CN114269455A - 挥发性有机化合物减少设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种VOC减少设备(1)，包括：第一转子元件(2)和第二转子元件(3)，该第一转子元件和第二转子元件配置成通过吸附和解吸将VOC(9)与空气分离；第一吸附区(16)，该第一吸附区配置成引导工艺空气流(8)通过第一转子元件(2)；第一解吸区(13)，该第一解吸区配置成引导第一再生空气流(18)通过第一转子元件(2)；转化器(36)，该转化器配置成将VOC(9)转化为残留产物(37)。第二转子元件(3)配置成在第一再生空气流通过第一转子元件(2)之后在第二吸附区(38)处接收第一再生空气流(18)。第二解吸区(34)配置成引导第二再生空气流(32)通过第二转子元件(3)。转化器(36)配置成在第二再生空气流(32)已经通过第二转子元件(3)之后接收第二再生空气流(32)。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机化合物(VOC)减少设备和由根据所附权利要求的VOC减少设备的控制装置来执行的方法。本发明还涉及根据所附权利要求的计算机程序产品和计算机可读介质。
背景技术
用于制造工艺或其他工业工艺的系统通常排放作为副产品的颗粒和烟雾或废气，所述废气可能包括气态空气污染物、比如挥发性有机化合物。出于环境和健康原因并且遵守环境法律，期望在将烟雾排放至大气之前移除VOCs。
VOC减少设备用于减少工业工艺气体中的VOCs，VOC减少设备设置有转子元件，该转子元件保持用于移除VOC的介质。某些已知的VOC减少系统利用转子元件，该转子元件保持用于移除VOCs的介质。这种介质的一个示例是沸石。沸石是具有适合吸附VOCs的特性的无机晶体。当转子元件以受控速度旋转时，载有VOC的工艺空气流被导向通过设备的限定吸附区，并且随着沸石从工艺空气流中吸附和移除大部分VOCs而作为基本清洁的空气离开。清洁后的空气可以安全地排放至大气。转子元件继续旋转，并且已经吸附了VOCs的转子元件的沸石部分移动至限定的解吸或再生区。为了将由转子元件吸附的VOC移除，经加热的再生空气在VOC减少设备的再生区中被导向通过转子元件。移除的VOC在浓缩空气流中被携带远离转子以进行进一步处理。因此，转子元件连续转动，使得吸附的VOCs从吸附区移动至再生区，在再生区中VOCs从转子元件被移除，并且然后转子的再生部段返回至吸附区，在吸附区中工艺空气流在连续工艺中流动通过转子元件。VOCs的浓缩空气流可以被送至氧化剂和/或催化剂，其中，VOCs被转化为残留产物。比如水蒸气和二氧化碳(CO2)。这种沸石转子元件可以结合到更复杂的系统中，该更复杂的系统包括一个或更多个转子元件和相应的驱动马达以及各种马达驱动的风扇。
文献US2018154303A1公开了用于从工艺气态流中移除特定物质的设备，该设备包括转子元件。
发明内容
进入转子元件的VOC浓缩空气流通常被送至氧化剂和/或催化剂，以将VOCs转化为残留产物、比如非污染成分。通过在氧化室中使用任何已知的燃烧燃料、比如天然气或柴油燃料的燃烧来生成氧化剂中的氧化热。氧化生成的热量可以通过计量燃料供应和/或燃料消耗来控制。在氧化室中，氧化可以将VOCs转化为水蒸气和CO2。然而，用于生成热的燃料消耗的大小取决于VOC浓缩空气流中的VOC浓度。VOC浓缩空气流中的高浓度的VOC将减少燃料的消耗和还有生成的CO2。
因此，需要开发一种VOC减少设备，该VOC减少设备在将VOCs氧化为残留产物时减少燃料的消耗。
还需要开发一种VOC减少设备，该VOC减少设备在将VOCs氧化为残留产物时减少生成的CO2。
还需要开发一种VOC减少设备，该VOC减少设备对要处理的工艺空气流中的高浓度的VOCs进行提取。
因此，本发明的目的是开发一种VOC减少设备和一种由VOC减少设备的控制装置执行的方法，该VOC减少设备在将VOC氧化为残留产物时减少燃料的消耗。
本发明的另一目的是还开发一种VOC减少设备和一种由VOC减少设备的控制装置执行的方法，该VOC减少设备在将VOCs氧化为残留产物时减少生成的CO2。
本发明的另一目的是还开发一种VOC减少设备和一种由VOC减少设备的控制装置执行的方法，该VOC减少设备对要处理的空气流中的高浓度的VOCs进行提取。
这些目的通过上述VOC减少设备和由根据所附权利要求的VOC减少设备的控制装置来执行的方法来实现。
根据本发明，提供了一种用于从空气中移除挥发性有机化合物的挥发性有机化合物减少设备，该设备包括：各自设置有多个通道的第一转子元件和第二转子元件，所述多个通道配置成使挥发性有机化合物吸附至第一转子元件和第二转子元件中以及从第一转子元件和第二转子元件解吸来将挥发性有机化合物与空气分离；设备的第一吸附区，该第一吸附区配置成引导工艺空气流通过第一转子元件；设备的第一解吸区，该第一解吸区配置成引导第一再生空气流通过第一转子元件；和转化器，该转化器配置成将挥发性有机化合物转化为残留产物；其中，第二转子元件配置成在第一再生空气流通过第一转子元件之后在设备的第二吸附区处接收第一再生空气流；该设备的第二解吸区配置成引导第二再生空气流通过第二转子元件；并且转化器配置成在第二再生空气流已经通过第二转子元件之后接收作为浓缩的挥发性有机化合物的第二再生空气流，并且其中，第一转子元件具有带有第一直径的圆形构型并且第二转子元件具有带有第二直径的圆形构型；并且第一直径大于第二直径。
