CN111450649A - 一种涂装废气处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂装废气处理系统，包括用于吸附废气中粉尘颗粒的过滤器、用于分离并浓缩废气中的有机废气的转轮、用于燃烧有机废气的蓄热式氧化炉、与蓄热式氧化炉连接的换热器以及排气管，换热器与转轮连接，以便换热器通过与燃烧后的气体换热为转轮供能；转轮、蓄热式氧化炉均与排气管连接。因此有效地去除了废气中的有害成分，处理后的气体符合排放标准，不会对大气环境产生污染。同时，换热器可利用燃烧产生的热量作为转轮的动力，降低了涂装废气处理系统的能耗，降低了废气的处理成本。另外，本发明还公开了一种应用于上述涂装废气处理系统的涂装废气处理方法。

Description

一种涂装废气处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，更具体地说，涉及一种涂装废气处理系统。此外，本发明还涉及一种应用于上述涂装废气处理系统的涂装废气处理方法。
背景技术
为了提高抗氧化性能和防腐蚀性能，发动机等金属产品多在生产过程中需要对工件表面进行喷漆处理。
现有的喷涂工艺多为人工使用单级泵系统在喷漆房内进行作业，油漆的上漆率仅为20％-30％，由于高度分散的漆雾以及挥发的油漆溶剂具有毒性大、易燃易爆等特点，喷漆产生的废气必须收集后经废气燃烧机焚烧处理后进行排放。
但是，废气燃烧机无法保证焚烧后的排放气体达标，仍存在污染大气环境的风险、废气处理效果不佳，同时利用废气燃烧机焚烧废气需要消耗大量燃料，处理成本较高。
综上所述，如何提高涂装废气的处理效果、避免污染大气环境，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种涂装废气处理系统，能够大幅提高废气处理效果，保证处理后的气体符合排放标准，避免了对大气环境产生污染。
此外，本发明还提供了一种应用于上述涂装废气处理系统的涂装废气处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种涂装废气处理系统，包括用于吸附废气中粉尘颗粒的过滤器、用于分离并浓缩所述废气中的有机废气的转轮、用于燃烧所述有机废气的蓄热式氧化炉、与所述蓄热式氧化炉连接的换热器以及排气管，所述换热器与所述转轮连接，以便所述换热器通过与燃烧后的气体换热为所述转轮供能；
所述转轮、所述蓄热式氧化炉均与所述排气管连接。
优选的，所述过滤器为干式过滤器，所述干式过滤器设置有至少两层过滤层，且在每层过滤层内均设有用于检测所述过滤层入口与所述过滤层出口之间压差的压差传感器，以便在所述压差过大时、对所述过滤层进行更换。
优选的，所述干式过滤器为G4+F7+F9三级过滤式干式过滤器，且G4过滤层为自动卷帘过滤层。
优选的，F9过滤层为导风袋结构，以降低二次产尘的风险。
优选的，所述转轮包括用于将所述废气中的所述有机废气吸附至转轮小孔的吸附区、用于对所述有机废气进行脱附浓缩的脱附区以及用于对脱附后的转轮小孔进行冷却的冷却区，所述吸附区通过吸附风机与所述排气管连接，所述脱附区通过脱附风机与所述蓄热式氧化炉连接。
优选的，所述蓄热式氧化炉包括用于对所述有机废气进行燃烧的氧化室以及至少两个用于与所述有机废气进行热交换的蓄热室，以便在所述氧化室前的所述蓄热室放热对所述有机废气进行升温，在所述氧化室后的所述蓄热室吸热对所述燃烧后的气体进行降温。
优选的，所述氧化室包括用于对所述有机废气进行加热的加热器以及检测所述氧化室内温度的温度传感器，所述温度传感器与所述加热器连接。
