CN115634527A - 一种基于活性炭再生的工业废气处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于活性炭再生的工业废气处理设备，涉及废气处理技术领域，包括活性炭吸附脱附单元和双摆调控单元，活性炭吸附脱附单元内置多组活性炭吸附结构，每组活性炭吸附结构均能够独立完成对烟气的吸附处理；双摆调控单元，设置了与多组活性炭吸附结构数量相适配的烟气出口，同一时间内，只有一个出口能够向对应的活性炭吸附结构输入烟气，该废气处理设备，是在活性炭再生的吸附脱附技术的基础上进行完善，设置有多组活性炭吸附结构，当其中一组活性炭吸附达到饱和后，能够及时进行切换，在不停机的前提下，改变烟气的走向，并同时完成活性炭的收集/更换、脱附再生，最终再生的活性炭能够重新回到吸附塔中备用，从而保障企业的正常生产。

Description

一种基于活性炭再生的工业废气处理设备

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种基于活性炭再生的工业废气处理设备。

背景技术

利用活性炭具备比表面积大、孔隙多，使其具有较强吸附能力的特点，在工业废气处理领域中，活性炭吸附脱附设备是处理烟气必不可少的设备之一，在对废气进行吸附过程中，所设置的活性炭床(如现有公开专利CN112569741A所记载的活性炭床室体)是核心构件，当活性炭吸附饱和之后，需要对其进行收集/更换，然后再集中进行脱附，对脱附过程中的VOCs集中燃烧，从而达到废气处理的目的。

但是在上述过程中，活性炭在吸附饱和后，需要进行收集/更换的过程中，是需要整个设备停机后才能完成的工作，与此同时，产生废气的设备，持续产生的废气需要转接给备用的处理设备，这就造成高成本的投入，或是在没有备用处理设备的情况下，整个生产设备进行停机维护，影响企业的正常生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于活性炭再生的工业废气处理设备，解决了现有活性炭吸附脱附设备在活性炭吸附饱和之后，对活性炭进行收集/更换的过程中，整个设备需要停机维护，进而影响企业正常生产的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于活性炭再生的工业废气处理设备，包括：

烟气降尘单元，可与烟气的发生设备连接，用于过滤初始烟气中大量的烟尘杂质，提高活性炭对烟气吸附效果；

热能回收单元，与所述烟气降尘单元串接，用于导出初始烟气中的热能，热能导出后，能够减少因高温烟气对后续处理设备造成的损害；

活性炭吸附脱附单元，内置多组活性炭吸附结构，每组活性炭吸附结构均能够独立完成对烟气的吸附处理，所述活性炭吸附脱附单元能够对活性炭吸附结构中吸附饱和的活性炭进行自动脱附燃烧，促使活性炭再生，并且再生的活性炭能够回到初始活性炭吸附结构中去，做到整个过程不停机；

双摆调控单元，与所述活性炭吸附脱附单元的烟气入口连接，设置了与多组活性炭吸附结构数量相适配的烟气出口，同一时间内，只有一个出口能够向对应的活性炭吸附结构输入烟气；

串接在热能回收单元、双摆调控单元之间的烟气输送管、连接在活性炭吸附脱附单元烟气出口的风机以及与风机出气口相连接的烟囱。

进一步的，烟气降尘单元包括降尘箱，降尘箱中设置若干组烟气滤板，按照烟气流动方向，若干组烟气滤板过滤烟气杂质的孔径呈逐级递减趋势设置。

进一步的，热能回收单元包括冷却塔和热能回收箱，所述冷却塔和热能回收箱之间分别连接有去水管和回水管，其中，去水管和回水管的区段中分别串接安装有去水泵和回水泵，热能回收箱的顶部设置有分流盒，分流盒的底部连通有多个喷头，去水泵的出水端与分流盒相连，热能回收箱的内部底端设置有导流板，导流板的上表面设置为斜面，最低处与回水管的进水端衔接。

