CN113440980A - 一种车间废气收集系统、浓缩系统及其环保处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车间废气收集系统、浓缩系统及其环保处理方法，尤其涉及一种应用高浓缩比废气浓缩装置的浓缩系统和收集系统，所述高浓缩比废气浓缩装置由外框支架和可旋转地设于外框支架中的圆饼状转轮组成，所述转轮按功能分为吸附区、高温脱附区、两个冷却区，两个冷却区位于高温脱附区两侧且与吸附区邻接，外框支架上设有与吸附区、高温脱附区、两个冷却区对应的功能区框。本发明能够有效提升废气收集系统的处理效率和减少运行成本，VOC废气净化率低于国家废气排放标准，废气浓缩比率高，具有更低的成本、能耗且绿色环保，尤其适用于高、中、低浓度废气并存的工厂车间。

Description

一种车间废气收集系统、浓缩系统及其环保处理方法

技术领域

本发明涉及工业废气处理领域，尤其涉及一种车间废气收集系统、浓缩系统及其环保处理方法。

背景技术

VOC是可挥发性的碳氢化合物，在生产溶剂型涂料过程中，通常采用的是苯、甲苯、二甲苯、丁酯以及200#汽油等作为稀释剂。在生产氨基树脂时，其原料通常都是采用容易挥发的醇类、苯类、苯酐以及季戊四醇等，虽然生产过程均是处于一个密闭的系统，但是由于受到多种不可控因素的影响，在其生产过程中，仍会散发出挥发性有毒气体到作业环境中，造成VOC污染。

现有技术中利用RTO结合浓缩转轮处理有机废气，而研究表明RTO设备的投资与运行成本与需要处理的有机废气的风量和浓度有关。风量越大，投资与运行成本越高，浓度越高运行成本越低。现有技术中的涂装处理方法虽然能满足废气排放标准的要求，但是常规的废气收集系统无法应对同时存在产生高浓度废气封闭室以及低浓度废气封闭室的情况，同时系统中使用的废气处理设备处理效率低下，从而导致处理成本的提高和能源的浪费。

另一方面，沸石等吸附材料的导热性能受吸附量和温度的影响较大，温度越高导热性能越强，吸附量越大导热性能越强。现有技术中的浓缩转轮装置只设置两个扇区，中间脱附区左侧的吸附区受余热影响，吸附材料吸附的VOC废气有散逸现象，虽然有国外的一些产品在脱附区增加了密封措施，但这也只是防止脱附区高温脱附出来的VOC废气泄露到其他区域，并不能阻止吸附区的吸附效率下降，导致实际的浓缩倍数达不到设定的数值。

发明内容

本发明主要提供一种车间废气收集系统、浓缩系统及其环保处理方法，尤其是运用了高浓缩比废气浓缩装置的浓缩系统，能够大大提升废气收集系统的处理效率和减少运行成本，同时进一步提高浓缩转轮装置的废气净化率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种车间废气浓缩系统，包括高浓缩比废气浓缩装置，所述高浓缩比废气浓缩装置由外框支架和可旋转地设于外框支架中的圆饼状转轮组成，外框支架为前后贯通、四周密封的金属框，转轮由多个等分圆的用吸附材料构成的扇区拼成，扇区之间通过分区框或密封材料隔离，所述转轮扇区按功能分为吸附区、高温脱附区、两个冷却区，两个冷却区位于高温脱附区两侧且与吸附区邻接，外框支架上设有与吸附区、高温脱附区、两个冷却区对应的功能区框。

进一步地，所述吸附区扇面为90～180°，高温脱附区扇面为60～90°，两个冷却区扇面为45～60°。

更进一步地，所述吸附区扇面为180°，高温脱附区扇面为60°，两个冷却区扇面为60°，在不影响高温脱附效果的前提下，当高温脱附区扇面越小，且与冷却区扇面相当时，在同样的温度和风量下废气浓缩率达到最高，此时两侧冷却区对高温脱附区余热限制效果最大。

进一步地，所述高温脱附区、吸附区连接管道处设有密封罩安装在功能区框上，设置密封罩能够进一步减少高温脱附区的废气泄漏到其他功能区，以及左侧冷却区散逸的废气泄漏到高温脱附区或吸附区中。

一种使用前述车间废气浓缩系统的车间废气收集系统，包括封闭室外空间、设备封闭室、高浓缩比废气浓缩装置、废气处理装置、活性炭吸附装置、烟囱，车间内封闭室外空间不密闭，车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与车间环境形成空气隔离，设备封闭室设有换气装置，换气装置进气流量略小于废气排气流量，产生高浓度废气设备封闭室与废气处理装置以及活性炭吸附装置通过管道相连，产生低浓度废气设备封闭室通过管道与高浓缩比废气浓缩装置连接，高浓缩比废气浓缩装置将净化过的空气通过管道输送至烟囱，将浓缩后的高浓度废气通过管道输送至废气处理装置或活性炭吸附装置，废气处理装置与活性炭吸附装置通过管道与烟囱相连，将净化后的空气通过烟囱排出。

