CN106268168A - 一种有机废气净化装置及其净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机废气净化装置及其净化方法，涉及废气净化领域。有机废气净化装置，包括从有机废气入口至有机废气经净化后出口之间的过滤装置、吸附单元和系统风机，其中吸附单元有多个，所述过滤装置与每个吸附单元之间设置有阀门，所述每个吸附单元与系统风机之间设置有阀门,所述吸附单元由稀土材料与活性炭按质量份数1：450~1：500比例均匀混合，然后在800°C下，至少固化烘焙5小时制得。本发明由于吸附单元的活性炭中加入了稀土材料钕铁硼（Nd‑Fe‑B），使得吸附能力提高，有利于吸附设备的解吸、脱附，大大缩短了净化单元脱附，以及复活时间，延长了吸附单元的使用寿命，降低了运行成本。

Description

一种有机废气净化装置及其净化方法
技术领域
本发明涉及废气净化领域，尤其涉及一种有机废气净化装置及其净化方法。
背景技术
挥发性有机化合物VOCs广泛存在于涂装及相关制造业领域，对产业工人的身体健康及大气环境造成危害，目前对其进行净化处理的方法和设备较多；但是，普遍存在处理成本较高，净化效率低，一次性使用周期短，且易造成二次污染等问题。
发明内容
本发明提供为了克服以上问题，而提出一种有机废气净化装置及其净化方法，本发明的装置和方法使得吸附能力提高，有利于吸附设备的解吸、脱附，大大缩短了净化单元脱附，以及复活时间，延长了吸附单元的使用寿命，降低了运行成本。
本发明的技术方案如下：
有机废气净化装置，包括从有机废气入口至有机废气经净化后出口之间的过滤装置、吸附单元和系统风机，其中吸附单元有多个，所述过滤装置与每个吸附单元之间设置有阀门，所述每个吸附单元与系统风机之间设置有阀门, 所述吸附单元由稀土材料与活性炭按质量份数1：450 ~1：500比例均匀混合，然后在800°C下，至少固化烘焙5小时制得。
上述稀土材料为钕铁硼（Nd-Fe-B）。
上述活性炭为椰壳活性炭。
进一步的，还包括脱附风机和催化燃烧装置，所述脱附风机与每个吸附单元通过管道连接，所述脱附风机与每个吸附单元之间设置有阀门，所述催化燃烧装置一端通过管道与脱附风机相连接，另一端通过管道与每个吸附单元相连接，所述催化燃烧装置与每个吸附单元之间设置有阀门。
进一步的，还包括补冷风机，所述补冷风机与系统风机通过管道连接，所述补冷风机与系统风机之间设置有阀门；所述补冷风机与每个吸附单元通过管道连接，所述补冷与吸附单元之间设置有阀门。
上述阀门为电动阀。
进一步的，还包括PLC电路控制系统，所述PLC电路控制系统与各阀门连接，PLC电路控制系统与分别系统风机、脱附风机、补冷风机相连接，所述PLC电路控制系统控制各阀门的开关，以及控制系统风机、脱附风机、补冷风机的启停。
上述吸附单元有两个，分别为第一吸附单元和第二吸附单元。
有机废气净化方法：包括有机废气的吸附和脱附步骤：
（1）吸附步骤：有机废气从有机废气入口进入，经过过滤装置过滤部分大颗粒有机物，再经过吸附单元，吸附单元对有机废气进行充分净化，经过净化后的有机废气经系统风机排出；
（2）脱附步骤：当第一吸附单元或第二吸附单元吸附达到饱和时，第二吸附单元或第一吸附单元进行净化工作，先通过脱附风机将外部空气引入，外部空气依次经过脱附风机、催化燃烧装置、第一吸附单元或第二吸附单元，再依次循环，直至将吸附单元进行解吸、脱附；当第一吸附单元或第二吸附单元完成解吸、脱附后，再进行下一步的净化工作。
进一步的，在脱附步骤后还可进行冷却步骤：所述冷却步骤为开启补冷风机，冷风依次经过吸附单元、催化燃烧装置，将经过催化燃烧装置燃烧后的有机废气通过系统风机排出。
本发明的有益效果：
（1）由于吸附单元的活性炭中加入了稀土材料钕铁硼（Nd-Fe-B），从而改变了活性炭的组织结构，使其比表面积呈几何级数增加，活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力也大大加强，因此吸附有机有机废气的能力得到一个较大的提升；
（2）由于活性炭中添加了稀土材料钕铁硼（Nd-Fe-B），对其加热，则吸附材料分子与有机废气分子间距缩小，两分子间斥力加大，有利于吸附设备的解吸、脱附，大大缩短了净化单元脱附，以及复活时间，延长了吸附单元的使用寿命，降低了运行成本；
