CN117463120B - Voc流动床多级浓缩降解工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及Voc处理技术领域，具体涉及Voc流动床多级浓缩降解工艺，该工艺将含有Voc的空气引入流动床设备并在流动床设备对Voc进行多级浓缩后降解，并将不含Voc的空气排出；其中，所述流动床设备包括设备主体，所述设备主体具有多个纵向设置、用于容置颗粒炭的吸附腔，所述吸附腔的内底面密铺有多个漏斗结构的扩张槽，所述扩张槽的内底端贯通开设有进气槽一。本工艺通过流动床设备使引入含有Voc的空气气流，颗粒炭在气流下被抬升而悬浮，使得颗粒炭之间的间隙增大，增大Voc与颗粒炭的接触面积，相较于现有技术采用固定床的吸附方式，各处颗粒炭吸附程度相同，避免有机废气吸附不均匀而影响吸附效率的问题。

Description

Voc流动床多级浓缩降解工艺

技术领域

本发明涉及Voc处理技术领域，具体涉及Voc流动床多级浓缩降解工艺。

背景技术

Voc（挥发性有机废气）主要来自于工业生产、交通运输、建筑材料、家居产品等多个源头。例如，汽车尾气、油漆、清漆、染料、印刷油墨等都是常见的Voc排放源。这些化合物在挥发过程中可以与氮氧化物等大气成分发生反应，形成臭氧和细颗粒物，对空气质量和人体健康产生不良影响。

在挥发性有机废气的回收治理工艺中，颗粒炭吸附－水蒸气脱附－冷凝回收是一种典型的回收工艺，而在使用颗粒炭吸附时采用固定床设置，这导致颗粒炭在吸附有机废气时，一些颗粒炭饱和较快，而其他部分仍有吸附能力，存在吸附不均匀的问题，从而影响整个系统的吸附效率。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了Voc流动床多级浓缩降解工艺，能够有效解决现有技术采用固定床的方式吸附挥发性有机废气，存在吸附不均匀、影响吸附效率的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供Voc流动床多级浓缩降解工艺，该工艺将含有Voc的空气引入流动床设备并在流动床设备对Voc进行多级浓缩后降解，并将不含Voc的空气排出；

其中，所述流动床设备包括设备主体，所述设备主体具有多个纵向设置、用于容置颗粒炭的吸附腔，所述吸附腔的内底面密铺有多个漏斗结构的扩张槽，所述扩张槽的内底端贯通开设有进气槽一，且进气槽一的内径大于颗粒炭的直径，每两个所述进气槽一的间距大于进气槽一的内径，所述进气槽一的中部截断式开设有阀槽，所述阀槽内设置有阀件，所述阀件包括与进气槽一气密滑动设置的阀板，所述阀板内一一对应进气槽一开设有进气槽二，所述阀板可水平运动以调节进气槽二与进气槽一连通部分的大小，所述设备主体的下端固定罩设有进气罩，所述进气罩通过管道连接有泵气源。

进一步地，所述扩张槽具有正多边形的上端和圆形的下端，在俯视视角下的所述扩张槽的下端区域被涵盖于扩张槽的上端区域。

进一步地，所述吸附腔的内顶面设置有用于监测颗粒炭高度的距离传感器，所述吸附腔的侧面均嵌设有回用管和出气管；

所述进气罩由上下一体成型的漏斗段和方形段构成，所述方形段内设置有可分别相对于方形段打开或关闭的脱附闸板一与脱附闸板二，在所述脱附闸板二处于打开状态、脱附闸板一处于关闭状态时为正常处理状态，在所述脱附闸板二处于关闭状态、脱附闸板一处于打开状态时为颗粒炭更新脱附状态，所述方形段在脱附闸板一处的通过管道连接有脱附降解设备，所述脱附降解设备具有颗粒炭出料端，所述颗粒炭出料端连接有提升机，所述提升机与回用管相互连接；

