CN112237824B - 一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，属于有机废气治理设备领域，所述装置包括合金外包裹、内部支撑架、蜂窝活性炭模块、内置电加热装置、气体再分布区、在线监测探头、控制系统、风机。本发明为具有连续吸附和脱附的一体化装置，设计灵巧、便于操作，具有用于解吸的电加热套与蜂窝活性炭吸附一体化装置，减少了另设加热装置的占地和成本，同时内置传热板增加了热量利用效率，提高了活性炭解吸有机废气的效率，适用于印刷、表面喷涂、家具制造和木材加工等工业有机废气的治理。

Description

一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置
技术领域
本发明涉及一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，属于有机废气治理设备领域，适用于印刷、表面喷涂、家具制造和木材加工等工业有机废气的治理。
背景技术
有机废气是一类种类繁多、成分复杂的废气。它包括碳氢化合物(烷、烯、炔烃、脂肪族烃、脂环烃、芳香烃、多环芳烃)；含氧有机物(酚、醛、酮、有机酸)；含氯有机物(氯乙烯、氯甲烷、二氯乙烷、氯醇)；含氮有机物(胺类化合物、丙烯腈、腈纶)；含硫有机物(硫醇、噻吩、二硫化碳)。这些废气来自有机合成工业、石油化学工业、机动车辆以及使用加工有机产品的工业部门，来源十分广泛。有机废气的危害较大，例如排入大气的气态烃达一定数量，在阳光作用下会发生光化学反应；有机物废气中的一些成分，如苯并蓖、二苯并蓖、苯并蒽、二苯并蒽、蒽等，它们有的是致癌物质，有的是强致癌物质。因而有机物废气的排放及净化，早已引起人们的关注。吸附法净化效率高，可以回收有机物质，常用于低浓度有机废气的净化。此法既可单独使用，也可以同其他方法联合使用。
根据有机废气的性质、特点和所在的环境，以及其中有机物回收的可能性等条件，可采用不同的净化和回收方法。通常采用的有吸附法、燃烧法、液体吸收法和冷凝法等。采用吸附法时，当有机气体与吸附剂表面接触时，即发生吸附现象。通常在净化有机废气过程中发生构吸附，多为物理吸附，吸附过程可逆。吸附达饱和后，可以通过加热或其他方式使吸附质脱离吸附剂表面而恢复原来的状态。此过程称为脱附或解吸。利用脱附作用，可以进行有机物的回收和使吸附剂再生。
目前，有机废气吸附脱附的装置多采用加热装置与吸附脱附分离式装置，加热后热空气需通过外置管路输送至吸附装置内进行热脱附，热量难免在输送过程中损失，造成脱附效果下降。综上所述，需对现有加热装置与吸附脱附分离式装置进行改进，以减少热量损失，提高脱附效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述分离式装置的不足，提供一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，同时配备内置四周密闭的可拆卸加热装置，既拆卸维修维护方便，又避免气体在活性炭推进过程中短路、漏风进入加热区域，整个装置具有传热效率高、易拆卸、脱附效果好等优点。
本发明的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，所述有机废气吸附的装置包括合金外包裹，内部支撑架，蜂窝活性炭模块；内置电加热装置，气体再分布区，在线监测探头，控制系统，风机，进气罩，出气罩，排气筒，燃烧装置；其中，
所述合金外包裹设置在吸附装置最外层；
所述内部支撑架设置在整个装置内部；
所述蜂窝活性炭模块设置在传热板和加热套四周，加热套设置在中心，传热板设置在中心或气体再分布区；
所述内置电加热套设置在整个装置最内层；
所述内置传热板设置在内部支撑架和加热套之间；
所述气体再分布区设置在每级蜂窝活性炭末端；
所述在线监测探头设置在最后一级蜂窝活性炭末端；
所述控制系统为外置系统用于控制温控器和在线监测探头；
所述风机设置在蜂窝活性炭吸附装置的一端。
优选的，所述合金外包裹包括吸附装置的侧面密闭包装、A端进气罩和A端加热套密闭罩、B端出气罩、加热套密闭罩和温控器。
优选的，所述内部支撑架与合金外包裹焊接为一体。
优选的，所述蜂窝活性炭模块包括三到四层蜂窝活性炭床层依次铺设于内部支撑架上面。
优选的，所述内置电加热套通过传热板放置于内部支撑架上，不作固定便于后期取出维护，其内部中空形成热空气；加热套两端配加热密闭罩。
优选的，所述内置传热板设置在内部支撑架和加热套之间，所述内置传热板与内部支撑架不作固定便于后期取出维护，与加热套直接相连获取热量；加热板两端加热密闭罩。
优选的，所述气体再分布区包括三到四层气体再分布区(此区域亦可配置传热板)，每层气体再分布区预留5-10cm的长度空间，使得气体在此处重新混合均匀，进而进入下一层活性炭进行吸附净化，可提高下一层活性炭的利用率，提高吸附效率，延缓活性炭提前饱和。
优选的，所述在线监测探头为用于监测末端废气净化后有机废气达标情况，并及时启动加热系统和脱附系统。
