CN110671709A - 一种分级有机废气处理系统 - Google Patents

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CN110671709A CN201911025077.3A CN201911025077A CN110671709A CN 110671709 A CN110671709 A CN 110671709A CN 201911025077 A CN201911025077 A CN 201911025077A CN 110671709 A CN110671709 A CN 110671709A
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Abstract

本发明实施例涉及环保技术领域,公开了一种分级有机废气处理系统,该系统包括第一热交换装置、第一级VOC处理设备及第二级VOC处理设备,第一级VOC处理设备用于将生产设备输出的浓度较高且温度较低的废气进行处理并输出浓度较低且温度较高的废气,该废气再经过第二级VOC处理设备进行处理,第一热交换装置用于将生产设备输出的废气与从第一级VOC处理设备输出的废气进行热交换处理,本发明实施例通过加入热交换装置以提高第一级VOC处理设备的进气温度,并且,通过对有机废气进行分级处理,能够实现对较高浓度的有机废气进行处理后清洁排放。

Description

一种分级有机废气处理系统
技术领域
本发明实施例涉及环保技术领域,特别是涉及一种分级有机废气处理系统。
背景技术
目前,VOC废气的治理方法主要有光催化、催化燃烧、生物法、等离子、活性炭等方法,但这些方法用于处理风量大、浓度较高的VOC废气时,存在着处理效率低或者安全隐患的问题。
市面上一般采用活性炭吸附-催化燃烧脱附、喷淋+光解+活性炭等组合工艺或者先采用减风增浓技术再采用催化燃烧等方法来处理大风量、较高浓度的三苯、酮、酯类VOC废气。
然而,在处理大风量、中高浓度废气时,采用上述组合工艺不仅成本高,而且净化能力差,因此不利于推广应用;采用减风增浓技术再采用催化燃烧的方法能够将大风量、较高浓度的废气转变成小风量、更高浓度的废气,易于进行处理,然而,该方法在处理更高浓度废气时存在较大安全隐患。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种分级有机废气处理系统,以解决现有技术中大风量、较高浓度VOC废气难处理的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种分级有机废气处理系统,包括:第一热交换装置;第一级VOC处理设备,用于通过所述第一热交换装置与生产设备连通,所述第一热交换装置用于将所述生产设备输出的第一废气与所述第一级VOC处理设备输出的第二废气作热交换处理,其中,将经过热交换后的第一废气作为第三废气以及将经过热交换后的第二废气作为第四废气,并将所述第三废气输入所述第一级VOC 处理设备,以使所述第一级VOC处理设备处理所述第三废气,以输出所述第二废气,所述第一废气的温度小于所述第三废气的温度,所述第三废气的温度小于所述第二废气的温度,所述第一废气的浓度大于所述第二废气的浓度;以及第二级VOC处理设备,用于处理所述第四废气。
可选地,所述分级有机废气处理系统还包括:第一气体管道组件,连通所述生产设备与所述第一热交换装置,用于传输所述第一废气;第二气体管道组件,连通所述第一热交换装置与所述第一级VOC处理设备,用于传输所述第三废气;第三气体管道组件,连通所述第一级VOC处理设备与所述第一热交换装置,用于传输所述第二废气;以及第四气体管道组件,连通所述第一热交换装置与所述第二级VOC处理设备,用于传输所述第四废气。
可选地,所述第一气体管道组件包括:第一气体管道,连通所述生产设备与所述第一热交换装置;第一引风机,设置在所述第一气体管道上,用于将所述生产设备输出的第一废气通过所述第一气体管道引入所述第一热交换装置;第一阀门,设置在所述第一引风机与所述第一热交换装置之间。
可选地,所述第四气体管道组件包括:第四气体管道,连通所述第一热交换装置与所述第二级VOC处理设备;第二阀门,设置在所述第四气体管道上。
可选地,所述分级有机废气处理系统还包括第五气体管道组件,所述第五气体管道组件一端连通在所述第一阀门与所述第一热交换装置之间的第一部分管道上,所述第五气体管道组件另一端连通在所述第二阀门与所述第一热交换装置之间的第二部分管道上,其中,在进入预热模式时,当所述第一阀门及所述第二阀门都关断时,所述第三气体管道组件、所述第一热交换装置、所述第二部分管道、所述第五气体管道组件、所述第一部分管道、所述第一热交换装置及所述第二气体管道组件构成预热管道。
