CN103868949B - 一种有机废气处理的试验测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机废气处理的试验测试系统，它包括溶剂罐，所述的溶剂罐与蠕动泵入口相连，蠕动泵出口与溶剂汽化器相连，溶剂汽化器位于配气罐内部，所述的配气罐入口与空气过滤器相连，配气罐出口依次与配气风机、活性炭吸附床、排气筒相连，所述的配气风机出口依次与增压风机阻火器、换热器热、催化氧化床、排气筒相连，催化氧化床出口还与换热器冷侧入口相连，换热器冷侧出口通过阀门与排气筒相连，配气风机出口通过阀门与吸附转轮的吸附区入口相连，吸附转轮的吸附区出口通过阀门与排气筒相连。本发明可以降低有机废气工艺系统的设计失误、提高设计精度、评测处理材料，促进有机废气处理行业的技术发展。

Description

一种有机废气处理的试验测试系统

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别是涉及一种有机废气处理的试验测试系统。

背景技术

近些年来，大气环境污染日益严重，继脱硫脱硝技术和产业的发展成熟，挥发性有机污染物的监测和治理也逐渐被重视。

挥发性有机污染物（VOCs）指的是沸点在50-260℃之间、饱和蒸汽压大于133Pa的有机化合物。此类化合物范围十分广泛，在生产生活中应用很普遍。如涂装、制药、化工、皮革、装饰装修等。VOCs的大量使用也造成了不同程度的污染。一些VOCs具有恶臭，对周边环境造成严重的影响。一些VOCs成分具有温室效应，在大气中还会发生光化学反应，生成光化学烟雾。此外，VOCs的污染范围不仅仅局限在一个城市或国家内，随着它的扩散与迁移，可以引起包括酸雨、臭氧层破坏、大气变暖等全球环境问题，具有跨国性和全球性。因此，VOCs被视为继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物，VOCs的净化治理也逐步成为了大气污染治理中非常重要的一部分。

但由于VOCs种类繁多、特性不一，污染源排放量和污染物种类也千差万别，所以VOCs处理工艺和系统的确定，需要针对不同污染物进行模拟测试，然后根据试验结果进行设计。现有的废气测试系统，主要为吸附材料的测试系统，存在功能单一、处理量小的缺点，不能对工艺流程进行试验和测试。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种有机废气处理的试验测试系统。本发明针对有机废气污染源成分复杂、特性复杂的现状，通过试验模拟测试，得到适合废气的处理参数，为工程设计提供基础数据。本发明还可用来对有机废气处理系统的材料性能进行评测。

本发明所采用的技术方案是：一种有机废气处理的试验测试系统，它包括溶剂罐，所述的溶剂罐与蠕动泵入口相连，蠕动泵出口与溶剂汽化器相连，溶剂汽化器位于配气罐内部，所述的配气罐入口与空气过滤器相连，配气罐出口通过阀门与配气风机入口相连，配气风机出口通过阀门与活性炭吸附床相连，活性炭吸附床出口通过阀门和管道与排气筒相连，所述的配气风机出口还通过阀门与增压风机入口相连，增压风机出口通过两个阀门与阻火器入口相连，阻火器出口与换热器热侧入口相连，换热器热侧出口与催化氧化床入口相连，催化氧化床通过阀门与排气筒相连，催化氧化床出口还与换热器冷侧入口相连，换热器冷侧出口通过阀门与排气筒相连，配气风机出口通过阀门与吸附转轮的吸附区入口相连，吸附转轮的吸附区出口通过阀门与排气筒相连。

按上述方案，另一空气过滤器与吸附转轮的冷却区入口相连，吸附转轮的冷却区出口与空气加热器入口相连，空气加热器出口与吸附转轮的脱附区入口相连，吸附转轮的脱附区出口与增压风机入口相连。

按上述方案，活性炭吸附床出口还分别通过阀门与增压风机入口和增压风机出口相连，活性炭吸附床入口和出口还分别通过阀门与增压风机和阻火器之间的两个阀门间的管道相连，溶剂汽化器为管道式溶剂汽化器。