优选的，所述控制系统为外置系统，用于控制阀门、温度、在线监测系统，并根据监测数据的及时启动热脱附系统，关闭废气进入阀门，开启热脱附阀门；通过在线监测系统反馈至控制系统数据，确定废气浓度是否符合系统设置排放浓度限值要求，同时设定值留一定余量，当判定浓度偏大时，系统启动动作，关闭该支路进气端阀门，同时开启另一支路进气阀门，净化后的出气端阀门相应的进行闭和启。
优选的，所述风机设置在蜂窝活性炭吸附装置的一端，用于抽吸加热套内形成的热空气进去活性炭床层进行脱附操作。
工作时，在线监测探头通过检测净化后废气是否达到标准要求，由控制系统发出指令，切换A、B两端的阀门，切换活性炭床层的吸附和脱附交替工作，实现连续性操作；控制系统发出指令，上层活性炭层吸附饱和时，第一进气阀门，关闭第一出气阀，启动加热系统，当达到设置脱附温度后，打开第一热脱附阀，同时打开第一燃烧进气阀，启动第二风机后进入燃烧装置净化后外排；与此同时启动下层活性炭吸附系统，开启另一支路第二进气阀门，开启第二出气阀，此时第一燃烧进气阀处于关闭状态；重复以上操作实现连续运行的目的。
与现有技术相比较，本发明具有如下技术效果：本发明的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，同时配备内置四周密闭的可拆卸加热装置，既拆卸维修维护方便，又避免气体在活性炭推进过程中短路、漏风进入加热区域，整个装置具有传热效率高、易拆卸、脱附效果好等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置的结构示意图。
图2为本发明一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置的侧面外观图。
图3为本发明一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置的两端(除密闭罩后)图。
附图标记：
装置1，合金外包裹2，内部支撑架3，蜂窝活性炭模块4，内置电加热装置5，气体再分布区6，在线监测探头7，控制系统8，第一风机9，燃烧装置10，第一进气阀门11，第二进气阀门12，温控器13，传热板14，加热套15，第一出气阀16，第二出气阀17，排气筒18，内部垂直支撑架19，内部水平支撑架20，第二风机21，第一热脱附阀22，第二热脱附阀23，第一燃烧进气阀24，第一燃烧进气阀25，侧面进风阀门26，加热区侧面可拆卸外罩27，A端加热密封罩28，B端加热密封罩29
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1所示，本发明的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置1，包括：合金外包裹2，内部支撑架3，蜂窝活性炭模块4；内置电加热装置5，气体再分布区6，在线监测探头7，控制系统8，风机，进气罩，出气罩，排气筒18，燃烧装置10；
其中，合金外包裹2包括A端进气罩、B端出气罩和加热区侧面可拆卸外罩27，内部支撑架3设有水平支撑架20和垂直支撑架19，蜂窝活性炭模块4置于内部支撑架3上；合金外包裹2分为上下两个床层，每个床层由内部垂直支撑架19隔离开，垂直支撑设置为板状，内置电加热装置5，气体再分布区6位于蜂窝活性炭模块4后，在线监测探头7置于B端，控制系统8为装置的控制源，风机9设置与两端，位置调整完毕后固定。
合金外包裹2包含带阀门的进气罩和出气罩，用于控制废气的进入和净化气的排出，以及浓缩的脱附气体的脱附排出，每个罩内均设置了水平隔板，水平隔板设置隔离上下活性炭床层的进出气，便于吸附和脱附连续性工作；进气罩和出气罩均为可拆卸罩，便于维护和装卸蜂窝活性炭模块4；合金外包裹2含加热区侧面可拆卸外罩主要用于内置加热装置5的拆卸和维护工作。
内部支撑架3的上层水平支撑架主要承担活性炭模块4，下层水平支撑架主要承担内置电加热装置5，垂直支撑架一方面保持支撑系统更加牢固，另一方面垂直支撑架为薄板状构架，可在每层活性炭床层中起隔离作用，在气体再分布区6处是开放状态，确保气体可重新混合实现再分布；
优选的，蜂窝活性炭模块4为由内置加热装置5隔离的上下两层，且在每层中有3区域，每区设3-4级性炭模块。
优选的，内置加热装置5含电加热套、传热板、A端的温控器13和热脱附阀12以及A和B两端的密闭罩，用于产生热空气和控制温度，使进入吸附饱和的蜂窝活性炭床层进行脱附操作，脱附后废气有机物浓度得以浓缩，浓度更高，通过排气阀门抽排后可进行燃烧处理；
气体再分布区6置于每级蜂窝活性炭模块4后面，每层气体再分布区预留5-10cm的长度空间，该空间置入一片带孔导流板，带孔导流板中间孔径小周边孔径相对较大，孔径偏差率小于15％，克服了中心气体流速快，气体集中的现象，使得气体会在此短暂停留，实现了每层每级蜂窝活性炭后的气体重新混合，从而达到了均匀混合后的再分布工作，减少区域内死角现象，可提高下一层活性炭的利用率，提高吸附效率，延缓活性炭提前饱和，从而有助于高效处理有机废气；