所述回用管和出气管靠近吸附腔的一端均设置有电磁阀一，所述回用管在靠近提升机的一端与提升机共同连接有电磁阀二，所述电磁阀二用于截断颗粒炭的上升。

进一步地，所述提升机为气力输送系统。

进一步地，所述阀件还包括与阀板一体成型的支部，所述支部的下端固定设置有从动销，多个所述阀件共同连接有开关及调节组件，所述开关及调节组件包括可绕自身轴线旋转的驱动轴，所述驱动轴在阀件的对应位置使用电磁离合器转动连接有转盘，所述转盘的上端开设有与从动销限位配合的销槽。

进一步地，所述吸附腔的内顶面且在相邻进气槽一之间转动设置有多个扰动风轮。

本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

本工艺通过流动床设备使引入含有Voc的空气气流，颗粒炭在气流下被抬升而悬浮，使得颗粒炭之间的间隙增大，增大Voc与颗粒炭的接触面积，相较于现有技术采用固定床的吸附方式，各处颗粒炭吸附程度相同，避免有机废气吸附不均匀而影响吸附效率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为本发明开关及调节组件的立体图；

图5为本发明中颗粒炭随时间变化高度的粗略图；

图6为本发明中吸附腔处的立体图；

图7为本发明中扰动风轮处的立体图。

图中的标号分别代表：1、设备主体；101、吸附腔；102、扩张槽；103、进气槽一；104、阀槽；2、阀件；201、阀板；2011、进气槽二；202、支部；203、从动销；3、回用管；4、出气管；5、距离传感器；6、进气罩；7、泵气源；8、脱附降解设备；9、提升机；10、脱附闸板一；11、脱附闸板二；12、开关及调节组件；1201、驱动轴；1202、电磁离合器；1203、转盘；1204、销槽；13、扰动风轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

Voc流动床多级浓缩降解工艺，该工艺将含有Voc的空气引入流动床设备并在流动床设备对Voc进行多级浓缩后降解，并将不含Voc的空气排出，本工艺通过流动床设备使引入含有Voc的空气气流，颗粒炭在气流下被抬升而悬浮，使得颗粒炭之间的间隙增大，增大Voc与颗粒炭的接触面积，相较于现有技术采用固定床的吸附方式，各处颗粒炭吸附程度相同，避免有机废气吸附不均匀而影响吸附效率的问题。

参照图1至图4以及图6至图7，流动床设备包括设备主体1，设备主体1具有多个纵向设置、用于容置颗粒炭的吸附腔101，吸附腔101的内底面密铺有多个漏斗结构的扩张槽102，扩张槽102具有正多边形（正多边形的边数可以在3—8个）的上端和圆形的下端，此处的密铺是一种规律的、紧密排列的几何形状，本实施例以正六边形为例，即其中每个正六边形都与周围六个相邻的正六边形共享边界，作为优选的，为了使多个扩张槽102排布均匀而使在俯视视角下的扩张槽102的下端区域被涵盖于扩张槽102的上端区域，扩张槽102用于扩大气流影响范围，作为更优选的，可以使扩张槽102任一水平截面下的中心处于同一轴线。

扩张槽102的内底端贯通开设有进气槽一103，且进气槽一103的内径大于颗粒炭的直径，每两个进气槽一103的间距大于进气槽一103的内径，以能够实现对进气槽一103的完全封堵，以便在后续可以通过进气槽一103下落，需要说明的是，进气槽一103的下端至阀板201的纵向宽度较小，以避免颗粒炭堵塞进气槽一103与进气槽二2011的连通处，进气槽一103的中部截断式开设有阀槽104，阀槽104内设置有阀件2，阀件2包括与进气槽一103气密滑动设置的阀板201，阀板201内一一对应进气槽一103开设有同等尺寸的进气槽二2011，阀板201可水平运动以调节进气槽二2011与进气槽一103连通部分的大小，通过带动阀板201的水平运动而调节通过进气槽二2011与进气槽一103的气流量以及完全打开或关闭进气槽一103以使颗粒炭下落或阻止其下落，在正常吸附Voc时，颗粒炭被气流抬升至悬浮状态。

