CN110270193A - 一种VOCs废气深度净化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VOCs废气深度净化方法及系统。所述方法包括：VOCs废气经第一吸附装置吸附后形成的低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置转化成无毒小分子CO2和H2O通过引风机排放大气中；当第一吸附装置饱和后，吸附控制机构关闭，再生控制机构打开，第二吸附装置开始运行；再生产生的高浓度VOCs废气进入低温催化氧化反应装置进行净化处理，净化后的废气一部分进入第一吸附装置，一部分随低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置进一步处理后，通过引风机排放到大气中。本发明的VOCs废气深度净化方法能有效的处理工业排放的有组织或无组织VOCs废气，且处理效果满足国家或地方规定相关VOCs废气的排放标准。

Description

一种VOCs废气深度净化方法及系统
技术领域
本发明涉及一种VOCs废气净化工艺，特别涉及一种VOCs废气深度净化方法及系统，属于工业有机废气处理技术领域。
背景技术
随着我国对VOCs污染的日趋重视，国家和各市、省环保法规不断严格VOCs的排放标准，除国标外，目前出台地方的市、省有北京、上海、重庆、天津、广东、江苏、河北、山东、浙江、四川等。涉及行业有生物制药、橡胶制品、合成革与人造革、合成树脂、有机化学品制造、汽车维修、工业涂装、汽车整车制造涂装工序、印刷、木质家具制造、船舶工业、电子制造业、集装箱制造、制鞋、包装、铝型材工业、石油炼制、农药制造、油墨、胶黏剂、涂料等行业。涉及挥发性有机污染物主要有脂肪类碳氢化合物、芳香类碳氢化合物、氯化碳氢化合物、酮、醛、醇、多元醇类、醚、酚、环氧类化合物、酯、酸类化合物、胺、腈类化合物。
VOCs处理技术总体来说包括具有破坏性的销毁技术和非破坏性的回收技术，销毁技术包括蓄热式燃烧、催化燃烧、生物降解、低温等离子等；回收技术包括冷凝、吸收、吸附技术等。蓄热式燃烧、催化燃烧虽然处理效率高，但能耗大，给企业带来很大的负担；冷凝、吸收和吸附技术运行成本高；低温等离子技术处理高浓度有机废气效果不佳，而且放电过程中产生副产物，易造成二次污染。因此，开发出低投资、工艺流程简单、能耗低、处理效果明显的去除VOCs的工艺技术有很大的社会效益。
公开号为CN105833666A的专利公开了VOCs处理的一种方法，其工艺特点是将排放源的VOCs废气收集后经转轮吸附装置吸附，吸附后的VOCs废气排放到大气。但该方法没有对VOCs废气无毒无害化处理，而且只报道了处理乙酸乙酯废气。
公开号为CN202983466U的专利公开了一种交替吸附再生气体净化装置，该装置特点是将废气通过三个并联的吸附器，进而对废气吸附净化，当一个吸附器吸附饱和以后，进入再生状态，第二或第三吸附器打开，周而复始，以此实现交替。但该装置没有对废气无毒无害化处理，使用蒸气再生及冷却水冷却，再生温度有限导致再生时间较长，运行费用较高，且引入了大量的水，水蒸气与吸附质一起排出易带来二次污染物。
公开号为CN106807243A的专利公开了常温降解风机机舱VOCs的方法，该方法工艺过程是将O2通入放电装置，然后与VOCs废气一起进入改性后的单原子催化剂反应装置，进行VOCs废气催化氧化。此工艺的特点是催化剂可用微波加热再生。但是，使用纯O2，运行费用高；放电装置产生副产物，而且放电产生的电火花易带来安全隐患。
公开号为CN106178932A、CN105879676A、CN106076086A、CN106039963A、CN10607608A、CN106076087A和CN105879624A的专利分别公开了常温高效催化降解合成革、农药、汽车喷涂、石油化工、印刷及制药行业VOCs废气的方法。其工艺过程相似，废气经过两步洗涤，废气与臭氧一起进入催化反应器，臭氧在催化反应器中与水反应中生成O2和羟基自由基，然后在催化剂的作用下与废气产生氧化还原反应。但是该工艺在洗涤过程引入水、碱液或酸液，催化反应在液相中进行，使用了大量的水、碱液或酸液，产生的废水需进一步处理。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种VOCs废气深度净化方法及系统，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种VOCs废气深度净化方法，其包括：
(1)将VOCs废气与吸附剂在第一吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
(2)使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中；
