CN106582203B - 一种转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺 - Google Patents

一种转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺，沸石转轮设备(1)包括吸附区(10)、脱附区(11)和冷却区(12)，冷却区(12)的冷风进口与大气连接，冷却区(12)通过第二风机(7)与第二换热器(4)连接，第二换热器(4)通过电加热器(5)与脱附区(11)的进口连接，脱附区(11)与第一换热器(2)连接，第一换热器(2)与催化燃烧装置(3)连接，第三风机(21)连接大气与催化燃烧装置(3)的进口，催化燃烧装置(3)的出口与第一换热器(2)的冷却进口连接，第一换热器(2)的冷却出口与第二换热器(4)连接，第二换热器(4)与大气连接；吸附区(10)与烟气管连接，吸附区(10)的出口通过第一风机(6)与大气连接。本发明能大大改善转轮面与密封面的密封效果、合理利用高热气体、大幅提高热利用效率。

Description

一种转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺
技术领域
本发明涉及一种转轮浓缩净化装置密封结构。本发明还涉及应用该转轮浓缩净化装置密封结构的工艺。
背景技术
VOCs的种类繁多、成分复杂、性质各异，在很多情况下采用一种净化技术往往难以达到治理要求，而且也不经济。利用不同单元治理技术的优势，采用组合治理工艺，不仅可以满足排放要求，而且可以降低净化设备的运行费用。因此，在有机废气治理中，沸石转轮浓缩技术是针对低浓度VOCs的治理而发展起来的一种新技术，与催化燃烧或高温焚烧进行组合，形成了沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧技术。
转轮浓缩设备主要存在问题是，密封不好，未经处理的VOCs气体直接排放，导致净化效果不达标。因密封装置与转轮运功过程中，一直处于压紧状态，使转轮被磨损严重。热回收利用水平低，大量高热量气体，未经合理利用直接排放，导致热能浪费。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能大大改善转轮面与密封面的密封效果、合理利用高热气体、大幅提高热利用效率的转轮浓缩净化装置密封结构。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供该转轮浓缩净化装置密封结构的应用工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供的转轮浓缩净化装置密封结构，包括沸石转轮设备，沸石转轮设备包括吸附区、脱附区和冷却区，所述的冷却区的冷风进口与大气连接，所述的冷却区的冷风出口通过第二风机与第二换热器的加热进口连接，所述的第二换热器的加热出口与电加热器的进口连接，所述的电加热器的出口与所述的脱附区的进口连接，所述的脱附区的出口与第一换热器的加热进口连接，所述的第一换热器的加热出口与催化燃烧装置的进口连接，第三风机的进口与大气连通，所述的第三风机的出口与所述的催化燃烧装置的进口连接，所述的催化燃烧装置的出口与所述的第一换热器的冷却进口连接，所述的第一换热器的冷却出口与所述的第二换热器的冷却进口连接，所述的第二换热器的冷却出口与大气连接；所述的吸附区的进口与烟气管连接，所述的吸附区的出口通过第一风机与大气连接。
所述的吸附区设有连通所述的吸附区的进口与出口的吸附区旁路管。
冷却区旁路管连通所述的冷却区的出口与所述的吸附区的进口。
所述的沸石转轮设备由三根滚轮分割成3个区，每根所述的滚轮固定在滚轮轴上，所述的滚轮轴套在支撑杆上，所述的支撑杆安装在密封板上，所述的密封板一端设有密封腔，另一端设有密封固定腔，在所述的支撑杆上安装有压缩弹簧，所述的压缩弹簧被弹簧挡板阻挡顶住所述的滚轮，从而压紧所述的沸石转轮设备。
