CN112691474A - 一种一体式催化燃烧废气处理装置 - Google Patents

一种一体式催化燃烧废气处理装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种一体式催化燃烧废气处理装置，该一体式催化燃烧废气处理装置采用多个并联的活性炭吸附脱附床，多个活性炭吸附脱附床可同时进行吸附、同时进行脱附，也可交替使用，适用于连续操作或间断操作，可提高活性炭吸附净化的效率，提高活性炭的利用率。

Description

一种一体式催化燃烧废气处理装置
技术领域
本发明涉及废气处理设备技术领域，尤其涉及一种一体式催化燃烧废气处理装置。
背景技术
近年来，随着经济的发展，各种化工企业迅速发展，但同时也导致了大量的工业有机废气的产生，例如涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的有害有机废气。各种工业有机废气被排入大气中，严重影响空气质量，同时也给人体以及其他动植物的健康带来了危害。
目前，对于工业有机废气的处理具有多种方式，例如活性炭吸附法、燃烧法、等离子法、吸收法等等，每一种治理方法都有一定的适用性，同时也存在各自的局限性。
其中，吸附回收技术能够能够有效地治理有机废气，而且能够回收有机溶剂，但是其处理效果不理想，且由于其使用的吸附材料为活性炭，活性炭在吸附饱和之后通常是直接更换新的活性炭并将饱和的活性炭丢弃，如此一来就会造成活性炭的浪费；或者可以采用专门的脱附设备对已经饱和的活性炭进行脱附处理，活性炭经脱附再生后可以继续使用，但脱附设备通常需要单独设置，占用空间较大且会造成企业成本的飙升，增加了空气净化的成本；且吸附回收所使用的设备占用空间较大、零部件较多，因此一般是采用现场安装的方式，如此会导致安装费用的增加，增加企业成本，且同时会伴随安装误差导致的设备安全问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种一体式催化燃烧废气处理装置，该一体式催化燃烧废气处理装置采用多个并联的活性炭吸附脱附净化装置，多个活性炭吸附脱附净化装置可同时进行吸附、同时进行脱附，也可交替使用，适用于连续操作或间断操作，可提高活性炭吸附净化的效率，提高活性炭的利用率。
为实现上述目的，本发明提出了一种一体式催化燃烧废气处理装置，包括干式过滤器、活性炭吸附脱附净化装置、一个催化燃烧室、混流换热器以及排放装置；所述活性炭吸附脱附净化装置包括并联在一起的多个活性炭吸附脱附床，所述活性炭吸附脱附净化装置具有与所述活性炭吸附脱附床的数量相当的吸附进风口和吸附出风口，废气经所述干式过滤器后通过所述吸附进风口进入所述活性炭吸附脱附净化装置，经多个所述活性炭吸附脱附床进行吸附，之后自所述吸附出风口进入所述排放装置排出；所述活性炭吸附脱附净化装置具有脱附进风口和脱附出风口，所述脱附出风口与所述催化燃烧室连通，所述催化燃烧室与所述混流换热器连通，所述混流换热器与所述脱附进风口连通，所述混流换热器中的热气流通过所述脱附进风口进入所述活性炭吸附脱附净化装置，经多个所述活性炭吸附脱附床脱附后自所述脱附出风口进入所述催化燃烧室进行催化燃烧，催化燃烧后产生的尾气一部分进入所述混流换热器，另一部分通过所述排放装置直接排出。该一体式催化燃烧废气处理装置采用多个并联的活性炭吸附脱附床，多个活性炭吸附脱附床可同时进行吸附、同时进行脱附，也可交替使用，适用于连续操作或间断操作，可提高活性炭吸附净化的效率，提高活性炭的利用率。
在一个示例中，所述活性炭吸附脱附净化装置还包括外箱，所述外箱由上至下分隔为顶部风道、吸附脱附腔以及底部风道，所述顶部风道与所述底部风道的侧壁均开设有管道通孔，所述吸附脱附腔分隔为多个置放空间，所述活性炭吸附脱附床设置于所述置放空间内，多个所述置放空间的顶壁开设有所述脱附出风口，多个所述置放空间的底壁开设有所述脱附进风口。将多个吸附脱附床置于整体的外箱中的置放空间中，集成化处理，更易于整体性发货，减少二次安装所造成的误差，外箱可增加整个设备的密封性，增加整体设备的安全性。
在一个示例中，所述吸附脱附腔的顶部设置有喷淋管道，所述喷淋管道设置有喷淋头，所述喷淋头能够向所述吸附脱附腔内喷射冷却气体或冷却液体。喷淋管道与喷淋头可在活性炭吸附脱附净化装置由于意外情况导致的温度过高、压力过大等现象时开启，从而达到降压、降温的效果。
在一个示例中，所述冷却气体设置为二氧化碳或氮气，所述冷却液体设置为水。