(3)当所述第一吸附装置吸附饱和后，关闭所述第一吸附装置的吸附控制机构，打开所述第一吸附装置的再生控制机构，从而使所述第一吸附装置处于再生状态；打开第二吸附装置的吸附控制机构，关闭所述第二吸附装置的再生控制机构，从而使所述第二吸附装置处于吸附状态；
(4)使所述第一吸附装置再生产生的高浓度VOCs废气进入低温催化氧化反应装置进行净化处理，使净化后的至少部分废气经脱附装置进入第一吸附装置，而使至少部分废气和所述第二吸附装置排出的低浓度VOCs废气共同进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中。
作为优选实施案例之一，所述的VOCs废气深度净化方法还包括：当所述第一吸附装置处于再生状态，而第二吸附装置吸附饱和时，将VOCs废气与吸附剂在至少一个第三吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气，使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中。
本发明实施例还提供了一种VOCs废气深度净化系统，其包括VOCs废气处理单元和吸附塔再生单元，所述吸附塔再生单元包括两个以上吸附装置、低温催化氧化反应装置和脱附装置，每个所述吸附装置包括吸附控制机构和再生控制机构，所述VOCs废气处理单元包括常温深度净化反应装置；
所述吸附装置至少用以使VOCs废气与吸附剂接触，从而使VOCs废气中的至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
所述吸附装置的气体出口与所述常温深度净化反应装置的气体入口相连通，所述常温深度净化反应装置将90％以上低浓度VOCs废气转化成CO2和H2O；
每个所述吸附装置的气体出口还与低温催化氧化反应装置的气体入口相连通，所述低温催化氧化反应装置至少用以对再生产生的高浓度VOCs废气进行净化处理，所述低温催化氧化反应装置的气体出口通过风机与所述脱附装置的气体入口相连通，所述脱附装置的气体出口与所述低温催化氧化反应装置的气体入口相连通。
在一些实施例中，所述常温深度净化反应装置包括O3发生单元和催化剂填装单元。
进一步地，所述常温深度净化反应装置的气体出口与引风装置的气体入口相连通，所述引风装置的气体出口与大气相连通。
进一步地，所述脱附装置还与一补风装置相连通，所述补风装置与大气相连通，至少用以使新鲜空气进入吸附塔再生单元。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的VOCs废气深度净化方法能有效的处理工业排放的有组织或无组织VOCs废气，且处理效果满足国家或地方规定相关VOCs废气的排放标准。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图。
图2是本发明实施例1中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图。
图3是本发明实施例2中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图。
图4是本发明实施例3中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图。
图5是本发明实施例4中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图。
附图标记：A-001、A1吸附塔，A-002、A2吸附塔，A-003、A3吸附塔，R-001、R1低温催化氧化反应器，R-002、R2常温深度净化反应器，R-003、R3UV预反应器，B-001、B1引风机，B-002、B2脱附风机，B-003、B3补风风机。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是一种VOCs废气深度净化方法及其系统。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种VOCs废气深度净化方法包括：
(1)将VOCs废气与吸附剂在第一吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
(2)使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中；
(3)当所述第一吸附装置吸附饱和后，关闭所述第一吸附装置的吸附控制机构，打开所述第一吸附装置的再生控制机构，从而使所述第一吸附装置处于再生状态；打开第二吸附装置的吸附控制机构，关闭所述第二吸附装置的再生控制机构，从而使所述第二吸附装置处于吸附状态；
