CN101972602A - 吸附-催化燃烧处理有机废气的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，包括连通吸入有机废气的预处理过滤器、排出吸附后的废气的主吸附风机以及管接在预处理过滤器和主吸附风机之间负责吸附废气的主固定吸附床，所述主吸附风机排气管处连接有气体监测设备，该气体监测设备电连接在一控制装置上，主固定吸附床的入口通过主脱附风机管接有催化床，催化床的出口管接在主固定吸附床的出口处，催化床内设置有一与控制装置电连接的温度传感器；所述主固定吸附床并联有一辅助固定吸附床，该辅助固定吸附床与主固定吸附床进行交替吸附或催化工艺。本发明具有能有效保证有机废气处理效率，通过自动化控制替换人工操作，同时有效提高生产的安全程度、设备运行可靠性和经济性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气处理技术，尤其是涉及一种利用控制吸附、催化方式使有机废气处理系统更加高效、低能耗运行的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统。
背景技术
随着国民经济的发展日趋工业化，工业生产对环境的污染问题越来越引起世界各国政府的重视。在机械制造、电子、石油、化工、橡胶、油漆、涂装、印刷等诸多工业领域中，工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物的废气(VOCS废气)。这些废气未经处理排入大气，在一定条件下会形成光化学污染，影响大气质量，影响动植物生长和人类的健康。某些有毒VOCS废气有致残、致畸形、致癌作用，对长期暴露其中的人体造成严重伤害。
目前，在已经开发应用的有机废气处理技术中，吸附-催化燃烧法结合吸附和催化燃烧的优点，更适用于大风量、低浓度的废气的处理，是一种经济高效的工艺。但在其实际应用中，吸附时间、催化燃烧温度以及余热回收系统难以控制，设备投资费用及运行费用较高。因此，寻求一种行之有效的改进方法显得极为重要。
本发明采用一种基于在线监测的新型自动控制系统，即是对吸附后的排放气体浓度进行在线监测，从而实时、有效控制吸附、脱附的切换，保证有机物的去除效率，余热的高效回收利用。
发明内容
针对以上问题，本发明目的在于提供一种有效保证有机废气处理效率，通过自动化控制替换人工操作，同时有效提高生产的安全程度、设备运行可靠性和经济性的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统。
本发明通过以下技术措施实现的，一种吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，包括连通吸入有机废气的预处理过滤器、排出吸附后的废气的主吸附风机以及管接在预处理过滤器和主吸附风机之间负责吸附废气的主固定吸附床，所述主吸附风机排气管处连接有气体监测设备，该气体监测设备电连接在一控制装置上，主固定吸附床的入口通过主脱附风机管接有催化床，催化床的出口管接在主固定吸附床的出口处，催化床内设置有一与控制装置电连接的温度传感器；所述主固定吸附床并联有一辅助固定吸附床，该辅助固定吸附床与主固定吸附床进行交替吸附或催化工艺。
具体的，所述主吸附风机并联有一辅助吸附风机以及主脱附风机并联有一辅助脱附风机，该辅助吸附风机、辅助脱附风机能同时与主吸附风机、主脱附风机一起工作或替代主吸附风机、主脱附风机的工作。
具体的，所述主固定吸附床和辅助固定吸附床的入口与催化床的入口管接有第一阻火器、换热器的加温管和预热器，所述主固定吸附床和辅助固定吸附床的出口与催化床的出口还管接有第二阻火器、换热器的降温管和辅助加热器，换热器和辅助加热器之间有一支路管接一补冷风机。
具体的，所述主固定吸附床各出入管、辅助固定吸附床各出入管和补冷风机的出口管都管接有与控制装置电连接的电磁阀。
更具体的，所述预处理过滤器与主固定吸附床和辅助固定吸附床之间还管接有一气流分布器；所述气流分布器出口处有一与外界连通的支路管，该支路管的开闭由一与控制装置电连接的电磁阀控制。