按上述方案，所述的催化氧化床包括进风口、隔热层、布风板、电加热器、催化剂和出风口，所述的隔热层由不锈钢板和隔热纤维组成，截面为中空的正方形，隔热层的两端分别与进风口和出风口连接，布风板，电加热器和催化剂依次布置在隔热层内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本系统对污染源的排放情况进行模拟，并测试不同处理工艺的处理效果及处理成本，通过本系统对不同系统的材料更换，可以评测有机废气处理系统中不同材料的性能，并针对不同排放源选择不同的处理工艺和处理材料，达到良好的处理效果。本发明可以降低有机废气工艺系统的设计失误、提高设计精度、优化设计参数、评测处理材料，能够有效提升有机废气处理相关行业的工作效率，促进有机废气处理行业的技术发展。

附图说明

图1为本系统的示意图；

图2为催化氧化床的结构示意图。

图中：1溶剂罐，2蠕动泵，3溶剂汽化器，4配气罐，5第一空气过滤器，6配气风机，7活性炭吸附床，8增压风机，9阻火器，10换热器，11催化氧化床，12第二空气过滤器，13吸附转轮，14空气加热器，15排气筒，16进风口，17布风板，18电加热器，19催化剂，20保温层，21出风口，V1-V15阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，本系统由配气系统、活性炭吸附系统、转轮吸附系统、催化氧化系统和抽排风系统组成，活性炭吸附系统、转轮吸附系统和催化氧化系统分别通过抽排风系统与配气系统相连。配气系统由溶剂罐1、蠕动泵2、溶剂汽化器3、配气罐4和第一空气过滤器5组成，活性炭吸附系统由活性炭吸附床7组成，转轮吸附系统由第二空气过滤器12、吸附转轮13和空气加热器14组成，催化氧化系统由阻火器9、换热器10和催化氧化床11组成，抽排风系统由配气风机6、增压风机8、排气筒15、进风口16、布风板17、电加热器18、催化剂19、保温层20、出风口21、阀门V1-V15和管道组成。

一种有机废气处理的试验测试系统，它包括溶剂罐1，所述的溶剂罐1与蠕动泵2入口相连，蠕动泵2出口与溶剂汽化器3相连，溶剂汽化器3位于配气罐4内部，第一空气过滤器5与配气罐4入口相连，配气罐4出口通过阀门与配气风机6入口相连，配气风机6出口通过阀门与活性炭吸附床7相连，活性炭吸附床7出口通过阀门和管道与排气筒15相连，配气风机6出口通过阀门与增压风机8入口相连，增压风机8出口通过两个阀门与阻火器9入口相连，阻火器9出口与换热器10热侧入口相连，换热器10热侧出口与催化氧化床11入口相连，催化氧化床11通过阀门与排气筒15相连，催化氧化床11出口还与换热器10冷侧入口相连，换热器10冷侧出口通过阀门与排气筒15相连，配气风机6出口通过阀门与吸附转轮13吸附区131入口相连，吸附转轮13吸附区131出口通过阀门与排气筒15相连，第二空气过滤器12与吸附转轮13冷却区132入口相连，吸附转轮13冷却区132出口与空气加热器14入口相连，空气加热器14出口与吸附转轮13脱附区133入口相连，吸附转轮13脱附区133出口与增压风机8入口相连，活性炭吸附床7出口还分别通过阀门与增压风机8入口和增压风机8出口相连，活性炭吸附床7入口和出口还分别通过阀门与增压风机8和阻火器9之间的两个阀门间的管道相连。催化氧化床包括进风口16、布风板17、电加热器18、催化剂19、隔热层20和出风口21，隔热层20由不锈钢板和隔热纤维组成，截面为中空的正方形，隔热层20的两端分别与进风口16和出风口21连接，布风板17，电加热器18和催化剂19依次布置在隔热层20内。

本发明中，所述的溶剂汽化器为管道式溶剂汽化器。

本系统可以由不同的阀门开合，组成不同的废气测试模块，对不同废气分别进行蜂窝活性炭正压吸附、蜂窝活性炭负压吸附、蜂窝活性炭吸附浓缩催化燃烧、转轮吸附浓缩催化燃烧、催化燃烧的测试，比较其处理效率、能耗及成本，并综合考虑，选择最佳的处理方式。