被携带在第一再生空气流中离开第一转子元件的移除的VOCs将在通过第二转子元件并且作为第二再生空气流离开第二转子元件之后进一步被浓缩。第一转子元件和第二转子元件连续转动，使得吸附的VOCs从吸附区移动至再生区，在再生区中，VOCs从转子元件中被移除，并且转子的再生部段然后返回至吸附区。第二再生空气流中浓缩的VOC被送至转化器，其中，VOCs在氧化转化器中通过氧化被转化为残留产物、比如水蒸气和CO2，或其中VOCs通过其他方式比如在冷却转化器中进行浓缩或在沉淀转化器中进行沉淀而被转化为残留产物。
这种VOC减少设备将对要处理的空气流中的高浓度的VOCs进行提取。VOC减少设备将在使VOCs氧化为残留产物时减少燃料的消耗。此外，在将VOCs氧化为残留产物时生成的CO2也将减少。
根据本发明，提供了一种用于从空气中移除挥发性有机化合物的方法，该方法由挥发性有机化合物减少设备的控制装置来执行，通过使挥发性有机化合物吸附至设备的第一转子元件和第二转子元件以及从设备的第一转子元件和第二转子元件解吸而将挥发性有机化合物与空气分离。第一转子元件和第二转子元件各自设置有多个通道，并且其中，第一转子元件具有带有第一直径的圆形构型并且第二转子元件具有带有第二直径的圆形构型；并且第一直径大于第二直径。该方法包括以下步骤：生成工艺空气流，该工艺空气流在设备的第一吸附区处通过第一转子元件；产生第一再生空气流，该第一再生空气流在设备的第一解吸区处通过第一转子元件；在第一再生空气流通过第一转子元件之后，在设备的第二吸附区处在第二转子元件中接收第一再生空气流；产生第二再生空气流，该第二再生空气流在设备的第二解吸区处通过第二转子元件；在第二再生空气流已经通过第二转子元件之后，在转化器中接收作为浓缩的挥发性有机化合物的第二再生空气流；以及在装置的转化器中将挥发性有机化合物转化为残留产物。
该方法将在使VOCs氧化为残留产物、比如无污染成分时减少燃料的消耗。此外，该方法在将VOCs氧化为残留产物时将减少生成的CO2。这种方法还将对要处理的空气流中的高浓度的VOCs进行提取。
本发明的其他目的、优点和新颖特征将根据以下详细说明并通过实施本发明而对于本领域技术人员来说是显而易见的。尽管下面描述了本发明，但是显而易见的是本发明不限于具体描述的细节。熟悉本文的教导的本领域技术人员将认识到其他领域中的其他应用、改型和结合方式，其他领域中的其他应用、改型和结合方式在本发明的范围内。
附图说明
为了对本发明及其进一步的目的和优点的更全面的理解，应该与附图一起来阅读下文所阐述的详细描述，在附图中，各个图中的相同的附图标记表示相似的部件，并且在附图中：
图1示意性地图示了根据示例的挥发性有机化合物减少设备的原理，
图2示意性地图示了根据示例的挥发性有机化合物减少设备，
图3示出了用于由根据示例的挥发性有机化合物减少设备的控制装置执行的方法的流程图，以及
图4示意性地图示了根据示例的控制单元或计算机。
具体实施方式
根据本公开的挥发性有机化合物(VOC)减少设备和方法将在使VOCs氧化为残留产物、比如无污染成分时减少燃料的消耗。此外，该设备和方法将减少在使VOCs氧化为残留产物时生成的二氧化碳(CO2)。根据本公开的VOCs减少设备和方法还将对要处理的空气流中的高浓度的VOCs进行提取。
根据本公开，提供了一种用于从空气中移除挥发性有机化合物的挥发性有机化合物减少设备，该设备包括：各自设置有多个通道的第一转子元件和第二转子元件，所述多个通道配置成通过使挥发性有机化合物吸附至第一转子元件和第二转子元件以及从第一转子元件和第二转子元件中解吸而将挥发性有机化合物与空气分离；设备的第一吸附区，该第一吸附区配置成引导工艺空气流通过第一转子元件；设备的第一解吸区，该第一解吸区配置成引导第一再生空气流通过第一转子元件；和转化器，该转化器配置成将挥发性有机化合物转化为残留产物；其中，第二转子元件配置成在第一再生空气流通过第一转子元件之后在设备的第二吸附区处接收第一再生空气流；该设备的第二解吸区配置成引导第二再生空气流通过第二转子元件；并且转化器配置成在第二再生空气流已经通过第二转子元件之后接收作为浓缩的挥发性有机化合物的第二再生空气流，并且其中，第一转子元件具有带有第一直径的圆形构型并且第二转子元件具有带有第二直径的圆形构型；并且第一直径大于第二直径。
挥发性有机化合物减少设备能够移除空气中的VOCs，这些VOCs来自例如制造工艺或其他工业工艺。包含VOCs的空气在作为经处理空气——该经处理空气基本上不包含VOCs或仅包含极少量VOCs——的空气而排放至大气之前，被引入到VOC减少设备中并在VOC减少设备中被处理。第一转子元件和第二转子元件各自设置有多个通道，这些通道从每个转子元件的一个侧部延伸至另一侧部。第一转子元件和第二转子元件保持用于移除VOCs的介质。这种介质的一个示例是吸附VOCs的沸石。沸石介质布置在转子中的通道的表面上。替代性地，整个转子元件由沸石制成。第一转子元件和第二转子元件中的每一者借助于驱动元件比如电动马达以受控的速度旋转。每个转子元件可以设置有电动马达，使得第一转子元件和第二转子元件可以彼此独立地并且以不同的旋转速度被驱动。该设备的控制装置可以连接至电动马达，以用于单独地对第一转子元件和第二转子元件的旋转速度进行控制。该设备可以替代性地配置成没有控制装置。