所述的脱附区的出口设有第一检测点，所述的吸附区的出口设有第二检测点，所述的第一换热器的加热出口设有第三检测点。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的转轮浓缩净化装置密封结构的应用工艺，采用如下工作步骤：
(1)、第一风机带动含VOCs废气经过转轮吸附区，根据不同的目标物在转轮中填充不同的吸附材料；
(2)、吸附了VOCs的吸附区随沸石转轮设备转动来到脱附区；
(3)、流经第二换热器的高温气流将吸附于沸石转轮设备上的VOCs脱附下来，并经过第一换热器达到起燃温度，进入催化燃烧装置进行催化氧化反应；
(4)、由于沸石转轮设备脱附之后要又要进行吸附，所以在脱附区旁边设冷却区，以空气进行冷却；
(5)、冷却之后的高温空气经第二换热器变成脱附用热空气；
(6)、催化燃烧反应之后的热气流将部分热量传递给第一换热器和第二换热器后排至空气；
(7)、为了防止催化燃烧装置温度过高，设置第三方冷却线路用于催化燃烧装置的紧急降温；由第三风机提供冷却风；
(8)、在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部分冷却风经冷却区旁路管引入到吸附区以降低脱附风量；吸附区旁路内循环的建立，当废气经过吸附区吸附后不达标，进入吸附区旁路管内循环，再次进行吸附处理；
(9)、整个系统由3个监控系统组成，第三监控点负责监控催化燃烧装置和第一换热器的温度，第二监控点负责第一风机的控制，根据实际情况调节进气流量；第一监控点负责监控脱附区的烟气温度，如烟气温度过低则提高电加热器的加热功率，如加热温度过高，则需补充新风，防止沸石转轮设备因温度过高发生燃烧现象。
采用上述技术方案的转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺，沸石转轮设备分为吸附区、脱附区和冷却区，含VOCs的气体先进入吸附区，被沸石吸附后的洁净空气，直接排放。外界空气进入沸石转轮设备的冷却区，使沸石转轮设备的脱附区域的沸石降温。冷却后的沸石转轮设备的脱附区进入吸附区，进行吸附。冷却风经第二换热器和经过电加热器后，烟气升温，进入脱附区。进入脱附区的烟气，经第一换热器进入催化燃烧装置，消除废气中的有害物质。净化烟气进入第一换热器，再进入第二换热器，换热后的干净气体排向大气。
本发明专利具有如下有益效果：
1、使用滚轮作为沸石转轮设备的分区方式，并通过弹簧压紧结构，将转轮压紧在沸石转轮设备上，既起到了良好的密封效果，又减小了密封件对沸石转轮设备的磨损，增加了沸石转轮设备使用寿命。
2、吸附区旁路内循环的建立，当废气经过吸附区吸附后不达标，进入吸附区旁路管内循环，再次进行吸附处理。此吸附区旁路管内循环的基本思路为消灭现有污染再吸纳新的污染。
3、冷却风旁路建立，在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部分冷却风经冷却区旁路管引入到吸附区以降低脱附风量，同时在第一换热器后补充新风，以维系进入催化燃烧装置的风量在预设范围以内。此旁路的基本思想是以新风对高浓度VOCs进行稀释，因而从效果上看此法也会延长治理时间。
4、所述工艺合理回收利用了烟气中的热源，与传统工艺相比，有效减少了使用的设备数量，从而减少了占地设备面积。
本发明能大大改善沸石转轮设备的转轮面与密封面的密封效果，从而解决转轮浓缩设备中常见的密封不良好的问题。该套工艺提供一种合理利用高热气体的方式，提供两套换热装置，大幅提高热利用效率。
综上所述，本发明是一种能大大改善转轮面与密封面的密封效果、合理利用高热气体、大幅提高热利用效率的转轮浓缩净化装置密封结构及其应用工艺。
附图说明
图1为沸石转轮浓缩工艺示意图。
图2为沸石转轮滚轮结构示意图。
图3为沸石转轮吸附、脱附、冷却区域结构示意图。
图中标号：