进一步的，所述活性炭吸附脱附单元包括用于活性炭脱附再生以及燃烧VOCs废气的脱附燃烧炉、用于容纳多组活性炭吸附结构的吸附塔、多组活性炭吸附结构与脱附燃烧炉的活性炭回炉入口之间串接有回炉输送管，回炉输送管的区段中串接有活性炭回炉风机，所述脱附燃烧炉的活性炭再生出料口与吸附塔收料口之间串接有再生输送管，再生输送管的区段中串接有再生活性炭输送风机。

进一步的，所述回炉输送管至少具有两个入口，入口处分别串接电磁阀C、电磁阀D，所述再生输送管至少具有两个出口，出口处分别串接电磁阀A、电磁阀B之后，再串接分流管，所述分流管的底部连通有若干出料管，每个出料管的出口均延伸至吸附塔中，并对应活性炭吸附结构。

进一步的，所述脱附燃烧炉的废气出口串接有废气输送风机，所述废气输送风机的出口连接有废气输送管，所述废气输送管的出口延伸至烟囱的内部。

进一步的，所述吸附塔的内部通过一块隔板形成两个吸附腔室，每个吸附腔室的均对应设置进烟塔接口和出烟塔接口；

多组活性炭吸附结构至少包括内部装有活性炭的一号活性炭存储框、二号活性炭存储框，一号活性炭存储框、二号活性炭存储框与吸附塔的内壁之间均通过若干组导轮、导轨实现滑动连接，所述一号活性炭存储框、二号活性炭存储框的底部均为棱台形状，且一号活性炭存储框、二号活性炭存储框的侧面及底部均开设有若干烟气导出孔，一号活性炭存储框、二号活性炭存储框的底部设置有分别与电磁阀C、电磁阀D串接的活性炭下料管。

进一步的，所述双摆调控单元包括串接在烟气输送管、吸附塔之间的三通输送管，所述三通输送管上、下部分别设置有烟气进口、烟气一号出口、烟气二号出口，所述三通输送管内部的分岔处分别设置有一号导流摆动板、二号导流摆动板，所述三通输送管内部的顶壁以及分岔处的尖凸部分别设置有摆动板上挡条、摆动板下档条，所述摆动板上挡条、摆动板下档条均用于防止一号导流摆动板、二号导流摆动板在摆动旋转时越位。

进一步的，所述一号导流摆动板、二号导流摆动板的从动端均延伸至三通输送管的外部，并分别固定连接一号连杆、二号连杆的上端，所述一号连杆、二号连杆的下端共同活动连接有“T”字形状的驱动件，所述驱动件被安装在三通输送管表面的电动伸缩杆所驱动。

进一步的，所述三通输送管的表面还安装有防护罩，所述防护罩罩设在驱动件、一号连杆的外部，起防护作用，所述防护罩的内部设置有导向槽，所述驱动件的表面设置有限位导柱，限位导柱在导向槽的内部移动，所述防护罩的底部开设有通槽，所述驱动件的底端在通槽的内部移动。

进一步的，所述电动伸缩杆通过伸长、缩短驱动驱动件移动，驱动件在移动过程中通过一号连杆、二号连杆带动一号导流摆动板、二号导流摆动板同步摆动，促使烟气只能够通过烟气一号出口或烟气二号出口进行输送。

本发明提供了一种基于活性炭再生的工业废气处理设备。与现有技术相比具备以下有益效果：该废气处理设备是在活性炭再生的吸附脱附技术的基础上进行完善，设置有多组活性炭吸附结构，当其中一组活性炭吸附达到饱和后，能够及时进行切换，在不停机的前提下，改变烟气的走向，并同时完成活性炭的收集/更换、脱附再生，最终再生的活性炭能够重新回到吸附塔中备用，从而保障企业的正常生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明中烟气降尘单元的结构示意图；