实施例1

有机废气污染源成分为二甲苯。采用本系统进行浓度为500mg/m³废气的固定床吸附浓缩催化燃烧测试试验和转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验。

固定床吸附浓缩催化燃烧测试试验分两个阶段完成。第一阶段：阀门V1、V4、V6开启，其他阀门关闭，在溶剂罐1中装入二甲苯溶剂，溶剂通过蠕动泵2进入溶剂汽化器3汽化后，与第一空气过滤器5进入的空气在配气罐4内混合，并经过阀门V1和配气风机6和阀门V4，进入活性炭吸附床7，在活性炭吸附床7内将二甲苯吸附后，净化后的烟气经过阀门V6排放至排气筒15；第二阶段：V12、V77、V5、V10、V14打开，其他阀门关闭，空气由第二空气过滤器12经过吸附转轮13冷却区132，并在空气加热器14内被加热，经过吸附转轮13脱附区133和阀门V12后由增压风机8增压，经过阀门V7由B端进入活性炭吸附床，将第一阶段吸附的二甲苯脱附，含有高浓度二甲苯的有机废气经过阀门V5和V10，经过阻火器9和换热器10冷侧，进入催化氧化床11，有机废气在催化剂的作用下被氧化为二氧化碳和水，当有机废气温度较低无法进行催化反应时，催化氧化床11内的电加热器对有机废气进行预热，催化氧化后的烟气经过换热器10热侧，将热量传递给未氧化的有机废气，烟气经过V14排放至排气筒15。

转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验时，阀门V1、V13、V15、V12、V9、V10、V14开启，其他阀门关闭。在溶剂罐1中装入甲苯溶剂，溶剂通过蠕动泵2进入溶剂汽化器3汽化后，与第一空气过滤器5进入的空气在配气罐4内混合，并经过阀门V1和配气风机6和阀门V13，进入吸附转轮13吸附区131，甲苯在吸附区131内被吸附，净化后的空气通过阀门V15排放至排气筒15，同时空气由第二空气过滤器12进入吸附转轮13冷却区132，将脱附后的转轮冷却，然后进入电加热器14，加热到适宜温度后进入吸附转轮13脱附区将吸附的甲苯脱附，形成高浓度废气，高浓度废气经过阀门V12进入增压风机8、阀门V9、V10和阻火器9进入换热器10冷侧，废气在换热器10内换热后进入催化氧化床11，在催化剂的作用下被氧化为二氧化碳和水，当有机废气温度较低无法进行催化反应时，催化氧化床11内的电加热器对有机废气进行预热，催化氧化后的烟气经过换热器10热侧，将热量传递给未氧化的有机废气，烟气经过V14排放至排气筒15。

试验结果表明，固定床吸附浓缩催化燃烧试验时排气筒的出口二甲苯浓度有较大波动，试验开始时二甲苯的排放浓度为零，试验结束时，二甲苯的排放浓度为50mg/m³，且由于脱附不均匀，导致催化燃烧效率在96%-98%之间波动。转轮吸附浓缩催化燃烧试验时，排气筒的出口二甲苯浓度较稳定，为20mg//m³，催化燃烧效率99%。对500mg/m³浓度的二甲苯废气，转轮吸附浓缩催化燃烧的效果优于固定床吸附浓缩催化燃烧。

实施例2

有机废气污染源成分为甲苯。采用本系统进行浓度为1000mg/m³的转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验和催化燃烧测试试验。

对甲苯的转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验的试验过程同实施例1中对二甲苯的转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验，不赘述。

催化燃烧试验时，阀门V1、V2、V9、V10、V14打开，其他阀门关闭。在溶剂罐1中装入甲苯溶剂，溶剂通过蠕动泵2进入溶剂汽化器3汽化后，与第一空气过滤器5进入的空气在配气罐4内混合，并依次经过阀门V1、配气风机6、阀门V2、增压风机8、阀门V9和V10，进入阻火器9，进入换热器10的热侧，废气被加热后从换热器10的热侧进入催化氧化床11，在催化氧化床11内废气被进一步加热到催化温度后进入催化剂部分，并在催化剂的作用下分解为二氧化碳和水，并产生部分热量，热烟气经过换热器10的冷侧和阀门V14排入排气筒15。

