一种VOC废气处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及VOC废气处理技术领域,具体为一种VOC废气处理系统及其处理方法。
背景技术
VOC废气是指挥发性有机化合物产生的废气,VOC废气主要来源于工业生产、化学药剂使用、汽车尾气排放等活动,包括但不限于化工厂、钢铁厂、制药厂、印刷厂、家具厂、汽车喷漆等,这些废气中含有多种有害物质,如醛类、酮类和羧酸类等有机化合物,未经处理直接排放到大气中,会对环境和人体健康造成严重影响,目前处理VOC废气的方法主要包括吸收法、催化燃烧法、光催化法、冷凝法、等离子体法和生物降解法和膜分离法等,其中最为常见和经济的VOC废气处理方法是催化燃烧法,通过对VOC废气进行加热,将其中的有害有机物热分离,然后再由吸附过滤的方式将有害物质吸附过滤,现在最常用的吸附过滤物质为活性炭,活性炭具有良好的吸附净化效果,且成本更低,使得整个废气处理更加的经济高效。
目前在VOC废气处理过程中,废气通过高温加热后分离有害的有机物,随后由活性炭过滤层吸附,然后将干净的气体排出,活性炭在吸附的过程中会出现吸附饱和的问题,因此现在的VOC废气处理系统中,会通过工艺进行活性炭的脱附,使得活性炭恢复到未饱和状态,现在常见的脱附手段包括燃烧法、溶解法和电解法,其中目前主要使用的是燃烧法,该种方法是上述三种方法中最为便捷的,无需将活性炭从设备中取出,即可直接将活性炭脱附,且脱附时间最短,但是其存在脱附后活性炭的寿命减少,每次高温脱附后活性炭的吸附能力会下降5%—10%,造成活性炭的使用寿命降低;
溶解法和电解法在对活性炭脱附时,对活性炭的损耗基本无损耗,但是溶解法存在脱附时间长,且脱附次数增加,使得活性炭出现耐微生物性特征,造成后续无法继续使用该脱附方法,而电解法,则具备高效、能耗低和无损伤的特点,但是该方法的成本较高,且利用电解法脱附时会出现过热点,影响活性炭吸附床层温度的控制,造成活性炭的不可逆损伤,因此上述两种方式目前的应用较少;
综上所述,目前在VOC废气处理中,为了保证脱附效率和稳定,会选择燃烧法进行脱附,但是这样的脱附方式易造成活性炭的损伤,使得活性炭的使用寿命降低,因此需要频繁地更换,不仅增加了处理成本,同时更换时废气处理系统需要停机,影响废气处理的效率,而且频繁更换也对工作人员造成工作量上的提升,对工作人员造成负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种VOC废气处理系统及其处理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种VOC废气处理系统,包括催化吸附箱、除尘塔、预处理箱、入气管和出气管,所述预处理箱、除尘塔和催化吸附箱依次设置且相互之间连接有管道,所述入气管安装于预处理箱侧壁,所述出气管安装在催化吸附箱侧壁,所述催化吸附箱内部固定连接有导流板,所述导流板共设有八个,且八个所述导流板依次按照上下交错设置在催化吸附箱内部,所述催化吸附箱相对内槽壁均安装有加热头,所述催化吸附箱靠近出气管一端内槽固定连接有两个吸附箱板,所述催化吸附箱靠近两个吸附箱板之间固定连接有隔板,所述隔板与吸附箱板固定连接,所述催化吸附箱靠近吸附箱板和隔板内侧位置设有活性炭板,所述吸附箱板安装有通气阀门;