工艺空气流包含VOCs并且例如来自进行制造工艺或其他工业工艺的建筑物中的空气。载有VOC的工艺空气流被导向通过设备的第一吸附区，并且载有VOC的工艺空气流在第一转子元件中的沸石从工艺空气流吸附和移除大部分VOCs时作为大致清洁的空气离开。已经通过转子元件的空气然后可以作为清洁空气安全地排放至大气。第一转子元件继续旋转，并且已经吸附了VOC的第一转子元件的部段被移动至设备的第一解吸区。为了将由第一转子元件吸附的VOCs移除，经加热的第一再生空气流在设备的第一解吸区中被导向通过设备的第一转子元件。经加热的第一再生空气流将VOCs从第一转子元件移除，并且VOCs被携带在第一再生空气流中离开第一转子元件并进一步至设备的第二吸附区，该第二吸附区位于第二转子元件处。包含VOCs的第一再生空气流在设备的第二吸附区处被导向通过第二转子元件。第二转子元件中的沸石从第一再生空气流中吸附大量VOCs并且将大量VOCs从第一再生空气流中移除。
为了将由第二转子元件吸附的VOC移除，经加热的第二再生空气流在第二解吸区中被导向通过设备的第二转子元件。经加热的第二再生空气流从第二转子元件移除VOC，并且移除的VOC以浓缩的形式被携带在第二再生空气流中离开第二转子元件并进一步至转化器。转化器可以是氧化剂和/或催化剂，其中，VOCs被转化为残留产物、比如水蒸气和二氧化碳(CO2)。通过在氧化室中使用任何已知的燃烧燃料、比如天然气或柴油燃料的燃烧来生成氧化剂中的氧化热。用于生成热的燃料消耗的大小取决于第二再生空气流中VOCs的浓度。由于在第二再生空气流中具有高浓度的VOCs，因此燃料消耗以及还有生成的CO2将减少。替代性地，VOCs通过其他方式、比如在冷却转化器中进行浓缩或在沉淀转化器中进行沉淀而被转化为残留产物。
从第一转子元件移除的VOC被携带在第一再生空气流中离开第一转子元件并进一步至第二转子元件。第一再生空气流中的VOC的浓度将在第二转子元件的过程期间增加。然而，与第一转子元件和第二转子元件具有相等直径时的情况相比，当第一转子元件的第一直径d1大于第二元件的第二直径d2时，第二再生空气流在离开第二转子元件时第二再生空气流的VOCs的浓度更高。可以将第二转子元件配置成具有比第一转子元件的直径小的直径，由于通过第二转子元件的第一再生空气流的体积流量小于通过第一转子元件的第一工艺空气流的体积流量。因此，为了处理大量空气流以便使大体积的空气清洁，通过第一转子元件的工艺空气流的流量的体积应该大。由于第二转子元件处理来自第一转子元件的第一再生空气流，因此在第二转子元件中处理工艺空气流的能力可以低于在第一转子元件中处理工艺空气流的能力。因此，第二转子元件可以与第一转子元件相比具有小的直径。
根据示例，第一直径d1与第二直径d2之间的比率在20:1至2:1的范围内。
可以将第二转子元件配置成具有比第一转子元件的直径明显小的直径。因此，第一转子元件的直径可以是第二转子元件的直径的二十倍大。在第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的这种大差异的情况下，通过第二转子元件的第一再生空气流的体积流量应该适应第二转子元件的该较小尺寸。当第二转子元件出现时，第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的这种大差异将导致第二再生空气流中的大浓度的VOCs。
由于第二再生空气流中的高浓度的VOCs，由氧化室中燃料的燃烧而生成的氧化剂中的氧化热将导致用于生成热的燃料消耗减少。因为第二再生空气流中高浓度的VOCs，由于第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的大差异，因此当氧化室中的燃烧生成氧化剂中的氧化热时，燃料的消耗和生成的CO2将减少。
根据示例，第一直径d1与第二直径d2之间的比率在15:1至5:1的范围内。
当第一直径d1与第二直径d2之间的比率在15:1至5:1的范围内时，该设备可以适应于处理大体积的工艺空气。由于第二再生空气流中的高浓度的VOCs，在该范围内的第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的差异将导致用于生成热的燃料消耗减少。由于当氧化室中的燃烧生成氧化剂中的氧化热时低的燃料消耗，与15:1至5:1的范围对应的第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的差异也将减少生成的CO2。
根据示例，第一直径d1与第二直径d2之间的比率是10:1。
当第一直径d1与第二直径d2之间的比率为10:1时，可以优化设备以处理大量的工艺空气。由于第二再生空气流中的高浓度的VOCs，对应于10:1的第一转子元件的转子直径与第二转子元件的转子直径的差异将导致用于生成热的燃料消耗减少。由于当氧化室中的燃烧生成氧化剂中的氧化热时低的燃料消耗，第一转子元件的转子直径和第二转子元件的转子直径的这种差异也将减少生成的CO2。由于第二再生空气流中高浓度的VOCs，VOCs可以通过其他方式比如在冷却转化器中进行浓缩或在沉淀转化器中进行沉淀而有效地转化为残留产物。
根据示例，工艺空气风扇配置成生成工艺空气流，该工艺空气流在设备的第一吸附区处通过第一转子元件。这种工艺空气风扇可以由第一风扇马达驱动。工艺空气风扇的旋转速度可以被单独地控制。工艺空气风扇可以布置成推动或吸入工艺空气通过第一转子元件。
根据示例，再生空气风扇配置成产生第一再生空气流，该第一再生空气流在设备的第一解吸区处通过第一转子元件；并且其中，再生空气风扇配置成产生第二再生空气流，该第二再生空气流在设备的第二解吸区处通过第二转子元件。这种再生空气风扇可以由第二风扇马达驱动。再生空气风扇的旋转速度可以被单独地控制。再生空气风扇可以布置成推动或吸入再生空气通过第一转子元件和/或第二转子元件。
