CN108151035A - 一种电热氧化VOCs装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电热氧化VOCs装置及处理方法，包括净化炉，净化炉前端设置缓冲罐和鼓风机，缓冲罐上设置压力传感器Ⅱ和气动阀，燃烧室内设置有电加热板、温度传感器Ⅰ和压力传感器Ⅰ，净化炉排气口通过管路依次与补风阀、温度传感器Ⅱ和高温风机连接，处理步骤：a.废气经缓冲罐进入燃烧室，同时鼓风机将空气补入燃烧室；b.废气和空气在燃烧室内混合，在630℃~820℃环境下，废气开始在燃烧室内氧化；c.高温风机将其排出燃烧室；通过上述装置和方法就可以自动控制燃烧室温度和压力的稳定、消除对前端烧结设备生产造成的影响。

Description

一种电热氧化VOCs装置及处理方法
技术领域
本发明涉及VOCs处理领域，特别涉及一种电热氧化VOCs装置及处理方法。
背景技术
VOCs(volatile organic compounds,挥发性有机化合物)是指在常温下，沸点在50℃～260℃的各种有机物，按化学结构可进一步分为烷类、芳烃类、脂类、醛类和其他，最常见的有苯、甲苯、苯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷等。
工业窑炉在烧结原料过程中产生大量有机废气，为保证烧结出产品的质量，要严格控制无氧条件，因此该有机废气的主要污染成分为烃类化合物，并且基本不含氧气，工业生产中生成的废气中含有VOCs，需要处理后才能排放至大气中，传统末端处理技术包含两类，第一类为非破坏方法，既采用物理方法将VOCs回收；第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法，其中加热氧化技术是可以消除VOCs的一种方法，但工业窑炉产生的有机废气浓度高、存在一定波动性，处理过程存在燃烧室的温度和压力波动现象，从而对前端烧结设备生产过程产生影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动控制燃烧室温度和压力的稳定、消除对前端烧结设备生产造成影响的电热氧化VOCs装置及处理方法。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种电热氧化VOCs装置，包括净化炉，所述净化炉进气口通过管路与缓冲罐连接，所述缓冲罐上设置有压力传感器Ⅱ和气动阀，所述净化炉前端补风口通过管路连接有鼓风机，所述净化炉的燃烧室两侧设置有电加热板，所述燃烧室内设置有温度传感器Ⅰ和压力传感器Ⅰ，所述净化炉排气口通过管路依次与补风阀、温度传感器Ⅱ和高温风机连接，所述温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ的信号端口分别与PLC控制模块的信号端口连接，所述气动阀、鼓风机、电加热板、补风阀和高温风机的控制端口分别与PLC控制模块的控制端口连接。
所述燃烧室内从前至后依次设置有螺旋扰流板和带孔挡板。
所述净化炉外表面设置有陶瓷纤维隔热层。
一种电热氧化VOCs的处理方法，包括以下步骤：
a.工业窑炉排除的废气经缓冲罐混合后进入净化炉的燃烧室内，同时PLC控制模块控制鼓风机将空气补入燃烧室内；
b.废气和空气在燃烧室内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ反馈的温度值来控制电加热板的功率大小、鼓风机的频率大小和气动阀的开闭将燃烧室内的温度加热并维持在630℃～820℃，废气开始在燃烧室内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ反馈的压力值控制鼓风机的频率大小和高温风机的频率大小来维持燃烧室和缓冲罐的压力稳定；
c.废气在燃烧室内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ反馈的温度值控制补风阀的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机将其排出燃烧室。
通过本发明的装置和方法，工业窑炉排除的废气经缓冲罐混合后进入净化炉的燃烧室内，同时PLC控制模块控制鼓风机将空气补入燃烧室内，鼓风机补入空气的作用是给燃烧室提供氧气和控制燃烧室温度，废气和空气在燃烧室内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ反馈的温度值来控制电加热板的功率大小、鼓风机的频率大小和气动阀的开闭将燃烧室内的温度加热并维持在630℃～820℃，当燃烧室温度高于设定值时，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ反馈的温度值来控制加热电板降低加热功率和增大鼓风机的补风频率来降低燃烧室的温度，若鼓风机已达到最大补风频率，燃烧室温度还