CN114259841A - 一种含voc的废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种含VOC的废气处理系统，包括顺次设置的脱硫装置、粗滤装置、活性炭吸附器和排气装置，活性炭吸附器上连接有脱附装置，在脱硫装置的入口处以并联的方式连接有VOC废气输送管路和双液吸收装置，脱附装置为内设催化空间的管式换热器，管式换热器的侧壁上设置壳程进气口和壳程出气口，壳程进气口与设置在活性炭吸附器上的脱附出气口通过壳程进气管连接，管式换热器的管程进气口与催化空间连通，管式换热器的管程出气口通过脱附回流管与活性炭吸附器的入口连通，在脱附回流管上还设置有分支管线，分支管线与双液吸收装置的入口端管路连接。本发明用于提高催化氧化反应器的脱附效率，对催化氧化反应器内排出的含VOC气体进行二次吸收，避免VOC排放超标。
Description
技术领域
本发明涉及有机废气处理领域，具体的说是一种含VOC的废气处理系统。
背景技术
挥发性的有机化合物，简称为VOC(Volatile Organic Compounds)，在工业生产中，通常作为溶剂来使用，使用之后便通过各种途径散发到大气中，对环境造成污染。其中化工领域对这类挥发性有机溶剂的使用最为广泛，其不间断释放的VOC气体中广泛包含各类生物毒性的脂肪族化合物、卤代烃和芳香族化合物等,给居民生活健康带来严重的威胁。这类具有较高生物毒性的VOC气体中，所含苯、卤代烃等成分对人体多个脏器、神经系统、骨骼发育等均带来致癌、致畸等严重后果，所以必须控制VOC的排放，对自然环境和生命健康负责。
目前对VOC气体的处理多使用活性碳吸附的方法，主要是因为活性碳细孔结构比较好，吸附性比较强，在活性炭饱和后对吸附饱和的活性碳进行脱附，能够使活性炭循环利用。目前活性炭的脱附方式是在催化氧化反应器内通过电加热对VOC催化氧化，电加热催化氧化的方式存在升温慢，换热效率低，热交换不完全，能耗高，设备使用成本高的问题。此外，在对VOC催化氧化时，需要引入一部分空气进入催化氧化反应系统，随着空气的持续引入，会造成催化氧化反应系统内气压增加，为了维持系统内的气压稳定，就需要向外界排出催化氧化反应系统内的气体，而此时排出的气体中VOC往往并未催化完全，因此依然会出现排放超标的问题，对环境造成污染。
发明内容
本发明旨在提供一种含VOC的废气处理系统，以提高催化氧化反应器的脱附效率，对催化氧化反应器内排出的含VOC气体进行二次吸收，避免VOC排放超标。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种含VOC的废气处理系统，包括依工序顺次设置的脱硫装置、粗滤装置、活性炭吸附器和排气装置，活性炭吸附器上连接有脱附装置，活性炭吸附器为并联设置的多个，多个活性炭吸附器以并联的方式连接在脱附装置上，在脱硫装置的入口处以并联的方式连接有VOC废气输送管路和双液吸收装置，脱附装置为内设催化空间的管式换热器，催化空间具有以燃气为燃料的加热区，管式换热器的侧壁上设置壳程进气口和壳程出气口，壳程进气口与设置在活性炭吸附器上的脱附出气口通过壳程进气管连接，壳程进气管上还连接有空气进气管，催化空间设置在管式换热器的一端，催化空间上设有连接壳程出气口的壳程出气管和连接燃气供气装置的燃气管；管式换热器的管程进气口与催化空间连通，管式换热器的管程出气口通过脱附回流管与活性炭吸附器的入口连通，在脱附回流管上还设置有分支管线，分支管线与双液吸收装置的入口端管路连接。
作为上述技术方案的进一步优化，催化空间位于管式换热器的一个封头内，管式换热器的封头内设置有隔挡板，催化空间位于隔挡板一侧，隔挡板的另一侧与管式换热器的管程出气口连通以供催化氧化后的气体排出管式换热器。
作为上述技术方案的进一步优化，催化空间包括加热区和催化床，催化床用于放置供VOC催化氧化的催化剂，壳程出气管和燃气供气装置的燃气管均连接在加热区。
作为上述技术方案的进一步优化，壳程进气口和壳程出气口相对设置在管式换热器侧壁的两端。