工作时，在线监测探头7通过检测净化后废气是否达到标准要求，由控制系统发出指令，切换A、B两端的阀门，切换活性炭床层的吸附和脱附交替工作，实现连续性操作；控制系统8发出指令，上层活性炭层吸附饱和时，第一进气阀门11，关闭第一出气阀16，启动加热系统，当达到设置脱附温度后，打开第一热脱附阀，同时打开第一燃烧进气阀24，启动第二风机21后进入燃烧装置10净化后外排；与此同时启动下层活性炭吸附系统，开启另一支路第二进气阀门12，开启第二出气阀17，此时第一燃烧进气阀25处于关闭状态；重复以上操作实现连续运行的目的。
本发明的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，同时配备内置四周密闭的可拆卸加热装置，既拆卸维修维护方便，又避免气体在活性炭推进过程中短路、漏风进入加热区域，整个装置具有传热效率高、易拆卸、脱附效果好等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

Claims (7)

1.一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于，包括合金外包裹、内部支撑架、蜂窝活性炭模块、内置电加热装置、气体再分布区、在线监测探头、控制系统、风机、进气罩、出气罩、排气筒、燃烧装置；其中，
所述合金外包裹设置在吸附装置最外层；
所述内部支撑架设置在整个装置内部；
内置电加热装置包括电加热套、传热板、A端的温控器、热脱附阀以及A和B两端的加热套密闭罩；
所述蜂窝活性炭模块设置在传热板和电加热套四周，电加热套设置在中心，传热板设置在中心或气体再分布区；
所述电加热套设置在整个装置最内层；
所述传热板设置在内部支撑架和电加热套之间；
所述气体再分布区设置在每级蜂窝活性炭末端；
所述在线监测探头设置在最后一级蜂窝活性炭末端；
所述控制系统为外置系统用于控制温控器和在线监测探头；
所述风机设置在蜂窝活性炭吸附装置的一端；
蜂窝活性炭模块为由内置电加热装置隔离的上下两层，且在每层中有3区域，每区设3-4级蜂窝活性炭模块；
所述在线监测探头为用于监测末端废气净化后有机废气达标情况，并及时启动加热系统和脱附系统；
所述控制系统为外置系统，用于控制阀门、温度、在线监测系统，并根据监测数据的及时启动热脱附系统，关闭废气进入阀门，开启热脱附阀门；通过在线监测系统反馈至控制系统数据，确定废气浓度是否符合系统设置排放浓度限值要求，同时设定值留一定余量，当判定浓度偏大时，系统启动动作，关闭该支路进气端阀门，同时开启另一支路进气阀门，净化后的出气端阀门相应的进行闭和启；所述风机设置在蜂窝活性炭吸附装置的一端，用于抽吸加热套内形成的热空气进去活性炭床层进行脱附操作；
工作时，在线监测探头通过检测净化后废气是否达到标准要求，由控制系统发出指令，切换A、B两端的阀门，切换蜂窝活性炭模块的吸附和脱附交替工作，实现连续性操作；控制系统发出指令，上层活性炭层吸附饱和时，关闭第一进气阀门，关闭第一出气阀，启动加热系统，当达到设置脱附温度后，打开第一热脱附阀，同时打开第一燃烧进气阀，启动第二风机后进入燃烧装置净化后外排；与此同时启动下层活性炭吸附系统，开启另一支路第二进气阀门，开启第二出气阀，此时第一燃烧进气阀处于关闭状态；重复以上操作实现连续运行的目的。
2.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述合金外包裹包括A端进气罩、B端出气罩和加热区侧面可拆卸外罩。
3.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述内部支撑架与合金外包裹焊接为一体。
4.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述蜂窝活性炭模块包括三到四层蜂窝活性炭床层依次铺设于内部支撑架上面。
5.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述电加热套通过传热板放置于内部支撑架上，不作固定便于后期取出维护，其内部中空形成热空气；电加热套两端配加热密闭罩。
6.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述传热板与内部支撑架不作固定便于后期取出维护，与电加热套直接相连获取热量；电加热套两端设置加热套密闭罩。
7.如权利要求1所述的一种内置加热一体化连续吸附脱附有机废气的装置，其特征在于：所述气体再分布区包括三到四层气体再分布区，每层气体再分布区预留5-10cm的长度空间，使得气体在此处重新混合均匀，进而进入下一层活性炭进行吸附净化，可提高下一层活性炭的利用率，提高吸附效率，延缓活性炭提前饱和。
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