一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于VOCs催化氧化技术领域，提供了一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置，包括生成VOCs气体的VOCs发生模块；生成水蒸气的水蒸气发生模块；气体混合模块：包括气体静态混合器、温湿度传感器、VOCs气体浓度检测仪、信号转换中心以及PLC控制中心；PLC控制中心通过温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪对混合预处理过程中的VOCs气体浓度、湿度及温度进行实时检测与自动控制；用于催化氧化反应的催化反应模块；对催化氧化反应后的气体进行冷凝、干燥以及组分浓度检测的尾气处理模块。本实用新型专利技术实现了对催化氧化反应气体的温度、湿度及浓度的高精度和高稳定性的实时检测和智能化控制，进而提升VOCs催化氧化效率和反应的稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置


[0001]本技术涉及VOCs催化氧化
，尤其涉及一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置。

技术介绍

[0002]挥发性有机化合物(VOCs，Volatile Organic Compounds)是一类通常在101kPa时沸点低于373.15K的有机化合物，而新的研究表明，VOCs已经成为我国大部分地区光化学烟雾形成的决定性前驱物。VOCs种类很多，是有机化工、石油化工、涂料、制药、制鞋、油漆、印刷、电子等行业排放的最常见的有机污染物。
[0003]目前VOCs废弃处理技术主要包括生物处理法、吸附法、脉冲电晕法、冷凝法、膜分离法、光催化氧化法和氧化法。其中冷凝发主要适合回收顶挥发性和高浓度的有机物，一般用于各种净化方法的前处理阶段。吸附法是处理低浓度VOCs的有效方法之一，它是通过吸附剂对VOCs进行吸附净化，但因吸附脱附工序较复杂，且吸附剂的费用较高，限制了其广泛应用。氧化法包括热力燃烧法和催化燃烧法。其中催化氧化技术可以降低VOCs的活化能，从而降低氧化反应温度，使得有机物废气在较低起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，即可实现催化氧化反应。
[0004]大量研究表明，催化剂在实际工业中催化燃烧VOCs应用时，其活性会受到水蒸气浓度的影响。废气中的水蒸气主要来自于以下两个方面：其一是废气吸收环境大气中的水蒸气(自身所包含的水分)，二是直接燃烧或催化燃烧反应过程中产生的水蒸气。水蒸气对催化剂活性的影响通常具有双面性：加入适量的水可以促进催化剂表面氯物种的去除，从而抑制含氯副产物的形成，提高催化剂的活性，但加入过量的水，水分子的氢氧根离子会与VOCs分子在催化剂表面活性位上产生竞争吸附，覆盖催化剂表面活性位点，从而降低了催化剂活性。总之，在VOCs催化燃烧过程中，反应气体的氛围是非常关键的因素。因此，在工业应用的VOCs催化燃烧处理设计中，水蒸气的影响是不能忽视的。
[0005]而VOCs进气质量浓度、温度以及气体中水蒸气含量(湿度)是影响催化剂活性的主要因素。但由于原有的VOCs催化氧化装置只是通过一定流量的载气将VOCs气体和水蒸气从发生器中带出，反应气体进行混合升温预处理之后，进入到催化氧化反应装置中，未进行智能化调控，从而使得产生的反应气体的浓度、湿度、温度等均存在稳定较差的问题，从而使得VOCs催化氧化评价准确度降低，影响催化效果的判定。