（3）由于催化燃烧装置利用电磁感应原理，将交流电变成20~30KHz高频直流电，电流经过线圈产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁金属材料时，会在金属体内产生涡流，使金属材料迅速发热；再将钕铁硼（Nd-Fe-B）永磁材料镶嵌其间，所产生的磁场对高频电流产生的磁场有加强作用，而且，使其产生的涡流数量增加，如此则更加能发挥其热效率，从而降低能耗。
附图说明
图1为本发明有机废气净化装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。
如图1所示，有机废气净化装置，包括从有机废气入口至有机废气经净化后出口之间的过滤装置1、吸附单元和系统风机4，其中吸附单元有多个，过滤装置1与每个吸附单元之间设置有阀门，每个吸附单元与系统风机4之间设置有阀门，本实施例中以吸附单元有两个为例，分别为第一吸附单元2和第二吸附单元3，阀门以电动阀为例，在本实施例中第一吸附单元2与过滤装置1之间设置有第一电动阀5，第一吸附单元2与系统风机4之间设置有第二电动阀6，第二吸附单元3与过滤装置1之间设置有第三电动阀7，第二吸附单元4与系统风机4之间设置有第四电动阀8。
进一步的，还包括脱附风机16和催化燃烧装置17，脱附风机16通过管道分别与第一吸附单元2和第二吸附单元3连接，脱附风机16与第一吸附单元2之间设置有第五电动阀9，脱附风机16与第二吸附单元3之间设置有第七电动阀11；催化燃烧装置17一端通过管道与脱附风机16连接，另一端分别与第一吸附单元2和第二吸附单元3相连接，催化燃烧装置17与第一吸附单元2之间设置有第六电动阀10，催化燃烧装置17与第二吸附单元3之间设置有第八电动阀12。
进一步的，还包括补冷风机15，所述补冷风机15与系统风机4通过管道连接，所述补冷风机15与系统风机4之间设置有第十电动阀14和第十一电动阀18，所述补冷风机15与第一吸附单元2通过管道连接，补冷风机15与第一吸附单元2之间设置有第六电动阀10，补冷风机15与第二吸附单元3通过管道连接，补冷风机15与第二吸附单元3之间设置有第八电动阀12。
进一步的，还包括PLC电路控制系统19，PLC电路控制系统19控制系统风机4、脱附风机16和补冷风机18的启动或停止，PLC电路控制系统19控制第一电动阀5、第二电动阀6、第三电动阀7、第四电动阀8、第五电动阀9、第六电动阀10、第七电动阀11、第八电动阀12、第九电动阀13、第十电动阀14和第十一电动阀18的开或关。
有机废气净化方法：包括有机废气的吸附和脱附步骤：
（1）吸附步骤：有机废气从有机废气入口进入，经过过滤装置1过滤部分大颗粒有机物，再经过吸附单元，吸附单元在本实施例中为两个，分别为第一吸附单元2和第二吸附单元3，在此步骤中，开启第一电动阀5或第三电动阀7，关闭其他电动阀，第一吸附单元2或第二吸附单元3对有机废气进行吸附，第一吸附单元2和第二吸附单元3不同时工作，经第一吸附单元2或第二吸附单元3吸附单元对有机废气进行充分净化，第一吸附单元2或第二吸附单元3由稀土材料与活性炭按质量份数1：450 ~1：500比例均匀混合，然后在800°C下，至少固化烘焙5小时制得，稀土材料为钕铁硼（Nd-Fe-B），活性炭为椰壳活性炭。从而使得在相同条件下，净化效率提高10%以上，吸附单元一次故障使用周期提高2倍；再关闭第一电动阀5或第三电动阀7，开启第二电动阀6或第四电动阀8，经过净化后的有机废气经系统风机4排出。
（2）脱附步骤：当第一吸附单元2吸附达到饱和状态时，关闭第一电动阀5和第二电动阀6，此时可开启第三电动阀7让第二吸附单元3进行净化工作，再开启电动阀13，脱附风机16，催化燃烧装置17，第六电动阀10和第五电动阀9；开启电动阀13将外部空气引入，空气依次经过第九电动阀13、脱附风机16、催化燃烧装置17、第六电动阀10、第一吸附单元2和第五电动阀9，反复循环进行工作，从而完成脱附，并将有机废气经过催化燃烧装置17处理后变为水和二氧化碳等。