图5为本发明中热能回收单元的结构示意图；

图6为本发明中热能回收箱内部结构的半剖视图；

图7为本发明中活性炭吸附脱附单元第一视角的结构示意图；

图8为本发明中活性炭吸附脱附单元第二视角的结构示意图；

图9为本发明中吸附塔的俯视图；

图10为本发明中吸附塔的分解结构示意图；

图11为图9中A-A的剖视图；

图12为图9中B-B的剖视图；

图13为本发明中双摆调控单元的结构示意图；

图14为本发明中双摆调控单元的分解结构示意图；

图15为本发明中烟气一号出口关闭、烟气二号出口打开的示意图；

图16为本发明中烟气一号出口打开、烟气二号出口关闭的示意图。

图中：1、烟气降尘单元；11、降尘箱；12、烟气滤板；2、热能回收单元；21、冷却塔；22、热能回收箱；23、去水管；24、回水管；25、去水泵；26、回水泵；27、分流盒；28、喷头；29、导流板；3、活性炭吸附脱附单元；31、脱附燃烧炉；32、吸附塔；321、进烟塔接口；322、一号活性炭存储框；323、二号活性炭存储框；324、烟气导出孔；325、活性炭下料管；326、导轮；327、导轨；328、出烟塔接口；33、活性炭回炉风机；34、再生活性炭输送风机；35、回炉输送管；36、再生输送管；37、电磁阀A；38、电磁阀B；39、电磁阀C；310、电磁阀D；311、分流管；312、出料管；313、废气输送风机；314、废气输送管；4、双摆调控单元；41、三通输送管；42、烟气进口；43、烟气一号出口；44、烟气二号出口；45、一号导流摆动板；46、二号导流摆动板；47-a、摆动板上挡条；47-b、摆动板下档条；48、一号连杆；49、二号连杆；410、驱动件；411、限位导柱；412、电动伸缩杆；413、防护罩；414、导向槽；415、通槽；5、烟气输送管；6、风机；7、烟囱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供了一种基于活性炭再生的工业废气处理设备，包括：

烟气降尘单元1，可与烟气的发生设备连接，用于过滤初始烟气中大量的烟尘杂质，提高活性炭对烟气吸附效果；

热能回收单元2，与烟气降尘单元1串接，用于导出初始烟气中的热能，热能导出后，能够减少因高温烟气对后续处理设备造成的损害；

活性炭吸附脱附单元3，内置多组活性炭吸附结构，每组活性炭吸附结构均能够独立完成对烟气的吸附处理，活性炭吸附脱附单元3能够对活性炭吸附结构中吸附饱和的活性炭进行自动脱附燃烧，促使活性炭再生，并且再生的活性炭能够回到初始活性炭吸附结构中去，做到整个过程不停机；

双摆调控单元4，与活性炭吸附脱附单元3的烟气入口连接，设置了与多组活性炭吸附结构数量相适配的烟气出口，同一时间内，只有一个出口能够向对应的活性炭吸附结构输入烟气；

串接在热能回收单元2、双摆调控单元4之间的烟气输送管5、连接在活性炭吸附脱附单元3烟气出口的风机6以及与风机6出气口相连接的烟囱7。

综上，该废气处理设备，是在活性炭再生的吸附脱附技术的基础上进行完善，设置有多组活性炭吸附结构，当其中一组活性炭吸附达到饱和后，能够及时进行切换，在不停机的前提下，改变烟气的走向，并同时完成活性炭的收集/更换、脱附再生，最终再生的活性炭能够重新回到吸附塔中备用，从而保障企业的正常生产。

