CN103394270B - 可移动一体式有机废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可移动一体式有机废气处理装置，属于有机废气处理领域。该装置包括：吸附单元、催化反应单元和PLC控制系统，集成设计在可移动的行走支架上，吸附单元为连续旋转转轮式结构，有机废气经过转轮吸附床，被活性炭或分子筛吸附后由高空排放管路达标排放。利用电加热对新鲜风进行加热形成脱附风，对转轮吸附床进行脱附再生，脱附后的有机废气经过加热和换热后，进入催化燃烧床反应生成二氧化碳和水，产生的中温烟气利用换热器预热脱附后的有机废气，节省运行能耗。本发明可用于环境污染突发事故的应急处理，或受空间限制的污染源处理，装置具有可移动性，设备体积小、无需土建基础安装、移动方便、处理效率高。

Description

可移动一体式有机废气处理装置

技术领域

本发明涉及一种有机废气处理装置，属于有机废气处理领域，尤其涉及一种可移动一体式废气处理装置。

背景技术

近年来，随着工业的快速发展，由环境突发事故形成的有机废气污染频有发生，现有的处理方式主要有物理吸附、掩埋、燃烧、通风等。而目前常用于工业有机废气处理的技术主要有吸附转移法、催化氧化法、吸附浓缩-催化氧化法，在环境突发事故的处理上存在着很多不足。

吸附转移法是利用具有吸附能力的活性炭、粘土等吸附剂，对有机废气\溶剂进行吸附处理，将有机溶剂从地面上或从废气中转移至吸附剂，该处理方法简单易行，但是吸附剂不能再生和重复利用，在达到吸附饱和后必须进行更换，不仅产生工业固废，增加了运行费用，而且废旧活性炭中富含大量的有机物，在一定条件下会发生燃烧、污染物释放等安全隐患；催化燃烧法是在氧化催化剂作用下使有机物废气在燃点温度以下燃烧生成CO₂和H₂O，温度范围200～500℃，但催化燃烧法对于事故中形成的大风量、低浓度有机废气的处理，需要额外的燃料需求，增加了处理费用，而且处理效率低。

一体式吸附浓缩-催化氧化法，即活性炭吸附床与催化氧化床组合一体的工艺，吸附床依次对有机废气进行吸附处理，利用热风对吸附床体进行轮流脱附，脱附出的浓缩废气经过催化床进行催化氧化处理；通过该工艺方法，吸附剂不仅可以自动再生，节省了运行成本，而且有机污染物在吸附后在原地便被氧化成CO₂和H₂O，不发生污染物的二次转移和产生；但是一体化活性炭吸附浓缩-催化氧化法，装置庞大，通常固定在土建基础或钢结构平台上，限制了其在应急处理需求条件下的应用。

CN102941000A公开了一种有机废气多功能一体化处理装置，该专利通过将吸附处理法和催化燃烧法两种技术结合起来，可以连续地对有机废气进行处理，但是，上述专利装置繁琐，体积庞大，不利于对环境事故应急处理的废气处理。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种可移动一体式有机废气处理装置，该装置可以根据事故应急处理等需要进行移动，装置体积小、去除效率高、操作更加方便。

本发明技术方案包括：

一种可移动一体式有机废气处理装置，包括吸附单元、催化反应单元和PLC控制系统，所述吸附单元、催化反应单元和PLC控制系统集成设计在可移动的行走支架上；

所述吸附单元包括吸附过滤器、吸附床、吸附风机，所述吸附过滤器进口端与污染源排放出口管道相连，所述吸附床为连续旋转转轮式结构，由可调速旋转电机变频控制，所述吸附床包括吸附区、脱附区和冷却区，所述吸附区、脱附区和冷却区分别对应设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口、冷却进气口和冷却出气口；所述吸附过滤器出口端与所述吸附进气口相连，有机废气经吸附床净化后，由吸附出气口经吸附风机连接至高空排放管路达标排放；

所述催化反应单元包括脱附过滤器、脱附电加热器、脱附风机，与脱附风机依次连接的换热器、阻火器、催化电/燃气加热器和催化反应床；

新鲜风经过所述脱附过滤器后对所述冷却区进行吹冷，经所述脱附电加热器加热形成脱附热风，对所述脱附区进行脱附，完成转轮吸附床的再生，形成的脱附废气在所述脱附风机的输送下，依次经过所述换热器、所述阻火器、所述催化电/燃气加热器、所述催化反应床，完成催化反应，形成的中温烟气与脱附废气在换热器作用下换热，节省运行能耗，再由高空排放管路达标排放；

上述的冷却区与脱附进气口之间、催化电/燃气加热器与所述催化反应床之间分别设置有温度传感器TIC1、TIC2，温度传感器与PLC控制系统联接，通过所述PLC控制系统来控制脱附热风温度和催化反应温度；

