CN107983083A - 一种新型VOCs处理设备及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型VOCs处理设备及处理工艺,包括吸附器罐体、设置在吸附器罐体内部的固定板、均匀固定在固定板上的吸附材料、设置在吸附器罐体左侧下方的进气口、设置在吸附器罐体顶部的出气口、设置在出气口上的在线检测仪，所述吸附器罐体上设有超声脱附装置，所述超声脱附装置包括超声发生器和超声传导器，所述吸附器罐体的右侧上方设置有进惰性载体口，所述吸附器罐体的底部设置有出料口，所述出料口连接有储槽，本发明具有操作方便、吸附材料吸附能力不会减弱、吸附脱附可在一个设备中完成、脱附下的VOCs能够进行废物利用、脱附用的惰性载体可以重复利用的优点。

Description

一种新型VOCs处理设备及处理工艺

技术领域

本发明属于VOCs处理技术领域，特别是涉及一种新型VOCs处理设备及处理工艺。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物的简称，是继SO2、NOx和氟利昂之后世界各国又一关注的废气污染焦点。VOCs指的是挥发性的碳氢化合物及其衍生物，包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等。常温下VOCs蒸发速率较大，极易挥发，会对环境造成严重危害。

挥发性有机化合物(VOCs)是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物的统称，严重威胁人民群众身体健康。VOCs在以臭氧(O3)、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染中扮演重要角色，是制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。

目前，我国VOCs排放量已位居世界第一位。鉴于国内VOCs人为源排放量高于自然源，且主要集中在经济发达和人口密集地方，同时 VOCs人为源污染排放成分复杂，不仅对大气环境造成影响，还对人体健康有直接或潜在的危害，国内对人为源VOCs的监测和治理就显得迫在眉睫。

近年来，我国陆续出台多项相关政策及法规助力VOCs治理。最新出台的《大气污染防治法》更是首次将VOCs纳入监管范围。目前，相关部门正在制定大气污染排放标准，将会对空气质量标准、排放标准和处罚标准等，提出更为严苛的要求。

在地方层面，日前，继北京市、上海市、江苏省、安徽省、湖南省、四川省、天津市、辽宁省、浙江省、河北省、山东省、山西省、海南省、湖北省和福建省开征挥发性有机物VOCs排污费之后，江西省成为全国第十六个正式发布文件通知试点开征VOCs排污费的省级地区(含直辖市)，从2016年11月1日起执行。

有关专家表示，VOCs像过去的烟尘、氮氧化物一样，也应作为一个重要的物质来控制。针对全国VOCs污染的压力，环保部陆续发布了一些关于VOCs监测治理方面的标准和方案，进行全国VOCs的治理。目前在VOCs监测方面，环保部监测司和大气司共同指导VOCs监测减排。

目前我国VOCs的监测技术水平还有待提高，特别在设备方面还有很多欠缺，尤其是国内低浓度标准气体只能依赖进口。我们的校准没有标气(标准气体)，这是我们现在所面临的最大问题。没有这个物质，仪器就没有标准。

由于VOCs的污染涉及到众多污染物种类和行业，目前我国尚未建立VOCs污染企业的源清单，对VOCs治理市场总容量难以进行准确的计算。总体来讲，VOCs的控制治理市场可以划分为源头减排、末端治理、VOCs监测(检测)和第三方服务等细分领域。因此，值得注意的是，处于起步阶段的VOCs市场，小企业多，水平参差不齐，且受到配套政策不完善、付费主体支付能力弱等问题的掣肘，仍需要政府、企业、第三方等进一步推动。

有关专家认为，到2020年，预计工业源VOCs减排控制带来的市场空间为1809亿元，其中含VOCs产品的使用和排放环节的减排需求为759.22亿元，占总需求的41.53％。另外VOCs监测市场价值估计为48.65亿元。

工业排放是VOCs的主要来源，将VOCs进行处理从而减少和消除 VOCs工业排放是控制VOCs污染的有效手段。目前，主要的工业处理工艺是消除法和回收法。消除法是通过化学或生物反应，用光、热、催化剂和微生物等将挥发性有机物转化为水和二氧化碳，主要包括热氧化、催化燃烧、生物氧化、电晕法、等离子体分解法、光分解法等。回收法是通过物理处理工艺，在一定温度、压力下，用选择性吸收剂、吸附剂和选择性渗透膜等处理工艺来分离，主要包括溶液吸收、活性材料吸附、变压吸附和冷凝法等。