作为上述技术方案的进一步优化，双液吸收装置包括吸收液输送回流机构、VOC废气预处理机构和双液吸收反应器；VOC废气预处理机构包括主管道和设置在主管道内的预处理组件，主管道的进气端与分支管线连接，主管道的排气端与双液吸收反应器连接，VOC废气预处理机构用于对通入双液吸收反应器的VOC废气进行预处理，吸收液输送回流机构用于向双液吸收反应器内输送双液吸收液和供吸附有VOC的双液吸收液回流，双液吸收反应器供双液吸收液对VOC废气进行降温及对VOC废气中的VOC进行吸附；双液吸收反应器包括主吸收塔和间隔设置在主吸收塔内的一级喷雾总成、一级肺仿生捕雾网、隔板、二级肺仿生捕雾网和二级喷淋总成，隔板用于将主吸收塔分为一级吸收腔和二级吸收腔，隔板上设置有连通一级吸收腔和二级吸收腔的通气管道，一级喷雾总成和一级肺仿生捕雾网位于一级吸收腔，一级肺仿生捕雾网设置在一级喷雾总成和隔板之间，二级肺仿生捕雾网和二级喷淋总成位于二级吸收腔；主吸收塔上连接有供液管道、回流管线和进气管道，供液管道和回流管线均与吸收液输送回流机构连通，进气管道用于与主管道的排气端连通，主吸收塔的二级吸收腔还设置有与脱硫装置连接的排放管道；吸收液输送回流机构包括储液池，储液池上部设置有竖向隔离板，竖向隔离板用于将储液池的上部分为加水部和加脂部两部分，加水部和加脂部的底部相连通，以使加脂部底部的水能够流入加水部底部，加水部的出水口与吸收液辅助混流泵的进水口连接，吸收液辅助混流泵的出水口连接在文丘里管的进液端，加脂部的出脂口管路连接在文丘里管的喉管，文丘里管的出液端通过吸收液主混流泵与双液吸收反应器连接，出脂口设置在加脂部的侧壁且位于加脂部内水脂分层处的上方，加脂部还与双液吸收反应器和VOC废气预处理机构的回流管线的连接以供吸附有VOC的双液吸收液流入。
作为上述技术方案的进一步优化，活性炭吸附器的入口处设置有进气阀门，活性炭吸附器的出口处设置有排气阀门和脱附排气阀门，排气阀门用于控制活性炭吸附器内的气体流向排气装置，脱附排气阀门用于控制气体流向脱附装置，脱附装置的脱附回流管上设置有回流管阀门，脱附回流管的分支管线上设置有分支管线阀门。
作为上述技术方案的进一步优化，在脱附回流管上设置有压力计。
作为上述技术方案的进一步优化，壳程进气管上设置有脱附引风机。
作为上述技术方案的进一步优化，排气装置包括排气引风机和气体监测器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过采用燃气加热的催化氧化反应器代替传统的电加热催化氧化反应器，燃气升温快，催化效率高，能耗低，减少了设备使用成本。
2、本发明通过引入双液吸收装置，使脱附装置中含有VOC的气体排入双液吸收装置中，一方面通过双液吸收装置对VOC气体进行吸收处理，避免了VOC气体在未充分催化氧化的情况下排入空气中对环境造成污染，另一方面双液吸收装置内雾化的双液吸收液对VOC气体进行降温，避免了VOC气体温度较高而对脱硫过程和活性炭吸附器造成影响。
3、本发明通过并联的活性炭吸附器可以实现在其中一个活性炭吸附器进行吸附工作，对另一个活性炭吸附器进行脱附，两个活性炭吸附器一开一备，工作过程互不干扰，提高了工作吸附、脱附的效率。
附图说明
图1为本发明的废气处理系统结构示意图；
图2为催化氧化反应器的结构示意图；
图3为双液吸收装置的结构示意图；
图4为VOC废气预处理机构示意图；
图5为毛刷捕雾阵列的俯视图；
图6为毛刷捕雾阵列的侧视图；
图7为吸收液输送回流机构的结构示意图；
图8为双液吸收反应器的结构示意图；
图9为文丘里管的结构示意图；
图10为现有技术中废气处理系统结构示意图；
附图标记：1、VOC废气输送管路，2、脱硫装置，3、粗滤装置，4、第一活性炭吸附器，5、排气引风机，6、气体监测器，7、第二活性炭吸附器，8、脱附引风机，9、空气进气管，10、脱附装置，1001、侧壁，1002、壳程，1003、管程，1004、催化空间，1004-1、催化剂，1004-2、催化床，1004-3、加热区，1005、隔挡板，11、脱附回流管，1101、分支管线，12、压力计，13、分支管线阀门，14、双液吸收装置，1401、双液吸收反应器，1401-1、排气管，1401-2、隔板，1401-3、二级吸收腔，1401-4、一级吸收腔，1401-5、一级回流管线，1401-6、一级喷雾总成，1401-7、一级肺仿生捕雾网，1401-8、二级回流管线，1401-9、通气管道，1401-10、分隔伞帽，1401-11、二级喷淋总成，1401-12、二级肺仿生捕雾网，1402、VOC废气预处理机构，