CN116351206A - 一种适用于中低浓度voc废气浓缩氧化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废气处理技术领域，提供了一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，吸附浓缩段设有VOC浓缩转轮，VOC浓缩转轮吸附区的入口与预处理段的出口连接，吸附区的出口经系统风机后通入排气筒；VOC浓缩转轮冷却区的入口与预处理段的出口连接，冷却区的出口经冷却风机后分为两路，一路经再生辅助加热器加热后接入到脱附区的入口，另一路与预处理段的入口对接再浓缩；VOC浓缩转轮脱附区的出口经脱附风机后分为两路，一路接入催化氧化段，另一路与冷却风机出口的管路汇合后经再生辅助加热器加热后接入到脱附区的入口。本发明结构紧凑、净化效率高、能耗低、运行成本低，可广泛应用于大风量、中低浓度废气的净化。

Description

一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置。
背景技术
VOC是挥发性有机物的英文缩写，有机废气挥发性强，易扩散，刺激性气味大，对人的呼吸系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神产生不利影响。有机废气污染物种类繁多，特性各异，因此相应采用的治理方法也各不相同，常用的有：冷凝法、吸收法、吸附法、生物法、高温氧化、低温等离子法等。
对于大风量低浓度VOC废气的治理，催化氧化焚烧炉废气处理工艺是常用的废气净化技术。然而，对于废气浓度较低，风量较大(每立方几十毫克至一百毫克，风量大可达每小时几十万标立方米)的工况，转轮浓缩后浓度仍较低，进而导致系统运行能耗大，给企业带来负担。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置。
其主要技术方案为：一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，包括吸收塔、预处理段、吸附浓缩段、催化氧化段以及热回收段，其特征在于：预处理段设有废气过滤系统装置，废气过滤系统装置内部包括若干级过滤模块，对废气中颗粒物进行过滤；
吸附浓缩段设有VOC浓缩转轮，VOC浓缩转轮吸附区的入口与预处理段的出口连接，吸附区的出口经系统风机后通入排气筒；VOC浓缩转轮冷却区的入口与预处理段的出口连接，冷却区的出口经冷却风机后分为两路，一路经再生辅助加热器加热后接入到脱附区的入口，另一路与预处理段的入口对接再浓缩；VOC浓缩转轮脱附区的出口经脱附风机后分为两路，一路接入催化氧化段，另一路与冷却风机出口的管路汇合后经再生辅助加热器加热后接入到脱附区的入口；
催化氧化段包括催化辅助加热器、催化燃烧室，脱附风机的出口经催化辅助加热器、催化燃烧室后通入排气筒或重新通入吸收塔；
热回收段包括一级板式换热器和二级板式换热器，一级板式换热器和二级板式换热器依次设在催化燃烧室出口的管路上，一级板式换热器用于将催化燃烧室排出的高温热气的热量传递于再生辅助加热器入口处的混合烟气，二级板式换热器用于回收经一级板式换热器后的烟气热量，并将热量传递于催化辅助加热器入口处的烟气。
优选的，所述若干级过滤模块包括金属丝网过滤模块、DPA过滤模块、板式精密除雾模块、板式活性炭净化模块、F5级过滤模块、F6级过滤模块、F9级过滤模块中的至少两种，所述每一级过滤设有压力传感器，根据传感器的反馈更换过滤模块。
优选的，所述VOC浓缩转轮上有吸附区、脱附区和冷却区。
优选的，所述催化辅助加热器可以是电加热，也可以是天然气加热。
优选的，催化燃烧室内设有保温层，催化燃烧室入口处设有泄爆口。
本发明的有益效果在于：
1)高效预处理。采用高精度多级过滤模块，对废气进行中高精度过滤，使得进入吸附浓缩段的颗粒物粉尘浓度≤1mg/m3。
2)较低的运行能耗。本发明通过脱附风分配的方式将脱附后进入催化氧化段的气量减少浓度增高从而实现设备运行时加热功率下降，运行能耗低。
3)催化燃烧净化采用高效低温催化剂，在较低温度(250-300℃)下达到较高净化效率(≥95％)。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明工艺流程示意图；
其中：1、废气过滤系统装置；2、VOC浓缩转轮；3、系统风机；4、排气筒；5、冷却风机；6、一级板式换热器；7、再生辅助加热器；8、脱附风机；9、二级板式换热器；10、催化辅助加热器；11、催化燃烧室；12、吸收塔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，包括吸收塔12、预处理段、吸附浓缩段、催化氧化段以及热回收段，过吸收塔12后的废气通入预处理段，预处理段设有废气过滤系统装置1，废气过滤系统装置1内部包括若干级过滤模块（包括金属丝网过滤模块、DPA过滤模块、板式精密除雾模块、板式活性炭净化模块、F5级过滤模块、F6级过滤模块、F9级过滤模块中的至少两种），对废气中颗粒物进行过滤；每一级过滤设有压力传感器，根据传感器的反馈更换过滤模块。