本系统的车间包括封闭室外空间和多个设备封闭室，由于设备封闭室密闭收集废气，几乎没有废气泄露到封闭室外空间，封闭室外空间采用无组织排放处理；车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与外界形成隔离空间，设备封闭室换气装置进气流量略小于废气排气流量，使设备封闭室处于微小的负压状态，保证废气不泄露；本系统通过将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室、产生低浓度废气设备封闭室两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置或活性炭吸附装置，将低浓度废气经过高浓缩比废气浓缩装置浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置或者活性炭吸附装置，净化后由烟囱排出。

所述产生高浓度废气设备封闭室VOC浓度为500～600mg/m³，所述产生低浓度废气设备封闭室VOC浓度为50～60mg/m³，其中产生VOC的化工生产设备包括三辊研磨机、砂磨机、高速分散机、搅拌釜、包装区、配料区、真空泵排放管、反应釜泄压管、原料槽排气口、危废仓库空间等，产生高浓度废气设备封闭室生产溶剂型产品，产生低浓度废气设备封闭室生产UV型产品，产生高浓度废气设备封闭室可以包含少量产生低浓度废气的设备，产生低浓度废气设备封闭室可以包含少量产生高浓度废气的设备，设备封闭室中还可以包含产生低浓度废气的密闭操作包房；

所述废气处理装置为市售的RTO蓄热燃烧装置或者CO催化燃烧装置，所述高浓缩比废气浓缩装置的转轮为市售的沸石转轮或蜂窝活性炭转轮，转轮的大小尺寸、吸附材料孔径可以根据废气浓度和风量进行调整更换。

本系统处理的VOC废气的组分包括甲苯、二甲苯、醚类、酮类、醇类。

进一步地，所述吸附区正面与产生低浓度废气设备封闭室通过管道相连，反面与烟囱以及新风风机通过管道相连；所述高温脱附区正面与废气处理装置和活性炭吸附装置通过管道相连，反面与再生加热器通过管道相连；所述两个冷却区正面与新风风机通过管道相连，反面与再生加热器通过管道相连。

本申请通过在高温脱附区两侧设置冷却区，且与脱附热风相反风向通入冷风，一方面右侧冷却区为了给经过高温脱附的转轮扇区降温使其恢复吸附力；另一方面，由于高温脱附区温度较高，且高温脱附区左侧的冷却区吸附量较大，因此高温脱附区左侧冷却区的导热系数相对较高，尤其是在转轮旋转到分区框与高温脱附区不重叠的时候，即转轮的高温区与低温区在同一块转轮扇区的时候，左侧冷却区极易受高温脱附区的余热影响导致吸附的VOC提前扩散到其他区域，导致高温脱附区废气浓度降低以及吸附区废气浓度升高，废气浓缩倍数无法达到预定值，因此采用两侧冷却区与高温脱附区反向通入冷风，限制高温脱附区的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区与左侧冷却区交界处散逸出的VOC废气大部分随冷风重新进入左侧冷却区二次脱附，然后经再生加热器加热成为脱附热风，少量的散逸VOC废气随脱附热风进入高温脱附区通向废气处理装置或活性炭吸附装置，有效防止VOC散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，尤其适用于设有分区框的转轮，因为分区框大多采用金属材料，制作成本较低，但更容易导热。

现有技术中废气浓缩倍数等于废气通过吸附区的风量与高温脱附区脱附风量的比值，但由于VOC散逸问题导致该废气浓缩倍数与实际的废气吸附前浓度与脱附后浓度的比值有所差异，因此本文中废气浓缩倍数以实际的废气吸附前浓度与脱附后浓度的比值为准。

本申请中，所有管道拐弯处采用45度角，减少废气气流阻力。

一种基于上述车间废气收集系统的环保处理方法，包括以下步骤：

(1)将产生高浓度废气设备封闭室排出的废气以3000m³/h的总输送风量通过管道排至废气处理装置或活性炭吸附装置；

(2)将产生低浓度废气设备封闭室排出的废气以20000m³/h的总输送风量通过管道送至高浓缩比废气浓缩装置吸附区，废气中的VOC成分被转轮转至吸附区对应的扇区吸附成为净化气体，净化气体通过管道输送至烟囱排放到大气中；吸附了VOC的扇区转至高温脱附区后，再生加热器的热空气通入高温脱附区，将高温脱附区对应转轮扇区上的VOC加热脱附出来，浓缩脱附后的高浓度VOC废气通过管道输送至废气处理装置或活性炭吸附装置；

(3)新风风机将干净空气以1400～4000m³/h的输送风量通入两侧冷却区，使转轮经过高温脱附区后进入右侧冷却区的扇区进行冷却，恢复吸附能力，同时减少左侧冷却区因余热带来的影响，再从两侧冷却区通过再生加热器加热至150～200℃通向高温脱附区。