原理同上，当第二吸附单元3吸附达到饱和状态时，关闭第三电动阀7和第四电动阀8，此时可开启第一电动阀5让第一吸附单元1工作，再开启电动阀13，脱附风机16，催化燃烧装置17，第八电动阀12和第七电动阀11；开启电动阀13将外部空气引入，空气依次经过电动阀13、脱附风机16、催化燃烧装置17、第八电动阀12、第二吸附单元3和第第七电动阀11，反复循环进行工作，从而完成脱附，并将有机废气经过催化燃烧装置17处理后变为水和二氧化碳等。
催化燃烧装置17利用电磁感应原理，将交流电变成20~30KHz高频直流电，电流经过线圈产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁金属材料时，会在金属体内产生涡流，使金属材料迅速发热；再将钕铁硼（Nd-Fe-B）永磁材料镶嵌其间，所产生的磁场对高频电流产生的磁场有加强作用，而且，使其产生的涡流数量增加，如此则更加能发挥其热效率，从而降低能耗。
进一步的，由于经过脱附步骤，催化燃烧装置17的工作导致第一吸附单元2或第二吸附单元3内的温度长高，在温度高时，第一吸附单元2或第二吸附单元3进行吸附时效率低下，需要降低第一吸附单元2或第二吸附单元3内的温度；从而在脱附步骤后还可进行冷却步骤：所述冷却步骤为开启补冷风机15，冷风依次经过第一吸附单元2或第二吸附单元3、催化燃烧装置17，将经过催化燃烧装置17燃烧后的气体通过系统风机4排出。

Claims (10)

1.一种有机废气净化装置，其特征在于：包括从有机废气入口至有机废气经净化后出口之间的过滤装置、吸附单元和系统风机，其中吸附单元有多个，所述过滤装置与每个吸附单元之间设置有阀门，所述每个吸附单元与系统风机之间设置有阀门, 所述吸附单元由稀土材料与活性炭按质量份数1：450 ~1：500比例均匀混合，然后在800°C下，至少固化烘焙5小时制得。
2.根据权利要求1所述有机废气净化装置，其特征在于：所述稀土材料为钕铁硼（Nd-Fe-B）。
3.根据权利要求1所述有机废气净化装置，其特征在于：所述活性炭为椰壳活性炭。
4.根据权利要求1所述有机废气净化装置，其特征在于：进一步的，还包括脱附风机和催化燃烧装置，所述脱附风机与每个吸附单元通过管道连接，所述脱附风机与每个吸附单元之间设置有阀门，所述催化燃烧装置一端通过管道与脱附风机相连接，另一端通过管道与每个吸附单元相连接，所述催化燃烧装置与每个吸附单元之间设置有阀门。
5.根据权利要求4所述有机废气净化装置，其特征在于：进一步的，还包括补冷风机，所述补冷风机与系统风机通过管道连接，所述补冷风机与系统风机之间设置有阀门；所述补冷风机与每个吸附单元通过管道连接，所述补冷与吸附单元之间设置有阀门。
6.根据权利要求1、4或5所述有机废气净化装置，其特征在于：所述阀门为电动阀。
7.根据权利要求1至6任一项所述有机废气净化装置，其特征在于：进一步的，还包括PLC电路控制系统，所述PLC电路控制系统与各阀门连接，PLC电路控制系统与分别系统风机、脱附风机、补冷风机相连接，所述PLC电路控制系统控制各阀门的开关，以及控制系统风机、脱附风机、补冷风机的启停。
8.根据权利要求1所述有机废气净化装置，其特征在于：所述吸附单元有两个，分别为第一吸附单元和第二吸附单元。
9.根据权利要求1至8任一项所述有机废气净化方法：其特征在于：包括有机废气的吸附和脱附步骤：
（1）吸附步骤：有机废气从有机废气入口进入，经过过滤装置过滤部分大颗粒有机物，再经过吸附单元，吸附单元对有机废气进行充分净化，经过净化后的有机废气经系统风机排出；
（2）脱附步骤：当第一吸附单元或第二吸附单元吸附达到饱和时，第二吸附单元或第一吸附单元进行净化工作，先通过脱附风机将外部空气引入，外部空气依次经过脱附风机、催化燃烧装置、第一吸附单元或第二吸附单元，再依次循环，直至将吸附单元进行解吸、脱附；当第一吸附单元或第二吸附单元完成解吸、脱附后，再进行下一步的净化工作。
10.根据权利要求9所述有机废气净化方法：其特征在于：进一步的，在脱附步骤后还可进行冷却步骤：所述冷却步骤为开启补冷风机，冷风依次经过吸附单元、催化燃烧装置，将经过催化燃烧装置燃烧后的有机废气通过系统风机排出。
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