另外，为了向吸附腔101内引入含有Voc的空气而在设备主体1的下端固定罩设有进气罩6，进气罩6将所有103罩设于内，进气罩6通过管道连接有泵气源7，在泵气源7的动力下将含有Voc的空气引入进气罩6，气流通过进气槽一103与进气槽二2011之间的连通部分、后在扩张槽102的扩张下抬升颗粒炭以呈现为悬浮状态。

需要说明的是，第一，由于含有Voc的空气气流自下而上进行流动，在纵向设置的吸附腔101内颗粒炭的多级吸附下，使自下至上的吸附腔101内的颗粒炭的吸附程度逐渐降低，处于最下方的颗粒炭最先吸附饱和，在Voc吸附饱和后进行脱附更新；第二，在进行多级吸附时，不可能无限制地设置吸附等级，吸附腔101的数量优选为1—10个，本实施例以图示的5个为例，空气中Voc浓度会因产生场景不同而不同，那么就要按需设置不同的吸附等级，目的是为了避免再使用颗粒炭对无Voc的气流阻流，提高气流流通效率，因此需要使Voc被完全吸附后的气流直接通过当前的吸附腔101流出；第三，需要根据气流强度同步设定各个位置处进气槽一103与进气槽二2011的连通部分的大小以使气流强度能够抬升颗粒炭。

在实现上述第一点与第二点目的时需要监测颗粒炭对Voc的吸附程度，由于自下至上的吸附腔101内的颗粒炭的吸附程度逐渐降低，处于最下方的颗粒炭最先吸附饱和，相应地，自下至上的吸附腔101内的颗粒炭的重量依次降低，各个吸附腔101内的颗粒炭随着吸附Voc的时间而逐渐增加重量，而由于气流强度稳定，那么颗粒炭的高度会逐渐降低直至不变，将颗粒炭的高度变化作为判断颗粒炭的吸附程度变化，在高度不变时判定为吸附饱和。

为了实现以上目的而进行以下设置：

1、参照图2，吸附腔101的内顶面设置有用于监测颗粒炭高度的距离传感器5，通过距离传感器5的监测信号知晓颗粒炭吸附程度的变化，参照图5，横轴为T轴（时间轴），纵轴为H轴（高度轴），位于上方的线段为处于最下方的吸附腔101内的颗粒炭随着时间变化而高度（重量）发生变化的粗略表示，位于下方的线段为当前颗粒炭并不吸附Voc，因此随着时间变化而无高度（重量）变化的粗略表示。

2、吸附腔101的侧面均嵌设有用于对脱附的颗粒炭回流使用的回用管3和用于排出不含Voc的气流的出气管4。

3、参照图1与图3，进气罩6由上下一体成型的漏斗段和方形段构成，方形段内设置有可分别相对于方形段打开或关闭的脱附闸板一10与脱附闸板二11，脱附闸板一10与脱附闸板二11的动力源未画出，在脱附闸板二11处于打开状态、脱附闸板一10处于关闭状态时为正常处理Voc状态，在脱附闸板二11处于关闭状态、脱附闸板一10处于打开状态时为颗粒炭更新脱附状态，上述脱附闸板一10与脱附闸板二11相互配合可实现气流的流动以及对颗粒炭的导向，方形段在脱附闸板一10处的通过管道连接有现有技术的脱附降解设备8（可以对颗粒炭通过升高温度或通过惰性气体冲洗来实现脱附和再生，并对Voc进行高温燃烧热解），脱附降解设备8具有颗粒炭出料端，颗粒炭出料端连接有提升机9，提升机9与回用管3相互连接，提升机9为现有技术的气力输送系统。