(4)废气处理装置或活性炭吸附装置将VOC废气焚烧或吸附后成为净化气体通过烟囱排放到大气中。

进一步地，还包括步骤：净化气体通过管道再次输送至新风风机中。

进一步地，高浓缩比废气浓缩装置的转轮转速为6～8r/h。

进一步地，可以通过调节新风风机的输送风量以及再生加热器加热温度来调节废气浓缩倍数，倍数范围为5～15倍；当高浓缩比废气浓缩装置存在VOC废气散逸的情况下，再生加热器的加热温度越高或者新风风机输送风量越低，其废气浓缩倍数调节的边际收益越小，而在高浓缩比废气浓缩装置VOC废气散逸可控的前提下，废气浓缩倍数调节也变的更加稳定。

本发明的有益效果是：

1、本申请在高温脱附区两侧均设置冷却区，且与高温脱附区反向通入冷风，限制高温脱附区的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区与左侧冷却区交界处散逸出的VOC废气一部分随冷风重新进入左侧冷却区二次脱附，另一部分随热风进入高温脱附区通向废气处理装置或活性炭吸附装置，有效防止左侧冷却区VOC废气散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，具有高废气浓缩比和高浓缩效率，尤其适用于设有分区框的转轮。

2、本申请的高浓缩比废气浓缩装置能够通过调节新风风机的风量以及再生加热器加热温度来调节废气浓缩倍数，且废气浓缩倍数调节更加容易且稳定，调节成本和能耗更低。

3、本申请采用设备封闭室隔离化工生产设备产生的废气，封闭室外空间做无组织排放处理，降低了废气处理成本；将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室、产生低浓度废气设备封闭室两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置或活性炭吸附装置，将低浓度废气经过本申请的高浓缩比废气浓缩装置浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置或者活性炭吸附装置，净化后由烟囱排出，该系统采用本申请的高浓缩比废气浓缩装置后能够依据实际生产时的废气浓度和通量实时调节废气浓缩倍数，大大提升废气收集系统的处理效率和减少运行成本，尤其适用于高、中、低浓度废气并存的工厂车间。

附图说明

图1为车间废气收集系统的结构示意图；

图2为高浓缩比废气浓缩装置外部气流示意图；

图3为高浓缩比废气浓缩装置内部气流示意图；

图4为转轮结构示意图；

图5为高浓缩比废气浓缩装置结构示意图；

图6为高浓缩比废气浓缩装置加装密封罩后的结构示意图；

其中，1-产生高浓度废气设备封闭室、2-产生低浓度废气设备封闭室、3-换气装置、4-风机、5-新风风机、6、高浓缩比废气浓缩装置、7-再生加热器、8-废气处理装置、9-活性炭吸附装置、10-烟囱、11-管道、12-高温脱附区、13a-右侧冷却区、13b-左侧冷却区、14-吸附区、15-封闭室外空间、16-外框支架、17-功能区框、18-转轮、19-扇区、20-密封罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1～6，一种车间废气浓缩系统，包括高浓缩比废气浓缩装置6，所述高浓缩比废气浓缩装置6由外框支架16和可旋转地设于外框支架16中的圆饼状转轮18组成，外框支架16为前后贯通、四周密封的金属框，转轮18由多个等分圆的用吸附材料构成的扇区19拼成，扇区19之间通过分区框或密封材料隔离，所述转轮18扇区19按功能分为吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b，两个冷却区13a、13b位于高温脱附区12两侧且与吸附区14邻接，外框支架16上设有与吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b对应的功能区框17。

进一步地，所述吸附区14扇面为180°，高温脱附区12扇面为90°，两个冷却区13a、13b扇面为45°。

进一步地，所述高温脱附区12、吸附区14连接管道11处设有密封罩20安装在功能区框17上，设置密封罩20能够进一步减少高温脱附区12的废气泄漏到其他功能区，以及左侧冷却区13b散逸的废气泄漏到高温脱附区12或吸附区14中。

一种使用前述车间废气浓缩系统的车间废气收集系统，包括封闭室外空间15、设备封闭室、高浓缩比废气浓缩装置6、废气处理装置8、活性炭吸附装置9、烟囱10，车间内封闭室外空间15不密闭，车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与车间环境形成空气隔离，设备封闭室设有换气装置3，换气装置3进气流量略小于废气排气流量，产生高浓度废气设备封闭室1与废气处理装置8以及活性炭吸附装置9通过管道11相连，产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11与高浓缩比废气浓缩装置6连接，高浓缩比废气浓缩装置6将净化过的空气通过管道11输送至烟囱10，将浓缩后的高浓度废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，废气处理装置8与活性炭吸附装置9通过管道11与烟囱10相连，将净化后的空气通过烟囱10排出。

本系统的车间包括封闭室外空间15和多个设备封闭室，由于设备封闭室密闭收集废气，几乎没有废气泄露到封闭室外空间15，封闭室外空间15采用无组织排放处理；车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与外界形成隔离空间，设备封闭室换气装置3进气流量略小于废气排气流量，使设备封闭室处于微小的负压状态，保证废气不泄露；本系统通过将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室1、产生低浓度废气设备封闭室2两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，将低浓度废气经过高浓缩比废气浓缩装置6浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置8或者活性炭吸附装置9，净化后由烟囱10排出。

