CN119186190A - 一种多方式处理挥发性有机物的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多方式处理挥发性有机物的系统，其包括冷凝分离装置、燃烧装置、预处理装置、浓缩装置和余热回收装置，所述预处理装置的出口与阀门的入口一和冷凝分离装置分别连接，冷凝分离装置的气体出口与浓缩装置的吸附室入口和大气分别联通，浓缩装置的解附室的气体出口与阀门的入口二连接，阀门的出口三与燃烧装置连接，阀门的出口四与余热回收装置连接，余热回收装置与浓缩装置的解附室的气体入口连接。本发明集预处理装置、冷凝分离装置、浓缩装置、燃烧装置和余热回收装置于一体，可以针对VOCs浓度和种类的不同提供多种不同的解决方案，适用于工厂对不同种类VOCs的一体化处理。
Description
技术领域
本发明属于挥发性有机物处理领域，具体是一种多方式处理挥发性有机物的系统。
背景技术
VOCs(挥发性有机物)是指：常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸气压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。VOCs通常分为非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。VOCs会在光和热的作用下反应形成臭氧，本身就是大气PM2.5的重要组成，部分VOCs已被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等，很大一部分VOCs有明显异味，会严重影响人们的生活质量。
目前对VOCs处理方式主要有燃烧、吸附富集再处理、冷凝回收等。燃烧方式主要应用于高浓度VOCs气体处理，其主要利用有机物的可燃性对其热解处理以达到气体无害化排放；吸附富集再处理技术通过吸附富集后脱附再生，能减少一次投资成本及运行费用，且为废气VOCs的资源化利用提供可能；冷凝回收法是将有机废气导入冷凝器中，利用VOCs在不同温度下蒸气分压不同，使VOCs逐步冷凝成液态，然后进行回收，冷凝法适用于处理高浓度、小流量有机废气。 现有工厂只能针对一种或者少数几种不同浓度和种类的VOCs气体进行处理，处理方案固定、单一，不够灵活。
基于上述现状，本发明提供一种可以灵活的根据VOCs浓度和种类的不同选择不同的处理方案，适用于工厂对不同种类VOCs的一体化处理。
发明内容
本发明目的在于：提供一种多方式处理挥发性有机物的系统，可以针对VOCs浓度和种类的不同对其进行不同的处理。
本发明的技术解决方案是：
一种多方式处理挥发性有机物的系统，包括冷凝分离装置、燃烧装置，其特殊之处在于：还包括预处理装置、浓缩装置和余热回收装置，所述预处理装置的出口与阀门的入口一连接，预处理装置的出口与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置的气体出口与浓缩装置的吸附室入口和大气分别联通，浓缩装置的吸附室具有一个与大气相连的出口，浓缩装置的解附室的气体出口与阀门的入口二连接，阀门的出口三与燃烧装置连接，阀门的出口四与余热回收装置连接，余热回收装置与浓缩装置的解附室的气体入口连接，燃烧装置的废气出口与余热回收装置连接，余热回收装置的气体出口还与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置还与余热回收装置的入口连接。
优选的，浓缩装置包括外壳以及将外壳内空间分割成吸附室和解附室的分隔板；吸附室具有气体入口和气体出口，吸附室的气体入口与冷凝分离装置的第一气液分离器的气体出口、第二气液分离器的气体出口、第四气液分离器的气体出口连接，吸附室的气体出口与大气联通；吸附室内还设置有用于提升可再生活性炭板的提升机构；解附室也设置有气体入口和气体出口，解附室的气体入口与余热回收装置的出口连接，解附室的气体出口与阀门的入口二连接，解附室内设置有用于可再生活性炭板下降的下降机构；分隔板上设置有与分隔板活动连接的上挡板和下挡板，吸附室内的吸附位置处的可再生活性炭板的一侧设置有用于将吸附室内的可再生活性炭板经上挡板推至解附室内的第一伸缩杆；解附室内解附位置处的可再生活性炭板的一侧设置有用于将可再生活性炭板经下挡板推至吸附室的第二伸缩杆。