其中活性材料吸附作为应用最广泛的一种VOCs工业处理工艺，具有工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点，然而VOCs 处理过程中吸附材料吸附能力会减弱、吸附材料不能够重复利用造成 VOCs脱附效率低、成本高，然而现有的装置不能实现VOCs脱附处理，吸附脱附不是在同一设备中进行造成操作复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的VOCs吸附脱附处理操作复杂、吸附材料吸附能力会减弱、吸附脱附不能在一个设备中完成的技术问题，而提出的一种新型VOCs处理设备及处理工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型VOCs处理设备及处理工艺，包括吸附器罐体、设置在吸附器罐体内部的固定板、均匀固定在固定板上的吸附材料、设置在吸附器罐体左侧下方的进气口、设置在吸附器罐体顶部的出气口、设置在出气口上的在线检测仪，所述吸附器罐体上设有超声脱附装置，所述超声脱附装置包括超声发生器和超声传导器，所述吸附器罐体的右侧下方设置有进惰性载体口，所述吸附器罐体的底部设置有出料口，所述出料口连接有储槽；所述储槽中的脱附有机物转移到燃烧室进行催化燃烧处理，最终燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附器罐体为不锈钢314 材料制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附材料包括活性炭、硅胶、沸石分子筛。

作为本发明的一种优选技术方案，所述活性炭为利用农业废弃物玉米秆、麦壳和稻壳为原料制备的生物质颗粒碳。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附材料与超声传导器沿竖直方向平行设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附器罐体内还设置有过滤板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超声脱附装置工作的频率控制在9～14kHz、温度控制在9～40℃，一次持续工作时间9～ 20min、静置时间4～9min。

以下是本发明的处理工艺：

首先，含有VOCs的废气从进气口通入，VOCs被截留在所述吸附材料上，当出气口上的在线检测仪检测到VOCs的排放浓度达到设定值时，切换到超声脱附；

然后，惰性载体从所述进惰性载体口通入吸附罐体内，惰性载体为水；

然后，开启所述超声脱附装置，持续工作，关闭所述超声脱附装置，静置，此过程重复至少一次；

然后，所述吸附器罐体内的惰性载体通过所述出料口送入所述储槽，静置9min以上分相；

然后，把热载体从所述进气口通入至所述吸附器罐体，对所述吸附材料进行吹脱处理，热载体吹脱处理持续工作50min以上，温度控制在20～90℃，热载体为热空气；

最后经VOCs装置脱附下来的有机物被浓缩并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。

与现有技术相比，本发明提供了一种新型VOCs处理设备及处理工艺，具备以下有益效果：

1、该新型VOCs处理设备及处理工艺，通过超声脱附装置在惰性载体中将吸附有VOCs的吸附材料进行超声脱附实现再生，再将溶有VOCs的惰性载体进行分离，其中的VOCs废物利用，惰性载体重复利用

2、该新型VOCs处理设备及处理工艺，通过热载体对吸附材料进行吹脱以实现吸附材料的进一步再生。

3、该新型VOCs处理设备及处理工艺，通过在同一设备中完成所有操作，使操作过程更加方便。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明具有操作方便、吸附材料吸附能力不会减弱、吸附脱附可在一个设备中完成、脱附下的VOCs能够进行废物利用、脱附用的惰性载体可以重复利用的优点。

附图说明

图1为本发明提出的一种新型VOCs处理设备及处理工艺的结构示意图；

图2为本发明提出的固定板结构示意图；

图3为本发明提出的工艺流程图。

图中：1吸附器罐体、2固定板、3吸附材料、4进气口、5出气口、6在线检测仪、7超声脱附装置、8超声发生器、9超声传导器、 10进惰性载体口、11出料口、12储槽、13过滤板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-3，一种新型VOCs处理设备及处理工艺，包括吸附器罐体1、设置在吸附器罐体1内部的固定板2、均匀固定在固定板2 上的吸附材料3、设置在吸附器罐体1左侧下方的进气口4、设置在吸附器罐体1顶部的出气口5、设置在出气口5上的在线检测仪6，所述吸附器罐体1上设有超声脱附装置7，所述超声脱附装置7包括超声发生器8和超声传导器9，所述吸附器罐体1的右侧上方设置有进惰性载体口10，所述吸附器罐体1的底部设置有出料口11，所述出料口11连接有储槽12，所述储槽中的脱附有机物转移到燃烧室进行催化燃烧处理，最终燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。吸附材料1与超声传导器8沿竖直方向平行设置，吸附器罐体1内还设置有过滤板 13，超声脱附装置7工作的频率控制在9～14kHz、温度控制在9～40℃，一次持续工作时间9～20min、静置时间4～9min。。