1402-1、主管道，1402-2、吸收液喷雾总成，1402-3、毛刷捕雾阵列，1402-4、吸收液回流槽，1402-5、吸收液回流管，1402-6、防溢流集液槽，1403、吸收液输送回流机构，1403-1、储液池，1403-2、加水部，1403-3、加脂部，1403-4、竖向隔离板，1403-5、吸收液辅助混流泵，1403-6、文丘里管，1403-6A、进液端，1403-6B、喉管，1403-6C、出液端，1403-7、吸收液主混流泵，1404、喷淋输送回流机构，15、第一回流管阀门，16、第二进气阀门，17、第一进气阀门，18、第一排气阀门，19、第一脱附排气阀门，1901、第一脱附出气管线，20、第二排气阀门，21、第二脱附排气阀门，2101、第二脱附出气管线，22、壳程进气阀门，2201、壳程进气管，23、壳程出气管，24、燃气管，25、第二回流管阀门，26、防火门。
具体实施方式
本发明为一种含VOC的废气处理系统，如图1、图10所示，该废气处理系统与现有技术相同的是：包括依工序顺次设置的脱硫装置2、粗滤装置3、活性炭吸附器和排气装置，活性炭吸附器上连接有脱附装置10，活性炭吸附器可以并联设置为多个，多个活性炭吸附器以并联的方式连接在脱附装置10上。排气装置为排气引风机5和气体监测器6，排气引风机5通过管路连接在排气阀门的下游。
与现有技术不同的是：本发明的废气处理系统在脱硫装置2的入口处除了连接有VOC废气输送管路1外，还以并联的方式连接有双液吸收装置14；现有技术中的脱附装置10为电加热的VOC催化氧化反应器，但是由于采用电加热进行催化氧化的方式存在升温慢，换热效率低，热交换不完全，能耗高等问题，因此本发明中的脱附装置10为燃气加热的VOC催化氧化反应器。
本发明中的VOC催化氧化反应器为管式换热器，管式换热器的侧壁1001上设置有壳程进气口和壳程出气口，壳程进气口和壳程出气口相对于侧壁1001异侧设置且位于侧壁1001的两端，壳程进气口与设置在活性炭吸附器上的脱附出气口通过壳程进气管2201连接，壳程进气管2201上还连接有空气进气管9以向该废气处理系统内补入空气。活性炭吸附器的入口处设置有进气阀门和脱附进气阀门，活性炭吸附器的出口处设置有排气阀门和脱附排气阀门，进气阀门和排气阀门配合能够使VOC气体进入活性炭吸附器，在活性炭吸附器内VOC被吸附后的气体流向排气装置，脱附进气阀门和脱附排气阀门配合能够使脱附气流流入活性炭吸附器，以对活性炭吸附器内的活性炭进行脱附。
如图2所示，管式换热器内设有催化空间1004，催化空间1004具有以燃气为燃料的加热区1004-3。管式换热器的两端各设置有一个封头，催化空间1004位于其中的一个封头内。管式换热器的封头内设置有隔挡板1005；催化空间1004位于隔挡板1005的一侧，催化空间1004包括加热区1004-3和催化床1004-2，加热区1004-3位于催化床1004-2的下方，催化床1004-2用于放置供VOC催化氧化的催化剂1004-1，加热区1004-3用于向催化床1004-2提供热量以供VOC催化氧化，壳程出气管23和燃气供气装置的燃气管24均连接在加热区1004-3。燃气燃烧产生大量热量，使含有VOC的气体在催化剂1004-1的作用下催化氧化，由于燃气燃烧升温快，温度高，可以提高VOC的催化效率。
管式换热器的管程1003进气口与催化空间1004连通，以供催化氧化后产生的高温气体进入管程1003内，隔挡板1005的另一侧与管式换热器的管程1003出气口连通，以使在管式换热器内管程1003的气体排出管式换热器，管式换热器的管程1003出气口通过脱附回流管11与活性炭吸附器的入口连通，脱附回流管11内的气体循环对活性炭吸附器进行脱附。由于壳程1002内进入的气体为经空气进气管9补入的空气和活性炭吸附器内引出的含VOC气体，这些气体温度比管程1003内气体的温度低，因此可以在管式换热器内完成热量交换，使管程1003内的热量传递给壳程1002，对进入壳程1002的气体预热，同时对管程1003的气体降温，使脱附回流管11内的气流维持在一定的温度。通过管式管热器的换热作用，避免燃烧后的高温气体直接通入活性炭吸附器而对活性炭吸附器产生影响，并且通过提高壳程1002内的气体温度，便于壳程1002内的气体在催化空间1004内燃烧。在脱附回流管11上还设置有分支管线，分支管线与双液吸收装置14的入口端管路连接。