优选的，吸附室内的吸附位置处的可再生活性炭板的上方和下方分别设置有一个压力传感器，解附室内的解附位置处的可再生活性炭板的上方和下方分别设置有一个压力传感器。
优选的，提升机构包括分别设置在吸附室的前、后两侧的传动机构，每个传动机构均包括皮带和两个旋转轴，一个皮带套在两个旋转轴上，皮带上每隔相同距离设置一个固定条，电动机驱动其中一个旋转轴转动，从而皮带转动；前、后两侧的传动机构的固定条一一对齐在各自的水平面上，可再生活性炭板放在固定条上同步向上移动；
下降机构包括分别设置在解附室的前、后两侧的传动机构，每个传动机构均包括皮带和两个旋转轴，一个皮带套在两个旋转轴上，皮带上每隔相同距离设置一个固定条，电动机驱动其中一个旋转轴转动，从而皮带转动；前、后两侧的传动机构的固定条一一对齐在各自的水平面上，可再生活性炭板放在固定条上同步向下移动。
优选的，冷凝分离装置包括依次联通的第一预冷器、第一气液分离器、制冷机组中的冷凝器、第二气液分离器、冷量回收器、第三气液分离器、液氮冷凝器、第四气液分离器，第四气液分离器再次通过冷量回收器连接至浓缩装置的吸附室入口；冷凝分离装置还包括串联的第二预冷器和第五气液分离器，第二预冷器和第五气液分离器串联后也与制冷机组中的冷凝器连接；第一气液分离器的气体出口、第二气液分离器的气体出口也分别连接至浓缩装置的吸附室入口；第二气液分离器和冷量回收器的气体出口还分别与大气直接联通；液氮冷凝器的冷媒出口与余热回收装置连接。
优选的，余热回收装置包括依次联通的第一回热器、第二回热器和储气加热器，储气加热器的出口连接至浓缩装置的解附室的气体入口；第一回热器与阀门的出口四连接，第二回热器与燃烧装置的废气出口连接，第二回热器还与大气联通；经过第一回热器回收热量的气体排入储气回收罐存储或者依次经过第二预冷器、第五气液分离器与制冷机组中的冷凝器连接。
优选的，燃烧装置包括三室蓄热式燃烧器，具有三个蓄热室和一个氧化室，蓄热室内设置有陶瓷小球体式蓄热体，氧化室内设置有辅助燃烧器。
优选的，陶瓷小球体式蓄热体的表面设置有沟槽和/或贯穿的通道。
优选的，预处理装置包括依次串联的三级过滤器、压力缓冲罐、流量控制阀。
优选的，第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器、第四气液分离器、第五气液分离器的液体出口分别连接至储液回收罐，储液回收罐具有四个分区：第一气液分离器和第五气液分离器均连接至储液回收罐的第一分区，第二气液分离器、第三气液分离器、第四气液分离器分别一一对应连接至储液回收罐的另外3个分区。
本发明的优点是：（1）本发明集预处理装置、冷凝分离装置、浓缩装置、燃烧装置和余热回收装置于一体，可以针对VOCs浓度和种类的不同提供5种不同的解决方案，适用于工厂对不同种类VOCs的一体化处理；
（2）浓缩装置通过传感器自动判断可再生活性炭板的饱和情况，可快速进行可再生活性炭板的更换，吸附室内设置多个可再生活性炭板位置，用于冷却可再生活性炭板；
（3）冷凝分离装置采用分级冷凝回收，可以根据需要回收的物质的沸点选择不同的冷凝点回收，减少了能源的过度使用；
（4）本方案的VOCs在流入浓缩装置前，已经经过了第一预冷器或者冷凝分离装置的冷却，温度降低，有利于可再生活性炭板对VOCs的吸附；
（5）陶瓷小球体式蓄热体的表面设置有沟槽和/或贯穿的通道，以增大热量交换的表面积，提高交换效率。
附图说明
图1：本发明整体流程示意图。
图2：三室蓄热式燃烧器剖面图。
图3：浓缩装置的简易剖面图（未画出提升机构和下降机构）。
图4：储液回收罐分区示意图。
图5：图3中提升机构右视图。
图6：浓缩装置的控制原理图。
其中：1、三级过滤器；2、压力缓冲罐；3、流量控制阀；4、第一预冷器；5、第一气液分离器；6、制冷机组中的冷凝器；7、储液回收罐；8、第二气液分离器；9、冷量回收器；10、第三气液分离器；11、氮气回收罐；12、液氮冷凝器；13、液氮储存罐；14、第四气液分离器；15、浓缩装置；16、燃烧装置；17、第一回热器；18、第二回热器；19、储气加热器；20、储气回收罐；21、第二预冷器；22、阀门；23、旋转轴；24、皮带；29、风机；30、可再生活性炭板；31、固定条；32、上挡板；33、下挡板；34、陶瓷小球体式蓄热体；35、辅助燃烧器；36、氧化室；37、蓄热室；38、压力传感器；39、第一分区；40、第二分区；41、第三分区；42、第四分区；431、第一伸缩杆；432、第二伸缩杆；44、第五气液分离器；45、吸附室；46、分隔板；47、外壳；48、解附室；49、气体质量检测传感器。