可选地,所述第五气体管道组件包括:第五气体管道,所述第五气体管道一端连通在所述第一部分管道上,所述第五气体管道另一端连通在所述第二部分管道上;第三阀门,设置在所述第五气体管道上。
可选地,所述分级有机废气处理系统还包括第六气体管道组件,所述第六气体管道组件一端与所述第二级VOC处理设备连通,另一端分别与所述第四气体管道组件和所述生产设备所在的室内空间连通,其中,所述室内空间存在第五废气。
可选地,所述第六气体管道组件包括:第六气体管道,所述第六气体管道一端与所述第二级VOC处理设备连通,另一端分别与所述第四气体管道组件和所述生产设备所在的室内空间连通;第二引风机,设置在所述第六气体管道上,用于将所述第五废气及所述第四废气通过所述第六气体管道引入所述第二级VOC处理设备。
可选地,所述分级有机废气处理系统还包括第二热交换装置,所述第二热交换装置分别与所述第一级VOC处理设备、所述第二级VOC处理设备及所述生产设备连通,用于将所述第四废气与新风作热交换处理,并将经过热交换处理后的第四废气输入所述第二级VOC处理设备,以及将经过热交换处理后的新风输入所述生产设备。
可选地,所述分级有机废气处理系统还包括:第七气体管道组件,连通所述生产设备与所述第二热交换装置;第八气体管道组件,连通所述第二级VOC处理设备与所述第二热交换装置;第三引风机,设置在所述第七气体管道组件上,用于将经过热交换处理后的新风引入所述生产设备。
可选地,所述第一级VOC处理设备为微波催化燃烧炉,所述第三废气在所述第一级VOC处理设备中发生催化燃烧反应。
可选地,所述第一级VOC处理设备中放置有催化燃烧剂,所述第一级VOC处理设备的工作温度在150℃以上。
可选地,所述第二级VOC处理设备为活性炭吸附处理装置,所述第四废气在所述第二级VOC处理设备中被活性炭吸附后排出。
本发明实施例的有益效果是:提供了一种分级有机废气处理系统,该系统包括第一热交换装置、第一级VOC处理设备及第二级VOC处理设备,第一级VOC处理设备用于将生产设备输出的浓度较高且温度较低的废气进行处理并输出浓度较低且温度较高的废气,该废气再经过第二级 VOC处理设备进行处理,第一热交换装置用于将生产设备输出的废气与从第一级VOC处理设备输出的废气进行热交换处理,本发明实施例通过加入热交换装置以提高第一级VOC处理设备的进气温度,并且,通过对有机废气进行分级处理,能够实现对较高浓度的有机废气进行处理后清洁排放。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片仅作为示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种分级有机废气处理系统的结构示意图;
图2是本发明另一实施例提供的一种分级有机废气处理系统的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的应用环境示意图;
图4是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的立体图;
图5是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置另一角度的立体图;
图6是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的爆炸图;
图7是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的纵向截面示意图;
图8是本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的俯视图;
图9是图7中一种微波发生组件的示意图;
图10是图4中一种保温层的示意图;