试验结果表明，转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验时，吸附出口甲苯浓度为50mg/m³，催化燃烧效率为99%，燃烧出口甲苯浓度为50mg/m³，排放共100mg/m³。催化燃烧测试试验时，催化燃烧效率为99%，出口甲苯浓度为50mg/m³。对1000mg/m³的甲苯废气，催化燃烧的效率由于转轮吸附浓缩催化燃烧测试试验。

实施例3

有机废气污染源成分为甲苯。采用本系统进行浓度为400mg/m³的固定床正压和固定床负压吸附试验。

固定床正压吸附试验时，阀门V1、V4、V6打开，其他阀门关闭。在溶剂罐1中装入甲苯溶剂后，溶剂通过蠕动泵2进入溶剂汽化器3汽化后，与第一空气过滤器5进入的空气在配气罐4内混合，并依次通过阀门V1、配气风机6、阀门V4，由A端进入活性炭吸附床7，并由B端流出，经过阀门V6，由排气筒15排放。

固定床负压吸附试验时，阀门V1、V2、V5、V6、V9打开，其他阀门关闭。在溶剂罐1中装入甲苯溶剂后，溶剂通过蠕动泵2进入溶剂汽化器3汽化后，与第一空气过滤器5进入的空气在配气罐4内混合，并依此通过阀门V1、配气风机6、阀门V2、增压风机8、阀门V9、阀门V5，由A端进入活性炭吸附床7，并由B端和阀门V6排入排气筒15。

试验结果表明，固定床正压吸附测试试验时，出口出现甲苯的时间比负压吸附时要晚，说明正压吸附穿透较晚，吸附效果较好。

Claims (5)

1.一种有机废气处理的试验测试系统，其特征在于：它包括溶剂罐，所述的溶剂罐与蠕动泵入口相连，蠕动泵出口与溶剂汽化器相连，溶剂汽化器位于配气罐内部，所述的配气罐入口与空气过滤器相连，配气罐出口通过阀门与配气风机入口相连，配气风机出口通过阀门与活性炭吸附床相连，活性炭吸附床出口通过阀门和管道与排气筒相连，所述的配气风机出口还通过阀门与增压风机入口相连，增压风机出口通过两个阀门与阻火器入口相连，阻火器出口与换热器热侧入口相连，换热器热侧出口与催化氧化床入口相连，催化氧化床通过阀门与排气筒相连，催化氧化床出口还与换热器冷侧入口相连，换热器冷侧出口通过阀门与排气筒相连，配气风机出口通过阀门与吸附转轮的吸附区入口相连，吸附转轮的吸附区出口通过阀门与排气筒相连。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气处理的试验测试系统，其特征在于：另一空气过滤器与吸附转轮的冷却区入口相连，吸附转轮的冷却区出口与空气加热器入口相连，空气加热器出口与吸附转轮的脱附区入口相连，吸附转轮的脱附区出口与增压风机入口相连。

3.根据权利要求1所述的一种有机废气处理的试验测试系统，其特征在于：所述的活性炭吸附床出口还分别与增压风机入口和增压风机出口相连，活性炭吸附床与增压风机之间设置有阀门，活性炭吸附床入口与增压风机和阻火器之间的管道相连，活性炭吸附床出口与增压风机和阻火器之间的管道相连。

4.根据权利要求1所述的一种有机废气处理的试验测试系统，其特征在于：所述的溶剂汽化器为管道式溶剂汽化器。

5.根据权利要求1所述的一种有机废气处理的试验测试系统，其特征在于：所述的催化氧化床包括进风口、隔热层、布风板、电加热器、催化剂和出风口，所述的隔热层由不锈钢板和隔热纤维组成，截面为中空的正方形，隔热层的两端分别与进风口和出风口连接，所述的布风板，电加热器和催化剂依次布置在隔热层内。