请参阅图7-8，活性炭吸附脱附单元3包括用于活性炭脱附再生以及燃烧VOCs废气的脱附燃烧炉31、用于容纳多组活性炭吸附结构的吸附塔32、多组活性炭吸附结构与脱附燃烧炉31的活性炭回炉入口之间串接有回炉输送管35，回炉输送管35的区段中串接有活性炭回炉风机33，脱附燃烧炉31的活性炭再生出料口与吸附塔32收料口之间串接有再生输送管36，再生输送管36的区段中串接有再生活性炭输送风机34，回炉输送管35至少具有两个入口，入口处分别串接电磁阀C39、电磁阀D310，再生输送管36至少具有两个出口，出口处分别串接电磁阀A37、电磁阀B38之后，再串接分流管311，分流管311的底部连通有若干出料管312，每个出料管312的出口均延伸至吸附塔32中，并对应活性炭吸附结构，脱附燃烧炉31的废气出口串接有废气输送风机313，废气输送风机313的出口连接有废气输送管314，废气输送管314的出口延伸至烟囱7的内部。

请参阅图9-12，吸附塔32的内部通过一块隔板形成两个吸附腔室，每个吸附腔室的均对应设置进烟塔接口321和出烟塔接口328；另外，多组活性炭吸附结构至少包括内部装有活性炭的一号活性炭存储框322、二号活性炭存储框323，一号活性炭存储框322、二号活性炭存储框323与吸附塔32的内壁之间均通过若干组导轮326、导轨327实现滑动连接，一号活性炭存储框322、二号活性炭存储框323的底部均为棱台形状，且一号活性炭存储框322、二号活性炭存储框323的侧面及底部均开设有若干烟气导出孔324，一号活性炭存储框322、二号活性炭存储框323的底部设置有分别与电磁阀C39、电磁阀D310串接的活性炭下料管325。

请参阅图13-16，双摆调控单元4包括串接在烟气输送管5、吸附塔32之间的三通输送管41，三通输送管41上、下部分别设置有烟气进口42、烟气一号出口43、烟气二号出口44，三通输送管41内部的分岔处分别设置有一号导流摆动板45、二号导流摆动板46，三通输送管41内部的顶壁以及分岔处的尖凸部分别设置有摆动板上挡条47-a、摆动板下档条47-b，摆动板上挡条47-a、摆动板下档条47-b均用于防止一号导流摆动板45、二号导流摆动板46在摆动旋转时越位，一号导流摆动板45、二号导流摆动板46的从动端均延伸至三通输送管41的外部，并分别固定连接一号连杆48、二号连杆49的上端，一号连杆48、二号连杆49的下端共同活动连接有“T”字形状的驱动件410，驱动件410被安装在三通输送管41表面的电动伸缩杆412所驱动，三通输送管41的表面还安装有防护罩413，防护罩413罩设在驱动件410、一号连杆48的外部，起防护作用，防护罩413的内部设置有导向槽414，驱动件410的表面设置有限位导柱411，限位导柱411在导向槽414的内部移动，防护罩413的底部开设有通槽415，驱动件410的底端在通槽415的内部移动，电动伸缩杆412通过伸长、缩短驱动驱动件410移动，驱动件410在移动过程中通过一号连杆48、二号连杆49带动一号导流摆动板45、二号导流摆动板46同步摆动，促使烟气只能够通过烟气一号出口43或烟气二号出口44进行输送。

另外，请参阅图4，烟气降尘单元1包括降尘箱11，降尘箱11中设置若干组烟气滤板12，按照烟气流动方向，若干组烟气滤板12过滤烟气杂质的孔径呈逐级递减趋势设置，烟气降尘单元1对烟气中的杂质进行逐级过滤，形成烟气的初步处理结构。

请参阅图5-6，热能回收单元2包括冷却塔21和热能回收箱22，冷却塔21和热能回收箱22之间分别连接有去水管23和回水管24，其中，去水管23和回水管24的区段中分别串接安装有去水泵25和回水泵26，热能回收箱22的顶部设置有分流盒27，分流盒27的底部连通有多个喷头28，去水泵25的出水端与分流盒27相连，热能回收箱22的内部底端设置有导流板29，导流板29的上表面设置为斜面，最低处与回水管24的进水端衔接，热能回收单元2通过在通入烟气的热能回收箱22中喷淋所需液体，促使烟气中的热能得到吸收，吸收热能的液体回到冷却塔21中进行冷却，形成循环。