下面，参照具体实施例对本发明的废气处理系统做进一步说明，如图1所示，本实施例中活性炭吸附器的数量两个，分别为第一活性炭吸附器4和第二活性炭吸附器7。依照废气处理的工序顺次设置，含VOC的废气经过防火门26后经脱硫装置2的进气端进入脱硫装置2，脱硫装置2的排气端与粗滤装置3的进气端连接，粗滤装置3的排气端分为两条支路，其中一条支路通过第一进气阀门17与第一活性炭吸附器4的进气端连接，另一条支路通过第二进气阀门16与第二活性炭吸附器7的进气端连接；第一活性炭吸附器4的排气端通过第一排气阀门18连接排气装置，第一活性炭吸附器4的排气端还设置有第一脱附出气口，脱附出气口与脱附装置10连接，以对第一活性炭吸附器4内饱和的活性炭进行脱附。具体的，第一脱附出气口连接有第一脱附出气管线1901，第一脱附出气管线1901与管式换热器的壳程进气口通过壳程进气管2201连接，第一脱附出气管线1901上设置有第一脱附排气阀门19；第二活性炭吸附器7的排气端通过第二排气阀门20与排气装置连接，第二活性炭吸附器7的排气端设置有与脱附装置10连接的第二脱附出气口，以对第二活性炭吸附器7内饱和的活性炭进行脱附，具体为，第二脱附出气口连接的第二脱附出气管线2101连接在壳程进气管2201上，第二脱附出气管线2101上设置有第二脱附排气阀门21；因此，第一脱附出气管线1901和第二脱附出气管线2101并联在壳程进气管2201上，壳程进气管2201还设置有壳程进气阀门22和脱附引风机8，脱附引风机8以带动活性炭吸附器内的气体循环流动，在脱附工作时将活性炭吸附器内的气体引出，在壳程进气管2201上连接有空气进气管9以向脱附装置10内补入空气。
壳程进气管2201与管式换热器的壳程进气口连接，以向管式换热器的壳程1002通入从活性炭吸附器中引出的含VOC气体以及补入的空气。壳程1002内的气体经过壳程1002后由壳程出气口排出并通入管式换热器的催化空间1004，催化空间1004包括加热区1004-3和催化床1004-2，催化床1004-2上放置有VOC催化氧化的催化剂1004-1。连接燃气供气装置的燃气管24也连接在催化空间1004，燃气和VOC气体以及补入的空气在催化空间1004的加热区1004-3汇集燃烧，并在催化剂1004-1的作用下使VOC气体分解，管式换热器的管程1003进气口与催化空间1004连通，分解后的高温气体进入管式换热器的管程1003，高温气体在管程1003内与壳程1002内的气体进行热交换，管程1003内完成热交换后的气体从管程1003出气口排出，管程1003出气口连接有脱附回流管11，脱附回流管11分出两条回流支路，两条回流支路分别与第一活性炭吸附器4的入口和第二活性炭吸附器7的入口连接，与第一活性炭吸附器4连接的支路上连接有第一回流阀门15，与第二活性炭吸附器7连接的支路上连接有第二回流阀门25。
脱附回流管11上设置有气压计12，气压计12用于监测脱附过程中脱附回流管11的压力，脱附回流管11和两个回流支路之间还设置有分支管线1101，分支管线1101上设置有分支管线阀门13。为了避免壳程进气管2201补入的空气造成脱附过程中管路压力过大，可将气压计12设置一定的范围，当脱附回流管11的压力达到设定值时，开启分支管线1101的分支管线阀门13，使脱附回流管11中的一部分气体由分支管线1101排出。
在脱附工作未完成时，脱附回流管11中排出的气体依然会含有一定量的VOC，因此将分支管线1101中的气体直接排入空气中会造成环境污染。本发明中分支管线1101与双液吸收装置14的入口端管路连接，分支管线1101中的VOC气体进入双液吸收装置14，双液吸收装置14用于供双液吸收液对VOC废气进行降温及对VOC废气中的VOC进行吸附。
如图3、图4所示，双液吸收装置14包括吸收液输送回流机构1403、VOC废气预处理机构1402和双液吸收反应器1401；VOC废气预处理机构1402包括主管道1402-1和设置在主管道1402-1内的预处理组件，主管道1402-1的进气端与分支管线1101连接，主管道1402-1的排气端与双液吸收反应器1401连接，VOC废气预处理机构1402用于对通入双液吸收反应器1401的VOC废气进行预处理；吸收液输送回流机构1403用于向VOC废气预处理机构1402和双液吸收反应器1401内输送双液吸收液，并供吸附有VOC的双液吸收液回流，双液吸收反应器1401供双液吸收液对VOC废气进行降温及对VOC废气中的VOC进行吸附。