该设备可以配置成没有工艺空气风扇和/或没有再生空气风扇。因此，工艺空气流可以在没有工艺空气风扇的情况下生成。第一再生空气流和第二再生空气流可以在没有再生空气风扇的情况下生成。替代地，工艺空气流以及第一再生空气流和第二再生空气流可以借助于设备中和设备外部的压力差来生成。
根据示例，冷却器配置成在第一再生空气流通过第一转子元件之后并且在第一再生空气流进入第二转子元件之前接收并冷却第一再生空气流。冷却器将降低第一再生空气流的温度。第一再生空气流在进入第一转子元件之前被加热。第一再生空气流被引导至设备的第二处理区，以进一步引导至第二转子元件。为了在第二转子元件中的通道的表面上实现VOCs的有效吸附，第一再生空气流的温度应该在预定温度范围内。第一再生空气流在离开冷却器时的温度范围可以是10℃至70℃。因此，冷却器将在第一再生空气流进入第二转子元件之前降低第一再生空气流的温度。设备中空气流的引导可以通过导管、通道和/或管道或类似的引导元件来执行。
根据示例，在热交换器中从第一再生空气流浓缩的挥发性有机化合物配置成被引导至转化器。第一再生空气流可以包含蒸汽。在冷却器中降低第一再生空气流的温度可能在冷却器中导致的浓缩的VOCs。浓缩的VOCs配置成被引导至转化器并与第二再生空气流中的VOCs一起转化为残留产物。
根据示例，热交换器配置成在第一再生空气流通过第一转子元件之后并且在第一再生空气流进入第二转子元件之前接收第一再生空气流；并且其中，热交换器配置成接收待在热交换器中被第一再生空气流加热的环境空气。
热交换器配置成对进入热交换器的环境空气进行加热，而且还降低第一再生空气流的温度。由于第一再生空气流用于加热环境空气，因此第一再生空气流的温度会降低。第一再生空气流在进入第一转子元件之前被加热。第一再生空气流被引导至设备的第二处理区，以进一步引导至第二转子元件。为了在第二转子元件中的通道的表面上实现VOCs的有效吸附，第一再生空气流的温度应在预定温度范围内。第一再生空气流在离开热交换器时的温度范围可以是10℃至70℃。因此，热交换器将在第一再生空气流进入第二转子元件之前降低第一再生空气流的温度。设备中空气流的引导可以通过导管、通道和/或管道或类似的引导元件来执行。该设备可以设置有冷却器和/或热交换器。
根据示例，再生空气风扇配置成进给来自热交换器的经加热的环境空气并产生第一再生空气流。
在热交换器中被第一再生空气流加热的环境空气被用作第一转子元件中的第一再生空气流。因此，再生空气风扇将来自热交换器的经加热的环境空气进给至设备的第一再生区。
根据示例，再生空气风扇配置成进给来自热交换器的经加热的环境空气并产生第二再生空气流。
在热交换器中被第一再生空气流加热的环境空气可以用作第二转子元件中的第二再生空气流。因此，再生空气风扇将来自热交换器的经加热的环境空气进给至设备的第二再生区。
根据示例，在热交换器中从第一再生空气流被浓缩的挥发性有机化合物配置成被引导至转化器。
第一再生空气流可以包含蒸汽。在热交换器中降低第一再生空气流的温度可能会在热交换器中导致浓缩的VOCs。浓缩的VOCs配置成被引导至转化器并与第二再生空气流中的VOCs一起转化为残留产物。
根据示例，第一再生空气流在通过第二转子元件之后配置成在设备的第一吸附区处进入第一转子元件的工艺空气流。
第二转子元件中的沸石从第一再生空气流中吸附大量的VOCs并从第一再生空气流中移除大量的VOC。然而，由于在第一再生空气流进入第二转子元件之前第一再生空气流中VOCs的浓度，离开第二转子元件的第一再生空气流可能包含VOCs。因此，离开第二转子元件的第一再生空气流在设备的第一吸附区处返回至工艺空气流。
根据示例，一种配置成控制该设备的控制装置。该控制装置可以是该设备的一部分，也可以是外部控制装置。控制装置可以配置成控制多个不同的设备。
根据本公开，提供了一种用于从空气中移除挥发性有机化合物的方法，该方法由挥发性有机化合物减少设备来执行，通过使挥发性有机化合物吸附至设备的第一转子元件和第二转子元件以及从设备的第一转子元件和第二转子元件解吸而将挥发性有机化合物与空气分离。第一转子元件和第二转子元件各自设置有多个通道，并且其中，第一转子元件具有带有第一直径的圆形构型，并且第二转子元件具有带有第二直径的圆形构型；并且第一直径大于第二直径。该方法包括下述步骤：生成工艺空气流，该工艺空气流在设备的第一吸附区处通过第一转子元件；产生第一再生空气流，该第一再生空气流在设备的第一解吸区处通过第一转子元件；在第一再生空气流通过第一转子元件之后，在设备的第二吸附区处在第二转子元件中接收第一再生空气流；产生第二再生空气流，该第二再生空气流在设备的第二解吸区处通过第二转子元件；在第二再生空气流已经通过第二转子元件之后，在转化器中接收作为浓缩的挥发性有机化合物的第二再生空气流；以及在设备的转化器中将挥发性有机化合物转化为残留产物。
可以在上述挥发性有机化合物减少设备中来执行将空气中的来自例如制造工艺或其他工业工艺的VOCs移除，通过将VOCs吸附至设备的第一转子元件和第二转子元件以及从设备的第一转子元件和第二转子元件解吸而将VOCs与空气分离。包含VOCs的空气在作为经处理的空气——该经处理的空气基本上不包含VOCs或仅包含很少量的VOCs——的空气而排放至大气之前，被引入或引导到VOC减少设备中并在VOC减少设备中被处理。第一转子元件和第二转子元件各自设置有多个通道，所述多个通道从每个转子元件的一个侧部延伸至另一侧部。生成工艺空气流可以借助于设备的工艺空气风扇来执行。工艺空气流在设备的第一吸附区处被导引通过第一转子元件。工艺空气风扇可以是电动马达驱动的风扇，该风扇吸入处理空气通过第一转子元件。