使用时，烟气首先经过烟气降尘单元1，对烟气中含有的杂质进行逐级过滤处理，然后进入热能回收单元2中，通过换热方式，降低烟气中的温度，实现热能回收以及防止高温烟气对后续处理设备造成损伤，经降温后的烟气通过烟气输送管5输送至双摆调控单元4，假设双摆调控单元4内部的状态处于附图15的状态，那么烟气只能从烟气二号出口44中排出，并引入二号活性炭存储框323所在的吸附腔室中，此时二号活性炭存储框323内部的活性炭对烟气进行吸附处理，吸附后的气体通过二号活性炭存储框323所对应的出烟塔接口328排出，并通过风机6排入烟囱7中；

当二号活性炭存储框323内部的活性炭吸附达到饱和时，此时需要对二号活性炭存储框323内部的活性炭进行收集/更换，二号活性炭存储框323所在的吸附腔室就不能再继续通入烟气，此时控制电动伸缩杆412伸长，推动驱动件410整体左移(请参阅图14)，使得一号连杆48、二号连杆49同步顺时针摆动，由于一号连杆48、二号连杆49的上端分别固定连接一号导流摆动板45、二号导流摆动板46，进而促使一号导流摆动板45、二号导流摆动板46跟随同步进行顺时针摆动，摆动后，达到附图16的状态，此时烟气会从烟气一号出口43进入一号活性炭存储框322所在的吸附腔室中，让一号活性炭存储框322中的活性炭继续对烟气进行吸附，从而完成烟气输送路径的切换；

切换后，需要对二号活性炭存储框323中饱和的活性炭进行收集，此时启动活性炭回炉风机33，并同步开启电磁阀C39(电磁阀D310关闭)，使得二号活性炭存储框323中饱和的活性炭被吸到脱附燃烧炉31中进行脱附，脱附过程中，产生的VOCs会进行充分燃烧，并通过废气输送风机313和废气输送管314输送至烟囱7中进行排放；

经过脱附后的活性炭得到再生，此时，启动再生活性炭输送风机34，打开电磁阀A37(电磁阀B38关闭)，让再生的活性炭通过分流管311、出料管312重新回到二号活性炭存储框323中，即可；

同理，当一号活性炭存储框322中饱和的活性炭需要收集时，打开电磁阀D310(电磁阀C39关闭)即可，需要将再生的活性炭回到一号活性炭存储框322中时，打开电磁阀B38(电磁阀A37关闭)即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，包括：

烟气降尘单元(1)，可与烟气的发生设备连接，用于过滤初始烟气中大量的烟尘杂质；

热能回收单元(2)，与所述烟气降尘单元(1)串接，用于导出初始烟气中的热能；

活性炭吸附脱附单元(3)和双摆调控单元(4)，双摆调控单元(4)的烟气出口与所述活性炭吸附脱附单元(3)的烟气入口连接，双摆调控单元(4)的烟气入口与热能回收单元(2)之间通过烟气输送管(5)连接；

活性炭吸附脱附单元(3)内置多组活性炭吸附结构，每组活性炭吸附结构均能够独立完成对烟气的吸附处理，所述活性炭吸附脱附单元(3)能够对活性炭吸附结构中吸附饱和的活性炭进行自动脱附燃烧，促使活性炭再生，并且再生的活性炭能够回到初始活性炭吸附结构中去；