图11是图5中一种安全气阀的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,以对本发明进行更加详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的一种分级有机废气处理系统的结构示意图。如图1所示,分级有机废气处理系统100包括第一热交换装置11、第一级VOC处理设备12以及第二级VOC处理设备13,第一级VOC处理设备12用于通过第一热交换装置与生产设备连通,第一热交换装置11用于将生产设备输出的第一废气与第一级VOC处理设备 12输出的第二废气作热交换处理,其中,将经过热交换后的第一废气作为第三废气以及将经过热交换后的第二废气作为第四废气,并将第三废气输入至所述第一级VOC处理设备12,以使所述第一级VOC处理设备 12处理第三废气,以输出第二废气,第一废气的温度小于第三废气的温度,第三废气的温度小于第二废气的温度,第一废气的浓度大于第二废气的浓度,第二级VOC处理设备13用于处理第四废气。
在本实施例中,第一级VOC处理设备12工作时,其用于对输入的较高浓度且较低温度的废气进行处理后,输出较低浓度且较高温度的废气,所述生产设备输出的第一废气浓度较高,温度较低,在某种情况下,第一废气的温度为室温,在另一种情况下,第一废气的温度在40℃~80℃之间,当然在其它情况下第一废气还可以是其它值,在此不做限定。第一废气首先输入至第一热交换装置11,与第一级VOC处理设备12输出的浓度较低、温度较高的第二废气进行热交换,在某种情况下,第二废气的温度可以是200℃~400℃之间,例如220℃、260℃、300℃、350℃、 400℃等,在此不做限定。经过热交换处理后,第一废气的温度升高,可以升高至100℃~200℃之间,作为第三废气输入至第一级VOC处理设备12。第二废气的温度降低,例如在某种情况下可以降低至150℃~200℃, 作为第四废气输入至第二级VOC处理设备13。第二级VOC处理设备13 用于对第四废气进行处理后清洁排放,因此,第一废气能够通过第一热交换装置11与第二废气进行热交换,并且得到温度大幅度提升的第三废气,相较于第一废气直接输入至第一级VOC处理设备12,第三废气由于温度升高,可以缩短第一级VOC处理设备12的加热时间,能够更快地达到反应温度,从而有效降低能耗。通过对有机废气进行第一级VOC 处理设备12及第二级VOC处理设备13的处理,能够实现对较高浓度的有机废气进行处理后清洁排放,降低甚至消除了对环境的污染。
其中,第一热交换装置11可以是任意的用于对气体之间进行换热的装置或设备,例如管壳式、套管式换热器等间壁式换热器,其原理为让温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,以实现两种流体之间的换热,也可以是蓄热式换热器,其原理为把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的,也可以是其他的用于对气体之间进行换热的换热器。
第二级VOC处理设备13可以采用任意的至少能够处理较低浓度有机废气的方法,例如微波紫外法、活性炭吸附法、生物法、等离子法等。
第一级VOC处理设备12可以是任意的能够将较高浓度的有机废气转化为较低浓度的有机废气的装置或设备,例如采用催化燃烧法的催化燃烧设备等。
在一些实施例中,如图1所示,分级有机废气处理系统100还包括第一气体管道组件15、第二气体管道组件16、第三气体管道组件17及第四气体管道组件18,第一气体管道组件16连通生产设备与第一热交换装置11,第二气体管道组件17连通第一热交换装置11与第一级VOC 处理设备12,第三气体管道组件17连通第一级VOC处理设备12与第一热交换装置11,第四气体管道组件18连通第一热交换装置与第二级VOC 处理设备13。
具体地,生产设备通过第一气体管道组件15传输第一废气至第一热交换装置11,第一热交换装置11通过第二气体管道组件16传输第三废气至第一级VOC处理设备12,第一级VOC处理设备12通过第二气体管道组件16传输第二废气至第一热交换装置11,所述第一级VOC处理设备12通过第三气体管道组件17传输第二废气至第一热交换装置11,所述第一热交换装置11通过第四气体管道组件18传输所述第四废气至所述第二级VOC处理设备13。
在一些实施例中,第一气体管道组件15包括第一气体管道152、第一引风机154及第一阀门156,第一气体管道152连通生产设备与第一热交换装置11,第一引风机154设置在第一气体管道15上,第一阀门 156设置在第一引风机154与第一热交换装置11之间。
具体地,第一引风机154用于将生产设备输出的第一废气通过第一气体管道15引入第一热交换装置11,以使第一废气进行热交换,第一阀门156用于连通或阻断生产设备输出的第一废气输入至第一热交换装置11的通路,其中,第一引风机154的风量为1000m3/h~3000m3/h,可以理解,当第一阀门156打开时,输入至第一热交换装置11的第一废气浓度较高、风量较大。