所述催化吸附箱靠近每个活性炭板两侧的底部位置均内嵌固定连接有出水管,四根所述出水管相对一端均安装有通阀,所述出水管通过通阀连接有排水管,所述排水管与催化吸附箱的侧壁贯穿且固定连接,每个所述出水管靠近催化吸附箱内槽的一端位置均固定连接有排水阀,所述催化吸附箱靠近每个活性炭板两侧的顶部位置均内嵌固定连接有喷淋架,所述喷淋架底部安装有喷头;
所述催化吸附箱靠近每个活性炭板两侧的侧壁位置均内嵌固定连接有超声波发生盒,所述超声波发生盒远离催化吸附箱的内壁一侧滑动安装有防护盖,所述超声波发生盒内部安装有超声波清洗仪;
所述隔板贯穿且固定连接有加热管,所述加热管的顶端固定连接有入水管,所述加热管的底端固定连接有回水管,所述入水管和回水管之间固定连接有吸热管,所述吸热管内嵌固定连接于催化吸附箱顶部。
在进一步的实施例中,所述催化吸附箱靠近喷淋架位置的顶部表面安装有水箱,所述水箱相反两侧固定连接有输水管,所述输水管贯穿催化吸附箱顶部与喷淋架固定连接,所述水箱顶部设有注水口。
在进一步的实施例中,所述催化吸附箱内槽顶部相对吸热管的位置内嵌固定连接有吸热金属条,所述吸热金属条与吸热管固定连接。
在进一步的实施例中,所述防护盖底部固定连接有浮条,所述浮条表面固定连接有浮水气囊。
在进一步的实施例中,所述超声波发生盒相对防护盖的两侧侧壁开设有滑槽,所述防护盖相对滑槽的外壁位置固定连接有滑块,所述滑块与滑槽适配且滑动连接,所述滑槽内槽固定连接有滑杆,所述滑杆与滑块贯穿且滑动连接。
在进一步的实施例中,所述滑块相反两侧均开设有轮槽,所述轮槽内部转动连接有滚轮,所述滚轮与滑槽内槽壁接触且滚动。
在进一步的实施例中,所述滑槽内槽底部固定连接有电磁锁柱,所述超声波发生盒相对滑槽的底部外壁固定连接有电磁盒,所述电磁盒一侧安装有水位传感器。
在进一步的实施例中,所述防护盖靠近超声波发生盒的一侧边缘位置固定连接有防护罩,所述防护罩内侧设有密封垫,所述防护盖靠近超声波发生盒的外壁固定连接有清洁刷。
在进一步的实施例中,所述催化吸附箱相对活性炭板的侧壁开设有安装口,所述活性炭板与安装口插拔连接,所述活性炭板靠近安装口的一侧固定连接有密封限位板,所述密封限位板与安装口的开口适配插拔,所述催化吸附箱内槽顶部和底部靠近活性炭板两侧的位置均固定连接有密封条,所述活性炭板滑动连接于两个相对密封条之间,所述催化吸附箱靠近安装口两侧的外壁位置均固定连接有电磁锁座,所述密封限位板相对电磁锁座位置固定连接有锁定磁条,所述锁定磁条与电磁锁座插接且磁吸锁定。
一种VOC废气处理系统的处理方法,其具体的处理方法为:
S1.VOC废气通过入气管进入到预处理箱中,预处理箱能够对废气进行预热,预热后的废气通过管道进入到除尘塔内部,除尘塔内部设有喷淋降尘结构,通过降尘结构对废气中含有的颗粒和粉尘进行去除,随后再由管道将废气导入催化吸附箱内部,废气进入到催化吸附箱内部后,通过导流板的阻挡,使得VOC废气的催化反应时间更长,随后通过加热头对催化吸附箱内的VOC废气进行高温催化,完成催化后,VOC废气中的有害物被催化分离,随后废气通过通气阀门进入到吸附箱板和隔板所组成的空间,然后穿过活性炭板,活性炭板将气体中分离的有害物质吸附剥离,之后干净的气体通过出气管排出,完成VOC废气处理;
S2.当其中一个活性炭板出现吸附饱和后,此时关闭通气阀门,以及关闭出气管,随后通过喷淋架和喷头喷出含有微生物溶解剂的液体,喷出的液体对活性炭板表面进行冲洗,随后吸附箱板和隔板所隔出的空间内水位逐渐上涨,当水位完全摸过整个活性炭板后,含有溶解剂的液体对活性炭板进行溶解脱附,等到反应时间,微生物进入活性炭板的细小孔洞内,将有害物质溶解剥离,然后混合到水中,完成活性炭板的脱附;