一种涂装废气处理方法，包括：
对废气进行水洗；
将水洗后的废气输入过滤器，以除去粉尘颗粒；
将过滤后的废气输入转轮，以分离浓缩有机废气；
将所述有机废气输入蓄热式氧化炉进行高温氧化分解。
本发明提供的涂装废气处理系统，包括用于吸附废气中粉尘颗粒的过滤器、用于分离并浓缩废气中的有机废气的转轮、用于燃烧有机废气的蓄热式氧化炉、与蓄热式氧化炉连接的换热器以及排气管，换热器与转轮连接，以便换热器通过与燃烧后的气体换热为转轮供能；转轮、蓄热式氧化炉均与排气管连接。
由于过滤器能够分离废气中的粉尘颗粒、转轮能够分离并浓缩废气中的有机废气成分、蓄热式氧化炉能够通过燃烧将有机废气氧化分解为水和二氧化碳，因此有效地去除了废气中的有害成分，处理后的气体符合排放标准，不会对大气环境产生污染。
同时，蓄热式氧化炉氧化分解生成的高温气体与换热器进行热量交换，并利用该热量作为转轮的动力，有效地利用了氧化燃烧产生的热量，降低了涂装废气处理系统的能耗，降低了废气的处理成本。
此外，本发明还提供了一种应用于上述涂装废气处理系统的涂装废气处理方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的涂装废气处理系统的具体实施例的结构示意图；
图2为本发明所提供的涂装废气处理方法的具体实施例的流程示意图。
图1-图2中：
1为干式过滤器、2为转轮、3为吸附风机、4为排气管、5为脱附风机、6为蓄热式氧化炉、7为换热器、8为助燃风机。
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。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。
本发明的核心是提供一种涂装废气处理系统，能够大幅提高废气处理效果，保证处理后的气体符合排放标准，避免了对大气环境产生污染。
本发明还提供了一种应用于上述涂装废气处理系统的涂装废气处理方法。
请参考图1-图2，图1为本发明所提供的涂装废气处理系统的具体实施例的结构示意图；图2为本发明所提供的涂装废气处理方法的具体实施例的流程示意图。
本实施例提供的涂装废气处理系统，包括用于吸附废气中粉尘颗粒的过滤器、用于分离并浓缩废气中的有机废气的转轮2、用于燃烧有机废气的蓄热式氧化炉6、与蓄热式氧化炉6连接的换热器7以及排气管4，换热器7与转轮2连接，以便换热器7通过与燃烧后的气体换热为转轮2供能；转轮2和蓄热式氧化炉6均与排气管4连接。
换热器7的种类和规格，请根据实际生产的需要参考现有技术进行选择。
优选的，为了提高颗粒粉尘的去除率，可以在进入过滤器前对废气进行水洗，将经过水洗的废气输入过滤器内。
过滤器用于通过自身的滤材对废气中的颗粒粉尘进行吸附，降低废气的含尘量。
优选的，可以采用干式过滤器1作为过滤器对废气进行过滤，干式过滤器1可以设置有至少两层过滤层，且在每层过滤层内均设有用于检测过滤层入口与过滤层出口之间压差的压差传感器，以便在压差过大时、对过滤层进行更换。
过滤层的数量、过滤等级以及过滤层内的滤材的种类与规格，应当根据实际生产中的需要参考现有技术进行确定。
优选的，可以将干式过滤器1设置为G4+F7+F9三级过滤式干式过滤器，并将G4过滤层设置为自动卷帘过滤层。其中，G4过滤层的过滤效率为35％，F7过滤层的过滤效率为85％，F9过滤层的过滤效率为98％，通过前后三层过滤层，能够有效去除废气中的粉尘颗粒、降低废气的含尘量，不仅满足了空气排放标准的需要，同时也避免了粉尘积蓄、堵塞转轮2的转轮小孔。
