CN105195012B - 挥发性有机废气生物处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挥发性有机废气生物处理系统，包括吸附浓缩装置、生物降解装置和PLC控制单元，吸附浓缩装置包括分子筛转轮，分子筛转轮的周向设有顺序回转的吸附区、再生区和冷却区，吸附区的入口侧连接吸附风机，出口侧接通高空烟囱，再生区内设有高温再生气体，冷却区的出口侧连接换热器，换热器的一侧连接生物降解装置，另一侧连接加热器，加热器接通再生区后回流连接至换热器；生物降解装置包括脱附风机、再生液储槽和营养液储槽，再生液储槽中装有生物降解转轮，脱附风机通过管路接通生物降解转轮。本发明，操作简单、反应条件温和、运行成本低、无二次污染物、去除效率高、自动化程度高、安全性能好，废气去除率在98％以上。

Description

挥发性有机废气生物处理系统

技术领域

本发明涉及综合性废气处理领域，具体涉及挥发性有机废气处理系统。

背景技术

挥发性有机废气的治理研究和应用都比较晚，随着工业化的发展，各行各业(如印刷、制药、石油化工、涂装、喷漆、皮革、电子等)产生的挥发性有机废气的数量及种类也越来越多。目前有机废气的治理方法主要包括以下三种：有燃烧工艺、吸附回收工艺、氧化分解工艺：

燃烧工艺，主要是通过高温分解使有机废气燃烧后分解为稳定的小分子的无害物质；

吸附回收工艺，主要是用于吸附回收有利用价值的有机溶剂，从而实现可重复利用；

氧化分解工艺，主要是通过产生的臭氧将有机废气氧化分解为CO2和H2O等小分子且无害的物质。

上述方法均存在投资费用高、运行成本高、能耗高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的废气治理方法存在投资费用高、运行成本高、能耗高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种挥发性有机废气生物处理系统，包括吸附浓缩装置、生物降解装置和PLC控制单元，

所述吸附浓缩装置包括分子筛转轮，所述分子筛转轮的周向依次设有顺序回转的吸附区、再生区和冷却区，所述吸附区的入口侧连接吸附风机，出口侧接通高空烟囱，有机废气在吸附风机的作用下进入到所述吸附区，进行吸附处理后产生的达标干净气体经高空烟囱排出，所述再生区内设有高温再生气体，冷却气体自所述冷却区的入口侧进入，所述冷却区的出口侧连接换热器，所述换热器的一侧连接所述生物降解装置，所述换热器的另一侧连接加热器，所述加热器接通所述再生区后回流连接至所述换热器，从所述冷却区出来的冷却气体与所述再生区脱附出来的高温气体在所述换热器内实现换热；

所述生物降解装置包括脱附风机、再生液储槽和与所述再生液储槽连接的营养液储槽，所述再生液储槽中装有循环转动的生物降解转轮，所述脱附风机通过管路接通所述生物降解转轮，脱附后符合条件的废气进入所述生物降解转轮内进行降解，经降解后形成的达标干净气体通过所述高空烟囱排入大气中。

在上述方案中，所述再生液储槽和所述营养液储槽之间设有控制所述再生液储槽内液体PH浓度的计量泵，所述计量泵与所述控制单元连接，所述再生液储槽的底部设有与所述计量泵同步开启的自动排液阀。

在上述方案中，所述再生液储槽中的微生物菌种的pH值为6～7。

在上述方案中，经脱附后进入所述生物降解转轮的废气需要符合的条件为温度降至28～32度，废气浓度在其爆炸下限的25％以下。

在上述方案中，还包括旁路管道，所述旁路管道设置在所述脱附风机的出口管道与所述有机废气的排入管道之间，所述旁路管道上设有可回流至所述有机废气的排入管道上的第一单向控制阀，当检测到不符合条件的废气时，所述PLC控制单元控制自动开启所述旁路管道并将废气引入所述分子筛转轮。

在上述方案中，所述脱附风机与所述生物降解转轮之间设有第二单向控制阀，所述旁路管道设置在所述第二单向控制阀和所述脱附风机之间。

在上述方案中，所述吸附区、所述再生区和所述冷却区之间分别通过分隔板相互隔离，所述分隔板与所述分子筛转轮的壳体内壁或圆周之间均装有耐高温、耐腐蚀性的氟橡胶密封材料。

在上述方案中，所述分子筛转轮和所述生物降解转轮均通过调速马达调节转速，其转速均为4～7转/每小时。

在上述方案中，所述吸附区内填充有沸石分子筛，有机废气在所述吸附区停留的时间为3～5秒，所述再生区的温度控制范围为100～120度。

在上述方案中，所述加热器上设有用于检测从所述再生区脱附出来气体温度的温度传感器，所述温度传感器与所述PLC控制单元连接。

本发明，安装方便、操作简单、反应条件温和、运行成本低、无二次污染物、去除效率高、自动化程度高、安全性能好，废气去除率在98％以上，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种挥发性有机废气生物处理系统，包括吸附浓缩装置、生物降解装置和PLC控制单元，有机废气在PLC控制单元的控制下依次经过吸附浓缩装置和生物降解装置实现对有机废气的处理。