吸附浓缩段设有VOC浓缩转轮2，VOC浓缩转轮2上有吸附区、脱附区和冷却区。VOC浓缩转轮2吸附区的入口与预处理段的出口连接，吸附区的出口经系统风机3后通入排气筒4；VOC浓缩转轮2冷却区的入口与预处理段的出口连接，冷却区的出口经冷却风机5后分为两路，一路经再生辅助加热器7加热后接入到脱附区的入口，另一路与预处理段的入口对接再浓缩；VOC浓缩转轮2脱附区的出口经脱附风机8后分为两路，一路接入催化氧化段，另一路与冷却风机5出口的管路汇合后经再生辅助加热器7加热后接入到脱附区的入口；
催化氧化段包括催化辅助加热器10、催化燃烧室11，脱附风机8的出口经催化辅助加热器10、催化燃烧室11后通入排气筒4或重新通入吸收塔12，催化辅助加热器10采用电加热的形式。催化燃烧室11内设有保温层，减少热量损失，催化燃烧室11入口处设有泄爆口。
热回收段包括一级板式换热器6和二级板式换热器9，一级板式换热器6和二级板式换热器9依次设在催化燃烧室11出口的管路上，一级板式换热器6用于将催化燃烧室11排出的高温热气的热量传递于再生辅助加热器7入口处的混合烟气，二级板式换热器9用于回收经一级板式换热器6后的烟气热量，并将热量传递于催化辅助加热器10入口处的烟气。
本发明在运行时，VOC浓缩转轮2保持转动状态，通过吸附区的入口和出口时，完成对废气的吸附净化，被净化后的废气输送到排气筒4排出；通过脱附区的入口和出口时，将转轮上吸附的挥发性有机物脱附下来，脱附下来的挥发性有机物输送到催化氧化室11处理后再排出。通过冷却区冷却后，又转动到吸附区的入口和出口处进行又一轮的吸附。
本发明具有如下有益效果：
1）高效预处理。采用高精度多级过滤模块，对废气进行中高精度过滤，使得进入吸附浓缩段的颗粒物粉尘浓度≤1mg/m3。
2）较低的运行能耗。本发明通过脱附风分配的方式将脱附后进入催化氧化段的气量减少浓度增高，由于进入催化氧化段的气量减少浓度增高，因此可以选用体积更小、功率更小的催化燃烧室11，相比气体多轮处理增加的能耗，选用体积更小、功率更小的催化燃烧室11可以节省更多的能耗，从而实现设备运行时加热功率下降，运行能耗低。
3）催化燃烧净化采用贵金属复合催化剂（贵金属Pt含量为300g/m3），在较低温度（250-300℃）下达到较高净化效率（≥95％）。如表1所示，本装置在吸附风速3m/s时，对4种吸附物质的净化效率。
表1 适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置净化效率测试结果
Figure SMS_1
综上所述，本发明集预处理、废气吸附浓缩、脱附净化于一体，结构紧凑、占地面积小、净化效率高、能耗低、运行成本低，可广泛应用于大风量、中低浓度废气的净化，设备维护方便快捷，具有广泛的应用价值。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，包括吸收塔（12）、预处理段、吸附浓缩段、催化氧化段以及热回收段，其特征在于：预处理段设有废气过滤系统装置（1），废气过滤系统装置（1）内部包括若干级过滤模块，对废气中颗粒物进行过滤；
吸附浓缩段设有VOC浓缩转轮（2），VOC浓缩转轮（2）吸附区的入口与预处理段的出口连接，吸附区的出口经系统风机（3）后通入排气筒（4）；VOC浓缩转轮（2）冷却区的入口与预处理段的出口连接，冷却区的出口经冷却风机（5）后分为两路，一路经再生辅助加热器（7）加热后接入到脱附区的入口，另一路与预处理段的入口对接再浓缩；VOC浓缩转轮（2）脱附区的出口经脱附风机（8）后分为两路，一路接入催化氧化段，另一路与冷却风机（5）出口的管路汇合后经再生辅助加热器（7）加热后接入到脱附区的入口；
催化氧化段包括催化辅助加热器（10）、催化燃烧室（11），脱附风机（8）的出口经催化辅助加热器（10）、催化燃烧室（11）后通入排气筒（4）或重新通入吸收塔（12）；
热回收段包括一级板式换热器（6）和二级板式换热器（9），一级板式换热器（6）和二级板式换热器（9）依次设在催化燃烧室（11）出口的管路上，一级板式换热器（6）用于将催化燃烧室（11）排出的高温热气的热量传递于再生辅助加热器（7）入口处的混合烟气，二级板式换热器（9）用于回收经一级板式换热器（6）后的烟气热量，并将热量传递于催化辅助加热器（10）入口处的烟气。
2.根据权利要求1所述的一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，其特征在于：所述若干级过滤模块包括金属丝网过滤模块、DPA过滤模块、板式精密除雾模块、板式活性炭净化模块、F5级过滤模块、F6级过滤模块、F9级过滤模块中的至少两种，所述每一级过滤设有压力传感器，根据传感器的反馈更换过滤模块。
3.根据权利要求1所述的一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，其特征在于：所述VOC浓缩转轮（2）上有吸附区、脱附区和冷却区。
4.根据权利要求1所述的一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，其特征在于：所述催化辅助加热器（10）可以是电加热，也可以是天然气加热。
5.根据权利要求1所述的一种适用于中低浓度VOC废气浓缩氧化装置，其特征在于：催化燃烧室（11）内设有保温层，催化燃烧室（11）入口处设有泄爆口。
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