考虑到G4过滤层为最先与废气接触的过滤层、为了延长G4过滤层的滤材更换周期，将G4过滤层设置为自动卷帘过滤层。废气通过G4过滤层时，滤材吸附废气中的漆雾粉尘颗粒导致两侧产生压差，当压差到达预设值时，压差传感器与控制装置连接、由控制装置控制自动更换滤材，当一卷滤材全部用尽时，控制装置提供更换滤材信号、人工对滤材进行更换。因此，将G4过滤层设置为自动卷帘过滤层，只需在滤材全部用尽时进行更换，大幅降低了滤材更换次数，延长了更换周期。
优选的，考虑到过滤层的维修问题，每层过滤层均可以设置有独立的检修门，以便在某一过滤层故障或需要更换滤材层，可单独打开对应的检修门进行检修更换操作，减少拆装的工作量，方便检修工作的进行。
优选的，可以将F9过滤层设置为导风袋结构，以避免装置内的风机停机时带来的抖动，从而降低二次产尘的风险。
优选的，F9过滤层可以采用硬质熔压边导风袋结构，当然也可以根据实际生产中的需要参考现有技术选择其他类型的导风袋。
转轮2用于对废气中的VOC等有机废气成分进行分离和浓缩，将高风量、低浓度的VOCs废气转变成低风量、高浓度的废气，降低后续蓄热式氧化炉6的处理成本。
优选的，转轮2包括用于将废气中有机废气吸附于转轮小孔的吸附区、用于对有机废气进行脱附浓缩的脱附区以及用于对脱附后的转轮小孔进行冷却的冷却区，吸附区通过吸附风机3与排气管4连接。
转轮2工作时，废气首先进入吸附区，在吸附区内废气中的有机成分被转轮2表面的转轮小孔吸附，其余部分通过吸附风机3经排气管4排出；吸附有有机废气的转轮2进入脱附区后，在小流量的热风吹脱出转轮小孔内的高浓度有机废气，有机废气通过脱附风机5进入蓄热式氧化炉6内；离开脱附区的转轮2进入冷却区内进行冷却，准备再次进入吸附区进行工作。
在某一具体实施例中，转轮2的转速为2-6r/h，设计浓缩倍数为15-20倍，冷却区出口温度设置为125℃，脱附区温度设置为200-220℃，其净化效率最高可达92％以上。
转轮2的吸附效率受到废气温度和湿度的影响，例如废气温度<40℃、相对湿度<80％时转轮2的吸附净化效率较高。优选的，可以对通过干式过滤器1的废气进行冷却处理降低废气温度，以提高转轮2的有机废气吸附净化效率。
蓄热式氧化炉6用于对浓缩后的有机废气进行高温氧化分解，将其分解为水和二氧化碳等无害气体。
优选的，蓄热式氧化炉6可以包括用于对有机废气进行燃烧的氧化室以及至少两个用于与有机废气进行热交换的蓄热室，以便在氧化室前的蓄热室放热对有机废气进行升温，在氧化室后的蓄热室吸热对燃烧后的气体进行降温。在蓄热式氧化炉6工作时，氧化室前的蓄热室与氧化室后的蓄热室不断切换，以利用前次循环中产生的高温气体释放的热量对后次循环的有机废气进行加热，降低氧化室将有机废气升至氧化温度所需的能量，节能环保、降低运行成本。
氧化室用于将有机废气加热至氧化温度，使其氧化分解为水和二氧化碳等无害气体，具体的氧化温度根据实际生产中有机废气的组分等进行确定。
优选的，为了保证氧化分解反应的程度，请参考图1，可以将助燃风机8与氧化室连接，以为有机废气的氧化分解提供足够的氧气。
优选的，氧化室可以包括用于对有机废气进行加热的加热器以及检测氧化室内温度的温度传感器，温度传感器与加热器连接，以便加热器在达到氧化温度后停止加热。
蓄热室与有机废气或者氧化分解产生的高温气体进行热交换，一方面可对有机废气进行加热、提高有机废气的温度，降低氧化室内加热有机废气所需的能耗；另一方面可对高温气体进行降温，方便其排出。
优选的，蓄热室内设置有陶瓷蓄热体，比热容大、方便热交换的进行。当然，也可以参考现有技术选择其他类型的蓄热体。
