CN109529537A - 一种转轮式废气治理的集成模拟装置 - Google Patents

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尚修娟
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Abstract

本发明公开一种转轮式废气治理的集成模拟装置，包括转轮吸附装置、废气供给组件、加热脱附组件和冷却组件，所述转轮吸附装置包括壳体、转轮、填料、驱动机构，所述壳体上设置有吸附通道、脱附通道和冷却通道，所述吸附通道连通所述废气供给组件，并且所述吸附通道的两端分别设置有检测进入所述转轮吸附装置前、后的废气的VOCs浓度检测器，所述脱附通道连通所述加热脱附组件，所述冷却通道连通所述冷却组件，由于本发明可模拟试验有机废气治理转轮工况，并且针对各类实际工程情况可相对应的调整进气风量、进气VOCs组分、进气有机物浓度、转轮转速、再生气体风量及温度等参数，最大程度的与实际工况条件保持一致。

Description

一种转轮式废气治理的集成模拟装置
技术领域
本发明涉及一种废气处理领域，特别是转轮式废气治理的集成模拟装置。
背景技术
在半导体、锂电池、涂装、印刷等行业，通常有低浓度、大风量的有机废气排放。对于这类有机废气，传统的蓄热燃烧、催化燃烧法很难使废气完全燃烧。近年来，一种适合处理大风量、低浓度、高湿度、多成分VOCs废气的净化技术——转轮技术，在欧美及日本等经济发达国家的废气处理方面取得了较多的应用和良好的效果。其运作原理是通过体积小但表面积大的多孔吸附剂对有机废气进行吸附浓缩，将低浓度大风量的有机废气浓缩成高浓度小风量，再进行燃烧处理，就可有效地消除各种工业生产中产生的挥发性有机化合物。
在实际有机废气处理的工程应用中，转轮技术系统复杂，表现为相关进气参数（湿度、浓度、流速、温度等）、运行参数（转轮转速、浓缩比、再生温度）等均会影响转轮系统最后的去除效率。例如有机废气中VOCs浓度过高或是再生风温度太低，均会在质量与热平衡限制下导致转轮系统处理效率显著下降。因此，设计一套集吸附与脱附为一体的模拟转轮系统装置，能减少企业前期的调试费用，对于考察转轮运行参数和进气参数对系统去除效率的影响具有重要的实际指导意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种转轮式废气治理的集成模拟装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种转轮式废气治理的集成模拟装置，包括转轮吸附装置、向所述转轮吸附装置提供模拟工业废气的废气供给组件、用于脱附所述转轮吸附装置吸附的废气的加热脱附组件和用于冷却所述转轮吸附装置的冷却组件，所述转轮吸附装置包括壳体、转动设置在所述壳体内的转轮、设置在所述转轮内的填料、驱动所述转轮转动的驱动机构，所述壳体上设置有穿惯所述转轮设置的吸附通道、穿惯所述转轮设置的脱附通道、穿惯所述转轮设置的冷却通道，所述吸附通道连通所述废气供给组件，并且所述吸附通道的两端分别设置有检测进入所述转轮吸附装置前、后的废气的VOCs浓度检测器，所述脱附通道连通所述加热脱附组件，所述冷却通道连通所述冷却组件。
优选地，废气供给组件包括有机废气罐、和向所述有机废气罐输出气体中混入设定比例空气的混合装置。
进一步优选地，有机废气罐包括罐体和设置在所述罐体内的挥发性液体有机物。
进一步优选地，所述挥发性液体有机物为甲苯、二甲苯、乙苯、丙酮、异丙醇中的一种或多种的混合。
进一步优选地，所述罐体外层设置有保温隔热层。
优选地，所述吸附通道的两端分别设置有检测进入所述转轮吸附装置前、后的气体压力的压力检测装置。
优选地，所述冷却组件包括将空气送入所述冷却通道的风机。
进一步优选地，所述加热脱附组件包括加热空气的加热管，所述风机将通过所述冷却通道后的空气送入所述加热管道加热后输入所述脱附通道。
优选地，所述脱附通道的出口端设置有尾气吸附装置。
优选地，所述吸附通道、所述脱附通道和所述冷却通道沿着所述转轮的转动方向依次设置。
上述的转轮式废气治理的集成模拟装置使用方法包括以下步骤：
1、通过驱动机构驱动转轮在壳体中以设定转速转动；