在一些实施例中,第四气体管道组件18第四气体管道182及第二阀门184,第四气体管道18连通第一热交换装置11与第二级VOC处理设备13,第二阀门184设置在第四气体管道18上。
具体地,第四气体管道18将第一热交换装置11输出的第四废气输入至第二级VOC处理设备13,以使第二级VOC处理设备13对第四废气进行处理,第二阀门184用于连通或阻断第一热交换装置11输出的第四废气输入至第二级VOC处理设备13的通路。
在一些实施例中,分级有机废气处理系统100还包括第五气体管道组件19,第五气体管道组件19一端连通在所述第一阀门156与第一热交换装置11之间的第一部分管道上,第五气体管道组件另一端连通在所述第二阀门184与第一热交换装置11之间的第二部分管道上。
具体地,在预热模式下,第一阀门156及第二阀门184都是关断的,第三气体管道组件17、第一热交换装置11、第二部分管道、第五气体管道组件19、第一部分管道、第一热交换装置11及第二气体管道组件 16构成预热管道。
在一些实施例中,第五气体管道组件19包括第五气体管道192及第三阀门194,第五气体管道192一端连通在第一部分管道上,第五气体管道192另一端连通在第二部分管道上,第三阀门194设置在第五气体管道19上。
具体的,第三阀门194用于连通或阻断第一热交换装置11输出的第四废气输入至第一热交换装置11的通路,在预热模式下,第一阀门156 及第二阀门184处于关断状态,第三阀门194处于开通状态,预热完成后, 第一阀门156及第二阀门184开通,第三阀门194关断,此时,第一引风机154将生产设备输出的第一废气通过第一气体管道组件15引入第一热交换装置11,第一废气经过热交换后形成第三废气,第三废气输入至第一级VOC处理设备12并与催化剂进行催化燃烧反应,反应完成后,第一级VOC处理设备12输出第二废气,第二废气通过第二气体管道组件16输入至第一热交换装置11,经过热交换处理后的第二废气形成第四废气,第四废气通过第四管道组件18输入至第二级VOC处理设备13,第二级VOC处理设备13将第四废气进行处理后清洁排放。
在一些实施例中,分级有机废气处理系统100还包括第六气体管道组件20,第六气体管道组件20一端与第二级VOC处理设备13连通,另一端分别与第四气体管道组件18和生产设备所在的室内空间连通。
其中,室内空间存在第五废气,第五废气为从所述生产设备外溢到室内空间的气体,可以理解,所述第五废气为低浓度废气。
在一些实施例中,第六气体管道组件20包括第六气体管道202及第二引风机204,第六气体管道202一端与第二级VOC处理设备13连通,另一端分别与第四气体管道组件18和生产设备所在的室内空间连通,第二引风机204设置在第六气体管道20上,用于将第五废气及第四废气通过第六气体管道组件20引入第二级VOC处理设备13。
其中,第二引风机204的风量10000m3/h~100000m3/h,可以理解,第四废气与第五废气所组成的混合气体风量较大,浓度较低,因此,浓度较高、风量较大的第一废气通过第一级VOC处理设备12、第一热交换装置11的处理后形成的第四废气与第五废气混合后形成浓度较低、风量更大的混合气体,混合气体经过第二级VOC处理设备13处理后清洁排放,因此,能够解决大风量、较高浓度的VOC废气难处理的问题,而且大大降低了安全隐患。
在一些实施例中,请参阅图2,图2为本发明另一实施例提供的一种分级有机废气处理系统的结构示意图。如图2所示,分级有机废气处理系统100还包括第二热交换装置21,第二热交换装置21分别与第一级VOC处理设备12、第二级VOC处理设备13及生产设备连通,用于将第四废气与新风作热交换处理,并将经过热交换处理后的第四废气输入第二级VOC处理设备13,以及将经过热交换处理后的新风输入生产设备。
在一些实施例中,分级有机废气处理系统100还包括第七气体管道组件22、第八气体管道组件23以及第三引风机24,第七气体管道组件 22连通生产设备与第二热交换装置21,第八气体管道组件23连通第二级VOC处理设备13与第二热交换装置21,第三引风机24设置在第七气体管道组件22上,用于将经过热交换处理后的新风引入生产设备。
具体地,第四废气通过第四气体管道组件18输入至第二热交换装置21中与新风进行热交换,第二热交换装置21能够将温度较低,例如 0℃~60℃之间的新风与温度较高,例如100℃~200℃之间的第四废气进行热交换,完成热交换后的新风的温度得到了大幅度的提升并形成热风,例如50℃~160℃之间,热风通过第三引风机24及第七气体管道组件22引入到生产设备中,以供生产设备使用,完成热交换后的第四废气则通过第八气体管道组件23输入至第二级VOC处理设备13,因此,新风通过第二热交换装置21与第四废气进行热交换处理后为生产设备提供热风,从而减少了生产设备的加热耗能。
