CN109078450B - 一种等离子燃烧废气治理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子燃烧废气治理工艺，包括以下步骤：S1：废气吸附浓缩过程；S2：废气脱附过程。本发明脱附系统采用燃气加温，解决了用电成本高的问题，使用等离子燃烧机对废气进行分解燃烧，避免使用低温燃烧催化剂，使得制造和维护成本大幅降低，采用燃烧后无氧气体进行脱附，可以对吸附浓缩设备进行高温脱附，解决了脱附温度低，脱附不完全、脱附温度高又易燃易爆的问题，延迟了吸附浓缩设备的寿命，采用等离子燃烧机，先对废气进行预分解，然后进行燃烧二次分解，分解中心温度可达3000摄氏度左右，可分解大部分废气，设备适用性广，使可燃气体和氧气均以隔离方式存在该系统中，降低了易燃易爆的风险。

Description

一种等离子燃烧废气治理工艺
技术领域
本发明涉及废气治理技术领域，具体为一种等离子燃烧废气治理工艺。
背景技术
随着我国对环境保护越来越重视，在VOC废气治理领域，有机废气浓缩脱附和催化燃烧这一类的废气治理设备使用量也不断加大，现有的废气浓缩脱附设备和催化净化设备存在诸多限制，越来越难以满足我们的需求。究其原因主要如下：1、现有的浓缩脱附工艺均采用含氧空气加热脱附，空气中含氧，在脱附过程中，当脱附温度较低时，浓缩设备脱附不彻底，降低了浓缩设备的使用寿命，当脱附温度高时，废气和氧气发生氧化加剧，容易积热；浓缩设备容易自燃，当废气浓度和氧的浓度达到闪点时，容易发生爆炸；2、浓缩废气催化净化工艺中，现有的催化剂一般以贵金属为主，价格都比较高，催化剂容易失效，生产和使用的成本较高。3、脱附和催化都是采用电加热，使用成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、使用方便的VOC废气治理工艺。该工艺解决了由于脱附介质空气含氧，而造成的脱附温度低、浓缩设备脱附不干净、寿命短、脱附空气含氧易燃易爆、浓缩废气净化使用贵金属催化剂成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种等离子燃烧废气治理工艺，包括以下步骤：
S1：废气吸附浓缩过程，具体步骤如下：
1)电控系统P进行控制，吸附系统依次对废气进行吸附；
2)将高温阀14、高温阀15、高温阀18、高温阀19、高温阀22、高温阀
23和主风机N均开启；
3)废气从进风口进入过滤器A，废气在过滤器A过滤掉废气中的颗粒物质；
4)废气分别达到吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D，吸附过滤掉废气中的有机物；
5)过滤结束后的气体通过主风机N到达排风管O，外排至大气；
S2：废气脱附过程，具体步骤如下：
1)废气进入吸附浓缩箱B，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱B进行脱附，高温阀22和高温阀23关闭，高温阀20和高温阀21开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀20和高温阀21关闭，高温阀22和高温阀23开启，吸附浓缩箱B再次进入吸附过程；
2)废气进入吸附浓缩箱C，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱C进行脱附，高温阀18和高温阀19关闭，高温阀16和高温阀17开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀16和高温阀17关闭，高温阀18和高温阀19开启，吸附浓缩箱C再次进入吸附过程；
3)废气进入吸附浓缩箱D，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱D进行脱附，高温阀14和高温阀15关闭，高温阀12和高温阀13开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀12和高温阀13关闭，高温阀14和高温阀15开启,吸附浓缩箱D再次进入吸附过程；
4)通过电控系统P控制等离子燃烧室H的燃烧，同时等离子燃烧室E中等离子燃烧机Ⅳ一直开启，对吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的脱附过程中未完全分解的废气进行二次等离子燃烧。