1- 沸石转轮设备，2-第一换热器，3-催化燃烧装置，4-第二换热器，5-电加热器，6-第一风机，7-第二风机，8-第一检测点，9-第二检测点，10-吸附区，11-脱附区，12-冷却区，13-密封板，14-密封腔，15-密封固定腔，16-滚轮，17-弹簧，18-支撑杆，19-弹簧挡板，20-第三检测点，21-第三风机，22-滚轮轴，23-吸附区旁路管，24-冷却区旁路管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1、图2和图3，本发明提供一种转轮浓缩净化装置密封结构及其应用的沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧技术净化处理系统，转轮浓缩净化装置密封结构，包括沸石转轮设备1，沸石转轮设备1包括吸附区10、脱附区11和冷却区12，冷却区12的冷风进口与大气连接，冷却区12的冷风出口通过第二风机7与第二换热器4的加热进口连接，第二换热器4的加热出口与电加热器5的进口连接，电加热器5的出口与脱附区11的进口连接，脱附区11的出口与第一换热器2的加热进口连接，第一换热器2的加热出口与催化燃烧装置3的进口连接，第三风机21的进口与大气连通，第三风机21的出口与催化燃烧装置3的进口连接，催化燃烧装置3的出口与第一换热器2的冷却进口连接，第一换热器2的冷却出口与第二换热器4的冷却进口连接，第二换热器4的冷却出口与大气连接；吸附区10的进口与烟气管连接，吸附区10的出口通过第一风机6与大气连接。
进一步地，吸附区10设有连通吸附区10的进口与出口的吸附区旁路管23。
进一步地，冷却区旁路管24连通冷却区12的出口与吸附区10的进口。
具体地，沸石转轮设备1由三根滚轮16分割成3个区，每根滚轮16固定在滚轮轴22上，滚轮轴22套在支撑杆18上，支撑杆18安装在密封板13上，密封板13一端设有密封腔14，另一端设有密封固定腔15，在支撑杆18上安装有压缩弹簧17，压缩弹簧17被弹簧挡板19阻挡顶住滚轮16，从而压紧沸石转轮设备1。
进一步地，脱附区11的出口设有第一检测点8，吸附区10的出口设有第二检测点9，第一换热器2的加热出口设有第三检测点20。
参见图1、图2和图3，本发明提供的转轮浓缩净化装置密封结构的应用工艺，采用如下工作步骤：
(1)、第一风机6带动含VOCs废气经过转轮吸附区10，根据不同的目标物在转轮中填充不同的吸附材料；
(2)、吸附了VOCs的吸附区10随沸石转轮设备1转动来到脱附区11；
(3)、流经第二换热器4的高温气流将吸附于沸石转轮设备1上的VOCs脱附下来，并经过第一换热器2达到起燃温度，进入催化燃烧装置3进行催化氧化反应；
(4)、由于沸石转轮设备1脱附之后要又要进行吸附，所以在脱附区11旁边设冷却区12，以空气进行冷却；
(5)、冷却之后的高温空气经第二换热器4变成脱附用热空气；
(6)、催化燃烧反应之后的热气流将部分热量传递给第一换热器2和第二换热器4后排至空气；
(7)、为了防止催化燃烧装置3温度过高，设置第三方冷却线路用于催化燃烧装置3的紧急降温；由第三风机21提供冷却风；
(8)、在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部分冷却风经冷却区旁路管24引入到吸附区以降低脱附风量；吸附区10旁路内循环的建立，当废气经过吸附区10吸附后不达标，进入吸附区旁路管23内循环，再次进行吸附处理；
(9)、整个系统由3个监控系统组成，第三监控点20负责监控催化燃烧装置3和第一换热器2的温度，第二监控点9负责第一风机6的控制，根据实际情况调节进气流量；第一监控点8负责监控脱附区的烟气温度，如烟气温度过低则提高电加热器6的加热功率，如加热温度过高，则需补充新风，防止沸石转轮设备1因温度过高发生燃烧现象。
实施例1：