(4)使所述第一吸附装置再生产生的高浓度VOCs废气进入低温催化氧化反应装置进行净化处理，使净化后的至少部分废气经脱附装置进入第一吸附装置，而使至少部分废气和所述第二吸附装置排出的低浓度VOCs废气共同进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中。
在一些实施例中，所述VOCs废气的浓度为150～1000mg/m3，通入量为500～20000m3/h。
进一步地，所述VOCs废气是回收的间歇式操作或连续性操作的高浓度或低浓度VOCs废气。
进一步地，所述低浓度VOCs废气的浓度为100～500mg/m3。
进一步地，所述高浓度VOCs废气的浓度为500～1000mg/m3。
在一些实施例中，所述的VOCs废气深度净化方法还包括：当所述第一吸附装置处于再生状态，而第二吸附装置吸附饱和时，将VOCs废气与吸附剂在至少一个第三吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气，使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中。
其中，所述第三吸附装置的个数不限，作为备用吸附塔。
进一步地，所述第一、第二、第三吸附装置均为吸附塔。
在一些实施例中，所述的VOCs废气深度净化方法还包括：利用补风装置将新鲜空气补入所述脱附装置的风管。其中，所述补风装置包括补风风机，所述脱附装置包括脱附风机。
进一步地，所述脱附装置将70％～80％的低温催化氧化反应装置净化后的废气送入第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置。
进一步地，所述补风风机将20％～30％的新鲜空气引入吸附塔再生单元。
进一步地，所述方法还包括：利用引风装置将从所述常温深度净化反应装置排出的CO2和H2O排放至大气中。其中，所述引风装置包括引风机。
作为优选方案之一，所述的VOCs废气深度净化方法还包括：当所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，关闭所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置的吸附控制机构，打开所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置的再生控制机构，从而使所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置处于再生状态。
进一步地，在预热温度为200～450℃的条件下，从所述低温催化氧化反应装置排出的净化后的VOCs废气的温度为100～200℃，优选为100～150℃。
进一步地，从所述低温催化氧化反应装置排出的净化后的VOCs废气的20％～30％气体进入常温深度净化反应装置。
在一些实施例中，所述吸附剂包括活性炭、分子筛等，为可再生吸附剂，再生周期为2～4月，再生时间为24～168h。
优选的，所述活性炭的碘值为400～1300，灰分6-16，水分小于5wt％。
优选的，所述分子筛中SiO2与Al2O3的比值为1.8～2.3，有效孔径为3A～5A。
在一些实施例中，所述常温深度净化反应装置可以为常温深度净化反应器，其包括O3发生单元和催化剂填装单元。
优选的，所述O3发生单元包括UV预反应器，其至少用以使低浓度VOCs废气中的O2在紫外光的照射下转变为O3。
进一步地，所述紫外光的波长为100nm～400nm。
优选的，所述催化剂填装单元中的第一催化剂包括以活性炭为载体的复合金属氧化物催化剂，其中，在所述第一催化剂中复合金属氧化物的负载量为0.1～5wt％。
进一步地，所述第一催化剂为可再生催化剂，再生周期为3～6月，再生时间为8～24h。
在一些实施例中，所述低温催化氧化反应装置可以为低温催化氧化反应器。所述低温催化氧化反应装置中包含的第二催化剂包括以Al2O3为载体的Pt或Pd等催化剂。
进一步地，所述第二催化剂中Pt和/或Pd的负载量为0.1～10wt％。
进一步地，所述吸附控制机构包括吸附控制阀，所述再生控制机构包括再生控制阀。
作为优选方案之一，所述方法具体可以包括：
回收的间歇式操作或连续性操作的高浓度或低浓度VOCs废气经吸附塔吸附后形成的低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应器转化成无毒小分子CO2和H2O通过引风机排放大气中；当吸附塔饱和后，吸附控制阀关闭，再生控制阀打开，备用吸附塔开始运行；再生产生的高浓度VOCs废气进入低温催化氧化反应器进行净化处理，净化后的废气一部分进入吸附塔再生单元，一部分随低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应器进一步处理后，通过引风机排放到大气中。
其中，作为本发明一更为典型的实施案例之一，所述VOCs废气深度净化方法还可包括以下步骤：