2、通过废气供给组件为转轮吸附装置提供设定浓度、流速的有机废气；
3、有机废气中的有机物通过吸附通道时被转轮内的填料所吸附，净化后的气体自吸附通道的出口端排出，通过两个VOCs浓度检测器检测进入和离开吸附通道的气体中的总VOCs浓度，可以计算得到该转轮系统在设定进气参数和运行参数下对模拟有机废气的去除效率；
4、吸附通道区域的填料随着转轮转动，进入脱附管道的区域，风机将空气引入至加热管中加热到设定温度，并从脱附通道的入口端送入，脱附管道区域内的填料在热的再生空气的吹扫下实现脱附再生，有机物随着热气流离开填料，被尾气吸附装置所吸附；
5、脱附管道区域的填料随着转轮转动，进入冷却管道的区域，风机将外界的空气引入冷却管道，对填料降温冷却，之后，冷却管道区域的填料随着转轮转动，重新进入吸附管道的区域；
6、改变各个设定参数，重复上述步骤操作，即可得不同设定参数下转轮系统对有机废气的去除效率和再生效率。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
由于本发明可模拟试验有机废气治理转轮工况，并且针对各类实际工程情况可相对应的调整进气风量、进气VOCs组分、进气有机物浓度、转轮转速、再生气体风量及温度等参数，最大程度的与实际工况条件保持一致；同时，本发明的转轮内的填料在吸附-再生-冷却过程中连续测试，使得整个模拟装置可不间断的运行。
附图说明
附图1为本发明的示意图。
以上附图中：1、转轮；21、吸附通道；22、脱附通道；23、冷却通道；3、VOCs浓度检测器；4、压力计；5、机废气罐；61、第一阀；62、第二阀；71、第一风机；72、第二风机；8、加热管；9、尾气吸附装置。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述：
参见附图1所示，一种转轮式废气治理的集成模拟装置，包括转轮吸附装置、向转轮吸附装置提供模拟工业废气的废气供给组件、用于脱附转轮吸附装置吸附的废气的加热脱附组件、用以吸附自转轮吸附装置所脱附的有机物的尾气吸附装置9和用于冷却转轮吸附装置的冷却组件。
其中，转轮吸附装置包括壳体（图中未表示）、转动设置在壳体内的转轮1、设置在转轮1内的填料、驱动转轮1转动的驱动机构（图中未表示），壳体上设置有穿惯转轮1设置的吸附通道21、穿惯转轮1设置的脱附通道22、穿惯转轮1设置的冷却通道23。转轮1在转动时候沿着吸附通道21、脱附通道22、冷却通道23的顺序方向转动。
吸附通道21连通废气供给组件，并且吸附通道21的两端分别设置有检测进入转轮吸附装置前、后的有机废气的两组VOCs浓度检测器3和压力计4，脱附通道22连通加热脱附组件，冷却通道23连通冷却组件。具体地，VOCs浓度检测器3为量程为0~5000 ppm的在线式的VOCs浓度检测器3，能够在线检测通过气体的VOCs浓度。
具体地，转轮1内的填料为蜂窝状的吸附材料，通常为分子筛蜂窝，所用分子筛蜂窝为FAU、MFI、MOR、MWW或LTA分子筛中的一种或多种。
废气供给组件包括有机废气罐5、和向有机废气罐5输出气体中混入设定比例空气的第一阀61、第二阀62和第一风机71，有机废气罐5包括罐体和设置在罐体内的甲苯、二甲苯、乙苯、丙酮、异丙醇中的一种或多种的混合物。考虑到高温对罐体的影响罐体外层增设保温隔热层（图中未表示）。
加热脱附组件为可将空气加热至30~300 °C的加热管8，冷却组件包括将空气送入冷却通道23的第二风机72。
实例一：
转轮1上吸附通道21对应的区域、与脱附通道22对应的区域和冷却通道23对应的区域面积之比为10:1:1，转轮1内的填料为分子筛蜂窝，分子筛选型为FAU/MFI/MWW=4/2/1，所用蜂窝载体为蜂窝状陶瓷纤维纸。
其测试方法包括以下步骤：
1、通过驱动机构驱动转轮1在壳体中以4 r/h的转速转动。
2、启动第一风机71，通过调节第一阀61使进气风量约为3000 m3/h，有机废气罐51中盛放体积比为1:1的甲苯/乙苯混合液体，调节第二阀62门，最终形成总VOCs浓度为120ppm的模拟工业有机废气自吸附通道21进入转动转轮1。
3、有机废气中的甲苯/乙苯组分被分子筛蜂窝吸附。出口处气体的总VOCs浓度约为9.6 ppm，计算得到系统对该有机废气的综合去除率约为92.0%。