如图3、图7、图9所示，吸收液输送回流机构1403包括储液池1403-1，储液池1403-1上部设置有竖向隔离板1403-4，竖向隔离板1403-4用于将储液池1403-1的上部分为加水部1403-2和加脂部1403-3两部分，加水部1403-2和加脂部1403-3的底部相连通，以使加脂部1403-3底部的水能够流入加水部1403-2底部。加水部1403-2的出水口与吸收液辅助混流泵1403-5的进水口连接，吸收液辅助混流泵1403-5的出水口管路连接在文丘里管1403-6的进液端1403-6A，加脂部1403-3的出脂口管路连接在文丘里管1403-6的喉管1403-6B，文丘里管1403-6内部水的高速流动产生负压，对出脂口流出的脂类化合物产生引流，使脂类化合物流入文丘里管1403-6，文丘里管1403-6的出液端1403-6C与吸收液主混流泵1403-7的进液口管路连接。吸收液辅助混流泵1403-5、文丘里管1403-6、吸收液主混流泵1403-7的配合作用使脂类化合物和水乳化混合形成双液吸收液，吸收液主混流泵1403-7的出液口与供液管道的进液端管路连接，以向双液吸收反应器1401和VOC废气预处理机构1402内输送双液吸收液。
双液吸收液由脂类化合物和水混合乳化而成，双液吸收液中脂类化合物的含量在5％～95％，吸收液辅助混流泵1403-5的流量为吸收液主混流泵1403-7流量的15％。出脂口设置在加脂部1403-3的侧壁1001且位于加脂部1403-3内水脂分层处的上方，加脂部1403-3还与双液吸收反应器1401的回流管线连接以供吸附有VOC的双液吸收液流入。吸附有VOC的双液吸收液流入加脂部1403-3后，双液吸收液中的水沉降至加脂部1403-3的底部，吸附有VOC的脂继续由出脂口流出并与水混匀后通入一级喷雾总成1401-6或二级喷淋总成1401-11，经过反复吸附，待脂吸附的VOC达到饱和后，将吸附有VOC的脂混合物移出储液池1403-1并减压分馏，以分离出脂中的吸附VOC，脂可以继续加入加脂部1403-3进行重复利用。
如图4所示，VOC废气预处理机构1402的主管道1402-1水平略带倾斜的设置，主管道1402-1的进气口高于主管道1402-1的出气口。预处理组件为主管道1402-1内沿气体流向依次设置间隔分布的吸收液喷雾总成1402-2和毛刷捕雾阵列1402-3，其中吸收液喷雾总成1402-2包括一根沿主管道1402-1内径设置的喷雾管线，喷雾管线的进液端和主管道1402-1外部的吸收液输送回流机构1403相连，该吸收液输送回流机构1403同时为双液吸收反应器1401提供吸收液；喷雾管线上设有多个雾化喷嘴，雾化喷嘴朝向主管道1402-1的出气方向喷雾。
如图5、图6所示，毛刷捕雾阵列1402-3设置有多个捕雾毛刷，并覆盖主管路的流道，捕雾毛刷为圆柱形毛刷，多个捕雾毛刷在主管道1402-1内呈V字形布置，当呈V字形布置时，可以增大毛刷与VOC气体以及吸收液的接触面积，提高吸收效率。
主管道1402-1上还设有直径大于管道直径的环形膨大段。环形膨大段设置为两个，均位于毛刷捕雾阵列1402-3的下游，两个环形膨大段分别作为吸收液回流槽1402-4和防溢流集液槽1402-6。吸收液回流槽1402-4设置在防溢流集液槽1402-6的上游位置。吸收液回流槽1402-4和防溢流集液槽1402-6的底部均设有吸收液回流管1402-5，两个吸收液回流管1402-5汇流后连接至吸收液输送回流机构1403的加脂部1403-3。
雾化后的双液吸收液在吸收VOC后逐渐沉降到主管道1402-1的底部，并流动到吸收液回流槽1402-4内，再经吸收液回流管1402-5流入吸收液输送回流机构1403的加脂部1403-3。如果吸收液回流管1402-5回流较慢，导致吸收液回流槽1402-4盛满吸收液，多余的吸收液还会汇集到防溢流集液槽1402-6内，进入防溢流集液槽1402-6也可以经吸收液回流管1402-5流入吸收液输送回流机构1403的加脂部1403-3。