在一个示例中，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括脱附管道，所述脱附管道包括脱附进风管道与脱附出风管道；所述脱附进风管道通过所述底部风道的所述管道通孔进入所述底部风道，之后通过所述进风口与所述置放空间连通；所述脱附出风管道通过所述顶部风道的所述管道通孔进入所述顶部风道，之后通过所述出风口与所述置放空间连通。脱附进风管道与脱附出风管道分别位于底部风道与顶部风道内，可增加整体设备的密封性，管道不暴露于外界，使用寿命更长，同时更便于运输，避免管道在运输过程中被损坏以至于出现后续的泄露及安全问题。
在一个示例中，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括吸附风机和脱附风机，所述吸附风机设置于所述活性炭吸附脱附净化装置与所述排放装置之间，所述脱附风机设置于所述活性炭吸附脱附净化装置与所述催化燃烧室之间。
在一个示例中，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括补冷风机，所述补冷风机与所述混流换热器连通，所述补冷风机能够向所述混流换热器提供冷风。补冷风机可以在脱附用的气体温度过高时补充冷气流，调节温度使其达到脱附所需要的温度。
在一个示例中，所述活性炭吸附脱附净化装置中采用高碘值蜂窝状活性炭，所述高碘值蜂窝状活性炭的碘值大于600mg/g。
在一个示例中，所述催化燃烧室与所述脱附风机之间还设置有换热器和电加热器，所述脱附风机连接所述换热器，所述换热器连接所述电加热器与所述混流换热器，所述电加热器连接所述催化燃烧室，所述催化燃烧室与所述换热器连通，气体自所述脱附风机依次经过所述换热器和所述电加热器，最终进入所述催化燃烧室催化燃烧，催化燃烧后产生的气体能够重新进入所述换热器换热后流向所述混流换热器。催化燃烧室同时也与换热器相连通，气体经过换热器、电加热器(若温度不够可通过电加热器进行加热)之后进入催化燃烧室催化燃烧，燃烧后产生的二氧化碳和水蒸气等重新返回换热器，其热量可用于加热通过换热器进入电加热器的气体，达到余热回收、自加热的效果，更加的节能省电。
在一个示例中，所述混流换热器与所述排放装置通过排放管连通，所述混流换热器内的部分气体通过所述排放管进入所述排放装置，并通过所述排放装置排出。
本发明还提出了一种一体式催化燃烧废气处理装置的工作方法，包括以下步骤：
1)有机废气进入干式过滤器内进行过滤后，通过吸附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置，其中的活性炭对有机废气进行吸附净化，净化完成后，自吸附出风口排放出去；
2)活性炭吸附脱附净化装置中的活性炭达到饱和后停止吸附，混流换热器内的热气流通过脱附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置内，并将有机物从活性炭上脱附下来以使活性炭再生；
3)脱附下来的有机物通过脱附出风口被送入催化燃烧室内催化燃烧，催化燃烧后产生的二氧化碳及水蒸气经过换热器后流入混流换热器，经混流换热器后一部分进入脱附进风管道，另一部分直接进入排放装置排出。
附图说明
此处所说明的附图仅仅用来辅助本领域技术人员理解本发明的技术方案，本发明结合附图说明的示意性实施例仅仅用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一体式催化燃烧废气处理装置的主要立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一体式催化燃烧废气处理装置去除部分外箱的立体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一角度的一体式催化燃烧废气处理装置去除部分外箱的立体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一体式催化燃烧废气处理装置的废气流动示意图。
附图标记列表：
干式过滤器1、活性炭吸附脱附净化装置2、催化燃烧室3、混流换热器4
排放装置5、活性炭吸附脱附床6、外箱7、顶部风道8、吸附脱附腔9、底部风道10、管道通孔11、脱附出风口12、脱附进风口13、喷淋管道14、喷淋头15、脱附进风管道16、脱附出风管道17、吸附风机18、脱附风机19、补冷风机20、换热器21、电加热器22、排放管23。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。