具体实施方式
如图1，本发明包括预处理装置、冷凝分离装置、浓缩装置15、燃烧装置16和余热回收装置。预处理装置的出口与阀门22的入口一连接，预处理装置的出口与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置的气体出口与浓缩装置15的吸附室45入口和大气分别联通，浓缩装置15的吸附室45具有一个与大气相连的出口，浓缩装置15的解附室48的气体出口与阀门22的入口二连接，阀门22的出口三与燃烧装置16连接，阀门22的出口四与余热回收装置连接，余热回收装置与浓缩装置15的解附室48的气体入口连接，燃烧装置16的废气出口与余热回收装置连接，余热回收装置的气体出口还与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置还与余热回收装置的入口连接。
具体的，冷凝分离装置包括依次联通的第一预冷器4、第一气液分离器5、制冷机组中的冷凝器6、第二气液分离器8、冷量回收器9、第三气液分离器10、液氮冷凝器12、第四气液分离器14，第四气液分离器14再次通过冷量回收器9连接至浓缩装置15的吸附室45入口；冷凝分离装置还包括串联的第二预冷器21和第五气液分离器44，第二预冷器21和第五气液分离器44串联后也与制冷机组中的冷凝器6连接；第一气液分离器5的气体出口、第二气液分离器8的气体出口分别连接至浓缩装置15的吸附室45入口；液氮冷凝器12的冷媒入口与液氮储存罐13连接，液氮冷凝器12的冷媒出口通过氮气回收罐11与余热回收装置的第一回热器17连接，第二气液分离器8和第四气液分离器14的气体出口还分别与大气直接联通；冷量回收器9的作用是对经过液氮冷凝器12的气体的冷量进行回收。冷凝分离装置采用分级冷凝回收，可以根据需要回收的物质的沸点选择不同的冷凝点回收，减少了能源的过度使用。
具体的，第一预冷器4、第二预冷器21、制冷机组中的冷凝器6均采用管壳式换热器；液氮冷凝器12为板式换热器；冷量回收器9，第一回热器17、第二回热器18均为板翅交叉流换热器。第一预冷器4、第二预冷器21均使用深井水对VOCs气体进行冷却，液氮经过液氮冷凝器12后变为气体，暂时储存在氮气回收罐11里。
冷凝分离有两条路线，第一条，经过预冷器（第一预冷器4或者第二预冷器21）的气流，经过第一气液分离器5，制冷机组中的冷凝器6，第二气液分离器8，冷凝完成后进入浓缩装置15；第二条，经过预冷器（第一预冷器4或者第二预冷器21）的气流，经过第一气液分离器5，制冷机组中的冷凝器6，第二气液分离器8，冷量回收器9，第三气液分离器10，液氮冷凝器12，第四气液分离器14，冷量回收器9，冷凝完成后进入浓缩装置15。两条线路的区别是冷凝的程度不同，可以按需选择。
如图3，浓缩装置15包括外壳47以及将外壳47内空间分割成吸附室45和解附室48的分隔板46，吸附室45具有气体入口和气体出口，吸附室45的气体入口与冷凝分离装置的第一气液分离器5的气体出口、第二气液分离器8的气体出口、第四气液分离器14的气体出口连接，吸附室45的气体出口与大气联通；吸附室45内还设置有用于提升可再生活性炭板30的提升机构，解附室48也设置有气体入口和气体出口，解附室48的气体入口与余热回收装置的空气或者氮气出口连接，解附室48的气体出口与阀门22的入口二连接，解附室48内设置有用于可再生活性炭板30下降的下降机构；分隔板46上设置有与分隔板46活动连接的上挡板32和下挡板33，吸附室45内的吸附位置处的可再生活性炭板30的上方和下方分别设置有一个压力传感器38，解附室48内的解附位置处的可再生活性炭板30的上方和下方分别设置有一个压力传感器38，可以实时检测压力状况；吸附室45内的吸附位置处的可再生活性炭板30的一侧设置有用于将吸附室45内的可再生活性炭板30经上挡板32推至解附室48内的第一伸缩杆431；解附室48内的解附位置处的可再生活性炭板30的一侧设置有用于将可再生活性炭板30经下挡板33推至吸附室45的第二伸缩杆432。优选的，吸附室45和解附室48分别设置有风机29；吸附和解附时，上挡板32和下挡板33关闭，以保持吸附室45和解附室48不联通。