所述产生高浓度废气设备封闭室1VOC浓度为500～600mg/m³，所述产生低浓度废气设备封闭室2VOC浓度为50～60mg/m³，其中产生VOC的化工生产设备包括三辊研磨机、砂磨机、高速分散机、搅拌釜、包装区、配料区、真空泵排放管、反应釜泄压管、原料槽排气口、危废仓库空间等，产生高浓度废气设备封闭室1生产溶剂型产品，产生低浓度废气设备封闭室2生产UV型产品，产生高浓度废气设备封闭室1可以包含少量产生低浓度废气的设备，产生低浓度废气设备封闭室2可以包含少量产生高浓度废气的设备，设备封闭室中还可以包含产生低浓度废气的密闭操作包房；

所述废气处理装置8为市售的RTO蓄热燃烧装置或者CO催化燃烧装置，所述高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18为市售的沸石转轮或蜂窝活性炭转轮，转轮18的大小尺寸、吸附材料孔径可以根据废气浓度和风机风量进行调整更换。

本系统处理的VOC废气的组分包括甲苯、二甲苯、醚类、酮类、醇类。

进一步地，所述吸附区14正面与产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11相连，反面与烟囱10以及新风风机5通过管道11相连；所述高温脱附区12正面与废气处理装置8和活性炭吸附装置9通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连；所述两个冷却区13a、13b正面与新风风机5通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连。

本申请通过在高温脱附区12两侧设置冷却区13a、13b，且与脱附热风相反风向通入冷风，一方面右侧冷却区13a为了给经过高温脱附的转轮18扇区19降温使其恢复吸附力；另一方面，由于高温脱附区12温度较高，且高温脱附区12左侧冷却区13b吸附量较大，因此高温脱附区12左侧冷却区13b的导热系数相对较高，尤其是在转轮18旋转到分区框与高温脱附区12不重叠的时候，即转轮18的高温区与低温区在同一块转轮扇区19的时候，左侧冷却区13b极易受高温脱附区的余热影响导致吸附的VOC提前扩散到其他区域，导致高温脱附区12废气浓度降低以及吸附区14废气浓度升高，废气浓缩倍数无法达到预定值，因此采用两侧冷却区13a、13b与高温脱附区12反向通入冷风，限制高温脱附区的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区12与左侧冷却区13b交界处散逸出的VOC废气大部分随冷风重新进入左侧冷却区13b二次脱附，然后经再生加热器7加热成为脱附热风，少量的散逸VOC废气随脱附热风进入高温脱附区12通向废气处理装置8或活性炭吸附装置9，有效防止VOC散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，尤其适用于设有分区框的转轮18，因为分区框大多采用金属材料，制作成本较低，但更容易导热。

本申请中，所有管道11拐弯处采用45度角，减少废气气流阻力。

一种基于上述车间废气处理系统的环保处理方法，包括以下步骤：

(1)将产生高浓度废气设备封闭室1排出的废气以3000m³/h的总输送风量通过管道11排至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(2)将产生低浓度废气设备封闭室2排出的废气以20000m³/h的总输送风量通过管道11送至高浓缩比废气浓缩装置6吸附区14，废气中的VOC成分被转轮18转至吸附区14对应的扇区19吸附成为净化气体，净化气体通过管道11输送至烟囱10排放到大气中；吸附了VOC的扇区19转至高温脱附区12后，再生加热器7的热空气通入高温脱附区12，将高温脱附区12对应转轮18扇区19上的VOC加热脱附出来，浓缩脱附后的高浓度VOC废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(3)新风风机5将干净空气以2000m³/h的输送风量通入两侧冷却区13a、13b，使转轮18经过高温脱附区12后进入右侧冷却区13a的扇区19进行冷却，恢复吸附能力，同时减少左侧冷却区14因余热带来的影响，再从两侧冷却区13a、13b通过再生加热器7加热至150～200℃通向高温脱附区12。

(4)废气处理装置8或活性炭吸附装置9将VOC废气焚烧或吸附后成为净化气体通过烟囱10排放到大气中。

进一步地，还包括步骤：净化气体通过管道11再次输送至新风风机5中。

进一步地，高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18转速为6r/h。

进一步地，可以通过调节新风风机5的输送风量以及再生加热器7加热温度来调节废气浓缩倍数，倍数范围为5～15倍；

实施例2

参照图1～6，一种车间废气浓缩系统，包括高浓缩比废气浓缩装置6，所述高浓缩比废气浓缩装置6由外框支架16和可旋转地设于外框支架16中的圆饼状转轮18组成，外框支架16为前后贯通、四周密封的金属框，转轮18由多个等分圆的用吸附材料构成的扇区19拼成，扇区19之间通过分区框或密封材料隔离，所述转轮18扇区19按功能分为吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b，两个冷却区13a、13b位于高温脱附区12两侧且与吸附区14邻接，外框支架16上设有与吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b对应的功能区框17。