S3.活性炭板在溶解脱附时,吸热管从催化吸附箱前端位置吸收加热头燃烧加热所产生的热量,随后通过入水管输送到加热管,加热管对活性炭板两侧的溶解剂液体进行加热,加热后的溶解剂液体即可对活性炭板进行溶解脱附,加热水在加热管中完成与溶解剂液体的热交换后,由回水管输送回到换热管内完成水循环,实现余热资源再利用;
S4.在水位上涨的过程中,当水位到达超声波发生盒位置后,防护盖通过水位上涨逐渐上移打开,露出超声波清洗仪,当活性炭板溶解脱附完成后,超声波清洗仪启动,此时超声波清洗仪在液体中产生超声波对活性炭板进行清洗,将活性炭板细小孔洞内的微生物通过超声波共振清洗的方式去除清理,待清理结束后,打开排水阀,污水通过出水管和排水管排出收集处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明、采用溶解法对活性炭脱附,溶解法对比燃烧法,能够减少活性炭的损伤,溶解法对比电解法更好操作和控制,因此选择溶解法对活性炭进行脱附,并将原本需要拆卸活性炭层脱附操作的溶解法集成到VOC废气处理系统内部,无需进行活性炭层的拆卸,即可对活性炭层进行脱附,溶解法在脱附时,利用微生物进入到活性炭细小的孔洞中,溶解活性炭附着的有害有机物,进而在不损伤活性炭的前提下稳定高效地将活性炭进行脱附操作,保证活性炭脱附后不会出现损伤,保证活性炭的寿命,因此无需频繁更换活性炭,减少成本的同时降低人工工作量;
本发明、溶解法本身存在缺陷,多次使用溶解法对活性炭脱附后,由于微生物残留在活性炭的细小孔洞中,后续溶解法逐渐对活性炭无法脱附,因此在本申请中,溶解法对活性炭进行脱附后,通过设置超声波清洗仪在水中产生超声波,实现超声波清洗效果,超声波清洗能够对活性炭内部细小孔洞残留的微生物进行超声波振荡清理,进而使得活性炭内部残留的微生物被清理,解决后续因为微生物在活性炭内部残留,而造成的无法使用溶解法脱附问题,保证溶解法能够长久有效地对活性炭进行脱附,进而在保护活性炭寿命的同时,充分地对活性炭进行脱附处理,保证VOC废气处理的高效和稳定,且无需频繁更换活性炭;
本发明、通过在催化吸附箱靠近活性炭板两侧上方位置设置喷淋架,在喷淋架上设置若干个喷头,当活性炭板出现饱和后,此时通过喷头喷水,进而可以对活性炭板的两侧进行冲洗,进而将其表面附着的有害物冲洗掉,随后持续出水装满吸附箱板和隔板之间的空间,随后即可在水中进行溶解法工艺,对活性炭板进行脱附处理,通过预冲洗,然后再脱附,提升脱附效率的同时保证脱附的效果;
本发明、通过设置吸热管、加热管、入水管和回水管,通过上述管道形成一组余热回收的循环加热管路,通过催化吸附箱内对废气的高温加热所产生的余热进行吸收热交换,然后再由管路的输送,将吸收余热的水输送到活性炭溶解脱附的液体中,为液体进行供热,因此溶解法脱附过程中无需单独采用加热装置,即可完成活性炭板的溶解脱附,实现资源的高效利用,减少废气处理成本。
附图说明
图1为本发明VOC废气处理系统的结构立体示意图;
图2为本发明催化吸附箱剖面有隔板的立体结构示意图;
图3为本发明催化吸附箱剖面无隔板的立体结构示意图;
图4为本发明催化吸附箱的部分剖面立体结构示意图;
图5为本发明超声波发生盒的立体结构示意图;
图6为本发明超声波发生盒打开防护盖状态的立体结构示意图;
图7为本发明防护盖的立体结构示意图;