浓缩装置15的可再生活性炭板30是利用可回收活性炭制成的矩形板，吸附能力较强，在高温下，废活性炭吸附的有机废气被迅速解析脱附，形成新的活性表面，再生后的活性炭再次具备吸附能力，进行吸附室45循环利用。
提升机构和下降机构可以分别采用现有技术中的已有结构。优选的，提升机构和下降机构可以采用但不限于以下结构：如图3和图5，提升机构包括分别设置在吸附室45的前、后两侧（图3中垂直纸面方向）的传动机构，传动机构包括皮带24和两个旋转轴23，一个皮带24套在两个旋转轴23上，皮带24上每隔相同距离设置一个固定条31，电动机驱动其中一个旋转轴转动，从而皮带24转动；前、后两侧的传动机构的固定条31一一对齐在各自的水平面上，三个可再生活性炭板30放在三层固定条31上，可再生活性炭板30可以同步向上移动。下降机构包括分别设置在解附室48的前、后两侧的传动机构，传动机构的皮带24上同样设置固定条31，三个可再生活性炭板30放在三层固定条31上同步向下移动。
如图6，浓缩装置15的工作原理是：安装在吸附室45内最上层的可再生活性炭板30上、下方的压力传感器38自动监测，将数值发送至浓缩装置15的控制器，控制器监测进出口之间的压差变化。当可再生活性炭板30饱和后，气体流动受阻，导致压差增大，超过预设限值时，浓缩装置15的控制器初步判断可再生活性炭板30可能接近饱和，发送信号控制上挡板32打开，第一伸缩杆431伸长，提供侧向推力，将最上层可再生活性炭板30从吸附室45推往解附室48，固定条31提供支撑。然后浓缩装置15的控制器控制提升机构的电动机运行，吸附室45的皮带24移动将下一层可再生活性炭板30移动至与上挡板32平齐位置，浓缩装置15的控制器控制下降机构的电动机运行，解附室48的可再生活性炭板30会随着皮带24下移，进行解附，解附时通过压力传感器38自动监测，比较当时压差与解附完成的压差，两者接近时候，解附完成。解附完成后，发送信号控制下挡板33开启，第二伸缩杆432伸长，提供侧向推力，将解附完成的可再生活性炭板30从解附室48推往吸附室45，使解附完成，可再生活性炭板30在最下面冷却，节省了冷却的步骤。
如图2，燃烧装置16包括三室蓄热式燃烧器，具有三个蓄热室37和一个氧化室36，蓄热室37内设置有陶瓷小球体式蓄热体34，氧化室36内设置有辅助燃烧器35。优选的，陶瓷小球体式蓄热体34的表面设置有沟槽和/或贯穿的通道，以增大热量交换的表面积，提高交换效率。
燃烧装置16的工作过程是：
一、VOCs进入1号蓄热室37，1号蓄热室37中的陶瓷小球体式蓄热体34储存了上一循环的热量，陶瓷小球体式蓄热体34放热降温，而VOCs吸热升温，VOCs离开蓄热室37后以较高的温度进入氧化室36。VOCs在氧化室36中由辅助燃烧器35加热升温至设定的氧化温度，使其中的VOCs成分分解成二氧化碳和水。
二：VOCs在氧化室36中焚烧，成为净化的高温气体后离开氧化室36，进入2号蓄热室37，2号蓄热室37在前面的循环中已被冷却，高温气体放热降温后经过第二回热器18，然后排入大气。而2号蓄热室37的陶瓷小球体式蓄热体34吸收大量热量后升温，用于下一个循环加热VOCs。同时引小股净化气清扫3号蓄热室37，将3号蓄热室37的剩余的voc废气清理，吹进氧化室36，否则会在下一个循环排入大气。
三：循环完成后，进入下一个循环，VOCs由2号蓄热室37进入，3号蓄热室37排出。在切换之后，清扫1号蓄热室37。如此交替。
余热回收装置包括依次联通的第一回热器17、第二回热器18和储气加热器19，储气加热器19的出口连接至浓缩装置15的解附室48的气体入口；第一回热器17与阀门22的出口四连接，第一回热器17将解附室48排出的气体的热量回收，第二回热器18与燃烧装置16的废气出口连接，第二回热器18将燃烧装置16的氧化室36内的燃烧废气中的热量回收，第二回热器18还与大气联通，燃烧装置16的燃烧废气与第二回热器18交换热量后排入大气；经过第一回热器17回收热量的气体排入储气回收罐20存储或者依次经过第二预冷器21、第五气液分离器44与制冷机组中的冷凝器6连接。