进一步地，所述吸附区14扇面为180°，高温脱附区12扇面为60°，两个冷却区13a、13b扇面为60°。

进一步地，所述高温脱附区12、吸附区14连接管道11处设有密封罩20安装在功能区框17上，设置密封罩20能够进一步减少高温脱附区12的废气泄漏到其他功能区，以及左侧冷却区13b散逸的废气泄漏到高温脱附区12或吸附区14中。

一种使用前述车间废气浓缩系统的车间废气收集系统，包括封闭室外空间15、设备封闭室、高浓缩比废气浓缩装置6、废气处理装置8、活性炭吸附装置9、烟囱10，车间内封闭室外空间15不密闭，车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与车间环境形成空气隔离，设备封闭室设有换气装置3，换气装置3进气流量略小于废气排气流量，产生高浓度废气设备封闭室1与废气处理装置8以及活性炭吸附装置9通过管道11相连，产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11与高浓缩比废气浓缩装置6连接，高浓缩比废气浓缩装置6将净化过的空气通过管道11输送至烟囱10，将浓缩后的高浓度废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，废气处理装置8与活性炭吸附装置9通过管道11与烟囱10相连，将净化后的空气通过烟囱10排出。

本系统的车间包括封闭室外空间15和多个设备封闭室，由于设备封闭室密闭收集废气，几乎没有废气泄露到封闭室外空间15，封闭室外空间15采用无组织排放处理；车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与外界形成隔离空间，设备封闭室换气装置3进气流量略小于废气排气流量，使设备封闭室处于微小的负压状态，保证废气不泄露；本系统通过将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室1、产生低浓度废气设备封闭室2两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，将低浓度废气经过高浓缩比废气浓缩装置6浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置8或者活性炭吸附装置9，净化后由烟囱10排出。

所述产生高浓度废气设备封闭室1VOC浓度为500～600mg/m³，所述产生低浓度废气设备封闭室2VOC浓度为50～60mg/m³，其中产生VOC的化工生产设备包括三辊研磨机、砂磨机、高速分散机、搅拌釜、包装区、配料区、真空泵排放管、反应釜泄压管、原料槽排气口、危废仓库空间等，产生高浓度废气设备封闭室1生产溶剂型产品，产生低浓度废气设备封闭室2生产UV型产品，产生高浓度废气设备封闭室1可以包含少量产生低浓度废气的设备，产生低浓度废气设备封闭室2可以包含少量产生高浓度废气的设备，设备封闭室中还可以包含产生低浓度废气的密闭操作包房。

所述废气处理装置8为市售的RTO蓄热燃烧装置或者CO催化燃烧装置，所述高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18为市售的沸石转轮或蜂窝活性炭转轮，转轮18的大小尺寸、吸附材料孔径可以根据废气浓度和风机风量进行调整更换。

本系统处理的VOC废气的组分包括甲苯、二甲苯、醚类、酮类、醇类。

进一步地，所述吸附区14正面与产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11相连，反面与烟囱10以及新风风机5通过管道11相连；所述高温脱附区12正面与废气处理装置8和活性炭吸附装置9通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连；所述两个冷却区13a、13b正面与新风风机5通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连。

本申请通过在高温脱附区12两侧设置冷却区13a、13b，且与脱附热风相反风向通入冷风，一方面右侧冷却区13a为了给经过高温脱附的转轮18扇区19降温使其恢复吸附力；另一方面，由于高温脱附区12温度较高，且高温脱附区12左侧冷却区13b吸附量较大，因此高温脱附区12左侧冷却区13b的导热系数相对较高，尤其是在转轮18旋转到分区框与高温脱附区12不重叠的时候，即转轮18的高温区与低温区在同一块转轮扇区19的时候，左侧冷却区13b极易受高温脱附区的余热影响导致吸附的VOC提前扩散到其他区域，导致高温脱附区12废气浓度降低以及吸附区14废气浓度升高，废气浓缩倍数无法达到预定值，因此采用两侧冷却区13a、13b与高温脱附区12反向通入冷风，限制高温脱附区的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区12与左侧冷却区13b交界处散逸出的VOC废气大部分随冷风重新进入左侧冷却区13b二次脱附，然后经再生加热器7加热成为脱附热风，少量的散逸VOC废气随脱附热风进入高温脱附区12通向废气处理装置8或活性炭吸附装置9，有效防止VOC散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，尤其适用于设有分区框的转轮18，因为分区框大多采用金属材料，制作成本较低，但更容易导热。

本申请中，所有管道11拐弯处采用45度角，减少废气气流阻力。

一种基于上述车间废气处理系统的环保处理方法，包括以下步骤：

(1)将产生高浓度废气设备封闭室1排出的废气以3000m³/h的总输送风量通过管道11排至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(2)将产生低浓度废气设备封闭室2排出的废气以20000m³/h的总输送风量通过管道11送至高浓缩比废气浓缩装置6吸附区14，废气中的VOC成分被转轮18转至吸附区14对应的扇区19吸附成为净化气体，净化气体通过管道11输送至烟囱10排放到大气中；吸附了VOC的扇区19转至高温脱附区12后，再生加热器7的热空气通入高温脱附区12，将高温脱附区12对应转轮18扇区19上的VOC加热脱附出来，浓缩脱附后的高浓度VOC废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(3)新风风机5将干净空气以2000m³/h的输送风量通入两侧冷却区13a、13b，使转轮18经过高温脱附区12后进入右侧冷却区13a的扇区19进行冷却，恢复吸附能力，同时减少左侧冷却区14因余热带来的影响，再从两侧冷却区13a、13b通过再生加热器7加热至150～200℃通向高温脱附区12。