优选的，所述吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D均有四个连接口，包括一个主进风口和一个主出风口以及一个副进风口和一个副出风口。
优选的，所述等离子燃烧室H有三个进风口和一个出风口，进风口分别是一个为新风进风口，一个为浓缩废气进风口，一个为天然气进风口，所述等离子燃烧室H内置有等离子燃烧机Ⅲ。
优选的，所述等离子燃烧室E有两个进风口和一个出风口，进风口分别是新风进风口和残余废气进风口，所述等离子燃烧室E内置有等离子燃烧机Ⅳ。
优选的，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的副进风口与均高温阀11和高温阀7的出口相接，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的副出风口均与风机Ⅱ的进风口相连。
优选的，所述过滤器A进风口连接集风管，所述过滤器A出风口与高温阀22、高温阀18和高温阀14的进风口相连，所述高温阀22、高温阀18和高温阀14的出风口分别对应与吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的主进风口相连。
优选的，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的主出风口分别与高温阀23、高温阀19和高温阀15的进风口相连，所述高温阀23、高温阀19和高温阀15出风口均与主风机N相连，所述主风机N与排风管O相连。
优选的，所述废气脱附过程包括脱附子过程，所述脱附子过程包括脱附排气、脱附升温、脱附保温、脱附燃烧、脱附升温前准备和脱附换箱前准备。
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：
本发明脱附系统采用燃气加温，解决了用电成本高的问题，使用等离子燃烧机对废气进行分解燃烧，避免使用低温燃烧催化剂，使得制造和维护成本大幅降低，采用燃烧后无氧气体进行脱附，可以对吸附浓缩设备进行高温脱附，解决了脱附温度低，脱附不完全、脱附温度高又易燃易爆的问题，延迟了吸附浓缩设备的寿命，采用等离子燃烧机，先对废气进行预分解，然后进行燃烧二次分解，分解中心温度可达3000摄氏度左右，可分解大部分废气，设备适用性广，使可燃气体和氧气均以隔离方式存在该系统中，降低了易燃易爆的风险。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1所示的一种等离子燃烧废气治理工艺，包括以下步骤：
S1：废气吸附浓缩过程，具体步骤如下：
1)电控系统P进行控制，吸附系统依次对废气进行吸附；
2)将高温阀14、高温阀15、高温阀18、高温阀19、高温阀22、高温阀
23和主风机N均开启；
3)废气从进风口进入过滤器A，废气在过滤器A过滤掉废气中的颗粒物质；
4)废气分别达到吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D，吸附过滤掉废气中的有机物；
5)过滤结束后的气体通过主风机N到达排风管O，外排至大气；
S2：废气脱附过程，具体步骤如下：
1)废气进入吸附浓缩箱B，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱B进行脱附，高温阀22和高温阀23关闭，高温阀20和高温阀21开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀20和高温阀21关闭，高温阀22和高温阀23开启，吸附浓缩箱B再次进入吸附过程；
2)废气进入吸附浓缩箱C，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱C进行脱附，高温阀18和高温阀19关闭，高温阀16和高温阀17开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀16和高温阀17关闭，高温阀18和高温阀19开启，吸附浓缩箱C再次进入吸附过程；
3)废气进入吸附浓缩箱D，通过电控系统P控制，吸附浓缩箱D进行脱附，高温阀14和高温阀15关闭，高温阀12和高温阀13开启，进行脱附子过程，脱附完成后，高温阀12和高温阀13关闭，高温阀14和高温阀15开启,吸附浓缩箱D再次进入吸附过程；