吸附浓缩装置包括分子筛转轮30，分子筛转轮30的周向依次设有顺序回转的吸附区31、再生区32和冷却区33，再生区32的温度控制在100～120度之间。吸附区31、再生区32和冷却区33分别通过分隔板相互隔离，分隔板与分子筛转轮30的壳体内壁或圆周之间均装有耐高温、耐腐蚀性的氟橡胶密封材料，以防止各个区之间串风以及分子筛转轮30的圆周或壳体内壁之间的空气泄露。其中分子筛转轮30通过调速马达调节转速实现顺时针旋转，其转速均为4～7转/每小时。

吸附区31的入口侧连接吸附风机20，出口侧接通高空烟囱50，吸附风机20与有机废气的排入端之间设有过滤器10，有机废气经过过滤器10的初步过滤后，在吸附风机20的作用下，进入到吸附区31，吸附风机20与吸附区31之间的管路上设有第一取样口11，用于取样检测待处理气体的情况。吸附区31内填充有沸石分子筛，沸石分子筛具有耐腐蚀性、压降小、使用寿命长等特性，有机废气在吸附区31停留的时间为3～5秒，在吸附区31进行吸附处理后产生的达标干净气体经高空烟囱50排出，高空烟囱50与吸附区31之间靠近高空烟囱50的管路上设有第二取样口51，用于取样检测经吸附区31处理后排出气体的情况。

当分子筛转轮30进入再生区32时，进入脱附阶段，脱附风机80开启。再生区32内设有高温再生气体，本发明中优选再生区32的温度控制范围为100～120度。冷却气体自冷却区33的入口侧进入，其中冷却气体为经过过滤器10过滤后的小股废气或者新鲜空气，冷却区33的出口侧连接换热器40，冷却气体进入换热器40。换热器40的一侧连接生物降解装置，换热器40的另一侧连接加热器41，加热器41接通再生区32后回流连接至换热器40。从冷却区33出来的冷却气体与再生区32脱附出来的100～120度的高温气体在换热器40内换热，冷却气体被加热至100度左右，再次进入到分子筛转轮30的再生区32，实现热量的循环利用。脱附出来的废气经过换热后降温至28～32度，VOCs浓度检测仪在线监测脱附废气浓度，确保浓度在其爆炸下限的25％以下，符合条件的脱附废气在脱附风机80作用下进入生物降解装置。

本发明中，加热器41上设有检测从再生区32脱附出来气体温度的温度传感器，温度传感器与PLC控制单元连接。经换热器40后再次进入再生区32的气体若没有达到脱附温度100～120度，在PLC的控制下，自动开启加热设备，将气体加热至脱附温度100～120度，进入再生区32，实现循环利用，将附着在分子筛中的废气脱附出来。

生物降解装置包括脱附风机80、再生液储槽60和与再生液储槽60连接的营养液储槽90，再生液储槽60中装有循环缓慢转动的生物降解转轮70，生物降解转轮70通过调速马达调节转速，其转速为4～7转/每小时，在生物降解转轮70转动过程中，生物降解转轮70始终存在被再生液储槽60中的液体浸没的浸液区71和外露在液体外与从脱附风机80排来的废气直接接触反应的反应区72，随着生物降解转轮70的转动，反应区72被时刻更新置换，保证反应区72内有足够的再生液。再生液储槽60中的微生物菌种的pH值为6～7，脱附风机80通过管路接通生物降解转轮70，经脱附后符合条件的废气进入生物降解转轮70进行降解，将VOCs分解成CO2和H2O，经降解后形成的达标干净气体最终由高空烟囱50排至大气中，高空烟囱50与生物降解转轮70之间靠近高空烟囱50的管路上设有第三取样口52，用于取样检测经生物降解转轮70处理后排出气体的情况。

本发明中，再生液储槽60和营养液储槽90之间设有控制再生液储槽60内液体PH浓度的计量泵92，计量泵92与控制单元连接，再生液储槽60的底部设有与计量泵92同步开启的自动排液阀61。在生物降解转轮70再生的过程中如遇到营养液中的PH值不符合条件时，需要开启计量泵92，从营养液储槽90往再生液储槽60中注入新鲜的营养液，同时营养液储槽90底部的自动排液阀61会自动打开，将不适合的液体排出。待检测到再生液储槽60内PH值符合要求时，计量泵92停止运行，同时自动排液阀61关闭。营养液储槽90的上端设有药液配置口91，当营养液储槽90内的营养液不够充足时，将调好的营养液通过通过药液配置口91倒入营养液储槽90内。

