CN111569609B - 一种有机废气治理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机废气治理装置，其包括吸附废气是浓缩转轮、脱附加热组件、处理所述浓缩转轮脱附废气的蓄热式催化燃烧炉和排放烟囱，由于本发明将浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉相互组合，充分利用转轮的脱附装置和燃烧炉产生的热量，能够实现浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉的热量充分回收利用，节能效果显著，余热回收效率高。

Description

一种有机废气治理装置及方法
技术领域
本发明涉及废气处理领域，特别是一种有机废气治理装置及方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展，大气污染情况日趋严重，挥发性有机物（VOCs）与空气中的其它污染物结合，在太阳光的照射下生成的二次有机溶胶的污染源，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等多种呼吸系统疾病，还会诱发癌症。有机废气的净化分为回收型技术和销毁型技术。
但是不论回收型技术或者是销毁型技术其均存在高耗能的技术问题，脱附以及燃烧均需要在高温环境下进行，为了达到需要的温度需要采用燃烧或者是电加热的方式，但是这部分热能很难在废气处理装置中被回收利用。
因此，目前需要一种能源利用率较高的有机废气治理装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能源利用率较高的有机废气治理装置
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种有机废气治理装置，其包括吸附废气的浓缩转轮、脱附加热组件、处理所述浓缩转轮脱附废气的蓄热式催化燃烧炉和排放烟囱，所述浓缩转轮包括壳体、转动设置在所述壳体内的转轮、驱动所述转轮转动的驱动装置，以及设置在所述壳体上的废气入口、净气出口、脱附入口、脱附出口、冷却入口、冷却出口，所述蓄热式催化燃烧炉包括炉本体和设置在所述炉本体上的催化入口和催化出口，所述脱附出口与所述催化入口通过脱附管相连通设置，所述净气出口通过主排气管连接所述排放烟囱，所述催化出口通过催化排气管连接所述排放烟囱，所述脱附管与所述催化排气管之间设置有第一换热器。
优选地，所述脱附加热组件包括进气管和加热装置，所述加热装置连通所述脱附入口。
进一步优选地，所述进气管与所述催化排气管之间设置有第二换热器。
优选地，所述脱附管上设置有脱附风机，所述脱附风机的进气端设置有连通所述催化入口的第一反向循环管，所述脱附风机的出气端设置有连通所述催化出口的第二反向循环管，所述第一反向循环管和所述第二反向循环管上分别设置有第一控制阀和第二控制阀。
优选地，所述废气入口设置有过滤组件。
优选地，所述净气出口设置有连通所述冷却入口的冷却管。
优选地，所述冷却出口连通所述排放烟囱，所述冷却出口与所述排放烟囱之间设置有冷却风机。
优选地，所述炉本体内设置有陶瓷蓄热体和设置在所述陶瓷蓄热体上的催化剂。
优选地，蓄热式催化燃烧炉还包括设置在所述催化出口处的电加热装置。
一种机废气治理方法，其采用上述的装置处理有机废气。
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：
由于本发明将浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉相互组合，充分利用转轮的脱附装置和燃烧炉产生的热量，能够实现浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉的热量充分回收利用，节能效果显著，余热回收效率高。
附图说明
附图1为实施例废气处理示意图；
附图2为实施例原理示意图。