如图1至图4所示(图中箭头所指方向为气体的流动方向)，本发明提出了一种一体式催化燃烧废气处理装置，包括干式过滤器1、活性炭吸附脱附净化装置2、一个催化燃烧室3、混流换热器4以及排放装置5；活性炭吸附脱附净化装置2包括并联在一起的多个活性炭吸附脱附床6，活性炭吸附脱附净化装置2具有与活性炭吸附脱附床6的数量相当的吸附进风口和吸附出风口，废气经干式过滤器1后通过吸附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置2，经多个活性炭吸附脱附床6进行吸附，之后自吸附出风口进入排放装置5排出；活性炭吸附脱附净化装置2具有脱附进风口和脱附出风口，脱附出风口与催化燃烧室3连通，催化燃烧室3与混流换热器4连通，混流换热器4与脱附进风口连通，混流换热器4中的热气流通过脱附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置2，经多个活性炭吸附脱附床6脱附后自脱附出风口进入催化燃烧室3进行催化燃烧，催化燃烧后产生的尾气一部分进入混流换热器4，另一部分通过排放装置5直接排出。该一体式催化燃烧废气处理装置采用多个并联的活性炭吸附脱附床6，多个活性炭吸附脱附床6可同时进行吸附、同时进行脱附，也可交替使用，适用于连续操作或间断操作，可提高活性炭吸附净化的效率，提高活性炭的利用率。
在一个具体实施例中，如图1至图3所示，活性炭吸附脱附净化装置2还包括外箱7，外箱7由上至下分隔为顶部风道8、吸附脱附腔9以及底部风道10，顶部风道8与底部风道10的侧壁均开设有管道通孔11，吸附脱附腔9分隔为多个置放空间，活性炭吸附脱附床6设置于置放空间内，多个置放空间的顶壁开设有脱附出风口12，多个置放空间的底壁开设有脱附进风口13。将多个吸附脱附床6置于整体的外箱7中的置放空间中，集成化处理，更易于整体性发货，减少二次安装所造成的误差，外箱7可增加整个设备的密封性，增加整体设备的安全性。
在一个具体实施例中，如图3所示，吸附脱附腔9的顶部设置有喷淋管道14，喷淋管道14设置有喷淋头15，喷淋头15能够向吸附脱附腔9内喷射冷却气体或冷却液体。喷淋管道14与喷淋头15可在活性炭吸附脱附净化装置2由于意外情况导致的温度过高、压力过大等现象时开启，从而达到降压、降温的效果。
在一个具体实施例中，冷却气体设置为二氧化碳或氮气，冷却液体设置为水。除以上设置外，也可选择其他具有降温减压效果的气体或液体。
在一个具体实施例中，如图1至图3所示，一体式催化燃烧废气处理装置还包括脱附管道，脱附管道包括脱附进风管道16与脱附出风管道17；脱附进风管道16通过底部风道10的管道通孔11进入底部风道10，之后通过进风口与置放空间连通；脱附出风管道17通过顶部风道8的管道通孔11进入顶部风道8，之后通过出风口与置放空间连通。脱附进风管道16与脱附出风管道17分别位于底部风道10与顶部风道8内，可增加整体设备的密封性，管道不暴露于外界，使用寿命更长，同时更便于运输，避免管道在运输过程中被损坏以至于出现后续的泄露及安全问题。
在一个具体实施例中，如图4所示，一体式催化燃烧废气处理装置还包括吸附风机18和脱附风机19，吸附风机18设置于活性炭吸附脱附净化装置2与排放装置5之间，脱附风机19设置于活性炭吸附脱附净化装置2与催化燃烧室3之间。
在一个具体实施例中，如图4所示，一体式催化燃烧废气处理装置还包括补冷风机20，补冷风机20与混流换热器4连通，补冷风机20能够向混流换热器4提供冷风。补冷风机20可以在脱附用的气体温度过高时补充冷气流，调节温度使其达到脱附所需要的温度。
在一个具体实施例中，活性炭吸附脱附净化装置2中采用高碘值蜂窝状活性炭，高碘值蜂窝状活性炭的碘值大于600mg/g。
在一个具体实施例中，如图4所示，催化燃烧室3与脱附风机19之间还设置有换热器21和电加热器22，脱附风机19连接换热器21，换热器21连接电加热器22与混流换热器4，电加热器22连接催化燃烧室3，催化燃烧室3与换热器21连通，气体自脱附风机19依次经过换热器21和电加热器22，最终进入催化燃烧室3催化燃烧，催化燃烧后产生的气体能够重新进入换热器21换热后流向混流换热器4。催化燃烧室3同时也与换热器21相连通，气体经过换热器21、电加热器22(若温度不够可通过电加热器22进行加热)之后进入催化燃烧室3催化燃烧，燃烧后产生的二氧化碳和水蒸气等重新返回换热器21，其热量可用于加热通过换热器21进入电加热器22的气体，达到余热回收、自加热的效果，更加的节能省电。
在一个具体实施例中，如图4所示，混流换热器4与排放装置5通过排放管23连通，混流换热器4内的部分气体通过排放管23进入排放装置5，并通过排放装置5排出。
本发明还提出了一种一体式催化燃烧废气处理装置的工作方法，包括以下步骤：
1)有机废气进入干式过滤器1内进行过滤后，通过吸附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置2，其中的活性炭对有机废气进行吸附净化，净化完成后，自吸附出风口排放出去；
2)活性炭吸附脱附净化装置2中的活性炭达到饱和后停止吸附，混流换热器4内的热气流通过脱附进风口进入活性炭吸附脱附净化装置2内，并将有机物从活性炭上脱附下来以使活性炭再生；
