专利技术涉及挥发性有机化合物处理
，具体涉及一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法及其系统与应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。挥发性有机化合物(VOCs)作为有机化合物主要分支，是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以内的有机化合物。从环境监测角度来讲，指以氢焰离子检测器测出的非甲烷烃类检出物的总称，包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物。VOCs种类繁多，分布面广，根据部分国外主要环境优先污染物名录，VOCs占80％以上。VOCs污染严重，与NOx、CnHm在阳光作用下发生光化学反应，吸收地表红外辐射引起温室效应，破坏臭氧层形成臭氧空洞，引起人体致癌和动植物中毒。有机废气种类繁多，来源广泛，治理难度大，一次性投资和操作费用高，基本上无回收利用价值。成分复杂的有机废气则更加难以净化、分离和回收。总体而言，按照处理的方法，有机废气处理的方法主要有两类：一类是回收法，另一类是消除法。回收法主要有炭吸附、变压吸附、冷凝法及膜分离技术，回收法是通过物理方法，用温度、压力、选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离VOCs的。消除法有热氧化、催化燃烧、生物氧化及集成技术；消除法主要是通过化学或生化反应，用热、催化剂和微生物将有机物转变成为CO2和水。其中热/催化氧化法消除是目前主流的治理工艺技术。目前，VOCs处理的技术多局限在固有的工艺路线上，在一些针对需要脱水或溶剂脱除的工艺过程中，如干燥、煅烧、化学反应等过程中，本专利技术人发现：常使用不凝惰性工艺气体(如空气、氮气、烟道气等)作为干燥介质或载体，产生了大量含有低浓度VOCs的废气，使处理系统负荷大、能耗高，导致VOCs废气的处理性价比明显较低，给企业处理这类废气造成了很大困扰。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术公开一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法及其系统与应用。本专利技术通过利用可凝结惰性工质或能够对VOCs选择性吸收的可凝结溶剂蒸汽替代传统工艺的不凝结工质(如空气、氮气、烟道气等)的技术，并与先进氧化消除工艺结合，产生了明显的VOCs减量效果，而且工艺可靠、投资成本显著降低。同时，本专利技术还能够对具有较高附加值的VOCs组分实现提纯回收，并实现系统能量综合利用，节能降耗明显，相对单一的氧化处理工艺，在技术和经济上具有明显优势。具体地，为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所示：在本专利技术的第一方面，提供了一种挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，包括：分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、冷凝装置和先进氧化装置；其中，所述粉尘分离装置的出口分为两路，其中一路与工质循环装置连接，即分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、分离反应装置依次连接，从而形成密闭的循环装置；粉尘分离装置开口的另一路与冷凝装置、先进氧化装置依次连接。在本专利技术的一些实施方式中，所述分离反应装置包括具有加热功能的反应器、煅烧机或干燥器，例如，在上述几种设备内内置加热器，干燥装置主要是作为物料的干燥场所。在本专利技术的一些实施方式中，所述粉尘分离装置为除尘器，例如，可以为旋风分离器、布袋除尘器、静电除尘器等中的任意一种。其能够有效避免超细粉体带来的粉尘污染，保证整个系统的洁净生产环境。粉尘与蒸汽的混合分离原理与“粉尘、空气”一样。在本专利技术的一些实施方式中，所述工质循环装置为循环风机、引风机等。其主要作用是为可凝结惰性循环工质和/或能够对VOCs选择性吸收的可凝结溶剂蒸汽在密闭的循环装置内的运行提供动力。在本专利技术的一些实施方式中，所述再热装置包括电加热器、导热油加热器、蒸汽换热管等中的任意一种。再热装置的主要作用是将上述循环工质和/或溶剂蒸汽加热到设定温度，防止循环蒸汽遇到冷物料发生冷凝现象，并提供部分热量将湿物料释放出的溶剂与VOCs带出物料，完成分离反应过程。在本专利技术的一些实施方式中，所述冷凝装置包括列管式换热器、盘管换热器、板式换热器等中的任意一种。在本专利技术的一些实施方式中，所述先进氧化装置包括TO氧化焚烧炉或锅炉、火炬、催化氧化装置(CTO)等中的任意一种。在本专利技术的一些实施方式中，所述粉尘分离装置和冷凝装置的连接管路上设置有分管路，以便于其中部分工质和/或溶剂蒸汽直接回蒸汽锅炉、物料预热、母液浓缩、供暖等上下游单元利用。在本专利技术的第二方面，提供了一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法，采用上述第一方面的控制装置进行，包括如下步骤：(1)利用可凝结循环工质蒸汽将闭路系统内的空气置换出来，并完成闭路循环装置的升温。