图8为本发明图5的A处放大结构示意图;
图9为本发明图6的B处放大结构示意图;
图10为本发明图7的C处放大结构示意图。
图中:1、催化吸附箱;2、除尘塔;3、预处理箱;4、入气管;5、出气管;6、导流板;7、加热头;8、吸附箱板;9、通气阀门;10、隔板;11、活性炭板;12、出水管;13、排水管;14、排水阀;15、喷淋架;16、喷头;17、超声波发生盒;18、防护盖;19、超声波清洗仪;20、加热管;21、入水管;22、回水管;23、吸热管;24、水箱;25、输水管;26、注水口;27、吸热金属条;28、浮条;29、浮水气囊;30、滑槽;31、滑块;32、滑杆;33、轮槽;34、滚轮;35、电磁锁柱;36、电磁盒;37、水位传感器;38、防护罩;39、清洁刷;40、安装口;41、密封限位板;42、密封条;43、电磁锁座;44、锁定磁条。
具体实施方式
下面将结合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。
实施例1:请参阅图1-图10,本实施例提供了一种VOC废气处理系统及其处理方法,包括催化吸附箱1、除尘塔2、预处理箱3、入气管4和出气管5,预处理箱3、除尘塔2和催化吸附箱1依次设置且相互之间连接有管道,入气管4安装于预处理箱3侧壁,出气管5安装在催化吸附箱1侧壁,催化吸附箱1内部固定连接有导流板6,导流板6共设有八个,且八个导流板6依次按照上下交错设置在催化吸附箱1内部,导流板6设置能够拉长废气在催化吸附箱1内部高温催化的时长,进而能够将废气中的有害物质充分地分离,提升废气处理的品质,催化吸附箱1相对内槽壁均安装有加热头7,催化吸附箱1靠近出气管5一端内槽固定连接有两个吸附箱板8,催化吸附箱1靠近两个吸附箱板8之间固定连接有隔板10,隔板10与吸附箱板8固定连接,催化吸附箱1靠近吸附箱板8和隔板10内侧位置设有活性炭板11,吸附箱板8安装有通气阀门9,出气管5靠近活性炭板11的一端设有气阀,通过溶解法的方式为活性炭板11进行脱附处理,能够减少活性炭板11脱附的损伤,同时提升脱附的效果;
催化吸附箱1靠近每个活性炭板11两侧的底部位置均内嵌固定连接有出水管12,四根出水管12相对一端均安装有多通阀,出水管12通过通阀连接有排水管13,排水管13与催化吸附箱1的侧壁贯穿且固定连接,每个出水管12靠近催化吸附箱1内槽的一端位置均固定连接有排水阀14,催化吸附箱1靠近每个活性炭板11两侧的顶部位置均内嵌固定连接有喷淋架15,喷淋架15底部安装有喷头16;
催化吸附箱1靠近每个活性炭板11两侧的侧壁位置均内嵌固定连接有超声波发生盒17,超声波发生盒17远离催化吸附箱1的内壁一侧滑动安装有防护盖18,超声波发生盒17内部安装有超声波清洗仪19,通过设置超声波清洗仪19,能够在活性炭板11脱附后,进一步对其进行清理,防止溶解法存在后续活性炭耐脱附的问题出现,保证活性炭板11脱附的效果;
隔板10贯穿且固定连接有加热管20,加热管20的顶端固定连接有入水管21,加热管20的底端固定连接有回水管22,入水管21和回水管22之间固定连接有吸热管23,吸热管23内嵌固定连接于催化吸附箱1顶部,利用循环余热回收,提升废气处理过程中的资源利用率,减少出现能源的流失和浪费,进而降低处理成本。
催化吸附箱1靠近喷淋架15位置的顶部表面安装有水箱24,水箱24相反两侧固定连接有输水管25,输水管25贯穿催化吸附箱1顶部与喷淋架15固定连接,水箱24顶部设有注水口26,水箱24内的液体为水和溶解剂的混合物,水箱24内设有水泵,该水泵与输水管25连接,通过混合的溶解剂液体输送到喷淋架15,方便活性炭板11的脱附加工。