3)脱附下来的有机物通过脱附出风口被送入催化燃烧室3内催化燃烧，催化燃烧后产生的二氧化碳及水蒸气经过换热器21后流入混流换热器4，经混流换热器4后一部分进入脱附进风管道16，另一部分直接进入排放装置5排出。
本发明所提出的一体式催化燃烧废气处理装置采用PLC系统全自动控制，可根据废气的浓度、设备温度的变化趋势进行自动的调节，解决了维护的问题。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，包括干式过滤器、活性炭吸附脱附净化装置、一个催化燃烧室、混流换热器以及排放装置；
所述活性炭吸附脱附净化装置包括并联在一起的多个活性炭吸附脱附床，所述活性炭吸附脱附净化装置具有与所述活性炭吸附脱附床的数量相当的吸附进风口和吸附出风口，废气经所述干式过滤器后通过所述吸附进风口进入所述活性炭吸附脱附净化装置，经多个所述活性炭吸附脱附床进行吸附，之后自所述吸附出风口进入所述排放装置排出；
所述活性炭吸附脱附净化装置具有脱附进风口和脱附出风口，所述脱附出风口与所述催化燃烧室连通，所述催化燃烧室与所述混流换热器连通，所述混流换热器与所述脱附进风口连通，所述混流换热器中的热气流通过所述脱附进风口进入所述活性炭吸附脱附净化装置，经多个所述活性炭吸附脱附床脱附后自所述脱附出风口进入所述催化燃烧室进行催化燃烧，催化燃烧后产生的尾气一部分进入所述混流换热器，另一部分通过所述排放装置直接排出。
2.根据权利要求1所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述活性炭吸附脱附净化装置还包括外箱，所述外箱由上至下分隔为顶部风道、吸附脱附腔以及底部风道，所述顶部风道与所述底部风道的侧壁均开设有管道通孔，所述吸附脱附腔分隔为多个置放空间，所述活性炭吸附脱附床设置于所述置放空间内，多个所述置放空间的顶壁开设有所述脱附出风口，多个所述置放空间的底壁开设有所述脱附进风口。
3.根据权利要求2所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述吸附脱附腔的顶部设置有喷淋管道，所述喷淋管道设置有喷淋头，所述喷淋头能够向所述吸附脱附腔内喷射冷却气体或冷却液体。
4.根据权利要求3所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述冷却气体设置为二氧化碳或氮气，所述冷却液体设置为水。
5.根据权利要求2所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括脱附管道，所述脱附管道包括脱附进风管道与脱附出风管道；
所述脱附进风管道通过所述底部风道的所述管道通孔进入所述底部风道，之后通过所述进风口与所述置放空间连通；所述脱附出风管道通过所述顶部风道的所述管道通孔进入所述顶部风道，之后通过所述出风口与所述置放空间连通。
6.根据权利要求1所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括吸附风机和脱附风机，所述吸附风机设置于所述活性炭吸附脱附净化装置与所述排放装置之间，所述脱附风机设置于所述活性炭吸附脱附净化装置与所述催化燃烧室之间。
7.根据权利要求1所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述一体式催化燃烧废气处理装置还包括补冷风机，所述补冷风机与所述混流换热器连通，所述补冷风机能够向所述混流换热器提供冷风。
8.根据权利要求1所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述活性炭吸附脱附净化装置中采用高碘值蜂窝状活性炭，所述高碘值蜂窝状活性炭的碘值大于600mg/g。
9.根据权利要求6所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述催化燃烧室与所述脱附风机之间还设置有换热器和电加热器，所述脱附风机连接所述换热器，所述换热器连接所述电加热器与所述混流换热器，所述电加热器连接所述催化燃烧室，所述催化燃烧室与所述换热器连通，气体自所述脱附风机依次经过所述换热器和所述电加热器，最终进入所述催化燃烧室催化燃烧，催化燃烧后产生的气体能够重新进入所述换热器换热后流向所述混流换热器。
10.根据权利要求1所述的一体式催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述混流换热器与所述排放装置通过排放管连通，所述混流换热器内的部分气体通过所述排放管进入所述排放装置，并通过所述排放装置排出。
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