余热回收装置可以选择氮气或者空气经过第一回热器17、第二回热器18后到达储气加热器19，如果氮气或者空气温度不够，启动储气加热器19里的加热功能进行加热，然后送入解附室48内进行解附。对于接下来进行冷凝回收或者进入储气回收罐20的，使用热氮气进行解附，对于接下来进入燃烧装置16的，则使用热空气进行解附。氮气是惰性气体，不会与VOCs或活性炭发生反应，因此可以安全地用于解吸过程。热氮气解附不仅可以从活性炭中更好解附VOCs，还可以再生活性炭，使其能够再次用于吸附过程，延长吸附剂的使用寿命，降低运行成本。优选的，当第二回热器18加热空气时，可以将空气输送至燃烧装置16的氧化室36内，提高燃烧效率。
本发明预处理装置包括依次串联的三级过滤器1、压力缓冲罐2、流量控制阀3，也可以根据实际情况采用其他预处理的设备及其组合。预处理装置的输出端与冷凝分离装置的第一预冷器4和阀门22分别连接。
优选的，由于经过气液分离器冷凝回收的液态物质是在不同温度条件下冷凝的，其中含有的物质种类不一样，因此分隔存放，便于后期的分离，提纯。第一气液分离器5、第二气液分离器8、第三气液分离器10、第四气液分离器14、第五气液分离器44的液体出口分别连接至储液回收罐7，储液回收罐7具有四个分区：第一气液分离器5和第五气液分离器44的连接至储液回收罐7的第一分区39，第二气液分离器8、第三气液分离器10、第四气液分离器14分别连接至储液回收罐7的另外3个分区。即，由第一气液分离器5和第五气液分离器44分离的液体进入第一分区39；由第二气液分离器8分离的液体进入如图4的第二分区40；由第三气液分离器10分离的液体进入如图4的第三分区41；由第四气液分离器14分离的液体进入如图4的第四分区42。
优选的，本发明还包括预处理装置，预处理装置包括依次串联的三级过滤器1、压力缓冲罐2和流量控制阀3。预处理装置的出口与阀门22的入口一连接，预处理装置的出口与冷凝分离装置连接。
本发明可提供5种不同VOCs浓度和种类的气体处理方案：
第一种方案：VOC浓度低，需要冷凝回收。VOCs经过三级过滤器1，压力缓冲罐2，流量控制阀3，第一预冷器4，第一气液分离器5，然后进入浓缩装置15，经过吸附净化后直接排入大气，附着有VOCs的可再生活性炭板30解附后，从解附室48的气体出口经过阀门22排入第一回热器17，将热量传递给空气或者氮气，冷却之后的VOCs可以进入第二预冷器21，第五气液分离器44，然后进行冷凝回收：按需选择冷凝路线，如果气体质量检测传感器49浓度检验合格，直接排入大气，如果浓度检验不合格，进行如下的尾气处理：和来自于第一气液分离器5的VOCs会合，一起接着进入浓缩装置15，重复上方进入浓缩装置15后的进程。
本方案的VOCs在流入浓缩装置15前，已经经过了冷凝回收，温度降低了，有利于可再生活性炭板30对VOCs的吸附。
第二种方案：VOC浓度高，需要冷凝回收。VOCs经过三级过滤器1，压力缓冲罐2，流量控制阀3，第一预冷器4，第一气液分离器5，然后进行冷凝回收进行液态储存：按需选择冷凝路线，如果气体质量检测传感器49浓度检验合格，直接排入大气，如果浓度检验不合格，进行如下的尾气处理：接着进入浓缩装置15，经过吸附，解附后经过阀门22进入蓄热式燃烧器进行处理或者进入第一回热器17，最后进入储气回收罐20进行气态储存。
本方案的VOCs在流入浓缩装置15前，已经经过了冷凝回收，温度降低了，有利于可再生活性炭板30对VOCs的吸附。
第三种方案：VOC浓度低，不需要回收。VOCs经过三级过滤器1，压力缓冲罐2，流量控制阀3，第一预冷器4，第一气液分离器5，然后进入浓缩装置15，经过吸附，解附后经过阀门22后进入三室蓄热式燃烧器，经过加热，虚线代表是空气进入三室蓄热式燃烧器，氧化后的废气经过第二回热器18，将热量传递给空气或者氮气，废气符合排放标准，最后排入大气。
本方案的VOCs在流入浓缩装置15前，已经经过了第一预冷器4进行了冷却，温度降低了，有利于可再生活性炭板30对VOCs的吸附。
第四种方案：VOC浓度高，不需要回收。VOCs经过三级过滤器1，压力缓冲罐2，流量控制阀3，然后通过阀门22后进入蓄热室37燃烧，经过加热，氧化后的废气经过第二回热器18，将热量传递给空气或者氮气，废气符合排放标准，最后排入大气。