上述的吸附区进气口、吸附区出气口、冷却区进气口、脱附区出气口处分别设置有电动阀门，PLC控制系统控制所有电动阀门的动作。

优选地，上述催化反应床中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成。

优选地，上述吸附床通过皮带连接可调速旋转电机。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种一体式有机废气处理装置，该有机废气处理装置设置在行走支架上，当有环境突发污染事故需要应急处理时，可以将一体式有机废气处理装置快速移动至事故现场，实现对有机废气污染的快速处理，可以防治污染物的进一步扩散，保护环境；

本发明的吸附床为连续旋转转轮式结构，分为吸附区、脱附区和冷却区，其吸附剂为分子筛或活性炭材料，利用可调速旋转电机驱动旋转，同等处理负荷下，相比一体式吸附浓缩-催化氧化设备，转轮式吸附床减少了吸附箱体数量和阀门使用量，吸附剂使用量减少了30-50%，设备体积减少70%以上，不仅减少了吸附床重量和设备体积，而且连续旋转结构设计的吸附床，使得脱附浓度平稳，具有方便移动，管路阻力小、免土建安装、净化效率高等特点；

利用脱附电加热器对新鲜风进行加热形成脱附热风，对转轮吸附床进行脱附再生，脱附后的有机废气经过加热和换热后，进入催化燃烧床反应生成二氧化碳和水，形成的中温烟气利用换热器预热脱附废气，节省运行能耗；本发明将吸附、脱附和催化氧化技术整合在可移动的行走支架上，通过PLC控制程序，实现了吸附、脱附、催化反应同时并连续进行，可用于环境污染突发事故的应急处理，或受空间限制的污染源处理，装置具有可移动性，设备体积小、无需土建基础安装、移动方便、处理效率高；

本发明催化反应单元中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成，催化氧化效率达98%以上，催化剂使用寿命长，起燃温度低，活性窗口宽（220-650℃），体积空速可达30000h^-1，脱附预热时间短；在达到热平衡后，无需加热器补充热量，利用换热器对反应后的中高温烟气进行热量利用；

本发明有机废气处理装置体积小、移动方便，采用PLC控制系统实现完全自动化控制，设备单元操作简单，处理效率高，运行过程数据记录完整，安全、稳定、可靠。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：

图1为本发明一体式有机废气处理装置结构示意图；

图中，1-吸附过滤器，2-吸附床，3-可调速旋转电机，4-吸附风机，5-高空排放管路，6-脱附过滤器，7-脱附电加热器，8-脱附风机，9-换热器，10-阻火器，11-催化电/燃气加热器，12-催化反应床，TIC1、TIC2均为PLC温度控制点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

本发明，可移动一体式有机废气处理装置，该有机废气处理装置设置在行走支架上（图1中未示出行走支架），有机废气处理装置可以根据需要而进行移动，例如：当某化工厂发生有机废气泄露事故时，可以推动行走支架移动至应急事故现场，或者通过将有机废气处理装置移至运输工具上，经由运输工具移动至应急事故现场，该有机废气处理装置在行走支架的作用下，更方便快速移动；

结合图1，本发明，一体式有机废气处理装置，主要包括吸附单元、催化氧化单元和PLC控制系统，其中，吸附单元包括：吸附过滤器1、吸附床2和吸附风机4，过滤器1进口端与污染源排放出口管道相连，吸附床2为连续旋转转轮式结构，优选地，该吸附床2与可调速旋转电机3相连，利用可调速旋转电机3驱动旋转，同等处理负荷下，相比现有技术中的一体式吸附浓缩-催化氧化设备，连续旋转转轮式吸附床减少了吸附箱体数量和阀门使用量，吸附剂使用量减少了30-50%，设备体积减少70%以上，显著减少了吸附床重量和设备体积；

吸附床2包括吸附区2A、脱附区2B和冷却区2C，吸附区2A、脱附区2B和冷却区2C均分别对应设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口和冷却进气口、冷却出气口；吸附过滤器1出口端与吸附进气口相连，有机废气经吸附床净化后，经吸附出气口连接至吸附风机，吸附风机4连接至高空排放管路5，经吸附床2净化后的有机废气由高空排放管路5排放；

脱附过滤器6出口端与冷却区2C进气口相连，冷却出气口与脱附电热器7进口连接，脱附电热器7的出口端依次通过脱附区2B、脱附风机9、阻火器10、催化电/燃气加热器11连接至催化反应床12的进口端，催化反应床12的出口端通过管路上的换热器9后，连接至高空排放管路5；新鲜风经过脱附过滤器6后对冷却区2C进行吹冷，经脱附电加热器7加热形成脱附热风，对脱附区2B进行脱附，完成转轮吸附床的再生，形成的脱附废气在脱附风机8的输送下，依次经过换热器9、阻火器10、催化电/燃气加热器11和催化反应床12完成催化反应，形成的中温烟气与脱附废气在换热器作用下换热，节省运行能耗，再由高空排放管路5达标排放；