产生第一再生空气流可以借助于设备的再生空气风扇来执行，第一再生空气流在设备的第一解吸区处通过第一转子元件。再生空气风扇可以是电动马达驱动的风扇，该风扇借助于正压力迫使工艺空气通过第一转子元件。在第一再生空气流通过第一转子元件之后在设备的第二吸附区处在第二转子元件中接收第一再生空气流是通过将第一再生空气流引导至第二转子元件处的第二吸附区来执行。第一再生空气流的这种引导可以通过设备的导管、通道和/或管道或类似物来执行。通过再生空气风扇产生第二再生空气流在设备的第二解吸区处通过第二转子元件可以通过将第二再生空气流引导到第二转子元件处的第二解吸区来执行。在第二再生空气流已经通过第二转子元件之后在转化器中接收作为浓缩VOCs的第二再生空气流可以通过从第二转子元件中的通道的表面吸附VOCs来执行。在设备的转化器中将VOCs转化为残留产物可以在氧化剂和/或催化剂中进行，其中，VOCs被转化为残留产物、比如水蒸气和二氧化碳(CO2)。通过在氧化室中使用任何已知的燃烧燃料、比如天然气或柴油燃料的燃烧来生成氧化剂中的氧化热。用于生成热的燃料消耗的大小取决于第二再生空气流中VOCs的浓度。由于在第二再生空气流中具有高浓度的VOCs，当氧化室中的燃烧生成氧化剂中的氧化热时，燃料的消耗和生成的CO2将减少。由于第二再生空气流中高浓度的VOCs，VOCs可以通过其他方式比如在冷却转化器中进行浓缩或在沉淀转化器中进行沉淀而有效转化为残留产物。
根据示例，该方法还包括以下步骤：在第一再生空气流通过第一转子元件之后并且在第二转子元件接收第一再生空气流之前，在冷却器中接收并冷却第一再生空气流。
冷却器配置成降低第一再生空气流的温度。由于第一再生空气流用于加热环境空气，因此第一再生空气流的温度将降低。第一再生空气流在进入第一转子元件之前被加热。第一再生空气流被引导至设备的第二处理区，以进一步引导至第二转子元件。为了在第二转子元件中的通道的表面上实现VOCs的有效吸附，第一再生空气流的温度应在预定温度范围内。第一再生空气流在离开冷却器时的温度范围可以是10℃至70℃。因此，冷却器将在第一再生空气流进入第二转子元件之前降低第一再生空气流的温度。设备中空气流的引导可以通过导管、通道和/或管道或类似的引导元件来执行。
根据示例，该方法包括其他步骤：在第一再生空气流通过第一转子元件之后并且在第二转子元件接收第一再生空气流之前，在设备的热交换器中接收第一再生空气流；在热交换器中接收环境空气以在热交换器中被第一再生空气流加热；并且通过再生空气风扇进给来自热交换器的经加热的环境空气。
热交换器配置成对进入热交换器的环境空气进行加热，而且还降低第一再生空气流的温度。由于第一再生空气流用于加热环境空气，因此第一再生空气流的温度将降低。第一再生空气流在进入第一转子元件之前被加热。第一再生空气流被引导至设备的第二处理区，以进一步引导至第二转子元件。为了在第二转子元件中的通道的表面上实现VOCs的有效吸附，第一再生空气流的温度应该在预定的温度范围内。第一再生空气流在离开热交换器时的温度范围可以是10℃至70℃。因此，热交换器将在第一再生空气流进入第二转子元件之前降低第一再生空气流的温度。设备中空气流的引导可以通过导管、通道和/或管道或类似的引导元件来执行。
本公开还涉及一种包括指令的计算机程序，这些指令在该程序由计算机执行时使计算机执行上述公开的方法。本发明还涉及一种包括指令的计算机可读介质，这些指令在由计算机执行时使计算机执行上述公开的方法。
现在将参照附图进一步说明本公开。
图1示意性地图示了根据示例的挥发性有机化合物(VOC)减少设备1的第一转子元件2的原理。根据本公开的VOC减少设备1包括两个转子元件，第一转子元件2和第二转子元件3(图2)。然而，为了描述转子元件的功能，图1中公开了仅第一转子元件2。多个通道4布置在第一转子元件2中。通道4可以从第一转子元件2的一个侧部延伸至另一侧部。通道4与第一转子元件2的第一中心轴线6平行。工艺空气流8可以通过通道4。第一转子元件2适于通过减少工艺空气流8中的VOCs 9来处理工艺空气流8，该工艺空气流8可以通过第一转子元件2的通道4。第一转子元件2保持用于移除VOCs 9的介质11。这种介质11的一个示例是沸石。沸石从工艺空气流8吸附和移除大部分VOCs 9。大体V形状的分隔构件10将第一转子元件2的饼形状部分12与第一转子元件2的其余部分隔开以限定设备1的第一解吸区13以及因此第一转子元件2的第一再生部段14。第一转子元件2的其余部分位于设备1的第一吸附区16中。设备1的第一解吸区13可以占据第一转子元件2的表面积的约四分之一至三分之一。允许要处理的工艺空气流8流动通过第一转子元件2中的通道4。同时允许经加热的第一再生空气流18通过设备的第一解吸区13以及因此第一转子元件2的第一再生部段14。第一再生空气流18增加第一转子元件2的温度，使得第一转子元件2释放VOCs 9，然后该VOCs 9被第一再生空气18携带离开并进一步至第二转子元件(图2)。已经将VOCs 9释放至第一再生空气流18的第一转子元件2的部分旋转到设备1的第一吸附区16中，在第一吸附区16中第一转子元件2再次从工艺空气流8中吸附VOCs 9。工艺空气风扇20配置成用于从空气中对来自制造工艺或其他工业工艺的工艺空气流8进行抽吸，该空气含有VOCs 9，并且工艺空气风扇2配置成驱使工艺空气流8流动通过过滤器元件22和第一转子元件2的第一吸附区16，以便从工艺空气流8移除VOCs 9。在设备1的第一吸附区16的下游，清洁的工艺空气流8被排放到大气中。再活化空气流18从大气中被抽吸并在第一加热器元件24中被加热。可以布置再生空气风扇26以用于从大气中抽吸再活化空气并迫使再活化空气流动通过第一转子元件2的第一再生部段14，以便使截留在第一再生部段14中的VOCs 9从第一再生部段14释放到第一再生空气流18中。第一再生空气出口26位于设备1的第一解吸区13的下游，以用于将第一再生空气流18排放至第二转子元件(图2)。第一转子马达29配置成使第一转子元件2绕第一中心轴线6旋转。