如图8所示，双液吸收反应器1401包括主吸收塔和间隔设置在主吸收塔内的一级喷雾总成1401-6、一级肺仿生捕雾网1401-7、隔板1401-2、二级肺仿生捕雾网1401-12和二级喷淋总成1401-11，隔板1401-2用于将主吸收塔分为一级吸收腔1401-4和二级吸收腔1401-3，隔板1401-2上设置有连通一级吸收腔1401-4和二级吸收腔1401-3的通气管道1401-9，通气管道1401-9的周向设置有通气孔，通气管道1401-9的顶部罩设有分隔伞帽1401-10，分隔伞帽1401-10为小端向上的伞形，分隔伞帽1401-10一方面提高了一级吸收腔1401-4内气体流向二级吸收腔1401-3时的风阻，降低了气体风速，另一方面避免了二级吸收腔1401-3内的双液吸收液经通气管道1401-9流入一级吸收腔1401-4。一级喷雾总成1401-6和一级肺仿生捕雾网1401-7位于一级吸收腔1401-4，一级肺仿生捕雾网1401-7设置在一级喷雾总成1401-6和隔板1401-2之间，二级肺仿生捕雾网1401-12和二级喷淋总成1401-11位于二级吸收腔1401-3。主吸收塔上连接有供液管道、回流管线和进气管道，供液管道的出液端与一级喷雾总成1401-6和二级喷淋总成1401-11连接以向主吸收塔内输入双液吸收液，供液管道的进液端连接在吸收液输送回流机构1403上，供液管道包括与一级喷雾总成1401-6连接的一级供液管道和与二级喷淋总成1401-11连接的二级供液管道；回流管线的进液端连接在主吸收塔上，回流管线的出液端连接在吸收液输送回流机构1403的加脂部1403-3上，回流管线包括连接在一级吸收腔1401-4上的一级回流管线1401-5和连接在二级吸收腔1401-3上的二级回流管线1401-8，进气管道用于与主管道1402-1的排气端连通，主吸收塔的二级吸收腔1401-3还设置有与脱硫装置2连接的排气管1401-1。
吸收液输送回流机构1403还包括喷淋输送回流机构1404，喷淋输送回流机构1404与吸收液输送回流机构1403的结构相同，不同之处在于喷淋输送回流机构1404的供液管道为二级供液管道，二级供液管道与二级喷淋总成1401-11的入口连接，吸收液输送回流机构1403的供液管道为一级供液管道，一级供液管道与一级喷雾总成1401-6的入口连接，喷淋输送回流机构1404的回流管线为二级回流管线1401-8，吸收液输送回流机构1403的回流管线为一级回流管线1401-5。
一级喷雾总成1401-6包括一级输液管和间隔设置在一级输液管上的雾化喷头，一级输液管用于与供液管道连接以向一级吸收腔1401-4内喷洒雾化后的双液吸收液。一级肺仿生捕雾网1401-7和二级肺仿生捕雾网1401-12均为具有大量孔洞的空间拓扑变形结构(容易理解的形态为洗碗球、钢丝球)，孔洞的直径不小于4mm；待处理VOC废气与吸收液雾滴共同向上运动附着在一级肺仿生捕雾网1401-7上，由于一级肺仿生捕雾网1401-7具有大量的孔洞，吸收液雾滴和VOC废气能够在一级肺仿生捕雾网1401-7的孔洞内更充分的完成吸附。雾化双液吸收液吸收VOC的过程中，进入主吸收塔内的含VOC气体温度较高、相对湿度较低，因此VOC分子之间不易发生凝聚。雾化后的双液吸收液雾滴直径小于0.15mm，因此雾化后的双液吸收液整体表面积较大，双液吸收液雾滴与VOC气体接触时通过双液吸收液中的水分蒸发吸热，吸收VOC废气中的热量，同时双液吸收液中的水分对VOC气体进行加湿，达到过饱和状态，此时提高了一级吸收腔1401-4内水的蒸汽分压，降低了VOC的蒸汽分压，有利于VOC分子的凝聚。双液吸收液中的脂类化合物雾滴作为VOC凝结时的结晶核，VOC凝结在脂类化合物上后继续漂浮至一级肺仿生捕雾网1401-7，雾滴在一级肺仿生捕雾网1401-7上凝结成片最终汇集为大量的液滴，大量液滴在一级仿生肺捕雾网上汇集并落下至一级吸收腔1401-4的底部，经一级回流管线1401-5排出至一级吸收腔1401-4外。