双摆调控单元(4)设置了与多组活性炭吸附结构数量相适配的烟气出口，同一时间内，只有一个出口能够向对应的活性炭吸附结构输入烟气。

2.根据权利要求1所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述活性炭吸附脱附单元(3)包括用于活性炭脱附再生以及燃烧VOCs废气的脱附燃烧炉(31)、用于容纳多组活性炭吸附结构的吸附塔(32)、多组活性炭吸附结构与脱附燃烧炉(31)的活性炭回炉入口之间串接有回炉输送管(35)，回炉输送管(35)的区段中串接有活性炭回炉风机(33)，所述脱附燃烧炉(31)的活性炭再生出料口与吸附塔(32)收料口之间串接有再生输送管(36)，再生输送管(36)的区段中串接有再生活性炭输送风机(34)。

3.根据权利要求2所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述回炉输送管(35)至少具有两个入口，入口处分别串接电磁阀C(39)、电磁阀D(310)，所述再生输送管(36)至少具有两个出口，出口处分别串接电磁阀A(37)、电磁阀B(38)之后，再串接分流管(311)，所述分流管(311)的底部连通有若干出料管(312)，每个出料管(312)的出口均延伸至吸附塔(32)中，并对应活性炭吸附结构。

4.根据权利要求2所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述脱附燃烧炉(31)的废气出口串接有废气输送风机(313)，所述废气输送风机(313)的出口连接有废气输送管(314)，所述废气输送管(314)的出口延伸至烟囱(7)的内部。

5.根据权利要求2所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述吸附塔(32)的内部通过一块隔板形成两个吸附腔室，每个吸附腔室的均对应设置进烟塔接口(321)和出烟塔接口(328)；

多组活性炭吸附结构至少包括内部装有活性炭的一号活性炭存储框(322)、二号活性炭存储框(323)，所述一号活性炭存储框(322)、二号活性炭存储框(323)的底部均为棱台形状，且一号活性炭存储框(322)、二号活性炭存储框(323)的侧面及底部均开设有若干烟气导出孔(324)，一号活性炭存储框(322)、二号活性炭存储框(323)的底部设置有分别与电磁阀C(39)、电磁阀D(310)串接的活性炭下料管(325)。

6.根据权利要求1所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述双摆调控单元(4)包括串接在烟气输送管(5)、吸附塔(32)之间的三通输送管(41)，所述三通输送管(41)上、下部分别设置有烟气进口(42)、烟气一号出口(43)、烟气二号出口(44)，所述三通输送管(41)内部的分岔处分别设置有一号导流摆动板(45)、二号导流摆动板(46)，所述三通输送管(41)内部的顶壁以及分岔处的尖凸部分别设置有摆动板上挡条(47-a)、摆动板下档条(47-b)，所述摆动板上挡条(47-a)、摆动板下档条(47-b)均用于防止一号导流摆动板(45)、二号导流摆动板(46)在摆动旋转时越位。

7.根据权利要求6所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述一号导流摆动板(45)、二号导流摆动板(46)的从动端均延伸至三通输送管(41)的外部，并分别固定连接一号连杆(48)、二号连杆(49)的上端，所述一号连杆(48)、二号连杆(49)的下端共同活动连接有“T”字形状的驱动件(410)，所述驱动件(410)被安装在三通输送管(41)表面的电动伸缩杆(412)所驱动。

8.根据权利要求7所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述三通输送管(41)的表面还安装有防护罩(413)，所述防护罩(413)罩设在驱动件(410)、一号连杆(48)的外部，起防护作用，所述防护罩(413)的内部设置有导向槽(414)，所述驱动件(410)的表面设置有限位导柱(411)，限位导柱(411)在导向槽(414)的内部移动，所述防护罩(413)的底部开设有通槽(415)，所述驱动件(410)的底端在通槽(415)的内部移动。

9.根据权利要求7所述的基于活性炭再生的工业废气处理设备，其特征在于，所述电动伸缩杆(412)通过伸长、缩短驱动驱动件(410)移动，驱动件(410)在移动过程中通过一号连杆(48)、二号连杆(49)带动一号导流摆动板(45)、二号导流摆动板(46)同步摆动，促使烟气只能够通过烟气一号出口(43)或烟气二号出口(44)进行输送。

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