(1)从污染源回收VOCs废气，使废气浓度在150～1000mg/m3，风量在500～20000m3/h，压力为负压；
(2)将步骤(1)得到VOCs废气经过第一吸附装置底部送入第一吸附装置进行吸附，其中60～80v/v％的VOCs废气被吸附剂吸附，其余VOCs废气经第一吸附装置顶部排出；
(3)将步骤(2)中第一吸附装置顶部排出的低浓度约为(100mg/m3)VOCs废气经常温深度净化装置进行无毒无害化处理，90v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O，通过引风装置排放到大气中；
(4)当步骤(2)中第一吸附装置顶部排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，此时第一吸附装置的吸附控制阀关闭，再生控制阀打开，进入再生状态；第二吸附装置的吸附控制阀打开，再生控制阀关闭，进入吸附状态；
(5)将步骤(4)中第一吸附装置再生产生的高浓度VOCs废气经低温催化氧化反应装置进行无毒无害化处理，97v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O；
(6)通过脱附装置将70～80v/v％的步骤(5)产生的无毒无害化的气体(温度在100～150℃)进入第一吸附装置，对其中吸附的VOCs废气脱除处理，处理完全后，第一吸附装置进入备用状态，低温催化氧化反应装置停止运行；20～30v/v％的步骤(5)产生的无毒无害化的气体与第二吸附装置塔顶排出低浓度VOCs废气一起经常温深度净化装置处理后，再经引风装置排放到大气中；
(7)通过补风装置将20～30v/v％的新鲜空气补进脱附风管，用来补充步骤(6)中排走的20～30v/v％的无毒无害化的气体；
(8)当步骤(4)中第二吸附装置顶部排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，此时第二吸附装置的吸附控制阀关闭，再生控制阀打开，进入再生状态；第一吸附装置吸附控制阀打开，再生控制阀关闭，进入吸附状态；
(9)将步骤(8)中第二吸附装置再生产生的高浓度VOCs废气经低温催化氧化反应装置进行无毒无害化处理，97v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O；
(10)通过脱附装置将70～80v/v％的步骤(9)产生的无毒无害化的气体(温度在100～150℃)进入第二吸附装置，对其中吸附的VOCs废气脱除处理，处理完全后，第二吸附装置进入备用状态，低温催化氧化反应装置停止运行；20～30v/v％的步骤(9)产生的无毒无害化的气体与第一吸附装置塔顶排出低浓度VOCs废气一起经常温深度净化装置处理后，再经引风装置排放到大气中。
本发明实施例的另一个方面提供的VOCs废气深度净化系统包括VOCs废气处理单元和吸附塔再生单元，所述吸附塔再生单元包括两个以上吸附装置、低温催化氧化反应装置和脱附装置，每个所述吸附装置包括吸附控制机构和再生控制机构，所述VOCs废气处理单元包括常温深度净化反应装置；
所述吸附装置至少用以使VOCs废气与吸附剂接触，从而使VOCs废气中的至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
所述吸附装置的气体出口与所述常温深度净化反应装置的气体入口相连通，所述常温深度净化反应装置至少用以使低浓度VOCs废气转化成CO2和H2O；
每个所述吸附装置的气体出口还与低温催化氧化反应装置的气体入口相连通，所述低温催化氧化反应装置至少用以对再生产生的高浓度VOCs废气进行净化处理，所述低温催化氧化反应装置的气体出口与所述脱附装置的气体入口相连通，所述脱附装置的气体出口分别与每个所述吸附装置的气体入口、所述常温深度净化反应装置的气体入口相连通。
优选的，所述吸附装置的个数在两个以上，不作限制，可以是吸附塔。
进一步地，每个所述吸附装置包括本体，以及设置于所述本体内的吸附剂。
在一些实施例中，所述吸附剂包括活性炭、分子筛等，为可再生吸附剂，再生周期为2～4月，再生时间为24～168h。
优选的，所述活性炭的碘值为400～1300，灰分6-16，水分小于5wt％。
优选的，所述分子筛中SiO2与Al2O3的比值为1.8～2.3，有效孔径为3A～5A。
在一些实施例中，所述常温深度净化反应装置可以为常温深度净化反应器，其包括O3发生单元和催化剂填装单元。
优选的，所述O3发生单元包括UV预反应器，其至少用以使低浓度VOCs废气中的O2在紫外光的照射下转变为O3。
进一步地，所述紫外光的波长为100nm～400nm。
优选的，所述催化剂填装单元中的第一催化剂包括以活性炭为载体的复合金属氧化物催化剂，其中，在所述第一催化剂中复合金属氧化物的负载量为0.1～5wt％。