4)通过电控系统P控制等离子燃烧室H的燃烧，同时等离子燃烧室E中等离子燃烧机Ⅳ一直开启，对吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的脱附过程中未完全分解的废气进行二次等离子燃烧。
所述吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D均有四个连接口，包括一个主进风口和一个主出风口以及一个副进风口和一个副出风口，所述等离子燃烧室H有三个进风口和一个出风口，进风口分别是一个为新风进风口，一个为浓缩废气进风口，一个为天然气进风口，所述等离子燃烧室H内置有等离子燃烧机Ⅲ，所述等离子燃烧室E有两个进风口和一个出风口，进风口分别是新风进风口和残余废气进风口，所述等离子燃烧室E内置有等离子燃烧机Ⅳ，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的副进风口与均高温阀11和高温阀7的出口相接，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的副出风口均与风机Ⅱ的进风口相连，所述过滤器A进风口连接集风管，所述过滤器A出风口与高温阀22、高温阀18和高温阀14的进风口相连，所述高温阀22、高温阀18和高温阀14的出风口分别对应与吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的主进风口相连，所述吸附缩箱B、吸附浓缩箱C和吸附浓缩箱D的主出风口分别与高温阀23、高温阀19和高温阀15的进风口相连，所述高温阀23、高温阀19和高温阀15出风口均与主风机N相连，所述主风机N与排风管O相连。
该工艺包括废气吸附系统和废气脱附燃烧系统，两大系统由过滤器A、吸附浓缩箱B、吸附浓缩箱C、吸附浓缩箱D、等离子燃烧室E、热交换F、蓄热式热交换G、等离子燃烧室H、热交换J、燃气储气罐K、监测箱L、监测箱M、主风机N、排风管O、电控系统P、风机Ⅰ、风机Ⅱ、等离子燃烧机Ⅲ、等离子燃烧机Ⅳ、风阀1、高温风阀2、燃气阀3、高温阀4、高温阀5、高温阀6、高温阀7、高温阀8、高温阀9、高温阀10、高温阀11、高温阀12、高温阀13、高温阀14、高温阀15、高温阀16、高温阀17、高温阀18、高温阀19、高温阀20、高温阀21、高温阀22、高温阀23等附属配件组成。
蓄热式热交换G、热交换F和热交换J均有四个进风口，一个主进风口和一个主出风口，一个副进风口和一个副出风口。
燃气储气罐K与燃气阀3进口相连，燃气阀3出口与等离子燃烧室H天然气进风口相连。
风机Ⅰ进风口直接连接新风管道，出风口分别与风阀1进风口、高温风阀2进风口、等离子燃烧室E新风进风口相连，高温阀2出风口与等离子燃烧室H新风进风口相连。
热交换F的副进风与风阀1出风口相连，热交换F的副出风与热交换G的副进风相连，热交换F的主进风与热交换G的主出风相连，热交换F的主出风与等离子燃烧室E残余废气进风口相连。
热交换G的副出风与等离子燃烧室H的新风进风口相连。热交换G的主进风与高温阀4出风口相连。
风机Ⅱ出风口，分别与高温阀5和高温阀6的进风口相接。高温阀5的出风口与等离子燃烧室H的废气进风口相接。
高温阀6的出风口分别与热交换J的副进风和高温阀7的进风口相连。高温阀7的出风口与高温阀11的出风口相连。
热交换J的副出风口与高温阀10和高温阀9的进风口相连。热交换J的主进风口与等离子燃烧室H的出风口相连，热交换J的主出风口与高温阀8的进风口和高温阀4的进风口相连。
高温阀9的出风口与等离子燃烧室E的进风口相连。高温阀10的出风口与高温阀11的进风口和高温阀8的出风口相连。
高温阀8的进风口与高温阀4的进风口相连。
所述废气脱附过程包括脱附子过程，所述脱附子过程包括脱附排气、脱附升温、脱附保温、脱附燃烧、脱附升温前准备和脱附换箱前准备。
脱附排气是指排空吸附浓缩箱中的含氧气体。该过程如下，当高温阀2、高温阀11、高温阀6、高温阀9、高温阀8依次开启后，等离子燃烧机Ⅲ开启，燃气阀3打开，天然气由天然气储气罐K进入等离子燃烧室H，风机Ⅰ开启，新风由风机Ⅰ经过高温阀2，进入燃烧室H，由电控系统P控制，使得天然气和氧气按比例完全燃烧，燃烧后的气体不含氧气，燃烧后的气体依次进入热交换J、高温阀8、高温阀11、吸附浓缩箱、风机Ⅱ、高温阀6、高温阀9、等离子燃烧室E，将吸附浓缩箱的含氧气体被排空。