以下是本发明的处理工艺：

首先，含有VOCs的废气从进气口通入，VOCs被截留在所述吸附材料上，当出气口上的在线检测仪检测到VOCs的排放浓度达到设定值时，切换到超声脱附；

然后，惰性载体从所述进惰性载体口10通入吸附罐体内，惰性载体为水；

然后，开启所述超声脱附装置7，持续工作，关闭所述超声脱附装置7，静置，此过程重复至少1次；

然后，所述吸附器罐体1内的惰性载体通过所述出料口11送入所述储槽12，静置9min以上分相；

然后，把热载体从所述进气口4通入至所述吸附器罐体1，对所述吸附材料3进行吹脱处理，热载体吹脱处理持续工作50min以上，温度控制在20～90℃，热载体为热空气；

最后经VOCs装置脱附下来的有机物被浓缩并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出

本发明通过吸附材料将废气中的VOCs进行吸附，通过超声脱附装置在惰性载体中将吸附有VOCs的吸附材料进行超声脱附实现再生，再将溶有VOCs的惰性载体进行分离，其中的VOCs废物利用，惰性载体重复利用，最后再使用热载体对吸附材料进行吹脱以实现吸附材料的进一步再生。可见，本发明具有操作简单、吸附材料吸附能力不会减弱、吸附脱附可在一个设备中完成、脱附下的VOCs能够进行废物利用、脱附用的惰性载体可以重复利用的有益效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型VOCs处理设备及处理工艺，包括吸附器罐体(1)、设置在吸附器罐体(1)内部的固定板(2)、均匀固定在固定板(2)上的吸附材料(3)、设置在吸附器罐体(1)左侧下方的进气口(4)、设置在吸附器罐体(1)顶部的出气口(5)、设置在出气口(5)上的在线检测仪(6)，其特征在于，所述吸附器罐体(1)上设有超声脱附装置(7)，所述超声脱附装置(7)包括超声发生器(8)和超声传导器(9)，所述吸附器罐体(1)的右侧上方设置有进惰性载体口(10)，所述吸附器罐体(1)的底部设置有出料口(11)，所述出料口(11)连接有储槽(12)，所述储槽(12)中的脱附有机物转移到燃烧室进行催化燃烧处理，最终燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。

2.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述吸附器罐体(1)为不锈钢314材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述吸附材料(3)包括活性炭、硅胶、沸石分子筛。

4.根据权利要求3所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述活性炭为利用农业废弃物玉米秆、麦壳和稻壳为原料制备的生物质颗粒碳。

5.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述吸附材料(1)与超声传导器(8)沿竖直方向平行设置。

6.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述吸附器罐体(1)内还设置有过滤板(13)。

7.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述超声脱附装置(7)工作的频率控制在9～14kHz、温度控制在9～40℃，一次持续工作时间9～20min、静置时间4～9min。

8.根据权利要求1所述的一种新型VOCs处理设备及处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：

首先，含有VOCs的废气从进气口通入，VOCs被截留在所述吸附材料上，当出气口上的在线检测仪检测到VOCs的排放浓度达到设定值时，切换到超声脱附；

然后，惰性载体从所述进惰性载体口(10)通入吸附罐体内，惰性载体为水；

然后，开启所述超声脱附装置(7)，持续工作，关闭所述超声脱附装置(7)，静置，此过程重复至少一次；

然后，所述吸附器罐体(1)内的惰性载体通过所述出料口(11)送入所述储槽(12)，静置9min以上分相；

然后，把热载体从所述进气口(4)通入至所述吸附器罐体(1)，对所述吸附材料(3)进行吹脱处理，热载体吹脱处理持续工作50min以上，温度控制在20～90℃，热载体为热空气；

最后经VOCs装置脱附下来的有机物被浓缩并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。