(4)废气处理装置8或活性炭吸附装置9将VOC废气焚烧或吸附后成为净化气体通过烟囱10排放到大气中。

进一步地，还包括步骤：净化气体通过管道11再次输送至新风风机5中。

进一步地，高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18转速为7r/h。

进一步地，可以通过调节新风风机5的输送风量以及再生加热器7加热温度来调节废气浓缩倍数，倍数范围为5～15倍；

实施例3

参照图1～6，一种车间废气浓缩系统，包括高浓缩比废气浓缩装置6，所述高浓缩比废气浓缩装置6由外框支架16和可旋转地设于外框支架16中的圆饼状转轮18组成，外框支架16为前后贯通、四周密封的金属框，转轮18由多个等分圆的用吸附材料构成的扇区19拼成，扇区19之间通过分区框或密封材料隔离，所述转轮18扇区19按功能分为吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b，两个冷却区13a、13b位于高温脱附区12两侧且与吸附区14邻接，外框支架16上设有与吸附区14、高温脱附区12、两个冷却区13a、13b对应的功能区框17。

进一步地，所述吸附区14扇面为150°，高温脱附区12扇面为90°，两个冷却区13a、13b扇面为60°。

进一步地，所述高温脱附区12、吸附区14连接管道11处设有密封罩20安装在功能区框17上，设置密封罩20能够进一步减少高温脱附区12的废气泄漏到其他功能区，以及左侧冷却区13b散逸的废气泄漏到高温脱附区12或吸附区14中。

一种使用前述车间废气浓缩系统的车间废气收集系统，包括封闭室外空间15、设备封闭室、高浓缩比废气浓缩装置6、废气处理装置8、活性炭吸附装置9、烟囱10，车间内封闭室外空间15不密闭，车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与车间环境形成空气隔离，设备封闭室设有换气装置3，换气装置3进气流量略小于废气排气流量，产生高浓度废气设备封闭室1与废气处理装置8以及活性炭吸附装置9通过管道11相连，产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11与高浓缩比废气浓缩装置6连接，高浓缩比废气浓缩装置6将净化过的空气通过管道11输送至烟囱10，将浓缩后的高浓度废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，废气处理装置8与活性炭吸附装置9通过管道11与烟囱10相连，将净化后的空气通过烟囱10排出。

本系统的车间包括封闭室外空间15和多个设备封闭室，由于设备封闭室密闭收集废气，几乎没有废气泄露到封闭室外空间15，封闭室外空间15采用无组织排放处理；车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与外界形成隔离空间，设备封闭室换气装置3进气流量略小于废气排气流量，使设备封闭室处于微小的负压状态，保证废气不泄露；本系统通过将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室1、产生低浓度废气设备封闭室2两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9，将低浓度废气经过高浓缩比废气浓缩装置6浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置8或者活性炭吸附装置9，净化后由烟囱10排出。

所述产生高浓度废气设备封闭室1VOC浓度为500～600mg/m³，所述产生低浓度废气设备封闭室2VOC浓度为50～60mg/m³，其中产生VOC的化工生产设备包括三辊研磨机、砂磨机、高速分散机、搅拌釜、包装区、配料区、真空泵排放管、反应釜泄压管、原料槽排气口、危废仓库空间等，产生高浓度废气设备封闭室1生产溶剂型产品，产生低浓度废气设备封闭室2生产UV型产品，产生高浓度废气设备封闭室1可以包含少量产生低浓度废气的设备，产生低浓度废气设备封闭室2可以包含少量产生高浓度废气的设备，设备封闭室中还可以包含产生低浓度废气的密闭操作包房。

所述废气处理装置8为市售的RTO蓄热燃烧装置或者CO催化燃烧装置，所述高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18为市售的沸石转轮或蜂窝活性炭转轮，转轮18的大小尺寸、吸附材料孔径可以根据废气浓度和风机风量进行调整更换。

本系统处理的VOC废气的组分包括甲苯、二甲苯、醚类、酮类、醇类。

进一步地，所述吸附区14正面与产生低浓度废气设备封闭室2通过管道11相连，反面与烟囱10以及新风风机5通过管道11相连；所述高温脱附区12正面与废气处理装置8和活性炭吸附装置9通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连；所述两个冷却区13a、13b正面与新风风机5通过管道11相连，反面与再生加热器7通过管道11相连。