进一步地，所述第一催化剂为可再生催化剂，再生周期为3～6月，再生时间为8～24h。
优选的，所述常温深度净化反应装置的气体出口与引风装置的气体入口相连通，所述引风装置的气体出口与大气相连通。其中，所述的引风装置可以是引风机。
在一些实施例中，所述低温催化氧化反应装置可以为低温催化氧化反应器。所述低温催化氧化反应装置中包含的第二催化剂包括以Al2O3为载体的Pt、Pd等催化剂。
进一步地，所述第二催化剂中Pt和/或Pd的负载量为0.1～10wt％。
进一步地，所述吸附控制机构包括吸附控制阀，所述再生控制机构包括再生控制阀。
作为优选方案之一，所述脱附装置还与一补风装置相连通，所述补风装置与大气相连通，至少用以使20～30v/v％的新鲜空气进入吸附塔再生单元。其中，所述补风装置包括补风风机，所述脱附装置包括脱附风机。
藉由上述技术方案，本发明的VOCs废气深度净化方法能有效的处理工业排放的有组织或无组织VOCs废气，且处理效果满足国家或地方规定相关VOCs废气的排放标准。
进一步地，所述VOCs废气可以是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丙烯腈、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯等，但不限于此。
请参阅图1所示是本发明一典型实施案例中一种VOCs废气深度净化方法的工艺流程图，其包括：
(1)从污染源回收VOCs废气，使废气浓度在150～1000mg/m3，风量在500～20000m3/h，压力为负压；
(2)将步骤(1)得到VOCs废气经过吸附塔1底部送入吸附塔1进行吸附，其中60～80v/v％的VOCs废气被吸附剂吸附，其余VOCs废气经吸附塔1顶部排出；
(3)将步骤(2)中吸附塔1顶部排出的低浓度约为(100mg/m3)VOCs废气经常温深度净化器进行无毒无害化处理，90v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O，通过引风机经烟囱排放到大气中；
(4)当步骤(2)中吸附塔1顶部排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，此时吸附塔1的吸附控制阀关闭，再生控制阀打开，进入再生状态；吸附塔2的吸附控制阀打开，再生控制阀关闭，进入吸附状态；
(5)将步骤(4)中吸附塔1再生产生的高浓度VOCs废气经低温催化氧化反应器进行无毒无害化处理，97v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O；
(6)通过脱附风机将70～80v/v％的步骤(5)产生的无毒无害化的气体(温度在100～150℃)进入吸附塔1，对其中吸附的VOCs废气脱除处理，处理完全后，吸附塔1进入备用状态，低温催化氧化反应器停止运行；20～30v/v％的步骤(5)产生的无毒无害化的气体与吸附塔2塔顶排出低浓度VOCs废气一起经常温深度净化器处理后，再经引风机、烟囱排放到大气中；
(7)通过补风机将20～30v/v％的新鲜空气补进脱附风管，用来补充步骤(6)中排走的20～30v/v％的无毒无害化的气体；
(8)当步骤(4)中吸附塔2顶部排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，此时吸附塔2的吸附控制阀关闭，再生控制阀打开，进入再生状态；吸附塔1吸附控制阀打开，再生控制阀关闭，进入吸附状态；
(9)将步骤(8)中吸附塔2再生产生的高浓度VOCs废气经低温催化氧化反应器进行无毒无害化处理，97v/v％以上的VOCs废气转化成无毒的小分子CO2和H2O；
(10)通过脱附风机将70～80v/v％的步骤(9)产生的无毒无害化的气体(温度在100～150℃)进入吸附塔2，对其中吸附的VOCs废气脱除处理，处理完全后，吸附塔2进入备用状态，低温催化氧化反应器停止运行；20～30v/v％的步骤(9)产生的无毒无害化的气体与吸附塔塔1顶排出低浓度VOCs废气一起经常温深度净化器处理后，再经引风机、烟囱排放到大气中。
下面结合典型实施例和附图对本发明的技术方案进行更为详细的解释说明。
实施例1
如图2所示，本发明一典型实施例的一种VOCs废气深度净化工艺采用的设备包括A1吸附塔、A2吸附塔、R1低温催化氧化反应器、R2常温深度净化反应器、B1引风机、B2脱附风机、B3补风风机。具体步骤如下：
a.将VOCs废气(苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等)浓度为150～500mg/m3工业废气经A1吸附塔，进入R2常温深度净化反应器，得到约0.5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