以上附图中：1、沸石浓缩转轮；11、废气入口；12、净气出口；13、脱附入口；14、脱附出口；15、冷却入口；16、冷却出口；17、冷却管；18、冷却风机；21、进气管；22、加热装置；23、旁通管；24、第一流量调节阀；3、热式催化燃烧炉；31、催化入口；32、催化出口；33、电加热装置；4、排放烟囱；41、主风机； 5、脱附管；51、脱附风机；52、第一反向循环管；53、第二反向循环管；54、第一控制阀；55、第二控制阀；56、脱附阀；57、第二流量调节阀；6、催化排气管；61、排气阀；62、预热循环管；63、预热循环阀；7、第一换热器；8、第二换热器；9、过滤组件；91、第一过滤器；92、第二过滤器；93、第三过滤器。
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1-2所示，一种有机废气治理装置，其包括吸附废气的沸石浓缩转轮1（其它实施例中还可以采用其他类型的浓缩转轮）、脱附加热组件、处理沸石浓缩转轮1脱附废气的蓄热式催化燃烧炉3和排放烟囱4，沸石浓缩转轮1包括壳体、转动设置在壳体内的转轮、驱动转轮转动的驱动装置，以及设置在壳体上的废气入口11、净气出口12、脱附入口13、脱附出口14、冷却入口15、冷却出口16，蓄热式催化燃烧炉3包括炉本体和设置在炉本体上的催化入口31和催化出口32。其中，净气出口12通过主风机41连接排放烟囱4，脱附出口14与催化入口31通过脱附管5相连通设置，净气出口12通过主排气管连接排放烟囱4，催化出口32通过催化排气管6连接排放烟囱4。
其中脱附管5与催化排气管6之间设置有第一换热器7。蓄热式催化燃烧炉3催化燃烧时放出热量，使得催化出口32排出气体温度高于催化入口31进入气体，因此，第一换热器7能够有效回收这部分的热量，提高能源使用效率。
脱附管5上设置有脱附风机51，脱附风机51的进气端设置有连通催化入口31的第一反向循环管52，脱附风机51的出气端设置有连通催化出口32的第二反向循环管53，第一反向循环管52和第二反向循环管53上分别设置有第一控制阀54和第二控制阀55。第一反向循环管52和第二反向循环管53在设备启动时候用于反冲蓄热式催化燃烧炉3，以提高催化剂活性。
本实施例的蓄热式催化燃烧炉3的炉本体内设置有陶瓷蓄热体和设置在陶瓷蓄热体上的催化剂。陶瓷蓄热体能够存储热量，增加催化剂的催化效率。
此外，为了保证催化剂能够在稳定温度下工作，蓄热式催化燃烧炉3还包括设置在催化出口32处的电加热装置33，预先检测进入电加热装置33的气体温度后采用电加热装置33根据温差补充热量。
此外，本实施例的脱附管5靠近脱附出口14端设置有脱附阀56，脱附加热组件还包括连接脱附入口13与脱附风机51的入口的旁通管23，旁通管23上设置有第一流量调节阀24。旁通管23能够使得通过加热组件绕过沸石浓缩转轮1，在沸石浓缩转轮1工作前先预热加热装置22，与保证加热装置22加热后的空气温度稳定，能够对沸石浓缩转轮1起到较好的脱附效果。
本实施例中，脱附加热组件包括进气管21和加热装置22，加热装置22的入口连通进气管21，出口连通脱附入口13，催化排气管6的出口端与进气管21之间设置有预热循环管62和设置在预热循环管62上的预热循环阀63。加热装置22本实施例中采用常用的天然气加热设备，其具体包括主燃料供给和控制管路的天然气主关断阀、天然气过滤器、压力调节阀、压力检测表、天然气流量控制调节阀、天然气泄漏检测器、快速关断阀、天然气压力恒压器、天然气高低压报警开关和点火烧嘴燃料控制管路的天然气电磁阀等主要元器件，其中主燃料供给和控制管路和点火烧嘴燃料控制管路均连接紧密，保证没有任何漏气现象。
本实施例的进气管21与催化排气管6之间设置有第二换热器8，催化排气管6连接排放烟囱4的一端设置有排气阀61。
本实施例的废气入口11设置有过滤组件9。该过滤组件9具体包括了第一过滤器91、第二过滤器92和第三过滤器93，并且，三级过滤器上分别设置有压差计，以检测过滤器是否有堵塞。
本实施例的转轮通过转轮吸附后的气体进行冷却，具体方式为
净气出口12与冷却入口15通过冷却管17连通。并将冷却出口16连通排放烟囱4，为了保证冷却出口16的气体能够顺利排出，冷却出口16与排放烟囱4之间设置有冷却风机18。
本实施例的启动步骤如下：
1.催化剂反冲：关闭排气阀61、脱附阀56，打开第一控制阀54和第二控制阀55，启动脱附风机51，气流自催化出口32进入蓄热式催化燃烧炉3，逆向吹扫其内陶瓷蓄热体和催化剂，吹扫时间10~20分钟后，关闭脱附风机51、第一控制阀54和第二控制阀55，逆向吹扫能够保证开机时候催化剂的表面活性。