技术实现思路

[0006]因此，针对上述现有技术中VOCs催化氧化装置存在VOCs气体浓度、温度及湿度控制不佳、自动化水平低的技术问题，本技术专利对VOCs催化氧化装置中的气体发生系统、气体混合系统进行了系统性的改进，以实现对催化氧化反应气体的温度、湿度及浓度的高精度和高稳定性的实时检测和智能化控制，进而提升VOCs催化氧化效率和反应的稳定性。
[0007]具体的，主要通过以下技术方案来实现：
[0008]一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置，包括：
[0009]VOCs发生模块：包括第一推进器、第一注射针和VOCs发生器，通过所述第一推进器和第一注射针将VOCs注射到VOCs发生器里，生成VOCs气体；
[0010]水蒸气发生模块：包括第二推进器、第二注射针和水蒸气发生器，通过所述第二推进器和第二注射针将水注射到水蒸气发生器里，生成水蒸气；
[0011]气体混合模块：包括气体静态混合器、温湿度传感器、VOCs气体浓度检测仪、信号转换中心以及PLC控制中心，设置于所述气体静态混合器内部的所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪分别与所述信号转换中心输入端连接，其输出端与所述PLC控制中心连接，所述信号转换中心用于将所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪传回的检测数据信号转化为电信号并反馈给所述PLC控制中心；所述生成的VOCs气体和水蒸气在气体静态混合器中进行混合预处理，所述PLC控制中心通过所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪对混合预处理过程中的VOCs气体浓度、湿度及温度进行实时检测与自动控制；所述第一推进器远离所述第一注射针的一端与PLC控制中心连接，另一端与所述第一注射针的进口端连接，所述第一注射针的出口端与VOCs发生器进口端连接，所述VOCs发生器出口端与所述气体静态混合器的进气端连接；所述第二推进器远离所述第二注射针的一端与PLC控制中心连接，另一端与所述第二注射针的进口端连接，所述第二注射针的出口端与水蒸气发生器进口端连接，所述水蒸气发生器出口端与所述气体静态混合器的进气端连接；
[0012]催化反应模块：所述催化反应模块的进气端与所述气体静态混合器的出气端连接，用于将混合预处理后的气体进行催化氧化反应；
[0013]尾气处理模块：所述催化反应模块的出气端与所述尾气处理模块的进气端连接，所述尾气处理模块用于对催化氧化反应后的气体进行冷凝、干燥以及组分浓度检测。
[0014]优选地，所述VOCs发生模块还包括恒温箱，第一推进器和第一注射针设置于所述恒温箱内部，所述第一注射针的出口端通过毛细管穿过所述恒温箱与恒温箱外的VOCs发生器进口端连接。
[0015]优选地，所述催化反应模块具体包括：微型固定床加热炉，设置于所述微型固定床加热炉中的内径为12mm的石英玻璃管，所述石英玻璃管内置一石英砂芯板，所述石英玻璃管中还放置有催化剂，在催化剂上下两侧均放置钝化过的石英棉，在所述微型固定床加热炉内部靠近催化剂上方还设置有温度传感器，所述温度传感器的头端靠近催化剂上方的位置；所述石英玻璃管的出气端与所述尾气处理模块的进气端连接。
[0016]优选地，所述石英玻璃管的出气端包括第一出气端和第二出气端；所述尾气处理模块包括第一尾气处理装置和第二尾气处理装置；所述第一出气端与所述第一尾气处理装置的进气口连接，所述第二出气端与所述第二尾气处理装置的进气口连接；所述第一尾气处理装置包括冷凝瓶、冷阱、干燥管和尾气检测装置，所述冷凝瓶置于冷阱中并与所述干燥管相连，所述干燥管的出口端与所述尾气检测装置连接；所述第二尾气处理装置包括红外光谱检测仪和气相色谱质谱仪，用于对尾气中有机组分进行检测。
[0017]优选地，所述气体静态混合器内还装有温度控制仪，用于控制催化反应过程中催化温度和升温速率的调节。
[0018]优选地，所述装置还包括一冷凝系统，该冷凝系统包括冷凝瓶、冷阱和干燥管，所
述冷凝瓶置于冷阱中并与所述干燥管相连，所述干燥管的出口端与所述催化反应模块的进气端连接，所述冷凝瓶的进气端与所述气体静态混合器的出气端连接，在所述气体静态混合器的出气端与所述冷凝瓶的进气端之间连接的管道中还设置一阀门，当所述冷凝系统中的气体形成稳定流后，关闭该管道阀门。
[0019]优选地，所述装置还包括空气存储系统和氮气存储系统，用作产生载气，通过一定流量的载气将产生的VOCs气体和水蒸气带出，通入到所述气体混合模块中进行混合预处理。
[0020]本技术专利相较于现有技术具有以下有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置，其特征在于，包括：VOCs发生模块：包括第一推进器、第一注射针和VOCs发生器，通过所述第一推进器和第一注射针将VOCs注射到VOCs发生器里，生成VOCs气体；水蒸气发生模块：包括第二推进器、第二注射针和水蒸气发生器，通过所述第二推进器和第二注射针将水注射到水蒸气发生器里，生成水蒸气；气体混合模块：包括气体静态混合器、温湿度传感器、VOCs气体浓度检测仪、信号转换中心以及PLC控制中心，设置于所述气体静态混合器内部的所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪分别与所述信号转换中心输入端连接，其输出端与所述PLC控制中心连接，所述信号转换中心用于将所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪传回的检测数据信号转化为电信号并反馈给所述PLC控制中心；所述生成的VOCs气体和水蒸气在气体静态混合器中进行混合预处理，所述PLC控制中心通过所述温湿度传感器和VOCs气体浓度检测仪对混合预处理过程中的VOCs气体浓度、湿度及温度进行实时检测与自动控制；所述第一推进器远离所述第一注射针的一端与PLC控制中心连接，另一端与所述第一注射针的进口端连接，所述第一注射针的出口端与VOCs发生器进口端连接，所述VOCs发生器出口端与所述气体静态混合器的进气端连接；所述第二推进器远离所述第二注射针的一端与PLC控制中心连接，另一端与所述第二注射针的进口端连接，所述第二注射针的出口端与水蒸气发生器进口端连接，所述水蒸气发生器出口端与所述气体静态混合器的进气端连接；催化反应模块：所述催化反应模块的进气端与所述气体静态混合器的出气端连接，用于将混合预处理后的气体进行催化氧化反应；尾气处理模块：所述催化反应模块的出气端与所述尾气处理模块的进气端连接，所述尾气处理模块用于对催化氧化反应后的气体进行冷凝、干燥以及组分浓度检测。2.如权利要求1所述的一种多组分VOCs催化氧化的智能评价装置，其特征在于，所述VOCs发生模块还包括恒温箱，第一推进器和第一注射针设置于所述恒温箱内部，所述第一注射针的出口端通过毛细管穿过所述恒温箱与恒温箱外的VOCs发生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，赵佳佳，石应杰，王红梅，王洪昌，龙红艳，谭玉玲，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：