更具体的，所述催化床的出口与第二阻火器之间还管接有三通电磁阀，该三通电磁阀的入口管接催化床的出口，一出口管接第二阻火器，另一出口通过第三阻火器管接外界，所述三通电磁阀电连接控制装置。
本发明的工作过程为：
吸附过程：主固定吸附床连通吸附风机的电磁阀打开，其余电磁阀关闭。有机废气通过吸附风机进入废气处理系统，废气首先经过预处理器，除去废气中残余的漆雾、漆渣和灰尘等，然后再进入主固定吸附床。经吸附后的废气由吸附风机排入大气。
脱附过程：在排气风管内安装的有机废气浓度气体监测设备，当其数值达到某一设定值时，信号反馈至控制装置，控制装置再发出指令进入脱附过程。脱附时，首先启动主固定吸附床连通催化床的电磁阀、补冷风机的控制电磁阀和辅助固定吸附床连通吸附风机的电磁阀，关闭主固定吸附床连通吸附风机的电磁阀；其次，启动催化床的加热装置，对催化床进行预热，当催化床温度到达一定时，启动主脱附风机；再次，通过调节电磁阀门各的开度，使脱附温度稳定在120～150℃左右，对主固定吸附床内的活性炭进行脱附；最后，经浓缩脱附后的高浓度有机废气送入催化床，在催化剂的作用下被分解成CO2和H2O，同时放出大量的热，使气体温度进一步升高。此外，处理后的高温尾气，通过调节三通电磁阀的开度，一部分直接排入大气，另一部分与新鲜的冷空气混合后进入主固定吸附床，用来脱附活性炭。
切换过程：当主固定吸附床脱附一定时间后，停止主脱附风机、补冷风机，同时关闭相应的电磁阀门，使主固定吸附床处于闲置状态。待辅助固定吸附床吸附一定时间后，控制装置自动切换吸附与脱附状态，如此循环。
故障保护：若吸附/脱附风机其中任意一台故障，15s内系统自动期待能够另外一台吸附/脱附风机。当温度达到一定数值后，控制装置自动开启/关闭加热装置，有效保证设备的运行安全，减少能耗。当压力达到一定数值后，控制装置自动开启/关闭泄压阀，有效保证设备的运行安全，减少气体泄漏。
本发明的优点和有益效果在于：基于在线监测的控制装置，能对处理后的尾气浓度进行在线监测，监测污染物处理效果，并可向环保局实时、连续、准确地传输监测数据。同时，可对整套系统的运行状态进行监控，保证设备运行的安全，并充分地对余热进行回收利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
对某家具厂的喷漆废气进行了试生产试验。
一种吸附-催化燃烧处理喷漆废气的系统，包括连通吸入家具厂的喷漆废气的预处理过滤器1和气流分布器2，排出吸附后的废气的并联的主吸附风机3和辅助吸附风机4，以及并联管接在气流分布器2和主吸附风机3、辅助吸附风机4之间负责吸附喷漆废气的主固定吸附床5和辅助固定吸附床6，所述主吸附风机3、辅助吸附风机4的排气管处连接有气体监测设备19，该气体监测设备19电连接在控制装置7上，主固定吸附床5、辅助固定吸附床6的入口通过第一阻火器10、并联的主脱附风机11与辅助脱附风机12、换热器13的加温管和预热器14管接有催化床15，催化床15的出口通过第二阻火器16、换热器13的降温管和辅助加热器8管接在主固定吸附床5、辅助固定吸附床6的出口处，催化床15内设置有一与控制装置7电连接的温度传感器18，换热器13和辅助加热器8之间有一支路管接一补冷风机9；其中主固定吸附床5各出入管、辅助固定吸附床6各出入管和补冷风机9的出口管管接有与控制装置7电连接的电磁阀A2、A3、A5、A6、A4、A8、A7、A9和A10；气流分布器2出口处有一与外界连通的支路管，该支路管的开闭由一与控制装置7电连接的电磁阀A1控制；催化床15的出口与第二阻火器16之间还管接有与控制装置7电连接的三通电磁阀A11，该三通电磁阀A11的入口管接催化床15的出口，该三通电磁阀A11一出口管接第二阻火器16，另一出口通过第三阻火器17管接外界。
其工作过程为：
吸附过程：主固定吸附床5连通主吸附风机的电磁阀A2、A5打开，其余电磁阀关闭。有机废气通过主吸附风机3进入废气处理系统，废气首先经过预处理器1，除去废气中残余的漆雾、漆渣和灰尘等，然后再进入主固定吸附床5，经吸附后的废气由主吸附风机3排入大气。