图2示意性地图示了用于从空气中移除VOCs 9的VOC减少设备1。第一转子元件2和第二转子元件3各自设置有多个通道4，所述多个通道4配置成通过将VOCs 9吸附至第一转子元件2和第二转子元件3以及从第一转子元件2和第二转子元件3中解吸来将VOCs 9与空气分离。工艺空气风扇20由第一风扇马达33驱动，并且工艺空气风扇20配置成生成工艺空气流8，该工艺空气流8在设备1的第一吸附区16处通过第一转子元件2。再生空气风扇26配置成产生第一再生空气流18，该第一再生空气流18在设备1的第一解吸区13处通过第一转子元件2。再生空气风扇26由第二风扇马达35驱动。冷却器27配置成在第一再生空气流18进入第二转子元件3之前降低第一再生空气流18的温度。热交换器30配置成在第一再生空气流18通过第一转子元件2之后并且通过冷却器27之后接收第一再生空气流18。在通过热交换器30后，第一再生空气流18进入第二转子元件3。热交换器30配置成接收环境空气31以便环境空气31在热交换器30中被第一再生空气流18加热。再生空气风扇26配置成进给来自热交换器30的经加热的环境空气31并产生第一再生空气流18。第一再活化空气流18在进入设备1的第一解吸区13之前在第一加热器元件24中被加热。再生空气风扇26还配置成进给来自热交换器30的经加热的环境空气31并产生第二再生空气流32，该第二再生空气流32在设备1的第二解吸区34处通过第二转子元件3。在第二再生空气流32进入设备1的第二解吸区34之前，第二再生空气流32被第二加热器元件39加热。调节器元件46配置成将来自热交换器30的经加热的环境空气31分配至第一再生空气流18和第二再生空气流32。转化器36配置成将VOCs 9转化为残留产物37、比如水蒸气和CO2。转化器36包括氧化室41，其中，用于将VOCs 9转化为残留产物37的热通过使用从燃料箱45被输送至氧化室41的燃料43的燃烧来产生。第二转子元件3配置成在第一再生空气流18通过第一转子元件2之后在设备1的第二吸附区38处接收第一再生空气流18。第一再生空气流18在通过第二转子元件2之后配置成在设备1的第一吸附区16处进入第一转子元件2的工艺空气流8。转化器36配置成在第二再生空气流32已经通过第二转子元件3之后接收作为浓缩VOCs 9的第二再生空气流32。第一转子元件2具有带有第一直径d1的圆形构型并且第二转子元件3具有带有第二直径d2的圆形构型。第一直径d1大于第二直径d2。第一转子元件2配置成借助于第一转子马达29绕第一中心轴线6旋转。第二转子元件3配置成借助于第二转子马达44绕第二中心轴线42旋转。在热交换器30中从第一再生空气流18被浓缩的VOCs 9配置成借助于泵40被引导至转化器36。在冷却器27中从第一再生空气流18被浓缩的VOCs 9配置成借助于泵40被引导至转化器36。设备1中的空气流的引导可以通过管道、通道和/或管道或类似的引导元件(未示出)来执行。设备1可以设置有冷却器27和/或热交换器30。
控制装置100配置成用于对设备1进行控制。控制单元100连接至第一转子马达29和第二转子马达44、第一风扇马达33和第二风扇马达35和泵40。控制单元100还可以连接至第一加热器元件24和第二加热器元件39。控制单元100也可以连接至转化器36。
图3示出了用于从空气中移除VOCs 9的方法的流程图，该方法由VOC减少设备1的控制装置100来执行，通过使VOCs 9吸附至设备1的第一转子元件2和第二转子元件3以及从设备1的第一转子元件2和第二转子元件3解吸来将VOCs 9与空气分离。第一转子元件2和第二转子元件3各自都设置有多个通道4。第一转子元件2具有带有第一直径d1的圆形构型，并且第二转子元件3具有带有第二直径d2的圆形构型；并且第一直径d1大于第二直径d2。该方法因此涉及图2中公开的VOC减少设备1。
该方法包括以下步骤。借助设备1的工艺空气风扇20生成s101工艺空气流8，该工艺空气流8在设备1的第一吸附区16处通过第一转子元件2。借助于设备1的再生空气风扇26产生s102再生空气流18，该再生空气流18在设备1的第一解吸区13处通过第一转子元件2。在第一再生空气流18通过第一转子元件2之后在设备1的第二吸附区38处在第二转子元件3中接收s103第一再生空气流18。通过再生空气风扇26产生s104第二再生空气流32，该第二再生空气流32在设备1的第二解吸区34处通过第二转子元件3。在第二再生空气流32已经通过第二转子元件3之后，在设备1的转化器36中接收s105作为浓缩的挥发性有机化合物9的第二再生空气流32。在设备1的转化器36中将挥发性有机化合物9转化s106为残留产物。
该方法包括其他步骤：在第一再生空气流18通过第一转子元件2之后并且在第二转子元件3接收第一再生空气流18之前，在冷却器27中接收并冷却s107第一再生空气流18。
该方法包括其他步骤。在第一再生空气流18通过第一转子元件2之后并且在第二转子元件3接收第一再生空气流18之前，在设备1的热交换器30中接收第一再生空气流18。在热交换器30中接收s109环境空气31以在热交换器30中被第一再生空气流18加热。通过再生空气风扇26进给s110来自热交换器30的经加热的环境空气31。