脱附升温是指提高吸附浓缩箱中的温度，使吸附浓缩箱中的温度达到废气完全脱附的指定温度。该过程如下，风阀1开启、高温阀2关闭，高温阀4开启，高温阀8关闭，高温阀9关闭，高温阀10开启，风机Ⅱ开启，此时，新风由风机Ⅰ经过风阀1，进入热交换F和蓄热式热交换G，经尾气预热后的新风进入等离子燃烧室H，燃烧后的气体，经过高温阀4，回到蓄热式热交换G和热交换F，对进风进行预热；与此同时，由于高温阀8、高温阀9的关闭和高温阀10的开启，吸附浓缩箱、风机Ⅱ、高温阀6、高温阀10、高温阀11形成封闭系统，在热交换的加热下，风机Ⅱ对闭环系统的空气不短循环加温，以达到指定温度。
脱附保温是指脱附升温后，吸附浓缩箱达到指定温度后，不再加热，使脱附浓缩箱的温度维持在这个温度的左右，于此同时风机Ⅱ不断循环，使得吸附浓缩箱里的废气能不断脱附出来。该过程如下，风机Ⅰ关闭、风阀1关闭、燃气阀3关闭、等离子燃烧机Ⅲ关闭。
脱附燃烧是指从吸附浓缩箱里面的脱附的废气，送入等离子燃烧室H进行等离子燃烧净化。该过程如下，风机Ⅱ停止后，高温阀6关闭、高温阀11关闭、高温阀7开启、高温阀8开启，等离子燃烧机Ⅲ开启，高温阀5开启，风机Ⅱ开启，风阀1开启，风机Ⅰ开启；吸附浓缩箱里的废气，经风机Ⅱ和高温阀5，到达等离子燃烧室H，此时，含氧空气，经风机Ⅰ和风阀1，到达热交换F，进行预热后，再次到蓄热式热交换G进行二次预约，最后进入等离子燃烧室和废气进行混比，在等离子燃烧机Ⅲ点火后，进行燃烧，燃烧后的气体，部分经高温阀4、蓄热式热交换G、热交换F，进入等离子燃烧室E，二次净化后外排，另外一部分废气，经过高温阀8、高温阀10、热交换J，高温阀7，再次进入吸附浓缩室，再次循环。废气和新风的混比，是电控系统P通过读取检查箱L和检查箱M数据，同时控制风机Ⅰ和风机风机Ⅱ，使得废气完全燃烧。
当吸附浓缩箱温度过高时，高温阀2打开，风机1关闭，使新风直接参与燃烧，不需预热，当温度回到正常时，高温阀1开启，高温阀2关闭，正常工作。
脱附升温前准备是指脱附燃烧后过程中，废气浓度不够维持脱附的正常温度时，脱附过程准备进入脱附升温子过程，在进入脱附升温子过程要做的准备。该过程如下，风机Ⅰ关闭，风阀1关闭，风机Ⅱ关闭，高温阀5关闭，高温阀7关闭，高温阀11开启、高温阀8关闭，高温阀6开启，此时由高温阀8、高温阀9的关闭和高温阀10的开启，吸附浓缩箱、风机Ⅱ、高温阀6、高温阀10、高温阀11形成封闭系统，然后燃气阀3开启，风阀1开启，风机Ⅰ开启，正常燃烧天然气，对吸附浓缩箱加热。
脱附换箱前准备是指当一个吸附浓缩箱脱附干净后，换另外一个吸附浓缩箱进行脱附前做的准备工作。该过程如下，风机Ⅰ关闭、风阀1关闭、风机Ⅱ关闭、高温阀5关闭、等离子燃烧机Ⅲ关闭、高温阀4关闭、高温阀10关闭、高温阀7关闭，高温阀8关闭。
综上所述：本发明提供的一种等离子燃烧废气治理工艺，采用燃气作为脱附系统的热源，脱附过程采用燃烧后无氧气体作为脱附介质空气，使得脱附温度提高，该系统采用等离子燃烧机对废气和燃气进行预分解，使得废气燃烧时更加充分，分解温度更高，分解更完整。该系统采用两级燃烧系统，使得外排气体得到完全尽快，不存在残留问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：废气吸附浓缩过程，具体步骤如下：
1)电控系统(P)进行控制，吸附系统依次对废气进行吸附；
2)将第一高温阀(14)、第二高温阀(15)、第三高温阀(18)、第四高温阀(19)、第五高温阀(22)、第六高温阀(23)和主风机(N)均开启；
3)废气从进风口进入过滤器(A)，废气在过滤器(A)过滤掉废气中的颗粒物质；
4)废气分别达到第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)，吸附过滤掉废气中的有机物；
5)过滤结束后的气体通过主风机(N)到达排风管(O)，外排至大气；
S2：废气脱附过程，具体步骤如下：
1)废气进入第一吸附浓缩箱(B)，通过电控系统(P)控制，第一吸附浓缩箱(B)进行脱附，第五高温阀(22)和第六高温阀(23)关闭，第七高温阀(20)和第八高温阀(21)开启，进行脱附子过程，脱附完成后，第七高温阀(20)和第八高温阀(21)关闭，第五高温阀(22)和第六高温阀(23)开启，第一吸附浓缩箱(B)再次进入吸附过程；