脱附过程：在排气风管内安装的喷漆废气浓度监测设备19，当其数值达到某一设定值时，信号反馈至控制装置7，控制装置7再发出指令进入脱附过程；脱附时，首先启动电磁阀A3、A4、A6、A7，关闭电磁阀A2、A5；其次，启动催化床15的加热装置，对催化床15进行预热，当催化床15温度到达一定时，启动主脱附风机11；再次，通过调节电磁阀A4、A6、A10、A11的开度，使脱附温度稳定在120～150℃左右，对活性炭进行脱附；最后，经浓缩脱附后的高浓度有机废气送入催化床15，在催化剂的作用下被分解成CO2和H2O，同时放出大量的热，使气体温度进一步升高；此外，处理后的高温尾气，通过调节三通电磁阀A11的开度，一部分直接排入大气，另一部分与新鲜的冷空气混合后进入主固定吸附床5，用来脱附活性炭。
切换过程：
当主固定吸附床5脱附一定时间后，停止主脱附风机3、补冷风机9，同时关闭电磁阀门A3、A4、A6、A10，，使主固定吸附床5处于闲置状态。待辅助固定吸附床6吸附一定时间后，控制装置7自动切换吸附与脱附状态，如此循环。
经过上述吸附-催化燃烧处理喷漆废气的系统的处理，家具厂的喷漆废气处理效果良好。在进气风量1.39×105m3/h，废气浓度(TVOC)为800mg/m3左右，漆雾粒径在20～200mm之间，排气达到GB16297-1996中二级排放标准。其中，苯≤12mg/m3，甲苯≤40mg/m3，二甲苯≤70mg/m3。
以上是对本发明吸附-催化燃烧处理有机废气的系统及其工作过程进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，包括连通吸入有机废气的预处理过滤器、排出吸附后的废气的主吸附风机以及管接在预处理过滤器和主吸附风机之间负责吸附废气的主固定吸附床，其特征在于：所述主吸附风机排气管处连接有气体监测设备，该气体监测设备电连接在一控制装置上，主固定吸附床的入口通过主脱附风机管接有催化床，催化床的出口管接在主固定吸附床的出口处，催化床内设置有一与控制装置电连接的温度传感器；所述主固定吸附床并联有一辅助固定吸附床，该辅助固定吸附床与主固定吸附床进行交替吸附或催化工艺。
2.根据权利要求1所述的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，其特征在于：所述主吸附风机并联有一辅助吸附风机以及主脱附风机并联有一辅助脱附风机，该辅助吸附风机、辅助脱附风机能同时与主吸附风机、主脱附风机一起工作或替代主吸附风机、主脱附风机的工作。
3.根据权利要求1或2所述的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，其特征在于：所述主固定吸附床和辅助固定吸附床的入口与催化床的入口管接有第一阻火器、换热器的加温管和预热器，所述主固定吸附床和辅助固定吸附床的出口与催化床的出口还管接有第二阻火器、换热器的降温管和辅助加热器，换热器和辅助加热器之间有一支路管接一补冷风机。
4.根据权利要求1或2所述的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，其特征在于：所述主固定吸附床各出入管、辅助固定吸附床各出入管和补冷风机的出口管都管接有与控制装置电连接的电磁阀。
5.根据权利要求1或2所述的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，其特征在于：所述预处理过滤器与主固定吸附床和辅助固定吸附床之间还管接有一气流分布器；所述气流分布器出口处有一与外界连通的支路管，该支路管的开闭由一与控制装置电连接的电磁阀控制。
6.根据权利要求1或2所述的吸附-催化燃烧处理有机废气的系统，其特征在于：所述催化床的出口与第二阻火器之间还管接有三通电磁阀，该三通电磁阀的入口管接催化床的出口，一出口管接第二阻火器，另一出口通过第三阻火器管接外界，所述三通电磁阀电连接控制装置。
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