在一些实施例中,第一级VOC处理设备12为微波催化燃烧炉,第三废气在第一级VOC处理设备中发生催化燃烧反应。
在一些实施例中,第一级VOC处理设备12中放置有催化燃烧剂,第一级VOC处理设备的工作温度在150℃以上。
微波催化燃烧炉用于为第三废气与催化燃烧剂提供催化燃烧反应的场所,其可将较高浓度的有机废气转换为较低浓度的有机废气,在本实施例中,第三废气的浓度较高,第三废气与催化剂进行催化燃烧反应后转化为浓度较低的第二废气。
废气与催化燃烧剂在第一级VOC处理设备12中进行催化燃烧反应是在一定的温度条件下进行的,对于不同种类的废气来说,反应温度是存在差异的,对于大部分的废气来说,其反应温度在150℃以上,但是,对于某些的废气来说,反应温度可达到500℃,因此,在此不对废气的最高反应温度进行限制。
其中,第一级VOC处理设备12具体为如图3至图8所示的微波催化燃烧处理装置。
请参阅图3,图3为本发明实施例提供的一种微波催化燃烧处理装置的应用环境示意图。如图3所示,应用环境包括微波催化燃烧处理装置 200及控制装置300,微波催化燃烧处理装置200与控制装置300通过导线连接。控制装置300用于控制微波催化燃烧处理装置200。控制装置300包括任意可以执行处理或者控制功能的控制器或者逻辑器件,例如可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路器件(ASIC)、数字信号处理器件(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器(MCU)等等。控制装置300可以实时监测微波催化燃烧处理装置200的运行情况并通过输入控制操作,例如可通过按钮、鼠标、键盘、触摸屏等输入控制指令实现本地或远程控制,以使微波催化燃烧处理装置200执行一种或多种操作。
请参阅图4至图11,微波催化燃烧处理装置200包括腔体201、催化载体202、微波发生组件203、微波屏蔽组件204、机架205、第一散热组件206、微波电源207、第二散热组件208、第三散热组件209、保温层210以及安全气阀211。
在一些实施例中,请参阅图7,微波催化燃烧处理装置200包括腔体201、催化载体202以及微波发生组件203。腔体201包括进气口及出气口,腔体201的纵向截面呈八边形或仿梭形。催化载体202设置于腔体201的内部,催化载体202上涂覆有催化剂。微波发生组件203包括若干个微波发生器,若干个微波发生器设置在腔体201上,并且,任意相邻两个微波发生器中一个微波发生器按照预设角度旋转,皆可旋转至另一个微波发生器的布置位置并与另一个微波发生器重合。
在本实施例中,将微波发生组件203中的若干个微波发生器设置在腔体201上。任意相邻两个微波发生器中一个微波发生器按照预设角度旋转,皆可旋转至另一个微波发生器的布置位置并与另一个微波发生器重合。例如相邻的两个微波发生器中先固定一个微波发生器,然后该微波发生器旋转预设的角度后可得到另一个微波发生器的布置位置,该另一个微波发生器再按照同样的角度旋转得到与其相邻的又另一个微波发生器,通过优化设置在腔体201的侧面的若干个微波发生器的排布方式,以及通过仿真软件将腔体201的纵向截面设计成八边形或仿梭形,能够保证腔体201的内部微波均匀分布,有利于废气与催化剂进行充分的催化燃烧反应,从而提高废气处理效率。
在其中一个实施例中,催化剂用于与废气进行催化反应,腔体201 用于提供催化剂与废气进行催化反应的场所,微波发生器用于产生微波,以加热腔体201中的废气或催化剂。其中,废气可通过进气口输入至腔体201的内部,经过催化反应后,通过出气口输出至所述腔体201 的外部。废气中包含挥发性有机化合物(VOCs),例如苯系化合物、有机氯化物、有机酮、有机酯等。催化剂能够与挥发性有机化合物进行催化反应并使得挥发性有机物中的可燃物质氧化分解,其可以是贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、贵金属-过渡金属氧化物催化剂等。催化载体202可以是金属氧化物载体、分子筛载体、玻璃载体、陶瓷载体、活性炭等。
