CN103394284A

CN103394284A - 移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置

Info

Publication number: CN103394284A
Application number: CN2013103646092A
Authority: CN
Inventors: 张志翔; 郅立鹏; 梁鹏; 陈继朝
Original assignee: QINGDAO HUASHIJIE ENVIRONMENT PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Qingdao Environmental Protection Technology Co., Ltd. naboko
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: CN203437035U; CN103394284B

Abstract

本发明提出了一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，属于有机废气处理领域。其解决了在不具备充足电力或燃气供应和使用条件下污染源的废气处理问题，其包括移动富集设备、固定催化氧化处理设备和PLC控制系统，若干台移动富集设备与一台固定催化氧化处理设备配合工作，若干台移动富集设备在污染源现场作业完成后，经人工或机械牵引的方式移动至固定催化氧化处理设备附近，并与固定氧化处理设备进行快速联接。本发明装置主要应用于不具备充足电力或燃气供应和使用条件的有机废气污染源，吸附富集单元设备具有移动性，有效处理污染源废气，吸附剂可重复使用，不产生固废污染物，降低了运行费用。

Description

移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置

技术领域

本发明涉及一种有机废气的处理装置，属于有机废气处理领域，具体涉及一种在不具备充足电力或燃气供应的条件下对有机废气的处理装置。

背景技术

现阶段工程实践中，处理有机废气的方法主要是吸附法和催化燃烧法。

吸附法是利用具有吸附能力的活性炭，对有机废气进行吸附处理，将挥发性有机物从废气中转移至活性炭吸附器，该处理方法简单易行，但是吸附器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℃，相对直接燃烧法，催化燃烧法可在低温下氧化分解，但催化燃烧法不适合用于大风量、低浓度有机废气的处理，因为需加入大量燃料助燃，从而增加了处理费用，而且易造成二次污染。

对于具备电力或燃气条件的有机废气污染源，现有技术中处理方法主要为一体化活性炭吸附浓缩-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，需要在污染源排放现场具备充足的电力或燃气供应和使用条件，限制了其在不具备以上条件下污染源的应用。对于具备电力或燃气条件的有机废气污染源，现有技术主要为牺牲型活性炭吸附转移法，即利用活性炭对有机废气进行吸附处理，将挥发性有机物从废气中转移至活性炭，吸附饱和后再更换新的活性炭；该处理方法简单易行，初次投资低，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，产生工业固废，增加了运行费用，而且吸附饱和的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。

综上所述，对于不具备充足电力或燃气供应和使用条件下的污染源，现有技术中对这方面的研究报道较为鲜见。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，具有移动性的富集单元在污染源发生地完成独立工作后，可移动到具备充足电力或燃气供应和使用条件的场所，利用固定催化氧化单元实现再生处理，实现一体化吸附浓缩-催化氧化技术中的吸附剂再生功能。

本发明技术方案包括：

一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，包括移动富集设备、固定催化氧化处理设备和PLC控制系统，若干台移动富集设备与一台固定催化氧化处理设备配合工作，所述若干台移动富集设备在污染源现场作业完成后，经人工或机械牵引的方式移动至所述固定催化氧化处理设备附近，并与固定氧化处理设备进行快速联接；

其中，每台移动富集设备包括过滤器、吸附床、吸附风机和行走支架，所述过滤器、吸附床、吸附风机设在所述行走支架上，所述过滤器进口端与污染源排放出口管道相连；所述吸附床包括吸附区和脱附区，所述吸附区和脱附区均分别设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口和脱附出气口；所述过滤器的出口与吸附进气口相连，所述吸附出气口连接至吸附风机，所述吸附风机连接至吸附高空排放支路；

所述固定催化氧化处理设备包括依次连接的脱附风机、换热器、阻火器、电/燃气加热器和催化反应床，在催化反应床内反应完成后，催化反应床的出口通过管路上的换热器后，一部分反应烟气由固定催化氧化高空排放管路排放，另一部分反应烟气与进风口进入的新鲜风混合形成脱附热风；

所述移动富集设备中吸附床的脱附出气口通过管路上依次连接的脱附风机、换热器、阻火器和电（或燃气）加热器连接至催化反应床的进口，在催化反应床内进行反应，催化反应床的出口通过管路上的换热器后，一部分反应烟气由固定催化氧化高空排放管路排放，另一部分反应烟气与进风口进入的新鲜风混合，形成脱附热风，再进入所述的脱附进气口，产生脱附废气，从而形成脱附循环管路；