4、回用管3和出气管4靠近吸附腔101的一端均设置有电磁阀一，通过打开电磁阀一可使回用管3和出气管4分别且不同时进行使用，回用管3在靠近提升机9的一端与提升机9共同连接有电磁阀二，电磁阀二用于截断颗粒炭的上升并使颗粒炭流入回用管3内，电磁阀二与回用管3中的电磁阀一同步打开或关闭。

5、参照图2与图4，阀件2还包括与阀板201一体成型的支部202，支部202的下端固定设置有从动销203，多个阀件2共同连接有开关及调节组件12，具体的，开关及调节组件12包括可绕自身轴线旋转的驱动轴1201，即驱动轴1201的一端连接有驱动件（图中未画出），如电机，驱动轴1201在阀件2的对应位置使用现有技术的电磁离合器1202（电磁离合器1202具有可传递转矩的接合状态和不可传递转矩的分离状态）转动连接有转盘1203，在电磁离合器1202处于接合状态时，驱动轴1201通过电磁离合器1202将转矩传递给转盘1203，在电磁离合器1202处于分离状态时，驱动轴1201无法通过电磁离合器1202将转矩传递给转盘1203，转盘1203的上端开设有与从动销203限位配合的销槽1204，销槽1204为两个对称设置且相连通的槽构成，槽的内壁在旋转方向至驱动轴1201的轴线的间距依次增大或减小，槽的尺寸要求转动少于半周就可使进气槽一103与进气槽二2011完全连通或完全不连通。

下面说明本工艺基于流化床设备的使用步骤：

1、同步控制各个电磁离合器1202处于接合状态，驱动轴1201通过各电磁离合器1202带动转盘1203旋转，并在销槽1204对从动销203的胁迫下带动支部202、阀板201相对于阀槽104运动，进而同步调节各个位置进气槽一103与进气槽二2011的连通部分的大小，以使强度固定的气流能够抬升颗粒炭，同时上述连通部分颗粒炭无法通过，通过泵气源7将含有Voc的空气气流进入进气罩6，并自下至上依次流经吸附腔101，最后通过处于最上方位置的吸附腔101中的出气管4排出；

2、通过距离传感器5监测各个吸附腔101内颗粒炭的高度变化情况，并确定哪个吸附腔101及其以上的吸附腔101内的吸附腔101并无Voc可吸附，关闭处于最上方位置的吸附腔101中的出气管4的电磁阀一，打开处于最下方的、无Voc吸附的吸附腔101、下一位置吸附腔101中的出气管4的电磁阀一进行排气使用，并控制无Voc吸附的吸附腔101对应的电磁离合器1202处于接合状态，其他位置的电磁离合器1202处于分离状态，以此使进气槽一103与进气槽二2011完全不连通；

3、在距离传感器5监测到处于最下方的吸附腔101的颗粒炭处于吸附饱和状态时，泵气源7停止引入气流，颗粒炭便在重力作用下落在扩张槽102与进气槽一103中并被阀板201截挡，关闭脱附闸板二11并打开脱附闸板一10，先控制相对应位置的电磁离合器1202接合并旋转一周，在此过程中，使进气槽一103与进气槽二2011的连通部分逐渐增至最大、后逐渐减至正常气流流动的初始状态，而后控制电磁离合器1202分离，使吸附饱和的颗粒炭进入进气罩6的方形段内，在脱附闸板二11的导向下进入脱附降解设备8内脱附，而后使上一位置的电磁离合器1202接合、分离，并重复上述过程以实现上一吸附腔101内的颗粒炭通过扩张槽102、进气槽一103落入处于最下方的吸附腔101内，依次自下而上控制电磁离合器1202接合、分离，以实现按照吸附程度的依次迭代，充分利用颗粒炭的吸附性能；最后打开无颗粒炭的吸附腔101对应的回用管3中的电磁阀一和电磁阀二，在提升机9的动力下通过回用管3向吸附腔101添加颗粒炭以重复循环利用。