在一些实施例中,出气口和进气口相对开设在腔体201的竖直方向上,能够保证反应气体的对流。具体而言,出气口和进气口在腔体201 上的上下分布,可以保证反应气体上进下出或者下进上出,通过腔体201 内部设置的催化载体202,使得气体在加热反应以及流通过程中保持通畅,能够与催化载体202上的催化剂充分反应,不会出现部分废气堆积而得不到催化反应的问题。
在一些实施例中,请参阅图6至图8,腔体201包括相对腔体201 的中轴线倾斜的若干个上端侧面,微波发生组件203的数量为多个,每个上端侧面上设有至少一个微波发生组件203。具体的,腔体201包含 4个上端侧面,每个上端侧面上设有一个微波发生组件203。当然在其它实施例中还可以是每个上端侧面设有2个、3个或者4个微波发生组件203,在此不做限定。
进一步地,微波发生组件203中任意相邻两个微波发生器两两正交分布设置在对应的每个上端侧面。请参阅图9所示的实施例,微波发生器组件203包含4个微波发生器,每个微波发生器与任意相邻的微波发生器均呈正交分布。微波发生器的分布配合腔体201的结构设计,能够达到多面馈波的效果,使腔体201的内部电场分布更加均匀,从而保证在大体积腔体中保证微波加热的均匀性,达到较佳的废气处理效果。
在一些实施例中,请参阅图6及图7,催化载体202水平设置在所述腔体201内。
在一些实施例中,进气口设于腔体201的上端或下端的其中之一,出气口设于另一。例如,在某种情况下,进气口设于腔体201的上部,出气口设于腔体201的下部,且进气口与出气口相对设置。当然在另一种情况下,进气口可以设于腔体201的下部,出气口相对设于腔体201 的上部。
进一步地,进气口与与腔体201的上端侧面或下端侧面其中之一组合形成喇叭状,且出气口与腔体201的上端侧面或下端侧面的另一组合形成喇叭状。通过这样的设置,能够使得进入腔体201的废气通过腔体结构迅速扩散于腔体201内,使得与催化载体202的接触面积较大,当反应完成后,喇叭口又可收集反应后的气体,能够集中出气。
进一步地,当废气从进气口进入时,通过水平设置在腔体201内的催化载体202,能够使得废气与涂覆于催化载体202上的催化剂充分接触,提高了催化燃烧反应效率。并且,由于微波发生组件203是设置于腔体201的每个上端侧面上的,通过将催化载体202水平设置在所述腔体201内,能够保证催化载体202与微波发生组件203中的微波发生器发射的微波存在一个最大的辐射面。一方面,在预热模式下,对腔体201 的温度进行加热时能够缩短达到反应温度的时间,能够减少加热能耗,随后进入保温模式,将腔体201的内部温度保持在预设范围内,以促进腔体201内的催化反应。另一方面,废气与催化剂进行催化燃烧反应时,能够均匀受热,使催化燃烧反应趋于完全,进一步提高了催化燃烧反应效率。
其中,预热模式开始时,先对特定种类的废气进行处理时,以确定特定种类的废气进行催化反应所需的温度条件,通过控制装置300设定固定温度并将与固定温度相对应的指令输出至微波电源207,微波电源 207驱动微波发生器发射微波,同时调节微波发生器的输出功率以进入预热模式,将腔体201的温度加热至预定温度。
其中,当腔体201的温度加热至预定温度时,进入保温模式,控制器控制微波电源207对微波发生器的微波输出功率进行相应的调节,微波发生器将与输出功率相应的微波发射至腔体201的内部,以使腔体201 的内部温度保持在预设范围内。
在一些实施例中,请再参阅图7,微波催化燃烧处理装置200还包括微波屏蔽组件204,微波屏蔽组件204设置在进气口及出气口。
在本实施例中,微波屏蔽组件204(图中未标示)包括第一微波屏蔽壁2041及第二微波屏蔽壁2042,第一微波屏蔽壁2041沿横向截面铺设在进气口或出气口处,第二微波屏蔽壁2042沿横向截面铺设在进气口或出气口处,能够防止腔体201的内部微波通过进气口或出气口向腔体201的外部泄露。其中,第一微波屏蔽壁2041及第二微波屏蔽壁2042 可以由任意形状如板状、片状或网状的金属组成,用于反射散射微波,以较大幅度地衰减微波辐射作用,还可以使用吸收材料进行微波吸收,以吸收特定频率范围的微波辐射。
在一些实施例中,请参阅图4至图6,微波催化燃烧处理装置200 还包括机架205及第一散热组件206,第一散热组件206安装于机架205 上,并环绕腔体201。机架205包括底座2051、主体框架2052以及载物平台2053,底座2051与主体框架2052固定连接,主体框架2052用于固定腔体201,底座2051用于支撑腔体201,载物平台2053安装在机架205上。
第一散热组件206为水冷散热组件,水冷散热组件中的水冷管安装于载物平台2053的下端面并环绕腔体201,从而为安装于腔体201的每个上端侧面上的微波发生器进行散热,以保证微波发生器正常工作。