是继续上升，PLC控制模块控制气动阀打开，降低燃烧室的废气进入量来控制燃烧室温度；废气开始在燃烧室内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ反馈的压力值控制鼓风机的频率大小和高温风机的频率大小来维持燃烧室和缓冲罐的压力稳定，当燃烧室压力变大时，PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ反馈的压力值控制高温风机和鼓风机增大排气频率，当缓冲罐压力变大时，PLC控制模块根据压力传感器Ⅱ反馈的压力值来控制高温风机增大排气频率；废气在燃烧室内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ反馈的温度值控制补风阀的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机将其排出燃烧室，这样就可以自动控制燃烧室温度和压力的稳定、消除对前端烧结设备生产造成的影响，所述燃烧室内从前至后依次设置有螺旋扰流板和带孔挡板，废气和空气经过螺旋扰流板和带孔挡板的扰流作用后，提高了气体的湍流程度，增大有机分子和氧分子的碰撞几率，使废气充分氧化；所述净化炉外表面设置有陶瓷纤维隔热层，可以减少热量损失，提高能量利用率。
附图说明
图1是本发明的结构图。
具体实施方式
下面结合图1，对本发明做进一步详细叙述。
一种电热氧化VOCs装置，包括净化炉10，所述净化炉10进气口通过管路与缓冲罐20连接，所述缓冲罐20上设置有压力传感器Ⅱ21和气动阀22，所述净化炉10前端补风口通过管路连接有鼓风机11，所述净化炉10的燃烧室12两侧设置有电加热板13，所述燃烧室12内设置有温度传感器Ⅰ14和压力传感器Ⅰ15，所述净化炉10排气口通过管路依次与补风阀16、温度传感器Ⅱ17和高温风机18连接，所述温度传感器Ⅰ14、温度传感器Ⅱ17、压力传感器Ⅰ15和压力传感器Ⅱ21的信号端口分别与PLC控制模块的信号端口连接，所述气动阀22、鼓风机11、电加热板13、补风阀16和高温风机18的控制端口分别与PLC控制模块的控制端口连接。
工业窑炉排除的废气经缓冲罐20混合后进入净化炉10的燃烧室12内，同时PLC控制模块控制鼓风机11将空气补入燃烧室12内，鼓风机11补入空气的作用是给燃烧室12提供氧气和控制燃烧室12温度，废气和空气在燃烧室12内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ14反馈的温度值来控制电加热板13的功率大小、鼓风机11的频率大小和气动阀22的开闭将燃烧室12内的温度加热并维持在630℃～820℃，当燃烧室12温度高于设定值时，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ14反馈的温度值来控制加热电板13降低加热功率和增大鼓风机11的补风频率来降低燃烧室12的温度，若鼓风机11已达到最大补风频率，燃烧室12温度还是继续上升，PLC控制模块控制气动阀22打开，降低燃烧室12的废气进入量来控制燃烧室12温度；废气开始在燃烧室12内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ15和压力传感器Ⅱ21反馈的压力值控制鼓风机11的频率大小和高温风机18的频率大小来维持燃烧室12和缓冲罐20的压力稳定，当燃烧室12压力变大时，PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ15反馈的压力值控制高温风机18和鼓风机11增大排气频率，当缓冲罐20压力变大时，PLC控制模块根据压力传感器Ⅱ21反馈的压力值来控制高温风机18增大排气频率；废气在燃烧室12内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ17反馈的温度值控制补风阀16的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机18将其排出燃烧室12，这样就可以自动控制燃烧12室温度和压力的稳定、消除对前端烧结设备生产造成的影响。
所述燃烧室12内从前至后依次设置有螺旋扰流板121和带孔挡板122，废气和空气经过螺旋扰流板121和带孔挡板122的扰流作用后，提高了气体的湍流程度，增大有机分子和氧分子的碰撞几率，使废气充分氧化。
所述净化炉10外表面设置有陶瓷纤维隔热层19，可以减少热量损失，提高能量利用率。
基于上述电热氧化VOCs装置本发明还提供一种电热氧化VOCs的处理方法的实施例1，包括以下步骤：
a.将VOCs浓度为6000mg/m3、流量为200Nm3/h的废气经缓冲罐混合后进入净化炉的燃烧室内，同时PLC控制模块控制鼓风机将空气补入燃烧室内；