需要说明的是，上述电磁离合器1202的控制、驱动件的启闭以及驱动方向、距离传感器5信号的传递均由控制器所控制、信号的接收，此为成熟的现有控制技术，在此不作赘述。

为了进一步提高各个扩张槽102内的颗粒炭吸附均匀程度而另外设置：参照图2与图7，吸附腔101的内顶面且在相邻进气槽一103之间转动设置有多个扰动风轮13，利用少量进入进气槽一103的气流带动扰动风轮13转动，进而扰动处于悬浮状态的颗粒炭，由于颗粒炭的高度随着吸附程度不断发生变化，可设置扰动风轮13中的扇叶具有一定纵向宽度以延长作用时间。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.Voc流动床多级浓缩降解工艺，其特征在于，该工艺将含有Voc的空气引入流动床设备并在流动床设备对Voc进行多级浓缩后降解，并将不含Voc的空气排出；

其中，所述流动床设备包括设备主体（1），所述设备主体（1）具有多个纵向设置、用于容置颗粒炭的吸附腔（101），所述吸附腔（101）的内底面密铺有多个漏斗结构的扩张槽（102），所述扩张槽（102）的内底端贯通开设有进气槽一（103），且进气槽一（103）的内径大于颗粒炭的直径，每两个所述进气槽一（103）的间距大于进气槽一（103）的内径，所述进气槽一（103）的中部截断式开设有阀槽（104），所述阀槽（104）内设置有阀件（2），所述阀件（2）包括与进气槽一（103）气密滑动设置的阀板（201），所述阀板（201）内一一对应进气槽一（103）开设有进气槽二（2011），所述阀板（201）可水平运动以调节进气槽二（2011）与进气槽一（103）连通部分的大小，所述设备主体（1）的下端固定罩设有进气罩（6），所述进气罩（6）通过管道连接有泵气源（7），所述扩张槽（102）具有正多边形的上端和圆形的下端，在俯视视角下的所述扩张槽（102）的下端区域被涵盖于扩张槽（102）的上端区域，所述阀件（2）还包括与阀板（201）一体成型的支部（202），所述支部（202）的下端固定设置有从动销（203），多个所述阀件（2）共同连接有开关及调节组件（12），所述开关及调节组件（12）包括可绕自身轴线旋转的驱动轴（1201），所述驱动轴（1201）在阀件（2）的对应位置使用电磁离合器（1202）转动连接有转盘（1203），所述转盘（1203）的上端开设有与从动销（203）限位配合的销槽（1204），所述吸附腔（101）的内顶面且在相邻进气槽一（103）之间转动设置有多个扰动风轮（13）。

2.根据权利要求1所述的Voc流动床多级浓缩降解工艺，其特征在于，所述吸附腔（101）的内顶面设置有用于监测颗粒炭高度的距离传感器（5），所述吸附腔（101）的侧面均嵌设有回用管（3）和出气管（4）；

所述进气罩（6）由上下一体成型的漏斗段和方形段构成，所述方形段内设置有可分别相对于方形段打开或关闭的脱附闸板一（10）与脱附闸板二（11），在所述脱附闸板二（11）处于打开状态、脱附闸板一（10）处于关闭状态时为正常处理状态，在所述脱附闸板二（11）处于关闭状态、脱附闸板一（10）处于打开状态时为颗粒炭更新脱附状态，所述方形段在脱附闸板一（10）处的通过管道连接有脱附降解设备（8），所述脱附降解设备（8）具有颗粒炭出料端，所述颗粒炭出料端连接有提升机（9），所述提升机（9）与回用管（3）相互连接；

所述回用管（3）和出气管（4）靠近吸附腔（101）的一端均设置有电磁阀一，所述回用管（3）在靠近提升机（9）的一端与提升机（9）共同连接有电磁阀二，所述电磁阀二用于截断颗粒炭的上升。

3.根据权利要求2所述的Voc流动床多级浓缩降解工艺，其特征在于，所述提升机（9）为气力输送系统。