2. 加热组件预热，打开预热循环阀63、第一流量调节阀24，打开脱附风机51，启动加热装置22，新风空气经过滤器进入第二热交换器被逐步加热至脱附温度210℃，再通过加热装置22保持其出口气体温度在200~220℃之间，并保持数分钟。
3.催化剂预热，打开第一控制阀54、第二控制阀55，启动加热装置22逐步将引入210℃的新鲜空气经第一换热器7预热催化剂层，使催化剂层温度高于燃烧物起燃温度50℃左右，约400~130℃，并控制蓄热式催化燃烧炉3的燃烧室高于起燃温度50℃，循环半小时以上。
4.吸附：启动主风机41，待处理废气进入过滤组件9后自沸石浓缩转轮1的废气入口11进入转轮，吸附处理后的气体从净气出口12排出，通过主风机41排入排放烟囱4达标排放。
5.脱附：打开排气阀61、脱附阀56，关闭第一控制阀54、第二控制阀55，逐渐打开第二流量调节阀57，同步逐渐关闭第一流量调节阀24，转轮吸附废气后的部分转动后进入脱附区域，室外新风通过过滤后进入进气管21，再通过加热装置22加热后进入转轮，将转轮吸附的废气脱附，脱附废气自脱附出口14排入脱附管5。
6.催化燃烧，脱附废气通过脱附管5，经过脱附风机51和阻火器后进入蓄热式催化燃烧炉3，在催化剂的作用下催化燃烧，然后进入催化排气管6，在排气管6上第一换热器7、第二换热器8回收热量后，通过主风机41进入排放烟囱4达标排放。
本实施例与现有技术相比具有以下优点：
1. 将浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉相互组合，充分利用转轮的脱附装置和燃烧炉产生的热量，能够实现浓缩转轮和蓄热式催化燃烧炉的热量充分回收利用，节能效果显著，余热回收效率高（达95%以上），正常燃烧以后加热装置22耗能降至5%以下，陶瓷蓄热体可贮存燃烧热能的60%以上。
2.启动设备时采用第一反向循环管52和第二反向循环管53反冲蓄热式催化燃烧炉3，以提高催化剂活性，延长其使用寿命。
3.通过旁通管23和预热循环管62，使得加热装置22、以及蓄热式催化燃烧炉3预热时候的热量全部循环使用，提高了预热的速度，并且大幅度降低启动时预热消耗的热能。
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 (6)

1.一种有机废气治理装置，包括吸附废气的浓缩转轮、脱附加热组件，所述浓缩转轮包括壳体、转动设置在所述壳体内的转轮、驱动所述转轮转动的驱动装置，以及设置在所述壳体上的废气入口、净气出口、脱附入口、脱附出口、冷却入口、冷却出口，所述脱附加热组件包括进气管和加热装置，所述加热装置连通所述脱附入口，其特征在于：
所述有机废气治理装置还包括处理所述浓缩转轮脱附废气的蓄热式催化燃烧炉和排放烟囱，所述蓄热式催化燃烧炉包括炉本体和设置在所述炉本体上的催化入口和催化出口，所述炉本体内设置有陶瓷蓄热体和设置在所述陶瓷蓄热体上的催化剂，所述脱附出口与所述催化入口通过脱附管相连通设置，所述净气出口通过主排气管连接所述排放烟囱，所述催化出口通过催化排气管连接所述排放烟囱，所述脱附管与所述催化排气管之间设置有第一换热器，所述进气管与所述催化排气管之间设置有第二换热器，所述催化排气管先经过所述第一换热器再经过所述第二换热器；
所述脱附管上设置有脱附风机，所述脱附风机的进气端设置有连通所述催化入口的第一反向循环管，所述脱附风机的出气端设置有连通所述催化出口的第二反向循环管，所述第一反向循环管和所述第二反向循环管上分别设置有第一控制阀和第二控制阀。
2.根据权利要求1所述的一种有机废气治理装置，其特征在于：所述废气入口设置有过滤组件。
3.根据权利要求1所述的一种有机废气治理装置，其特征在于：所述净气出口设置有连通所述冷却入口的冷却管。
4.根据权利要求1所述的一种有机废气治理装置，其特征在于：所述冷却出口连通所述排放烟囱，所述冷却出口与所述排放烟囱之间设置有冷却风机。
5.根据权利要求1所述的一种有机废气治理装置，其特征在于：蓄热式催化燃烧炉还包括设置在所述催化出口处的电加热装置。
6.一种机废气治理方法，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的装置处理有机废气。
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