催化吸附箱1内槽顶部相对吸热管23的位置内嵌固定连接有吸热金属条27,吸热金属条27与吸热管23固定连接,吸热金属条27为吸热且耐高温金属,此处选择镍基合金金属材质制成,通过吸热金属条27能够将催化吸附箱1内部燃烧的部分热量进行吸收,然后与吸热管23进行热交换,完成设备的余热回收再利用,进而活性炭板11在溶解脱附过程中,无需单独配备加热装置,节省成本,提升资源的利用率。
实施例2:请参阅图5-图10,在实施例1的基础上做了进一步改进:
防护盖18底部固定连接有浮条28,浮条28表面固定连接有浮水气囊29,浮水气囊29为耐高温耐腐蚀的橡胶材质制成,具体为氟橡胶材质制成,能够为防护盖18提供向上的浮力,当活性炭板11脱附时,防护盖18通过溶解剂液体的水位上升,随之带动防护盖18上移,打开超声波发生盒17,进而方便后续利用超声波对活性炭板11进一步的清理脱附,同时防护盖18在日常废气处理过程中,能够对超声波清洗仪19进行防护,保证超声波清洗仪19不受废气影响。
超声波发生盒17相对防护盖18的两侧侧壁开设有滑槽30,防护盖18相对滑槽30的外壁位置固定连接有滑块31,滑块31为具有磁性的金属,且为实心金属,可以作为防护盖18的配重,当活性炭板11脱附完成后,污水排出,此时防护盖18即可通过滑块31的重量下移,并且滑块31和电磁锁柱35磁吸固定,使得防护盖18可以稳定地关闭超声波发生盒17,滑块31与滑槽30适配且滑动连接,滑槽30内槽固定连接有滑杆32,滑杆32与滑块31贯穿且滑动连接,滑块31相反两侧均开设有轮槽33,轮槽33内部转动连接有滚轮34,滚轮34与滑槽30内槽壁接触且滚动,滑块31在滑槽30内滑动,通过滚轮34的滚动,使得滑块31在滑槽30内上下移动的过程更加稳定。
滑槽30内槽底部固定连接有电磁锁柱35,超声波发生盒17相对滑槽30的底部外壁固定连接有电磁盒36,电磁盒36一侧安装有水位传感器37,电磁盒36通过水位传感器37接触到液体后,水位传感器37发射信号,此时电磁盒36即可获得信号,并开始断电,断电后电磁锁柱35消磁,此时滑块31即可在滑槽30内上下移动,进而防护盖18即可移动打开。
防护盖18靠近超声波发生盒17的一侧边缘位置固定连接有防护罩38,防护罩38内侧设有密封垫,防护罩38将超声波发生盒17的边缘包裹,能够有效地防止废气处理过程中,废气进入到超声波发生盒17内,保证超声波清洗仪19的安全,防护盖18靠近超声波发生盒17的外壁固定连接有清洁刷39,超声波发生盒17内槽底部呈倾斜面设置,当防护盖18随着废水排出而下降时,此时通过清洁刷39对超声波清洗仪19的表面进行清扫,随后清扫的杂质通过超声波发生盒17底部的坡面排出,保证超声波清洗仪19的干净,防止因为残留杂质造成的设备损伤问题出现。
实施例3:请参阅图1和图3,在实施例1的基础上做了进一步改进:
催化吸附箱1相对活性炭板11的侧壁开设有安装口40,活性炭板11与安装口40插拔连接,活性炭板11靠近安装口40的一侧固定连接有密封限位板41,密封限位板41与安装口40的开口适配插拔,密封限位板41表面和安装口40内槽均设有密封胶垫,当密封限位板41进入到安装口40后,通过密封胶垫完成活性炭板11安装的密封性,催化吸附箱1内槽顶部和底部靠近活性炭板11两侧的位置均固定连接有密封条42,活性炭板11滑动连接于两个相对密封条42之间,催化吸附箱1靠近安装口40两侧的外壁位置均固定连接有电磁锁座43,密封限位板41相对电磁锁座43的位置固定连接有锁定磁条44,锁定磁条44与电磁锁座43插接且磁吸锁定,密封限位板41靠外一侧固定有拉手,当活性炭板11的使用寿命到期后,此时通过解锁电磁锁座43,使得电磁锁座43和锁定磁条44解锁,随后通过向外拉动密封限位板41的拉手,使得活性炭板11从两个密封条42之间滑动拔出,随后从安装口40内拔出,即可完成活性炭板11的拆卸,反之则可以完成活性炭板11的安装使用。
本申请中,涉及管道穿过机体的位置以及开槽位置均设有密封性的胶体,用于VOC废气处理系统设备的密封防水性。
具体的,VOC废气通过入气管4进入到预处理箱3中,预处理箱3能够对废气进行预热,预热后的废气通过管道进入到除尘塔2内部,除尘塔2内部设有喷淋降尘结构,通过降尘结构对废气中含有的颗粒和粉尘进行去除,随后再由管道将废气导入催化吸附箱1内部,废气进入到催化吸附箱1内部后,通过导流板6的阻挡,使得VOC废气的催化反应时间更长,随后通过加热头7对催化吸附箱1内的VOC废气进行高温催化,完成催化后,VOC废气中的有害物被催化分离,随后废气通过通气阀门9进入到吸附箱板8和隔板10所组成的空间,然后穿过活性炭板11,活性炭板11将气体中分离的有害物质吸附剥离,之后干净的气体通过出气管5排出,完成VOC废气处理,当其中一个活性炭板11出现吸附饱和后,此时关闭通气阀门9,以及关闭出气管5,随后通过喷淋架15和喷头16喷出含有微生物溶解剂的液体,喷淋架15从水箱24由输水管25进行供水,喷出的液体对活性炭板11表面进行冲洗,随后吸附箱板8和隔板10所隔出的空间内水位逐渐上涨,当水位完全摸过整个活性炭板11后,含有溶解剂的液体对活性炭板11进行溶解脱附,等到反应时间,微生物进入到活性炭板11的细小孔洞内,将有害物质溶解剥离,然后混合到水中,完成活性炭板11的脱附,活性炭板11在溶解脱附时,吸热管23从催化吸附箱1前端位置吸收加热头7燃烧加热所产生的热量,随后通过入水管21输送到加热管20,加热管20对活性炭板11两侧的溶解剂液体进行加热,加热后的溶解剂液体即可对活性炭板11进行溶解脱附,加热水在加热管20中完成与溶解剂液体的热交换后,由回水管22输送回到吸热管23内完成水循环,实现余热资源再利用,在水位上涨的过程中,当水位到达超声波发生盒17位置后,此时水位传感器37检测到液体,并将水位信号传输到电磁盒36,电磁盒36接收信号后使得电磁锁柱35断电消磁,此时电磁锁柱35与滑块31的磁吸解除,然后水位上涨,防护盖18通过浮条28上的浮水气囊29在水面漂浮,带动防护盖18在水位上涨过程中逐渐上移打开,防护盖18上移过程中,通过滑块31在滑槽30内滑动,并通过滑杆32进行限位,使得防护盖18上移过程的温度,当防护盖18的滑块31滑动到滑槽30槽体顶部,此时超声波发生盒17完全打开并露出超声波清洗仪19,当活性炭板11溶解脱附完成后,超声波清洗仪19启动,此时超声波清洗仪19在液体中产生超声波对活性炭板11进行清洗,将活性炭板11细小孔洞内的微生物通过超声波共振清洗的方式去除清理,待清理结束后,打开排水阀14,污水通过出水管12和排水管13排出收集处理。
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。