b.废气和空气在燃烧室内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ反馈的温度值来控制电加热板的功率大小、鼓风机的频率大小和气动阀的开闭将燃烧室内的温度加热并维持在820℃，废气开始在燃烧室内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ反馈的压力值控制鼓风机的频率大小和高温风机的频率大小来维持燃烧室和缓冲罐的压力稳定；
c.废气在燃烧室内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ反馈的温度值控制补风阀的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机将其排出燃烧室。
在出气管检测处理后的废气，VOCs浓度为31mg/m3，计算净化效率为99.5％。
基于上述电热氧化VOCs装置本发明还提供一种电热氧化VOCs的处理方法的实施例2，包括以下步骤：
a.将VOCs浓度为6000mg/m3、流量为200Nm3/h的废气经缓冲罐混合后进入净化炉的燃烧室内，同时PLC控制模块控制鼓风机将空气补入燃烧室内；
b.废气和空气在燃烧室内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ反馈的温度值来控制电加热板的功率大小、鼓风机的频率大小和气动阀的开闭将燃烧室内的温度加热并维持在630℃，废气开始在燃烧室内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ反馈的压力值控制鼓风机的频率大小和高温风机的频率大小来维持燃烧室和缓冲罐的压力稳定；
c.废气在燃烧室内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ反馈的温度值控制补风阀的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机将其排出燃烧室。
在出气管检测处理后的废气，VOCs浓度为39mg/m3，计算净化效率为99.3％。
结果显示采用上述电热氧化VOCs装置及处理方法可以对含有VOCs的废气有很好的净化效率，可以自动控制燃烧室温度和压力的稳定、消除对前端烧结设备生产造成的影响，可以很好的满足烧结设备产生的有机废气流量在200Nm3/h以内的使用。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电热氧化VOCs装置，包括净化炉（10），其特征在于：所述净化炉（10）进气口通过管路与缓冲罐（20）连接，所述缓冲罐（20）上设置有压力传感器Ⅱ（21）和气动阀（22），所述净化炉（10）前端补风口通过管路连接有鼓风机（11），所述净化炉（10）的燃烧室（12）两侧设置有电加热板（13），所述燃烧室（12）内设置有温度传感器Ⅰ（14）和压力传感器Ⅰ（15），所述净化炉（10）排气口通过管路依次与补风阀（16）、温度传感器Ⅱ（17）和高温风机（18）连接，所述温度传感器Ⅰ（14）、温度传感器Ⅱ（17）、压力传感器Ⅰ（15）和压力传感器Ⅱ（21）的信号端口分别与PLC控制模块的信号端口连接，所述气动阀（22）、鼓风机（11）、电加热板（13）、补风阀（16）和高温风机（18）的控制端口分别与PLC控制模块的控制端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种电热氧化VOCs装置，其特征在于：所述燃烧室（12）内从前至后依次设置有螺旋扰流板（121）和带孔挡板（122）。
3.根据权利要求1所述的一种电热氧化VOCs装置，其特征在于：所述净化炉（10）外表面设置有陶瓷纤维隔热层（19）。
4.一种电热氧化VOCs装置的电热氧化VOCs的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.工业窑炉排除的废气经缓冲罐（20）混合后进入净化炉（10）的燃烧室（12）内，同时PLC控制模块控制鼓风机（11）将空气补入燃烧室（12）内；
b.废气和空气在燃烧室（12）内混合，PLC控制模块根据温度传感器Ⅰ（14）反馈的温度值来控制电加热板（13）的功率大小、鼓风机（11）的频率大小和气动阀（22）的开闭将燃烧室（12）内的温度加热并维持在630℃~820℃，废气开始在燃烧室（12）内氧化，同时PLC控制模块根据压力传感器Ⅰ（15）和压力传感器Ⅱ（21）反馈的压力值控制鼓风机（11）的频率大小和高温风机（18）的频率大小来维持燃烧室（12）和缓冲罐（20）的压力稳定；
c.废气在燃烧室（12）内氧化后，PLC控制模块根据温度传感器Ⅱ（17）反馈的温度值控制补风阀（16）的开度大小补入空气将氧化后的废气降温，同时PLC控制模块控制高温风机（18）将其排出燃烧室（12）。
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