二级肺仿生捕雾网1401-12为沿二级吸收腔1401-3高度方向间隔设置的两层，二级喷淋总成1401-11位于两层二级肺仿生捕雾网1401-12之间。二级喷淋总成1401-11包括二级输液管和间隔设置在二级输液管上的喷淋喷头，二级输液管沿主吸收塔的内壁周向设置，二级喷淋总成1401-11喷洒的双液吸收液对二级吸收腔1401-3内的VOC废气进行进一步的吸附。喷淋喷头沿水平方向喷洒双液吸收液，喷淋喷头喷洒的吸收液流量较大，能够在喷淋喷头的喷洒方向形成一层动态液膜，对由通气管道1401-9流入二级吸收腔1401-3的吸收液雾滴和VOC废气进行再次吸收，再次吸收后的气体通过液膜后继续向上移动，再经过上层二级肺仿生捕雾网1401-12将气体中夹带的少量油雾再次吸附，从而提高VOC的吸附效率。
本发明的废气处理系统中，由于两个活性炭吸附器为并联的方式连接，可以实现其中一个活性炭吸附器进行吸附工作，对另一个活性炭吸附器进行脱附，两个活性炭吸附器一开一备，工作过程互不干扰，提高了工作吸附、脱附的效率。
当第一活性炭吸附器4处于吸附工作，需对第二活性炭吸附器7进行脱附时：
第一活性炭吸附器4的吸附过程包括如下步骤，首先，打开第一进气阀门17和第一排气阀门18，关闭第一回流管阀门15和第一脱附排气阀门19；其次，含VOC的气体通过防火门26后进入脱硫装置2，经脱硫装置2后进入粗滤装置3，之后进入第一活性炭吸附器4，在第一活性炭吸附器4内完成吸附后经过排气引风机5、气体监测器6，完成吸附后的气体最终排出该废气处理系统。
第二活性炭吸附器7的脱附过程包括如下步骤，
步骤一、关闭第二进气阀门16和第二排气阀门20，打开第二回流管阀门25、第二脱附排气阀门21和壳程进气阀门22；
步骤二，在催化空间1004内燃烧燃气，加热后的气体经脱附回流管11流入第二活性炭吸附器7，将第二活性炭吸附器7中活性炭吸附的废气脱附出来；同时启动脱附引风机8，将第二活性炭吸附器7脱附出来的气体引入管式换热器的壳程1002进行预热；
步骤三，预热后的气体进入催化空间1004进行催化氧化反应，反应后的气体通过管程1003后经脱附回流管11再次流入第二活性炭吸附器7，继续进行活性炭的脱附；
步骤四，重复多次上述步骤后，第二活性炭吸附器7和脱附装置10之间气压达到设定值后，打开脱附回流管11上分支管线1101的分支管线阀门13，脱附回流管11的一部分气体依次进入双液吸收装置14、脱硫装置2和粗滤装置3进行二次处理，再进入第一活性炭吸附器4进行吸附。
Claims (9)
1.一种含VOC的废气处理系统，包括依工序顺次设置的脱硫装置(2)、粗滤装置(3)、活性炭吸附器和排气装置，活性炭吸附器上连接有脱附装置(10)，活性炭吸附器为并联设置的多个，多个活性炭吸附器以并联的方式连接在脱附装置(10)上，其特征在于，在脱硫装置(2)的入口处以并联的方式连接有VOC废气输送管路(1)和双液吸收装置(14)，脱附装置(10)为内设催化空间(1004)的管式换热器，催化空间(1004)具有以燃气为燃料的加热区(1004-3)，管式换热器的侧壁(1001)上设置壳程进气口和壳程出气口，壳程进气口与设置在活性炭吸附器上的脱附出气口通过壳程进气管(2201)连接，壳程进气管(2201)上还连接有空气进气管(9)，催化空间(1004)设置在管式换热器的一端，催化空间(1004)上设有连接壳程出气口的壳程出气管(23)和连接燃气供气装置的燃气管(24)；管式换热器的管程进气口与催化空间(1004)连通，管式换热器的管程出气口通过脱附回流管(11)与活性炭吸附器的入口连通，在脱附回流管(11)上还设置有分支管线(1101)，分支管线(1101)与双液吸收装置(14)的入口端管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，催化空间(1004)位于管式换热器的一个封头内，管式换热器的封头内设置有隔挡板(1005)，催化空间(1004)位于隔挡板(1005)一侧，隔挡板(1005)的另一侧与管式换热器的管程出气口连通以供催化氧化后的气体排出管式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，催化空间(1004)包括加热区(1004-3)和催化床(1004-2)，催化床(1004-2)用于放置供VOC催化氧化的催化剂(1004-1)，壳程出气管(23)和燃气供气装置的燃气管(24)均连接在加热区(1004-3)。
4.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，壳程进气口和壳程出气口相对设置在管式换热器侧壁(1001)的两端。