在催化电/燃气加热器11与催化反应床12之间、补冷风机6与脱附进气口之间分别设置有温度传感器TIC1、TIC2，温度传感器TIC1、TIC2与PLC控制系统联接，通过PLC控制系统来控制催化反应温度和脱附热风温度；

在吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口处均分别设置有电动阀门，PLC控制系统控制电动阀门的状态；

作为本发明的一个优选方案，催化反应床12中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成，该催化剂催化氧化效率达98%以上，催化剂使用寿命长，起燃温度低，活性窗口宽（220-650℃），体积空速可达30000h-1，脱附预热时间短；在达到热平衡后，无需加热器补充热量，利用换热器对反应后的中高温烟气进行热量利用；

本发明的具体实施方法：

吸附床2的吸附进气口、吸附出气口处的阀门打开，吸附风机4使吸附单元管路处于负压状态，有机废气从过滤器1的进口端被吸入，废气中所带有的灰尘被过滤器去除，过滤器的目的在于：防止灰尘等颗粒物堵塞吸附床2中吸附剂的空隙，影响吸附效果；然后，废气进入从吸附进气口进入到吸附床2，此时有机物质被吸附床2A中的吸附剂所吸附，在吸附床2A的作用下有机废气得到净化，净化后的有机废气经吸附风机4抽取通过吸附高空排放管路5达标排放；在吸附的同时，打开冷却进气口、脱附出气口阀门，开启脱附风机8，新鲜风通过脱附过滤器6依次经过冷却区2C、脱附电热器7、脱附区2B，形成的脱附废气再经过脱附风机8、换热器9、阻火器10和催化电（或燃气）加热器11连接至催化反应床12的进口，在催化反应床12内进行催化氧化反应，催化反应床12的出口通过管路上的换热器9后，形成的中温反应烟气与脱附废气换热后，由高空排放管路5达标排放。

综上所述，本发明提出的可移动一体式有机废气处理装置，该有机废气处理装置设置在行走支架上，适用于由环境突发事故形成的有机废气污染源，作为应急处理方式，可以将有机废气处理装置移动至事故现场，实现有机废气的快速处理，吸附床为连续旋转转轮式结构，利用可调速旋转电机驱动旋转，同等处理负荷下，相比一体式吸附浓缩-催化氧化设备，转轮式吸附床减少了吸附箱体数量和阀门使用量，吸附剂使用量减少了30-50%，设备体积减少70%以上，减少了吸附床重量和设备体积、方便移动，而且采用连续旋转结构设计的吸附床，使得脱附浓度平稳，具有管路阻力小、免土建安装、净化效率高等特点。

本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可移动一体式有机废气处理装置，包括吸附单元、催化反应单元和PLC控制系统，其特征在于：所述吸附单元、催化反应单元和PLC控制系统集成设计在可移动的行走支架上；

所述吸附单元包括吸附过滤器、吸附床、吸附风机，所述吸附过滤器进口端与污染源排放出口管道相连，所述吸附床为连续旋转转轮式结构，由可调速旋转电机变频控制，所述吸附床包括吸附区、脱附区和冷却区，所述吸附区、脱附区和冷却区分别对应设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口、冷却进气口和冷却出气口；所述吸附过滤器出口端与所述吸附进气口相连，有机废气经吸附床净化后，由吸附出气口经吸附风机连接至高空排放管路达标排放；

所述催化反应单元包括脱附过滤器、脱附电加热器、脱附风机，与脱附风机依次连接的换热器、阻火器、催化电/燃气加热器和催化反应床；

新鲜风经过所述脱附过滤器后对冷却区进行吹冷，经所述脱附电加热器加热形成脱附热风，对所述脱附区进行脱附，完成转轮吸附床的再生，形成的脱附废气在所述脱附风机的输送下，依次经过换热器、阻火器、催化电/燃气加热器、催化反应床，完成催化反应生成二氧化碳和水，形成的中温烟气与脱附废气在换热器作用下换热后，由高空排放管路达标排放；

所述冷却区与脱附进气口之间、所述催化电/燃气加热器与所述催化反应床之间均设置有温度传感器，所述温度传感器与PLC控制系统联接，通过所述PLC控制系统分别控制脱附热风温度和催化反应温度；

所述吸附区进气口、吸附区出气口、冷却区进气口、脱附区出气口处分别设置有电动阀门，所述PLC控制系统控制所有电动阀门的动作。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气处理装置，其特征在于：所述催化反应床中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成。

3.根据权利要求2所述的一种有机废气处理装置，其特征在于：所述吸附床通过皮带连接可调速旋转电机。