本申请通过在高温脱附区12两侧设置冷却区13a、13b，且与脱附热风相反风向通入冷风，一方面右侧冷却区13a为了给经过高温脱附的转轮18扇区19降温使其恢复吸附力；另一方面，由于高温脱附区12温度较高，且高温脱附区12左侧冷却区13b吸附量较大，因此高温脱附区12左侧冷却区13b的导热系数相对较高，尤其是在转轮18旋转到分区框与高温脱附区12不重叠的时候，即转轮18的高温区与低温区在同一块转轮扇区19的时候，左侧冷却区13b极易受高温脱附区的余热影响导致吸附的VOC提前扩散到其他区域，导致高温脱附区12废气浓度降低以及吸附区14废气浓度升高，废气浓缩倍数无法达到预定值，因此采用两侧冷却区13a、13b与高温脱附区12反向通入冷风，限制高温脱附区的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区12与左侧冷却区13b交界处散逸出的VOC废气大部分随冷风重新进入左侧冷却区13b二次脱附，然后经再生加热器7加热成为脱附热风，少量的散逸VOC废气随脱附热风进入高温脱附区12通向废气处理装置8或活性炭吸附装置9，有效防止VOC散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，尤其适用于设有分区框的转轮18，因为分区框大多采用金属材料，制作成本较低，但更容易导热。

本申请中，所有管道11拐弯处采用45度角，减少废气气流阻力。

一种基于上述车间废气收集系统的环保处理方法，包括以下步骤：

(1)将产生高浓度废气设备封闭室1排出的废气以3000m³/h的总输送风量通过管道11排至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(2)将产生低浓度废气设备封闭室2排出的废气以20000m³/h的总输送风量通过管道11送至高浓缩比废气浓缩装置6吸附区14，废气中的VOC成分被转轮18转至吸附区14对应的扇区19吸附成为净化气体，净化气体通过管道11输送至烟囱10排放到大气中；吸附了VOC的扇区19转至高温脱附区12后，再生加热器7的热空气通入高温脱附区12，将高温脱附区12对应转轮18扇区19上的VOC加热脱附出来，浓缩脱附后的高浓度VOC废气通过管道11输送至废气处理装置8或活性炭吸附装置9；

(3)新风风机5将干净空气以2000m³/h的输送风量通入两侧冷却区13a、13b，使转轮18经过高温脱附区12后进入右侧冷却区13a的扇区19进行冷却，恢复吸附能力，同时减少左侧冷却区14因余热带来的影响，再从两侧冷却区13a、13b通过再生加热器7加热至150～200℃通向高温脱附区12。

(4)废气处理装置8或活性炭吸附装置9将VOC废气焚烧或吸附后成为净化气体通过烟囱10排放到大气中。

进一步地，还包括步骤：净化气体通过管道11再次输送至新风风机5中。

进一步地，高浓缩比废气浓缩装置6的转轮18转速为8r/h。

进一步地，可以通过调节新风风机5的输送风量以及再生加热器7加热温度来调节废气浓缩倍数，倍数范围为5～15倍；

实施例4

新风风机5干净空气的输送风量为4000m³/h，其余同实施例2。

实施例5

新风风机5干净空气的输送风量为1400m³/h，其余同实施例2。

对比例1

去掉高浓缩比废气浓缩装置6的两个冷却区13，所述吸附区14扇面为270°，高温脱附区12扇面为90°，其余同实施例2。

对比例2

去掉高浓缩比废气浓缩装置左侧的冷却区13，所述吸附区14扇面为180°，高温脱附区12扇面为90°，右侧冷却区13扇面为90°，其余同实施例2。

对比例3

高浓缩比废气浓缩装置6转速设为2r/h，其余同实施例3。

设置为检测从高浓缩比废气浓缩装置散逸的废气浓度采用VOC监测分析仪检测高浓缩比废气浓缩装置吸附前废气浓度以及吸附后废气浓度，计算废气浓缩倍数，以及检测烟囱排出气体的VOC浓度。

表1

由上表可见经本系统处理后，高浓缩比废气浓缩装置浓缩倍数更高，烟囱排出气体的VOC浓度极低，浓缩效果和净化效果非常优秀。

本申请在高温脱附区12两侧均设置冷却区13a、13b，且与高温脱附区12反向通入冷风，限制高温脱附区12的余热范围，形成冷热风对流，高温脱附区12与左侧冷却区13b交界处散逸出的VOC废气一部分随冷风重新进入左侧冷却区13b二次脱附，另一部分随热风进入高温脱附区12通向废气处理装置8或活性炭吸附装置9，有效防止左侧冷却区13bVOC废气散逸，在同样的温度和风量下具有更高的废气浓缩倍数，具有高废气浓缩比和高浓缩效率，尤其适用于设有分区框的转轮18；