b.A1吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器大于20mg/m3时，A1吸附塔进入再生状态，150～500mg/m3进入A2吸附塔，经R2常温深度净化反应器得到的0.5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
c.A1吸附塔进入再生状态产生的废气进入R1低温催化氧化反应器，净化后的废气70％～80％的净化后气体进入A1吸附塔，使其再生，20％～30％的废气经R2常温深度净化反应器随B1引风机排放到大气中；B3补风风机将20％～30％的新鲜空气补进吸附塔再生单元；
d.A1吸附塔再生完成后进入备用状态，A2吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器的VOCs浓度大于20mg/m3时，A2吸附塔进入再生状态，150～500mg/m3进入R1低温催化氧化反应器，得到的0.5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中。
实施例2
如图3所示，本发明一典型实施例的一种VOCs废气深度净化工艺，与实施例1不同的是添加的A3吸附塔。采用的设备包括A1吸附塔、A2吸附塔、A3吸附塔、R1低温催化氧化反应器、R2常温深度净化反应器、B1引风机、B2脱附风机、B3补风风机。具体步骤如下：
a.将VOCs废气(丙烯腈)浓度为500～1000mg/m3工业废气经A1吸附塔，进入R2常温深度净化反应器，得到约0.3mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
b.A1吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器大于0.3mg/m3时，A1吸附塔进入再生状态，500～1000mg/m3进入A2吸附塔，经R2常温深度净化反应器得到的0.3mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
c.A1吸附塔进入再生状态产生的废气进入R1低温催化氧化反应器，净化后的废气70％～80％的净化后气体进入A1吸附塔，使其再生，20％～30％的废气经R2常温深度净化反应器随B1引风机排放到大气中；B3补风风机将20％～30％的新鲜空气补进吸附塔再生单元；
d.当A1吸附塔再生状态未完成，A2吸附塔吸附饱和，经R2常温深度净化反应器的废气大于20mg/m3时，500～1000mg/m3的废气进入A3吸附塔，经R2常温深度净化反应器得到的0.3mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
e.A1、A2吸附塔再生完成后进入备用状态，A3吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器的VOCs浓度大于0.3mg/m3时，A3吸附塔进入再生状态，500～1000mg/m3的废气进入A1吸附塔，得到的0.3mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中。
实施例3
如图4所示，本发明一典型实施例的一种VOCs废气深度净化工艺，与实施例1不同的是紫外发生装置与常温催化净化装置分开。采用的设备包括A1吸附塔、A2吸附塔、R1低温催化氧化反应器、R2常温深度净化反应器、R3UV预反应器、B1引风机、B2脱附风机、B3补风风机。具体步骤如下：
a.将VOCs废气(丙酮、异丙醇)浓度为150～500mg/m3工业废气经A1吸附塔，进入R2常温深度净化反应器，得到约5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
b.A1吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器大于5mg/m3时，A1吸附塔进入再生状态，150～500mg/m3进入A2吸附塔，经R3UV预反应器，再经R2常温深度净化反应器得到的5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
c.A1吸附塔进入再生状态产生的废气进入R1低温催化氧化反应器，净化后的废气70％～80％的净化后气体进入A1吸附塔，使其再生，20％～30％的废气经R2常温深度净化反应器随B1引风机排放到大气中；B3补风风机将20％～30％的新鲜空气补进吸附塔再生单元；
d.A1吸附塔再生完成后进入备用状态，A2吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器的VOCs浓度大于5mg/m3时，A2吸附塔进入再生状态，150～500mg/m3进入R1低温催化氧化反应器，得到的5mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中。