本发明还包括旁路管道，旁路管道设置在脱附风机80的出口管道与有机废气的排入管道之间，旁路管道上设有可回流至有机废气的排入管道上的第一单向控制阀82，当检测到不符合条件的废气时，PLC控制单元控制自动开启自旁路管道82回流至有机废气的排入管道上，自动开启旁路阀门，将废气再次引入分子筛转轮30，以免增加生物降解转轮70的负荷，造成不可恢复的冲击。脱附风机80与生物降解转轮70之间设有第二单向控制阀81，旁路管道设置在第二单向控制阀81和脱附风机80之间，第二单向控制阀81保证废气单向进入生物降解转轮70中。

本发明带有PLC控制单元，可直观反映系统运行情况，实现全自动化或手动控制两种操作方式，整个处理系统压力损失小于等于1500帕斯卡，特别适合大风量、低浓度、废气成分复杂的废气治理工程，投资少且节省运行成本。经大量实验证明，投资费用和运行成本仅为其他的吸附浓缩、脱附降解工艺的三分之一左右，工艺环保、无二次污染，废气去除率在98％以上。

本发明，安装方便、操作简单、反应条件温和、运行成本低、无二次污染物、去除效率高、自动化程度高、安全性能好，废气去除率在98％以上，具有很高的实用价值。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.挥发性有机废气生物处理系统，包括吸附浓缩装置、生物降解装置和PLC控制单元，其特征在于，

所述吸附浓缩装置包括分子筛转轮，所述分子筛转轮的周向依次设有顺序回转的吸附区、再生区和冷却区，所述吸附区的入口侧连接吸附风机，出口侧接通高空烟囱，有机废气在吸附风机的作用下进入到所述吸附区，进行吸附处理后产生的达标干净气体经高空烟囱排出，所述再生区内设有高温再生气体，冷却气体自所述冷却区的入口侧进入，所述冷却区的出口侧连接换热器，所述换热器的一侧连接所述生物降解装置，所述换热器的另一侧连接加热器，所述加热器接通所述再生区后回流连接至所述换热器，从所述冷却区出来的冷却气体与所述再生区脱附出来的高温气体在所述换热器内实现换热；

所述生物降解装置包括脱附风机、再生液储槽和与所述再生液储槽连接的营养液储槽，所述再生液储槽中装有循环转动的生物降解转轮，所述脱附风机通过管路接通所述生物降解转轮，脱附后符合条件的废气进入所述生物降解转轮内进行降解，经降解后形成的达标干净气体通过所述高空烟囱排入大气中，

所述生物降解转轮包括被所述再生液储槽中的液体浸没的浸液区和外露在液体外与从所述脱附风机排来的废气直接接触反应的反应区，随所述生物降解转轮的转动，所述反应区时刻更新置换。

2.如权利要求1所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述再生液储槽和所述营养液储槽之间设有控制所述再生液储槽内液体PH浓度的计量泵，所述计量泵与所述PLC控制单元连接，所述再生液储槽的底部设有与所述计量泵同步开启的自动排液阀。

3.如权利要求2所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述再生液储槽中的微生物菌种的pH值为6～7。

4.如权利要求1所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，经脱附后进入所述生物降解转轮的废气需要符合的条件为温度降至28～32度，废气浓度在其爆炸下限的25％以下。

5.如权利要求4所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，还包括旁路管道，所述旁路管道设置在所述脱附风机的出口管道与所述有机废气的排入管道之间，所述旁路管道上设有可回流至所述有机废气的排入管道上的第一单向控制阀，当检测到不符合条件的废气时，所述PLC控制单元控制自动开启所述旁路管道并将废气引入所述分子筛转轮。

6.如权利要求5所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述脱附风机与所述生物降解转轮之间设有第二单向控制阀，所述旁路管道设置在所述第二单向控制阀和所述脱附风机之间。

7.如权利要求1所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述吸附区、所述再生区和所述冷却区之间分别通过分隔板相互隔离，所述分隔板与所述分子筛转轮的壳体内壁或圆周之间均装有耐高温、耐腐蚀性的氟橡胶密封材料。

8.如权利要求1所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述分子筛转轮和所述生物降解转轮均通过调速马达调节转速，其转速均为4～7转/每小时。

9.如权利要求8所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述吸附区内填充有沸石分子筛，有机废气在所述吸附区停留的时间为3～5秒，所述再生区的温度控制范围为100～120度。

10.如权利要求9所述的挥发性有机废气生物处理系统，其特征在于，所述加热器上设有用于检测从所述再生区脱附出来气体温度的温度传感器，所述温度传感器与所述PLC控制单元连接。