图4示意性地图示了根据示例的计算机或装置500。颗粒保护装置32的控制装置100在一个版本中可以包括装置500。装置500包括非易失性存储器520、数据处理单元510和读/写存储器550。非易失性存储器520具有第一存储元件530，在第一存储元件530中存储有计算机程序，例如操作系统，以用于对装置500的功能进行控制。装置500还包括总线控制器、串行通信端口、I/O装置、A/D转化器、时间和日期输入和传输单元、事件计数器和中断控制器(未描绘)。非易失性存储器520还具有第二存储元件540。
提供了计算机程序P，该计算机程序P包括用于执行安全方法的例程。程序P可以以可执行的形式或以压缩的形式被存储在存储器560和/或读/写存储器550中。
在数据处理单元510被描述为执行特定功能的情况下，这意味着数据处理单元510实现存储在存储器560中的程序的特定部分或存储在读/写存储器550中的程序的特定部分。
数据处理设备510可以经由数据总线515与数据端口599通信。非易失性存储器520旨在经由数据总线512与数据处理单元510通信。单独的存储器560旨在经由数据总线511与数据处理单元510通信。读/写存储器550适于经由数据总线514与数据处理单元510通信。
当在数据端口599上接收到数据时，数据被临时存储在第二存储元件540中。当接收到的输入数据已经被临时存储时，数据处理单元510准备实现如上所述的代码执行。
本文描述的方法的各部分可以通过装置500借助于数据处理单元510来实现，该数据处理单元510运行存储在存储器560或读/写存储器550中的程序。当装置500运行程序时，本文描述的方法被执行。
已经出于说明性和描述性的目的提供了实施方式的前述描述。并不旨在穷举或将示例限制于所描述的变型。对于本领域技术人员来说，许多改型和变型将显然是显而易见的。已经选择和描述了示例以便最佳地说明原理和实际应用，并且由此使本领域技术人员能够在本发明的各个示例方面以及与适用于本发明预期使用的各种修改来理解本发明。上述的部件和特征在示例的框架内可以在所述的不同示例之间进行组合。
Claims (19)
1.一种挥发性有机化合物减少设备(1)，所述挥发性有机化合物减少设备用于从空气中移除挥发性有机化合物(9)，所述设备(1)包括：
第一转子元件(2)和第二转子元件(3)，所述第一转子元件(2)和所述第二转子元件(3)各自设置有多个通道(4)，所述多个通道(4)构造成通过使所述挥发性有机化合物(9)吸附至所述第一转子元件(2)和所述第二转子元件(3)以及从第一转子元件(2)和所述第二转子元件(3)中解吸而将所述挥发性有机化合物(9)与空气分离；
所述设备(1)的第一吸附区(16)，所述第一吸附区(16)构造成引导工艺空气流(8)通过所述第一转子元件(2)；
所述设备(1)的第一解吸区(13)，所述第一解吸区(13)构造成引导第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)；以及
转化器(36)，所述转化器(36)构造成将所述挥发性有机化合物(9)转化为残留产物(37)；
其中，
所述第二转子元件(3)构造成在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后、在所述设备(1)的第二吸附区(38)处接收所述第一再生空气流(18)；
所述设备(1)的第二解吸区(34)构造成引导第二再生空气流(32)通过所述第二转子元件(3)；并且
所述转化器(36)构造成在所述第二再生空气流(32)已经通过所述第二转子元件(3)之后、接收作为浓缩的挥发性有机化合物(9)的所述第二再生空气流(32)；并且其中，
所述第一转子元件(2)具有带有第一直径(d1)的圆形构型，并且所述第二转子元件(3)具有带有第二直径(d2)的圆形构型；并且所述第一直径(d1)大于所述第二直径(d2)。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，
所述第一直径(d1)与所述第二直径(d2)之间的比率在20:1至2:1的范围内。
3.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，
所述第一直径(d1)与所述第二直径(d2)之间的比率在15:1至5:1的范围内。
4.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，
所述第一直径(d1)与所述第二直径(d2)之间的比率为10:1。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
工艺空气风扇(20)构造成生成所述工艺空气流(8)，所述工艺空气流(8)在所述设备(1)的所述第一吸附区(16)处通过所述第一转子元件(2)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
再生空气风扇(26)构造成产生所述第一再生空气流(18)，所述第一再生空气流(18)在所述设备(1)的所述第一解吸区(13)处通过所述第一转子元件(2)；并且其中，
所述再生空气风扇(26)构造成产生所述第二再生空气流(32)，所述第二再生空气流(32)在所述设备(1)的所述第二解吸区(34)处通过所述第二转子元件(3)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