在一些实施例中,请再参阅图4至图6,微波催化燃烧处理装置200 还包括微波电源207及第二散热组件208,微波电源207与每个微波发生器电连接,第二散热组件208与微波电源207连接,用于对微波电源 207进行散热。
微波电源207还与控制器连接,控制器用于通过控制微波电源207,调节每个微波发生器的输出功率并驱动每个微波发生器发射与其输出功率相对应的微波。
第二散热组件208为风冷散热组件。
在一些实施例中,请参阅图6,微波催化燃烧处理装置200还包括第三散热组件209,第三散热组件209安装于腔体201上并与每个微波发生器连接。
第三散热组件209设置有散热通道,用于为每个微波发生器进行散热,从而保证每个微波发生器正常工作。
在一些实施例中,第三散热组件209为水冷波导。
水冷波导设置有水冷散热通道,用于为每个微波发生器进行散热,水冷波导安装于腔体1上,用于将每个微波发生器发射的微波传输至腔体1的内部,以加热废气、催化剂或保持腔体1的内部温度稳定在预设范围内。
在一些实施例中,请参阅图4、图6、图7及图10,微波催化燃烧处理装置200还包括保温层210,保温层210包覆于腔体201的外壁。
保温层210用于对腔体201进行保温隔热,其可以包括任意的耐高温或保温材料,例如岩棉材料、硅酸铝材料等。
在一些实施例中,请参阅图5、图6、图8及图11,微波催化燃烧处理装置200还包括安全气阀211,安全气阀211安装于腔体201,当腔体201的内部气压大于预设阈值时,安全气阀211泄放腔体201的内部气压,保证微波催化燃烧处理装置200安全运行。
在一些实施例中,请参阅图4及图6,控制装置300还包括温度检测组件,温度检测组件包括第一温度传感器301、第二温度传感器302 及第三温度传感器(图中未标示),温度检测组件安装在与进气口连通的进气管上、与出气口连通的出气管上以及催化载体202上,用于检测进入进气口的第一气体温度、输出出气口的第二气体温度以及催化载体 202的载体温度,温度检测组件用于与控制器连接,温度检测组件通过对第一气体温度、第二气体温度以及载体温度进行实时检测,并将检测结果反馈给控制器,控制器用于根据第一气体温度、第二气体温度以及载体温度,及时地控制微波电源207调节微波发生器的输出功率。例如,当温度检测组件检测到第一气体温度、第二气体温度或载体温度低于预设阈值时,控制器通过控制微波电源207适当地升高微波发生器的输出功率,微波发生器通过发射对应的微波至腔体201内,以加热废气或升高腔体201的内部温度,进而为废气与催化剂的催化反应提供较佳的温度条件,使反应趋于完全,以提高废气的处理效果。
在一些实施例中,第二级VOC处理设备13为活性炭吸附处理装置,第四废气在第二级VOC处理设备13中被活性炭吸附后排出。
其中,活性炭吸附处理装置适宜处理较大风量、较低浓度的有机废气,有机废气可以是脂肪和芳香族碳氢化合物、常用醇类、部分酮类和酯类等,由于第四废气与第五废气组成的混合废气在第二引风机的作用下形成大风量、浓度低的有机废气,因此,所述第二级VOC处理设备能够对第四废气或第五废气进行有效处理并能够实现清洁排放。
最后要说明的是,本发明可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,这些实施例不作为对本发明内容的额外限制,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。并且在发明的思路下,上述各技术特征继续相互组合,并存在如上所述的本发明不同方面的许多其它变化,均视为本发明说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种分级有机废气处理系统,其特征在于,包括:
第一热交换装置;
第一级VOC处理设备,用于通过所述第一热交换装置与生产设备连通,所述第一热交换装置用于将所述生产设备输出的第一废气与所述第一级VOC处理设备输出的第二废气作热交换处理,其中,将经过热交换后的第一废气作为第三废气以及将经过热交换后的第二废气作为第四废气,并将所述第三废气输入所述第一级VOC处理设备,以使所述第一级VOC处理设备处理所述第三废气,以输出所述第二废气,所述第一废气的温度小于所述第三废气的温度,所述第三废气的温度小于所述第二废气的温度,所述第一废气的浓度大于所述第二废气的浓度;以及
第二级VOC处理设备,用于处理所述第四废气。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