实施例4
如图5所示，本发明一典型实施例的一种VOCs废气深度净化工艺，与实施例3不同的是添加的补风系统。采用的设备包括A1吸附塔、A2吸附塔、A3吸附塔、R1低温催化氧化反应器、R2常温深度净化反应器、R3UV预反应器、B1引风机、B2脱附风机、B3补风风机。。具体步骤如下：
a.将VOCs废气(乙酸乙酯)浓度为500～1000mg/m3工业废气经A1吸附塔，经R3UV预反应器，再进入R2常温深度净化反应器，得到约20mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
b.A1吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器大于20mg/m3时，A1吸附塔进入再生状态，500～1000mg/m3进入A2吸附塔，经R3UV预反应器，再经R2常温深度净化反应器得到的20mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
c.A1吸附塔进入再生状态产生的废气进入R1低温催化氧化反应器，净化后的废气70％～80％的净化后气体进入A1吸附塔，使其再生，20％～30％的废气经R3UV预反应器，再经R2常温深度净化反应器随B1引风机排放到大气中；B3补风风机将20％～30％的新鲜空气补进吸附塔再生单元；
d.当A1吸附塔再生状态未完成，A2吸附塔吸附饱和，经R2常温深度净化反应器的废气大于20mg/m3时，500～1000mg/m3的废气进入A3吸附塔，经R2常温深度净化反应器得到的20mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中；
e.A1、A2吸附塔再生完成后进入备用状态，A3吸附塔吸附饱和后，经R2常温深度净化反应器的VOCs浓度大于20mg/m3时，A3吸附塔进入再生状态，500～1000mg/m3的废气进入A1吸附塔，得到的20mg/m3的净化气体随B1引风机排到大气中。
综上所述，藉由上述技术方案，本发明的VOCs废气深度净化方法能有效的处理工业排放的有组织或无组织VOCs废气，且处理效果满足国家或地方规定相关VOCs废气的排放标准。
应当理解，以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种VOCs废气深度净化方法，其特征在于包括：
(1)将VOCs废气与吸附剂在第一吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
(2)使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中；
(3)当所述第一吸附装置吸附饱和后，关闭所述第一吸附装置的吸附控制机构，打开所述第一吸附装置的再生控制机构，从而使所述第一吸附装置处于再生状态；打开第二吸附装置的吸附控制机构，关闭所述第二吸附装置的再生控制机构，从而使所述第二吸附装置处于吸附状态；
(4)使所述第一吸附装置再生产生的高浓度VOCs废气进入低温催化氧化反应装置进行净化处理，使净化后的至少部分废气经脱附装置进入第一吸附装置，而使至少部分废气和所述第二吸附装置排出的低浓度VOCs废气共同进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中。
2.根据权利要求1所述的VOCs废气深度净化方法，其特征在于：所述VOCs废气的浓度为150～1000mg/m3，通入量为500～20000m3/h；和/或，所述低浓度VOCs废气的浓度为100～500mg/m3；和/或，所述高浓度VOCs废气的浓度为500～1000mg/m3。
3.根据权利要求1所述的VOCs废气深度净化方法，其特征在于还包括：当所述第一吸附装置处于再生状态，而第二吸附装置吸附饱和时，将VOCs废气与吸附剂在至少一个第三吸附装置中充分接触，使所述VOCs废气中至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气，使所述低浓度VOCs废气进入常温深度净化反应装置，并在所述常温深度净化反应装置内转化成CO2和H2O，并排放至大气中；
优选的，所述方法还包括：利用补风装置将新鲜空气补入所述脱附装置的风管；和/或，所述方法还包括：利用引风装置将从所述常温深度净化反应装置排出的CO2和H2O排放至大气中；