在所述电（或燃气）加热器与所述催化反应床之间、所述进风口与所述移动富集设备中的脱附进气口之间分别设置有温度传感器，所述温度传感器与PLC控制系统联接，通过所述PLC控制系统来控制催化反应温度和脱附热风温度；

在所述吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口处均分别设置有电动磁阀，所述PLC控制系统控制所有电动磁阀的状态。

作为本发明的一个优选方案，上述的吸附床为转轮式结构，所述吸附床中的吸附材料为分子筛或活性炭材料。

作为本发明的另一个优选方案，上述的固定催化氧化处理设备中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成。

上述的吸附床还连接有可调速旋转电机，利用可调速旋转电机驱动其旋转。

本发明所带来的有益技术效果：

（1）本发明采用一台或多台移动富集设备与一台所述固定催化氧化处理设备组合工作的处理装置，对于不具备电力或燃气供应和使用条件的污染源，移动富集设备首先在污染源处对有机废气进行吸附富集，吸附富集作业完成后，再经人工或机械牵引的方式移动至固定催化氧化处理设备附近，移动富集设备与固定催化氧化处理设备进行快速联接，形成脱附循环管路从而完成了对污染物的处理，该处理装置突破了该类污染源的公用工程条件对污染控制技术的使用限制；

（2）移动富集设备与固定催化氧化处理设备快速联接后，通过热风脱附和催化氧化完成污染物的处理，本发明技术替换了牺牲型活性炭吸附转移技术，不产生固废污染物，对有机污染物进行氧化处理，不发生污染物的转移；

（3）本发明装置可应用于不具备充足电力或燃气供应和使用条件的有机废气污染源，吸附富集设备为可移动的，在污染源完成作业后，可以将其移动在至固定催化氧化处理设备附近进行相关处理，本发明装置可有效处理污染源废气，吸附剂可以重复使用，不产生固废污染物，降低了运行费用，固定催化氧化设备单元对吸附富集设备单元进行再生，对有机污染物进行氧化处理，不发生污染转移；

（4）本发明的吸附床为转轮式结构，分为吸附区和脱附区，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%，减少了吸附床重量和体积，脱附浓度平稳，设置的快速接口实现了与污染源之间的快速接驳，方便移动，具有运行阻力小、免土建安装、净化效率高等特点；

(5)本发明采用PLC控制系统，设备单元的运行实现自动化，运行过程数据记录完整，安全、稳定、可靠；

(6)本发明固定催化氧化处理设备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。

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为本发明移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置工作原理图；

图2为本发明移动富集设备工作原理图；

图3为本发明固定催化氧化处理设备工作原理图。

图中，I-移动富集设备，II-固定催化氧化处理设备，1、过滤器，2、吸附床，3、可调速旋转电机，4、吸附风机，5、吸附高空排放支路，6、脱附风机，7、换热器，8、阻火器，9、电/燃气加热器，10、催化反应床，11、进风口，12、固定催化氧化高空排放管路。

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。

如图1所示，一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，包括移动富集设备I、固定催化氧化处理设备II和PLC控制系统，若干台移动富集设备I与一台固定催化氧化处理设备II配合工作，若干台移动富集设备I在污染源现场作业完成后，经人工或机械牵引的方式移动至固定催化氧化处理设备II附近，并与固定氧化处理设备II进行快速联接；

如图2所示，每台移动富集设备I包括过滤器1、吸附床2和吸附风机4，过滤器1进口端前设置有快速接口，过滤器1进口端与污染源排放出口管道经快速接口相连；吸附床2包括吸附区2A和脱附区2B，吸附区2A和脱附区2B均分别设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口和脱附出气口；过滤器1的出口与吸附进气口相连，吸附出气口连接至吸附风机4，吸附风机4连接至吸附高空排放支路5；

结合图3，固定催化氧化处理设备包括：依次连接的脱附风机、换热器、阻火器、电/燃气加热器和催化反应床，在催化反应床内反应完成后，催化反应床的出口通过管路上的换热器后，一部分反应烟气由固定催化氧化高空排放管路排放，另一部分反应烟气与进风口进入的新鲜风混合形成脱附热风；

结合图3，脱附出气口通过管路上依次连接的脱附风机6、换热器7、阻火器8和电（或燃气）加热器9连接至催化反应床10的进口，在催化反应床10内进行反应，催化反应床10的出口通过管路上的换热器7后，一部分反应烟气由固定催化氧化高空排放管路12排放，另一部分反应烟气与进风口11进入的新鲜风混合，形成脱附热风，再进入的脱附进气口，产生脱附废气，从而形成脱附循环管路；