5.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，双液吸收装置(14)包括吸收液输送回流机构(1403)、VOC废气预处理机构(1402)和双液吸收反应器(1401)；VOC废气预处理机构(1402)包括主管道(1402-1)和设置在主管道(1402-1)内的预处理组件，主管道(1402-1)的进气端与分支管线(1101)连接，主管道(1402-1)的排气端与双液吸收反应器(1401)连接，VOC废气预处理机构(1402)用于对通入双液吸收反应器(1401)的VOC废气进行预处理，吸收液输送回流机构(1403)用于向双液吸收反应器(1401)内输送双液吸收液和供吸附有VOC的双液吸收液回流，双液吸收反应器(1401)供双液吸收液对VOC废气进行降温及对VOC废气中的VOC进行吸附；
双液吸收反应器(1401)包括主吸收塔和间隔设置在主吸收塔内的一级喷雾总成(1401-6)、一级肺仿生捕雾网(1401-7)、隔板(1401-2)、二级肺仿生捕雾网(1401-12)和二级喷淋总成(1401-11)，隔板(1401-2)用于将主吸收塔分为一级吸收腔(1401-4)和二级吸收腔(1401-3)，隔板(1401-2)上设置有连通一级吸收腔(1401-4)和二级吸收腔(1401-3)的通气管道(1401-9)，一级喷雾总成(1401-6)和一级肺仿生捕雾网(1401-7)位于一级吸收腔(1401-4)，一级肺仿生捕雾网(1401-7)设置在一级喷雾总成(1401-6)和隔板(1401-2)之间，二级肺仿生捕雾网(1401-12)和二级喷淋总成(1401-11)位于二级吸收腔(1401-3)；主吸收塔上连接有供液管道、回流管线和进气管道，供液管道和回流管线均与吸收液输送回流机构连通，进气管道用于与主管道(1402-1)的排气端连通，主吸收塔的二级吸收腔(1401-3)还设置有与脱硫装置(2)连接的排放管道(1401-1)；吸收液输送回流机构(1403)包括储液池(1403-1)，储液池(1403-1)上部设置有竖向隔离板(1403-4)，竖向隔离板(1403-4)用于将储液池(1403-1)的上部分为加水部(1403-2)和加脂部(1403-3)两部分，加水部(1403-2)和加脂部(1403-3)的底部相连通，以使加脂部(1403-3)底部的水能够流入加水部(1403-2)底部，加水部(1403-2)的出水口与吸收液辅助混流泵(1403-5)的进水口连接，吸收液辅助混流泵(1403-5)的出水口连接在文丘里管(1403-6)的进液端(1403-6A)，加脂部(1403-3)的出脂口管路连接在文丘里管(1403-6)的喉管(1403-6B)，文丘里管(1403-6)的出液端(1403-6C)通过吸收液主混流泵(1403-7)与双液吸收反应器(1401)连接，出脂口设置在加脂部(1403-3)的侧壁(1001)且位于加脂部(1403-3)内水脂分层处的上方，加脂部(1403-3)还与双液吸收反应器(1401)和VOC废气预处理机构(1402)的回流管线的连接以供吸附有VOC的双液吸收液流入。
6.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，活性炭吸附器的入口处设置有进气阀门，活性炭吸附器的出口处设置有排气阀门和脱附排气阀门，排气阀门用于控制活性炭吸附器内的气体流向排气装置，脱附排气阀门用于控制气体流向脱附装置(10)，脱附装置(10)的脱附回流管(11)上设置有回流管阀门(15)，脱附回流管(11)的分支管线(1101)上设置有分支管线阀门(13)。
7.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，在脱附回流管(11)上设置有压力计(15)。
8.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，壳程进气管(2201)上设置有脱附引风机(8)。
9.根据权利要求1所述的一种含VOC的废气处理系统，其特征在于，排气装置包括排气引风机(5)和气体监测器(6)。
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