2)废气进入第二吸附浓缩箱(C)，通过电控系统(P)控制，第二吸附浓缩箱(C)进行脱附，第三高温阀(18)和第四高温阀(19)关闭，第九高温阀(16)和第十高温阀(17)开启，进行脱附子过程，脱附完成后，第九高温阀(16)和第十高温阀(17)关闭，第三高温阀(18)和第四高温阀(19)开启，第二吸附浓缩箱(C)再次进入吸附过程；
3)废气进入第三吸附浓缩箱(D)，通过电控系统(P)控制，第三吸附浓缩箱(D)进行脱附，第一高温阀(14)和第二高温阀(15)关闭，第十一高温阀(12)和第十二高温阀(13)开启，进行脱附子过程，脱附完成后，第十一高温阀(12)和第十二高温阀(13)关闭，第一高温阀(14)和第二高温阀(15)开启,第三吸附浓缩箱(D)再次进入吸附过程；
4)通过电控系统(P)控制第一等离子燃烧室(H)的燃烧，同时第二等离子燃烧室(E)中第一等离子燃烧机(Ⅳ)一直开启，对第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)的脱附过程中未完全分解的废气进行二次等离子燃烧；
5)所述废气脱附过程包括脱附子过程，所述脱附子过程包括脱附排气、脱附升温、脱附保温、脱附燃烧、脱附升温前准备和脱附换箱前准备；脱附排气是指排空吸附浓缩箱中的含氧气体；脱附升温是指提高吸附浓缩箱中的温度，使吸附浓缩箱中的温度达到废气完全脱附的指定温度；脱附保温是指脱附升温后，吸附浓缩箱达到指定温度后，不再加热，使脱附浓缩箱的温度维持此温度，于此同时第二风机(II)不断循环，使得吸附浓缩箱里的废气能不断脱附出来；脱附燃烧是指从吸附浓缩箱里面的脱附的废气，送入第一等离子燃烧室(H)进行等离子燃烧净化；脱附升温前准备是指脱附燃烧后过程中，废气浓度不够维持脱附的正常温度时，脱附过程准备进入脱附升温子过程，在进入脱附升温子过程要做的准备；脱附换箱前准备是指当一个吸附浓缩箱脱附干净后，换另外一个吸附浓缩箱进行脱附前做的准备工作。
2.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)均有四个连接口，包括一个主进风口和一个主出风口以及一个副进风口和一个副出风口。
3.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述第一等离子燃烧室(H)有三个进风口和一个出风口，进风口分别是一个为新风进风口，一个为浓缩废气进风口，一个为天然气进风口，所述第一等离子燃烧室(H)内置有第二等离子燃烧机(III)。
4.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述第二等离子燃烧室(E)有两个进风口和一个出风口，进风口分别是新风进风口和残余废气进风口，所述第二等离子燃烧室(E)内置有第一等离子燃烧机(IV)。
5.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)的副进风口均与第二十高温阀(11)和第十六高温阀(7)的出口相接，所述第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)的副出风口均与第二风机(II)的进风口相连。
6.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述过滤器(A)进风口连接集风管，所述过滤器(A)出风口与第五高温阀(22)、第三高温阀(18)和第一高温阀(14)的进风口相连，所述第五高温阀(22)、第三高温阀(18)和第一高温阀(14)的出风口分别对应与第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)的主进风口相连。
7.根据权利要求1所述的一种等离子燃烧废气治理工艺，其特征在于：所述第一吸附浓缩箱(B)、第二吸附浓缩箱(C)和第三吸附浓缩箱(D)的主出风口分别与第六高温阀(23)、第四高温阀(19)和第二高温阀(15)的进风口相连，所述第六高温阀(23)、第四高温阀(19)和第二高温阀(15)出风口均与主风机(N)相连，所述主风机(N)与排风管(O )相连。
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