由于过滤器能够分离废气中的粉尘颗粒、转轮2能够分离并浓缩废气中的有机废气成分、蓄热式氧化炉6能够通过燃烧将有机废气氧化分解为水和二氧化碳，因此本实施例提供的涂装废气处理系统有效地去除了废气中的有害成分，处理后的气体符合排放标准，不会对大气环境产生污染。
同时，蓄热式氧化炉6氧化分解生成的高温气体与换热器7进行热量交换，并利用该热量作为转轮2的动力，有效地利用了氧化燃烧产生的热量，降低了涂装废气处理系统的能耗，降低了废气的处理成本。
除了上述涂装废气处理系统，本发明还提供一种应用于上述实施例公开的涂装废气处理系统的涂装废气处理方法，包括：
步骤S1，对废气进行水洗；
步骤S2，将水洗后的废气输入过滤器，以除去粉尘颗粒；
步骤S3，将过滤后的废气输入转轮2，以分离浓缩有机废气；
步骤S4，将有机废气输入蓄热式氧化炉6进行高温氧化分解。
需要对步骤S4进行说明的是，为了降低能耗，可以将蓄热式氧化炉6与换热器7连接，对氧化分解产生的高温气体进行降温换热，以需要对气体加热时放热，从而提高能量利用率、降低废气处理成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的涂装废气处理系统及处理方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种涂装废气处理系统，其特征在于，包括用于吸附废气中粉尘颗粒的过滤器、用于分离并浓缩所述废气中的有机废气的转轮(2)、用于燃烧所述有机废气的蓄热式氧化炉(6)、与所述蓄热式氧化炉(6)连接的换热器(7)以及排气管(4)，所述换热器(7)与所述转轮(2)连接，以便所述换热器(7)通过与燃烧后的气体换热为所述转轮(2)供能；
所述转轮(2)、所述蓄热式氧化炉(6)均与所述排气管(4)连接。
2.根据权利要求1所述的涂装废气处理系统，其特征在于，所述过滤器为干式过滤器(1)，所述干式过滤器(1)设置有至少两层过滤层，且在每层过滤层内均设有用于检测所述过滤层入口与所述过滤层出口之间压差的压差传感器，以便在所述压差过大时、对所述过滤层进行更换。
3.根据权利要求2所述的涂装废气处理系统，其特征在于，所述干式过滤器(1)为G4+F7+F9三级过滤式干式过滤器，且G4过滤层为自动卷帘过滤层。
4.根据权利要求3所述的涂装废气处理系统，其特征在于，F9过滤层为导风袋结构，以降低二次产尘的风险。
5.根据权利要求1-4任一项所述的涂装废气处理系统，其特征在于，所述转轮(2)包括用于将所述废气中的所述有机废气吸附至转轮小孔的吸附区、用于对所述有机废气进行脱附浓缩的脱附区以及用于对脱附后的转轮小孔进行冷却的冷却区，所述吸附区通过吸附风机(3)与所述排气管(4)连接，所述脱附区通过脱附风机(5)与所述蓄热式氧化炉(6)连接。
6.根据权利要求5所述的涂装废气处理系统，其特征在于，所述蓄热式氧化炉(6)包括用于对所述有机废气进行燃烧的氧化室以及至少两个用于与所述有机废气进行热交换的蓄热室，以便在所述氧化室前的所述蓄热室放热对所述有机废气进行升温，在所述氧化室后的所述蓄热室吸热对所述燃烧后的气体进行降温。
7.根据权利要求6所述的涂装废气处理系统，其特征在于，所述氧化室包括用于对所述有机废气进行加热的加热器以及检测所述氧化室内温度的温度传感器，所述温度传感器与所述加热器连接。
8.一种涂装废气处理方法，其特征在于，包括：
对废气进行水洗；
将水洗后的废气输入过滤器，以除去粉尘颗粒；
将过滤后的废气输入转轮(2)，以分离浓缩有机废气；
将所述有机废气输入蓄热式氧化炉(6)进行高温氧化分解。
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