第五种方案：不经过冷凝，以气态回收。VOCs经过三级过滤器1，压力缓冲罐2，流量控制阀3，第一预冷器4，第一气液分离器5，然后进入浓缩装置15，经过吸附、解附后经过阀门22后进入第一回热器17，将热量传递给空气或者氮气，冷却之后的VOCs可以进入储气回收罐20进行气态储存。
本方案的VOCs在流入浓缩装置15前，已经经过了第一预冷器4进行了冷却，温度降低了，有利于可再生活性炭板30对VOCs的吸附。
Claims (10)
1.一种多方式处理挥发性有机物的系统，包括冷凝分离装置、燃烧装置（16），其特征在于：还包括预处理装置、浓缩装置（15）和余热回收装置，所述预处理装置的出口与阀门（22）的入口一连接，预处理装置的出口与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置的气体出口与浓缩装置（15）的吸附室（45）入口和大气分别联通，浓缩装置（15）的吸附室（45）具有一个与大气相连的出口，浓缩装置（15）的解附室（48）的气体出口与阀门（22）的入口二连接，阀门（22）的出口三与燃烧装置（16）连接，阀门（22）的出口四与余热回收装置连接，余热回收装置与浓缩装置（15）的解附室（48）的气体入口连接，燃烧装置（16）的废气出口与余热回收装置连接，余热回收装置的气体出口还与冷凝分离装置连接，冷凝分离装置还与余热回收装置的入口连接。
2.根据权利要求1所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：浓缩装置（15）包括外壳（47）以及将外壳（47）内空间分割成吸附室（45）和解附室（48）的分隔板（46）；吸附室（45）具有气体入口和气体出口，吸附室（45）的气体入口与冷凝分离装置的第一气液分离器（5）的气体出口、第二气液分离器（8）的气体出口、第四气液分离器（14）的气体出口连接，吸附室（45）的气体出口与大气联通；吸附室（45）内还设置有用于提升可再生活性炭板（30）的提升机构；解附室（48）也设置有气体入口和气体出口，解附室（48）的气体入口与余热回收装置的出口连接，解附室（48）的气体出口与阀门（22）的入口二连接，解附室（48）内设置有用于可再生活性炭板（30）下降的下降机构；分隔板（46）上设置有与分隔板（46）活动连接的上挡板（32）和下挡板（33），吸附室（45）内的吸附位置处的可再生活性炭板（30）的一侧设置有用于将吸附室（45）内的可再生活性炭板（30）经上挡板（32）推至解附室（48）内的第一伸缩杆（431）；解附室（48）内解附位置处的可再生活性炭板（30）的一侧设置有用于将可再生活性炭板（30）经下挡板（33）推至吸附室（45）的第二伸缩杆（432）。
3.根据权利要求2所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：吸附室（45）内的吸附位置处的可再生活性炭板（30）的上方和下方分别设置有一个压力传感器（38），解附室（48）内的解附位置处的可再生活性炭板（30）的上方和下方分别设置有一个压力传感器（38）。
4.根据权利要求3所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：提升机构包括分别设置在吸附室（45）的前、后两侧的传动机构，每个传动机构均包括皮带（24）和两个旋转轴（23），一个皮带（24）套在两个旋转轴（23）上，皮带（24）上每隔相同距离设置一个固定条（31），电动机驱动其中一个旋转轴（23）转动，从而皮带（24）转动；前、后两侧的传动机构的固定条（31）一一对齐在各自的水平面上，可再生活性炭板（30）放在固定条（31）上同步向上移动；
下降机构包括分别设置在解附室（48）的前、后两侧的传动机构，每个传动机构均包括皮带（24）和两个旋转轴（23），一个皮带（24）套在两个旋转轴（23）上，皮带（24）上每隔相同距离设置一个固定条（31），电动机驱动其中一个旋转轴（23）转动，从而皮带（24）转动；前、后两侧的传动机构的固定条（31）一一对齐在各自的水平面上，可再生活性炭板（30）放在固定条（31）上同步向下移动。