在湖南某农药厂治理VOCs废气，主要成分为甲苯，当浓缩比从14减少至6时，浓缩后的甲苯浓度从1345mg/m3降至576 mg/m3，选择催化燃烧方式。将入流速度降至1.5m/s，浓缩比降至8，转速增至6.5r/h，再生风温度升至220℃，系统去除效率可达90%以上。

Claims (5)

1.一种转轮浓缩净化装置密封结构，包括沸石转轮设备(1)，沸石转轮设备(1)包括吸附区(10)、脱附区(11)和冷却区(12)，其特征是：所述的冷却区(12)的冷风进口与大气连接，所述的冷却区(12)的冷风出口通过第二风机(7)与第二换热器(4)的加热进口连接，所述的第二换热器(4)的加热出口与电加热器(5)的进口连接，所述的电加热器(5)的出口与所述的脱附区(11)的进口连接，所述的脱附区(11)的出口与第一换热器(2)的加热进口连接，所述的第一换热器(2)的加热出口与催化燃烧装置(3)的进口连接，第三风机(21)的进口与大气连通，所述的第三风机(21)的出口与所述的催化燃烧装置(3)的进口连接，所述的催化燃烧装置(3)的出口与所述的第一换热器(2)的冷却进口连接，所述的第一换热器(2)的冷却出口与所述的第二换热器(4)的冷却进口连接，所述的第二换热器(4)的冷却出口与大气连接；所述的吸附区(10)的进口与烟气管连接，所述的吸附区(10)的出口通过第一风机(6)与大气连接，所述的沸石转轮设备(1)由三根滚轮(16)分割成3个区，每根所述的滚轮(16)固定在滚轮轴(22)上，所述的滚轮轴(22)套在支撑杆(18)上，所述的支撑杆(18)安装在密封板(13)上，所述的密封板(13)一端设有密封腔(14)，另一端设有密封固定腔(15)，在所述的支撑杆(18)上安装有压缩弹簧(17)，所述的压缩弹簧(17)被弹簧挡板(19)阻挡顶住所述的滚轮(16)，从而压紧所述的沸石转轮设备(1)。
2.根据权利要求1所述的转轮浓缩净化装置密封结构，其特征是：所述的吸附区(10)设有连通所述的吸附区(10)的进口与出口的吸附区旁路管(23)。
3.根据权利要求1或2所述的转轮浓缩净化装置密封结构，其特征是：冷却区旁路管(24)连通所述的冷却区(12)的出口与所述的吸附区(10)的进口。
4.根据权利要求1或2所述的转轮浓缩净化装置密封结构，其特征是：所述的脱附区(11)的出口设有第一检测点(8)，所述的吸附区(10)的出口设有第二检测点(9)，所述的第一换热器(2)的加热出口设有第三检测点(20)。
5.应用权利要求1所述的转轮浓缩净化装置密封结构的工艺，其特征是：采用如下工作步骤：
(1)、第一风机带动含VOCs废气经过转轮吸附区，根据不同的目标物在转轮中填充不同的吸附材料；
(2)、吸附了VOCs的吸附区随沸石转轮设备转动来到脱附区；
(3)、流经第二换热器的高温气流将吸附于沸石转轮设备上的VOCs脱附下来，并经过第一换热器达到起燃温度，进入催化燃烧装置进行催化氧化反应；
(4)、由于沸石转轮设备脱附之后又要进行吸附，所以在脱附区旁边设冷却区，以空气进行冷却；
(5)、冷却之后的高温空气经第二换热器变成脱附用热空气；
(6)、催化燃烧反应之后的热气流将部分热量传递给第一换热器和第二换热器后排至空气；
(7)、为了防止催化燃烧装置温度过高，设置第三方冷却线路用于催化燃烧装置的紧急降温；由第三风机提供冷却风；
(8)、在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部分冷却风经冷却区旁路管引入到吸附区以降低脱附风量；吸附区旁路内循环的建立，当废气经过吸附区吸附后不达标，进入吸附区旁路管内循环，再次进行吸附处理；
(9)、整个系统由3个监控系统组成，第三监控点负责监控催化燃烧装置和第一换热器的温度，第二监控点负责第一风机的控制，根据实际情况调节进气流量；第一监控点负责监控脱附区的烟气温度，如烟气温度过低则提高电加热器的加热功率，如加热温度过高，则需补充新风，防止沸石转轮设备因温度过高发生燃烧现象。
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