本申请的高浓缩比废气浓缩装置6能够通过调节新风风机5的风量以及再生加热器7加热温度来调节废气浓缩倍数，且废气浓缩倍数调节更加容易且稳定，调节成本和能耗更低。

本申请采用设备封闭室隔离化工生产设备产生的废气，封闭室外空间15做无组织排放处理，降低了废气处理成本；将设备封闭室区分为产生高浓度废气设备封闭室1、产生低浓度废气设备封闭室2两种，高浓度废气直接输送至废气处理装置8或者活性炭吸附装置9，将低浓度废气经过本申请的高浓缩比废气浓缩装置6浓缩成为高浓度废气，与原有高浓度废气一同输送至废气处理装置8或者活性炭吸附装置9，净化后由烟囱10排出，该系统采用本申请的高浓缩比废气浓缩装置6后能够依据实际生产时的废气浓度和通量实时调节废气浓缩倍数，大大提升废气收集系统的处理效率和减少运行成本，尤其适用于高、中、低浓度废气并存的工厂车间。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种车间废气浓缩系统，其特征在于，包括高浓缩比废气浓缩装置(6)，所述高浓缩比废气浓缩装置(6)由外框支架(16)和可旋转地设于外框支架(16)中的圆饼状转轮(18)组成，外框支架(16)为前后贯通、四周密封的金属框，转轮(18)由多个等分圆的用吸附材料构成的扇区(19)拼成，扇区(19)之间通过分区框或密封材料隔离，所述转轮(18)扇区(19)按功能分为吸附区(14)、高温脱附区(12)、两个冷却区(13a、13b)，两个冷却区(13a、13b)位于高温脱附区(12)两侧且与吸附区(14)邻接，外框支架(16)上设有与吸附区(14)、高温脱附区(12)、两个冷却区(13a、13b)对应的功能区框(17)。

2.根据权利要求1所述的车间废气浓缩系统，其特征在于，所述吸附区扇面为90～180°，高温脱附区扇面为60～90°，两个冷却区扇面为45～60°。

3.根据权利要求2所述的车间废气浓缩系统，其特征在于，所述高温脱附区、吸附区连接管道处设有密封罩安装在功能区框上。

4.一种使用权利要求1所述车间废气浓缩系统的车间废气收集系统，其特征在于，包括封闭室外空间、设备封闭室、高浓缩比废气浓缩装置、废气处理装置、活性炭吸附装置、烟囱，车间内封闭室外空间不密闭，车间内设有多个设备封闭室，化工生产设备通过设备封闭室与车间环境形成空气隔离，设备封闭室设有换气装置，换气装置进气流量略小于废气排气流量，产生高浓度废气设备封闭室与废气处理装置以及活性炭吸附装置通过管道相连，产生低浓度废气设备封闭室通过管道与高浓缩比废气浓缩装置连接，高浓缩比废气浓缩装置将净化过的空气通过管道输送至烟囱，将浓缩后的高浓度废气通过管道输送至废气处理装置或活性炭吸附装置，废气处理装置与活性炭吸附装置通过管道与烟囱相连，将净化后的空气通过烟囱排出。

5.根据权利要求4所述的车间废气收集系统，其特征在于，所述吸附区正面与产生低浓度废气设备封闭室通过管道相连，反面与烟囱以及新风风机通过管道相连；所述高温脱附区正面与废气处理装置和活性炭吸附装置通过管道相连，反面与再生加热器通过管道相连；所述两个冷却区正面与新风风机通过管道相连，反面与再生加热器通过管道相连。

6.根据权利要求4所述的车间废气收集系统，其特征在于，收集系统收集的VOC废气的组分包括甲苯、二甲苯、醚类、酮类、醇类。

7.一种基于权利要求5所述车间废气收集系统的废气环保处理方法，包括以下步骤：

(1)将产生高浓度废气设备封闭室排出的废气以3000m³/h的总输送风量通过管道排至废气处理装置或活性炭吸附装置；

(2)将产生低浓度废气设备封闭室排出的废气以20000m³/h的总输送风量通过管道送至高浓缩比废气浓缩装置吸附区，废气中的VOC成分被转轮转至吸附区对应的扇区吸附成为净化气体，净化气体通过管道输送至烟囱排放到大气中；吸附了VOC的扇区转至高温脱附区后，再生加热器的热空气通入高温脱附区，将高温脱附区对应转轮扇区上的VOC加热脱附出来，浓缩脱附后的高浓度VOC废气通过管道输送至废气处理装置或活性炭吸附装置；

(3)新风风机将干净空气以1400～4000m³/h的输送风量通入两侧冷却区，使转轮经过高温脱附区后进入右侧冷却区的扇区进行冷却，恢复吸附能力，同时减少左侧冷却区因余热带来的影响，再从两侧冷却区通过再生加热器加热至150～200℃通向高温脱附区。

(4)废气处理装置或活性炭吸附装置将VOC废气焚烧或吸附后成为净化气体通过烟囱排放到大气中。

8.根据权利要求7所述的环保处理方法，其特征在于，还包括步骤：净化气体通过管道输送至新风风机中。

9.根据权利要求7或8所述的环保处理方法，其特征在于，高浓缩比废气浓缩装置的转轮转速为6～8r/h。

10.根据权利要求7或8所述的环保处理方法，其特征在于，高浓缩比废气浓缩装置可以根据新风风机输送风量及再生加热器加热温度调节废气浓缩倍数，倍数范围为5～15倍。

Images