4、开启第二风机72，通过调节其功率使空气风量约为200 m3/h，空气经过加热管8后被加热至190 °C。热空气自脱附通道22对转轮1内的分子筛蜂窝进行脱附再生。计算可得系统对该有机废气的浓缩比为15:1。
实例二：
转轮1上吸附通道21对应的区域、与脱附通道22对应的区域和冷却通道23对应的区域面积之比为6:1:1，转轮1内的填料为分子筛蜂窝，分子筛选型为MOR/MFI/FAU=1/4/4，所用蜂窝载体为蜂窝状陶瓷纤维纸。
其测试方法包括以下步骤：
1、通过驱动机构驱动转轮1在壳体中以2 r/h的转速转动。
2、启动第一风机71，通过调节第一阀61使进气风量约为2000 m3/h，有机废气罐51中盛放体积比为2:1的异丙醇/乙酸乙酯混合液体，调节第二阀62门，最终形成总VOCs浓度为80 ppm的模拟工业有机废气自吸附通道21进入转动转轮1。
3、有机废气中的甲苯/乙苯组分被分子筛蜂窝吸附。出口处气体的总VOCs浓度约为5.3 ppm，计算得到系统对该有机废气的综合去除率约为93.4%。
4、开启第二风机72，通过调节其功率使空气风量约为100 m3/h，空气经过加热管8后被加热至290 °C。热空气自脱附通道22对转轮1内的分子筛蜂窝进行脱附再生。计算可得系统对该有机废气的浓缩比为20:1。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：包括转轮吸附装置、向所述转轮吸附装置提供模拟工业废气的废气供给组件、用于脱附所述转轮吸附装置吸附的废气的加热脱附组件和用于冷却所述转轮吸附装置的冷却组件，所述转轮吸附装置包括壳体、转动设置在所述壳体内的转轮、设置在所述转轮内的填料、驱动所述转轮转动的驱动机构，所述壳体上设置有穿惯所述转轮设置的吸附通道、穿惯所述转轮设置的脱附通道、穿惯所述转轮设置的冷却通道，所述吸附通道连通所述废气供给组件，并且所述吸附通道的两端分别设置有检测进入所述转轮吸附装置前、后的废气的VOCs浓度检测器，所述脱附通道连通所述加热脱附组件，所述冷却通道连通所述冷却组件。
2.根据权利要求1所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：废气供给组件包括有机废气罐、和向所述有机废气罐输出气体中混入设定比例空气的混合装置。
3.根据权利要求2所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：有机废气罐包括罐体和设置在所述罐体内的挥发性液体有机物。
4.根据权利要求3所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述挥发性液体有机物为甲苯、二甲苯、乙苯、丙酮、异丙醇中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求3所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述罐体外层设置有保温隔热层。
6.根据权利要求1所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述吸附通道的两端分别设置有检测进入所述转轮吸附装置前、后的气体压力的压力检测装置。
7.根据权利要求1所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述冷却组件包括将空气送入所述冷却通道的风机。
8.根据权利要求7所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述加热脱附组件包括加热空气的加热管，所述风机将通过所述冷却通道后的空气送入所述加热管道加热后输入所述脱附通道。
9.根据权利要求1所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述脱附通道的出口端设置有尾气吸附装置。
10.根据权利要求1所述的一种转轮式废气治理的集成模拟装置，其特征在于：所述吸附通道、所述脱附通道和所述冷却通道沿着所述转轮的转动方向依次设置。
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