在电（或燃气）加热器9与催化反应床10之间、进风口11与移动富集设备中的脱附进气口之间分别设置有温度传感器TIC，温度传感器TIC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磁阀,PLC控制系统控制所有电动磁阀的状态。

优选地，上述的吸附床2为转轮式结构，吸附床2中的吸附材料为分子筛或活性炭材料。

优选地，上述的固定催化氧化处理设备II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，上述的吸附床2还连接有可调速旋转电机，利用可调速旋转电机驱动其旋转。

实施例1：

移动富集设备I在污染源现场的工作步骤：

吸附操作的工作过程是：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使整个系统产生负压，有机废气从过滤器1的进口被吸入，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2中的吸附剂所吸附，使得废气得到净化；最后，净化后的废气经吸附风机4抽取通过吸附高空排放支路5达标排放。

移动富集设备I在污染源现场作业完成后，经人工或机械牵引的方式移动至固定催化氧化处理设备II附近进行氧化再生处理。

固定催化氧化处理设备II的工作步骤：

脱附操作的工作过程是：首先打开脱附进气口、脱附出气口阀门，开启脱附风机，脱附出气口通过管路上依次连接的脱附风机6、换热器7、阻火器8和电（或燃气）加热器9连接至催化反应床10的进口，在催化反应床10内进行反应，催化反应床10的出口通过管路上的换热器7后，一部分反应烟气由固定催化氧化高空排放管路12排放，另一部分反应烟气与进风口11进入的新鲜风混合，形成脱附热风，再进入的脱附进气口，产生脱附废气，从而形成脱附循环管路；

如何利用PLC控制系统实现对移动富集设备I和固定催化氧化处理设备II的自动控制，对于本领域内技术人员来说是公知常识，在此不再赘述。

综上所述，本发明移动富集设备I首先在污染源现场进行吸附工作，吸附工作完成后，经人工或机械牵引的方式移动至固定催化氧化处理设备II附近进行氧化再生处理，完全克服了在不具备充足电力或燃气供应和使用条件的污染源无法回收的问题，移动富集设备中设置的行走支架使得移动富集设备可以根据需要进行移动，移动富集设备首先在污染源处对有机废气进行吸附富集，再移动至固定催化氧化处理设备处，完成再生后便可进入下一个吸附富集工作阶段，该移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置特别适用于不具备充足电力或燃气供应和使用条件下的污染源的处理。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，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之内。

Claims

1.一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，包括移动富集设备、固定催化氧化处理设备和PLC控制系统，其特征在于：若干台移动富集设备与一台固定催化氧化处理设备配合工作，所述若干台移动富集设备在污染源现场作业完成后，经人工或机械牵引的方式移动至所述固定催化氧化处理设备附近，并与固定催化氧化处理设备进行快速联接；

其中，每台移动富集设备包括过滤器、吸附床、吸附风机和行走支架，所述过滤器、吸附床、吸附风机设在所述行走支架上，所述过滤器进口端与污染源排放出口管道相连；所述吸附床包括吸附区和脱附区，所述吸附区和脱附区均分别设有吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口和脱附出气口；所述过滤器出口端与吸附进气口相连，所述吸附出气口连接至吸附风机，所述吸附风机连接至吸附高空排放支路；

移动富集设备与固定催化氧化处理设备之间的快速联接：所述移动富集设备中吸附床的脱附出气口通过管路与固定催化氧化处理设备中脱附风机的进口端快速联接，所述吸附床的脱附进气口与固定催化氧化处理设备中进风口快速联接，从而形成脱附循环管路；

所述电/燃气加热器与所述催化反应床之间、所述进风口与所述移动富集设备中的脱附进气口之间分别设置有温度传感器，所述温度传感器与PLC控制系统联接；

所述吸附进气口、吸附出气口、脱附进气口、脱附出气口处均分别设置有电动磁阀，所述PLC控制系统控制所有电动磁阀的状态。

2.根据权利要求1所述的一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，其特征在于：所述吸附床为转轮式结构。

3.根据权利要求2所述的一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，其特征在于：所述吸附床中的吸附材料为分子筛或活性炭。

4.根据权利要求3所述的一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，其特征在于：所述固定催化氧化处理单元设备中的催化剂是由负载在规整陶瓷或氧化铝上的铂、钯组成。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种移动富集-固定催化氧化式有机废气处理装置，其特征在于：所述吸附床还连接有可调速旋转电机。