优选的，所述的VOCs废气深度净化方法还包括：当所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置排出的VOCs废气浓度高于150mg/m3时，关闭所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置的吸附控制机构，打开所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置的再生控制机构，从而使所述第一吸附装置或第二吸附装置或第三吸附装置处于再生状态。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的VOCs废气深度净化方法，其特征在于：在预热温度为200～450℃的条件下，从所述低温催化氧化反应装置排出的净化后的VOCs废气的温度为100～200℃，优选为100～150℃。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的VOCs废气深度净化方法，其特征在于：所述吸附剂包括可再生吸附剂；优选的，所述再生吸附剂包括活性炭和/或分子筛；优选的，所述再生吸附剂的再生周期为2～4月，再生时间为24～168h；优选的，所述活性炭的碘值为400～1300，灰分6-16，水分小于5wt％；优选的，所述分子筛中SiO2与Al2O3的比值为1.8～2.3，有效孔径为3A～5A；
和/或，所述常温深度净化反应装置包括O3发生单元和催化剂填装单元；优选的，所述O3发生单元包括UV预反应器，其至少用以使低浓度VOCs废气中的O2在紫外光的照射下转变为O3；优选的，所述紫外光的波长为100nm～400nm；优选的，所述催化剂填装单元中的第一催化剂包括以活性炭为载体的复合金属氧化物催化剂；优选的，所述第一催化剂中复合金属氧化物的负载量为0.1～5wt％；优选的，所述第一催化剂为可再生催化剂；优选的，所述可再生催化剂的再生周期为3～6月，再生时间为8～24h；
和/或，所述低温催化氧化反应装置中包含的第二催化剂包括以Al2O3为载体的Pt和/或Pd催化剂；优选的，所述第二催化剂中Pt和/或Pd的负载量为0.1～10wt％。
6.一种VOCs废气深度净化系统，其特征在于包括VOCs废气处理单元和吸附塔再生单元，所述吸附塔再生单元包括两个以上吸附装置、低温催化氧化反应装置和脱附装置，每个所述吸附装置包括吸附控制机构和再生控制机构，所述VOCs废气处理单元包括常温深度净化反应装置；
所述吸附装置至少用以使VOCs废气与吸附剂接触，从而使VOCs废气中的至少部分VOCs有机物被吸附剂吸附，获得低浓度VOCs废气；
所述吸附装置的气体出口与所述常温深度净化反应装置的气体入口相连通，所述常温深度净化反应装置将90％以上低浓度VOCs废气转化成CO2和H2O；
每个所述吸附装置的气体出口还与低温催化氧化反应装置的气体入口相连通，所述低温催化氧化反应装置至少用以对再生产生的高浓度VOCs废气进行净化处理，所述低温催化氧化反应装置的气体出口通过风机与所述脱附装置的气体入口相连通，每个所述脱附装置的气体出口与所述低温催化氧化反应装置的气体入口相连通。
7.根据权利要求6所述的VOCs废气深度净化系统，其特征在于：每个所述吸附装置包括本体，以及设置于所述本体内的吸附剂；优选的，所述吸附剂包括可再生吸附剂；优选的，所述再生吸附剂包括活性炭和/或分子筛；优选的，所述再生吸附剂的再生周期为2～4月，再生时间为24～168h；优选的，所述活性炭的碘值为400～1300，灰分6-16，水分小于5wt％；优选的，所述分子筛中SiO2与Al2O3的比值为1.8～2.3，有效孔径为3A～5A。
8.根据权利要求6所述的VOCs废气深度净化系统，其特征在于：所述常温深度净化反应装置包括O3发生单元和催化剂填装单元；优选的，所述O3发生单元包括UV预反应器，其至少用以使低浓度VOCs废气中的O2在紫外光的照射下转变为O3；优选的，所述紫外光的波长为100nm～400nm；和/或，所述催化剂填装单元中的第一催化剂包括以活性炭为载体的复合金属氧化物催化剂；优选的，所述第一催化剂中复合金属氧化物的负载量为0.1～5wt％；优选的，所述第一催化剂为可再生催化剂；优选的，所述可再生催化剂的再生周期为3～6月，再生时间为8～24h；
优选的，所述常温深度净化反应装置的气体出口与引风装置的气体入口相连通，所述引风装置的气体出口与大气相连通。
9.根据权利要求6所述的VOCs废气深度净化系统，其特征在于：所述低温催化氧化反应装置中包含的第二催化剂包括以Al2O3为载体的Pt和/或Pd催化剂；优选的，所述第二催化剂中Pt和/或Pd的负载量为0.1～10wt％。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的VOCs废气深度净化系统，其特征在于：所述脱附装置还与一补风装置相连通，所述补风装置与大气相连通，至少用以使新鲜空气进入吸附塔再生单元。
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