5.根据权利要求4所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：冷凝分离装置包括依次联通的第一预冷器（4）、第一气液分离器（5）、制冷机组中的冷凝器（6）、第二气液分离器（8）、冷量回收器（9）、第三气液分离器（10）、液氮冷凝器（12）、第四气液分离器（14），第四气液分离器（14）再次通过冷量回收器（9）连接至浓缩装置（15）的吸附室（45）入口；冷凝分离装置还包括串联的第二预冷器（21）和第五气液分离器（44），第二预冷器（21）和第五气液分离器（44）串联后也与制冷机组中的冷凝器（6）连接；第一气液分离器（5）的气体出口、第二气液分离器（8）的气体出口也分别连接至浓缩装置（15）的吸附室（45）入口；第二气液分离器（8）和冷量回收器（9）的气体出口还分别与大气直接联通；液氮冷凝器（12）的冷媒出口与余热回收装置连接。
6.根据权利要求5所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：余热回收装置包括依次联通的第一回热器（17）、第二回热器（18）和储气加热器（19），储气加热器（19）的出口连接至浓缩装置（15）的解附室（48）的气体入口；第一回热器（17）与阀门（22）的出口四连接，第二回热器（18）与燃烧装置（16）的废气出口连接，第二回热器（18）还与大气联通；经过第一回热器（17）回收热量的气体排入储气回收罐（20）存储或者依次经过第二预冷器（21）、第五气液分离器（44）与制冷机组中的冷凝器（6）连接。
7.根据权利要求6所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：燃烧装置（16）包括三室蓄热式燃烧器，具有三个蓄热室（37）和一个氧化室（36），蓄热室（37）内设置有陶瓷小球体式蓄热体（34），氧化室（36）内设置有辅助燃烧器（35）。
8.根据权利要求7所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：陶瓷小球体式蓄热体（34）的表面设置有沟槽和/或贯穿的通道。
9.根据权利要求8所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：预处理装置包括依次串联的三级过滤器（1）、压力缓冲罐（2）、流量控制阀（3）。
10.根据权利要求9所述的多方式处理挥发性有机物的系统，其特征在于：第一气液分离器（5）、第二气液分离器（8）、第三气液分离器（10）、第四气液分离器（14）、第五气液分离器（44）的液体出口分别连接至储液回收罐（7），储液回收罐（7）具有四个分区：第一气液分离器（5）和第五气液分离器（44）均连接至储液回收罐（7）的第一分区（39），第二气液分离器（8）、第三气液分离器（10）、第四气液分离器（14）分别一一对应连接至储液回收罐（7）的另外3个分区。
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| CN103990351A (zh) * | 2014-05-31 | 2014-08-20 | 蔡博 | 一种挥发性有机废气的净化回收装置及工艺 |
| CN107297113A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-27 | 常州大学 | 一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB890793A (en) * | 1956-05-28 | 1962-03-07 | Pan American Petroleum Corp | Apparatus for producing elemental sulfur from hydrogen sulfide containing cases |
| CN103990351A (zh) * | 2014-05-31 | 2014-08-20 | 蔡博 | 一种挥发性有机废气的净化回收装置及工艺 |
| CN107297113A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-27 | 常州大学 | 一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统 |
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