第一气体管道组件,连通所述生产设备与所述第一热交换装置,用于传输所述第一废气;
第二气体管道组件,连通所述第一热交换装置与所述第一级VOC处理设备,用于传输所述第三废气;
第三气体管道组件,连通所述第一级VOC处理设备与所述第一热交换装置,用于传输所述第二废气;以及
第四气体管道组件,连通所述第一热交换装置与所述第二级VOC处理设备,用于传输所述第四废气。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述第一气体管道组件包括:
第一气体管道,连通所述生产设备与所述第一热交换装置;
第一引风机,设置在所述第一气体管道上,用于将所述生产设备输出的第一废气通过所述第一气体管道引入所述第一热交换装置;
第一阀门,设置在所述第一引风机与所述第一热交换装置之间。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第四气体管道组件包括:
第四气体管道,连通所述第一热交换装置与所述第二级VOC处理设备;
第二阀门,设置在所述第四气体管道上。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,还包括第五气体管道组件,所述第五气体管道组件一端连通在所述第一阀门与所述第一热交换装置之间的第一部分管道上,所述第五气体管道组件另一端连通在所述第二阀门与所述第一热交换装置之间的第二部分管道上,其中,在进入预热模式时,当所述第一阀门及所述第二阀门都关断时,所述第三气体管道组件、所述第一热交换装置、所述第二部分管道、所述第五气体管道组件、所述第一部分管道、所述第一热交换装置及所述第二气体管道组件构成预热管道。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述第五气体管道组件包括:
第五气体管道,所述第五气体管道一端连通在所述第一部分管道上,所述第五气体管道另一端连通在所述第二部分管道上;
第三阀门,设置在所述第五气体管道上。
7.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括第六气体管道组件,所述第六气体管道组件一端与所述第二级VOC处理设备连通,另一端分别与所述第四气体管道组件和所述生产设备所在的室内空间连通,其中,所述室内空间存在第五废气。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第六气体管道组件包括:
第六气体管道,所述第六气体管道一端与所述第二级VOC处理设备连通,另一端分别与所述第四气体管道组件和所述生产设备所在的室内空间连通;
第二引风机,设置在所述第六气体管道上,用于将所述第五废气及所述第四废气通过所述第六气体管道引入所述第二级VOC处理设备。
9.根据权利要求1至8任一项所述的系统,其特征在于,还包括第二热交换装置,所述第二热交换装置分别与所述第一级VOC处理设备、所述第二级VOC处理设备及所述生产设备连通,用于将所述第四废气与新风作热交换处理,并将经过热交换处理后的第四废气输入所述第二级VOC处理设备,以及将经过热交换处理后的新风输入所述生产设备。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,还包括:
第七气体管道组件,连通所述生产设备与所述第二热交换装置;
第八气体管道组件,连通所述第二级VOC处理设备与所述第二热交换装置;
第三引风机,设置在所述第七气体管道组件上,用于将经过热交换处理后的新风引入所述生产设备。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的系统,其特征在于,所述第一级VOC处理设备为微波催化燃烧炉,所述第三废气在所述第一级VOC处理设备中发生催化燃烧反应。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述第一级VOC处理设备中放置有催化燃烧剂,所述第一级VOC处理设备的工作温度在150℃以上。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的系统,其特征在于,所述第二级VOC处理设备为活性炭吸附处理装置,所述第四废气在所述第二级VOC处理设备中被活性炭吸附后排出。
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