冷却器(27)构造成在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后并且在所述第一再生空气流(18)进入所述第二转子元件(3)之前接收并冷却所述第一再生空气流(18)。
8.根据权利要求7所述的设备(1)，其中，
热交换器(30)中从所述第一再生空气流(18)被凝结的挥发性有机化合物(9)配置成被引导至所述转化器(36)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
热交换器(30)构造成在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后并且所述第一再生空气流(18)进入所述第二转子元件(3)之前接收并冷却所述第一再生空气流(18)；并且其中，
所述热交换器(30)构造成接收环境空气(31)以使该环境空气在所述热交换器(30)中被所述第一再生空气流(18)加热。
10.根据权利要求6和9所述的设备(1)，其中，
所述再生空气风扇(26)构造成进给来自所述热交换器(30)的经加热的所述环境空气(31)并且构造成产生所述第一再生空气流(18)。
11.根据权利要求6和9所述的设备(1)，其中，
所述再生空气风扇(26)构造成进给来自所述热交换器(30)的经加热的所述环境空气(31)并且构造成产生所述第二再生空气流(32)。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备(1)，其中，
所述热交换器(30)中从所述第一再生空气流(18)被凝结的挥发性有机化合物(9)配置成被引导至所述转化器(36)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
通过所述第二转子元件(3)之后的所述第一再生空气流(18)配置成在所述设备(1)的所述第一吸附区(16)处进入所述第一转子元件(2)的所述工艺空气流(8)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(1)，其中，
控制装置(100)配置成控制所述设备(1)。
15.一种从空气中移除挥发性有机化合物(9)的方法，所述方法由挥发性有机化合物减少设备(1)来执行，通过使所述挥发性有机化合物(9)吸附至所述设备(1)的第一转子元件(2)和第二转子元件(3)和从所述设备(1)的第一转子元件(2)和第二转子元件(3)中解吸来将所述挥发性有机化合物(9)与空气分离，其中，所述第一转子元件(2)和所述第二转子元件(3)各自都设置有多个通道(4)，并且其中，所述第一转子元件(2)具有带有第一直径(d1)的圆形构型，并且所述第二转子元件(3)具有带有第二直径(d2)的圆形构型；并且所述第一直径(d1)大于所述第二直径(d2)；所述方法包括下述步骤：
生成(s101)工艺空气流，所述工艺空气流在所述设备(1)的第一吸附区(16)处通过所述第一转子元件(2)；
产生(s102)第一再生空气流(18)，所述第一再生空气流(18)在所述设备(1)的第一解吸区(16)处通过所述第一转子元件(2)；
在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后，在所述设备(1)的第二吸附区(38)处在所述第二转子元件(3)中接收(s103)所述第一再生空气流(18)；
产生(s104)第二再生空气流(32)，所述第二再生空气流(32)在所述设备(1)的第二解吸区(34)处通过所述第二转子元件(3)；
在所述第二再生空气流(32)已经通过所述第二转子元件(3)之后，在所述设备(1)的转化器(36)中接收(s105)作为浓缩的挥发性有机化合物(9)的所述第二再生空气流(32)；以及
在所述设备(1)的所述转化器(36)中将所述挥发性有机化合物(9)转化(s106)为残留产物(37)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法包括其他步骤：
在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后并且在所述第二转子元件(3)接收所述第一再生空气流(18)之前，在冷却器(27)中接收并冷却(s107)所述第一再生空气流(18)。
17.根据权利要求15和16中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括其他步骤：
在所述第一再生空气流(18)通过所述第一转子元件(2)之后并且在所述第二转子元件(3)接收所述第一再生空气流(18)之前，在所述设备(1)的热交换器(30)中接收(s108)所述第一再生空气流(18)；
在所述热交换器(30)中接收(s109)环境空气(31)以使该环境空气在所述热交换器(30)中被所述第一再生空气流(18)加热；以及
通过所述再生空气风扇(26)进给(s110)来自所述热交换器(30)的经加热的所述环境空气(31)。
18.一种包括指令的计算机程序(P)，所述指令在所述程序(P)通过计算机(100；500)执行时使所述计算机(100；500)实施根据权利要求15至17中的任一项所述的方法。
19.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在通过计算机(100；500)执行时使所述计算机(100；500)实施根据权利要求15至17中的任一项所述的方法。
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