(2)将待处理物料置于分离反应装置中进行分离或反应处理，同时利用通入的可凝结循环工质蒸汽和/或能够对物料处理过程中释放的溶剂和VOCs以混合蒸汽的形式带出，经过处理的物料从分离反应装置中排出，而上述蒸汽夹杂粉尘进入粉尘分离装置除尘后成为清洁蒸汽，其分为两路。(3)一路清洁蒸汽依次经过工质循环装置、再热装置后进入分离反应装置中循环使用；另一路清洁蒸汽先进入冷凝装置中进行所述工质蒸汽和/或溶剂蒸汽与含VOCs的不凝气体的分离，分离后得到的工质和/或溶剂收集后继续循环利用，得到少量的含VOCs的不凝气体进入先进氧化装置中氧化分解，然后达标排放。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(1)中，所述可凝结循环工质包括水蒸气、醇类、酯类、醚类、烯烃、芳香烃等中的任意一种或多种。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(2)中，所述能够对VOCs选择性吸收的可凝结溶剂是指对VOCs组分有强溶解性的溶剂，包括醇类、酯类、醚类、烯烃、芳香烃、水蒸气等中的任意一种或多种。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(1)中，通过VOCs选择性吸收的可凝结溶剂的种类的选择，实现后续VOCs的解析回收。例如，从湿物料中脱除乙醇时，采用乙醇为循环介质，产生的VOCs也是乙醇蒸汽，冷凝时可以回收绝大部分乙醇，而少量含有乙醇蒸汽的少量不凝性气体进行氧化处理。再例如，从湿物料中脱除甲苯、苯乙烯时，采用较高分子量的高沸点烯烃为循环介质，吸收绝大部分VOCs，冷凝回收产生的大部分VOCs组分，少量VOCs气体进入先进氧化装置进行氧化处理。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(3)中，所述冷凝装置中的换热介质在冷凝分离过程中吸热后温度升高，为此，还可以将该换热介质用于待干燥物料的预热，实现对能量的回收利用。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(3)中，所述先进氧化装置采用换热热氧化焚烧或催化氧化的方法进行VOCs的氧化分解。在本专利技术的第三方面，提供了所述挥发性有机化合物减量和氧化控制系统、挥发性有机化合物减量和氧化控制方法在易燃、易爆粉体产品以及含有机溶剂、干燥、热解、煅烧、反应等有VOCs排放气体的氧化处理过程中的应用。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，包括：分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、冷凝装置和先进氧化装置；其中，所述粉尘分离装置的出口分为两路，其中一路与工质循环装置连接，即分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、分离反应装置依次连接，从而形成密闭的循环装置；粉尘分离装置开口的另一路、冷凝装置、先进氧化装置依次连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，包括：分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、冷凝装置和先进氧化装置；其中，所述粉尘分离装置的出口分为两路，其中一路与工质循环装置连接，即分离反应装置、粉尘分离装置、工质循环装置、再热装置、分离反应装置依次连接，从而形成密闭的循环装置；粉尘分离装置开口的另一路、冷凝装置、先进氧化装置依次连接。


2.根据权利要求1所述的挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，所述分离反应装置包括具有加热功能的反应器、煅烧机或干燥器；或者，所述粉尘分离装置为除尘器，优选为旋风分离器、布袋除尘器、静电除尘器中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，所述工质循环装置为循环风机或引风机；或者，所述再热装置包括电加热器、导热油加热器、蒸汽换热管中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，所述冷凝装置包括管式换热器、盘管换热器、板式换热器等中的任意一种。


5.根据权利要求1所述的挥发性有机化合物减量和氧化控制系统，其特征在于，所述先进氧化装置包括TO氧化焚烧炉或锅炉、火炬、催化氧化装置中的任意一种；或者，所述粉尘分离装置和冷凝装置的连接管路上设置有分管路。


6.一种挥发性有机化合物减量和氧化控制方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的控制装置进行，包括如下步骤：
利用可凝结循环工质蒸汽将闭路系统内的空气置换出来，并完成闭路循环装置的升温；
将待处理物料置于分离反应装置中进行分离或反应处理，同时利用通入的可凝结循环工质蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜，苏伟光，
申请(专利权)人：山东德曦环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37