CN203549854U - 低浓度有机废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及低浓度有机废气处理装置，包括吸附系统与催化燃烧系统，其中，空气冷却器、再生风机、空气加热器形成一管路连通吸附床上下部，催化燃烧床为两个，彼此顶部连通，连通管道上还设有一接通空气加热器的管道，催化燃烧床的底部分别连接在四通换向阀的两个阀口上，吸附床的顶部通过催化燃烧床风机连接在四通换向阀的另一阀口上，同时一支路连通吸附床下部，各通路分别由阀门控制，作业时，空气冷却器与空气加热器根据需求不同时作业，四通换向阀换向时从催化燃烧床风机流出的气体通过支路流回吸附床。本实用新型结构紧凑，运行可靠，催化燃烧产生的热量被用来再生吸附床，同时在四通换向阀换向时，没有废气向大气排放，泄露接近零。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气处理技术，具体是一种低浓度有机废气处理装置。
背景技术
许低浓度有机废气是指废气中有机物质含量在1000mg/m3以下的有机废气，各种喷涂过程，例如家具喷漆、塑料件喷漆以及汽车喷漆等生产过程产生的废气就属于低浓度有机废气。
利用吸附法浓缩有机废气然后利用催化燃烧装置处理浓缩后的有机废气是处理低浓度有机废气的重要方法之一（该方法简称为：吸附浓缩-催化燃烧有机废气处理方法），在保证处理后废气达到环保排放要求的前提下，如何降低该技术的运行成本是目前环保科研人员关注的重要问题。
吸附浓缩-催化燃烧有机废气处理方法运行成本主要包括：（1）催化燃烧装置运行能源消耗；（2）吸附床再生时需要的再生能源消耗；（3）废气流过吸附床时的风机运行成本。
对于如何降低废气处理装置风机运行成本，国内采取的方法是：将吸附材料制造成蜂窝状，实践证明该方法可以大幅度降低废气处理装置的风机运行成本。
催化燃烧需要在一定的温度条件下进行，废气必须加热到一定的温度废气中的有机溶剂才可能在催化剂的作用下进行催化反应。另外，催化燃烧过程是一个释放热量的过程，所以利用催化燃烧产生的热量加热进催化燃烧装置的废气以及利用催化燃烧产生的热量再生吸附床是降低吸附浓缩-催化燃烧有机废气处理装置运行成本的有效手段。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，运行可靠，催化燃烧产生的热量被用来再生吸附床，同时在四通换向阀换向时，没有废气向大气排放，泄露接近零的低浓度有机废气处理装置。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案予以实现：
低浓度有机废气处理装置，包括吸附系统与催化燃烧系统，其中，吸附系统包括内装有吸附材料的吸附床、空气冷却器、空气加热器、风机以及阀门，催化燃烧系统包括催化燃烧床，催化燃烧床内装有蓄热材料和催化剂，在吸附床的顶部通过出气阀门、处理风机与大气连接，吸附床的底部通过进气阀门与废气管道连接，吸附床的下部设有补气入口，空气冷却器、再生风机、空气加热器形成一管路连通吸附床上下部，催化燃烧床为两个，彼此顶部连通，连通管道上还设有一接通空气加热器的管道，催化燃烧床的底部分别连接在四通换向阀的两个阀口上，吸附床的顶部通过催化燃烧床风机连接在四通换向阀的另一阀口上，同时一支路连通吸附床下部，各通路分别由阀门控制，作业时，空气冷却器与空气加热器根据需求不同时作业，四通换向阀换向时从催化燃烧床风机流出的气体通过支路流回吸附床。
本实用新型通过上述的结构方式，结构紧凑，运行可靠，催化燃烧装置在换向的时候，没有空气经过流过四通换向阀门，从而彻底避免了四通阀换向时的空气泄露。经过催化床后的热空气直接送到吸附床，部分催化燃烧产生的热量被用来再生吸附床，吸附床再生需要的热量大幅度下降。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为本实用新型催化燃烧系统的一种工作示意图；
图3为本实用新型催化燃烧系统的另一种工作示意图。
具体实施方式
本实用新型为低浓度有机废气处理装置，其结构包括吸附系统与催化燃烧系统。
如图所示，催化燃烧系统是一种可以充分利用催化燃烧余热的催化燃烧装置。
该装置由两个催化燃烧床10、13以及一个四通换向阀9组成。两个催化床结构完全一样，催化燃烧床10、13由蓄热材料11以及催化剂12组成。
四通换向阀9的功能是通过改变阀板8的位置，从而改变气流的流动方向。当阀板8处理图二的位置时，需要处理的废气先经过催化床10的蓄热材料11并且被加热到可以进行催化燃烧的温度，而废气流过催化剂12时开始催化反应释放热量，然后废气流进催化床13，进一步进行催化反应释放热量，释放完全释放热量后的废气流过催化床13的蓄热材料时，将废气中的热量传递给蓄热材料后经过四通换向阀排向大气。当阀板8处理图三的位置时，需要处理的废气先经过催化床13的蓄热材料并且被加热到可以进行催化燃烧的温度，而废气流过催化剂时开始催化反应释放热量，然后废气流进催化床10，一步进行催化反应释放热量，释放完全释放热量后的废气流过催化床10的蓄热材料时，将废气中的热量传递给蓄热材料后经过四通换向阀排向大气。
利用图二、图三所示结构四通换向阀制造出蓄热式催化燃烧装置最大优点是结构简单、运行可靠，而其最大的缺陷是换向阀换向过程中，没有处理的废气可能直接向大气中泄露，泄露率可能高达10%。
图二、图三所标示的蓄热式催化燃烧装置的另外一个缺陷是催化燃烧产生的热量没有被用来再生吸附床。
本实用新型公开了一种新的吸附浓缩-催化燃烧废气处理装置与方法，该方法可以避免蓄热式催化燃烧装置四通换向阀的泄露，同时，催化燃烧装置产生的热量可以被用来再生吸附床。
图一中a是含有机溶剂的废气进口，b是经过吸附处理后洁净空气的排放口，c是新鲜空气的吸入口，d是经过催化燃烧处理后洁洁净空气的排出口。
吸附浓缩-催化燃烧废气处理装置由吸附床、催化燃烧装置以及吸附床再生加热以及冷却装置三大部分组成。
图一中1是吸附床，吸附床中主要材料是吸附材料2，图中3是处理风机，其作用是使需要处理的废气从a点进入吸附床后从b点排向大气。
图一中6是空气冷却器，其功能是利用循环冷却水或者冷冻水使空气冷却，图一中5是空气加热器，其功能是利用加热截止，例如水蒸汽或者导热油，或者直接利用电力使空气加热，图一中4是再生风机，其功能是使空气循环流过吸附床、空气冷却器与空气加热器。在吸附床进行再生操作时空气加热器5工作，空气冷却器6不工作；而在吸附床进行冷却操作时空气加热器5不工作，空气冷却器6工作。
图一中7是催化床处理风机，其功能是将吸附床中含有机溶剂的空气送到催化床中处理，图一中催化床10与催化床13结构完全一样。
图一中四通换向阀9的功能是通过改变阀板8的位置，从而改变气流的流动方向。当阀板8处理图二的位置时，需要处理的废气先经过催化床A的蓄热材料11并且被加热到可以进行催化燃烧的温度，而废气流过催化剂12时开始催化反应释放热量，然后废气流进催化床B的催化催化剂15进一步进行催化反应释放热量，释放完全释放热量后的废气流过催化床B的蓄热材料14时，将废气中的热量传递给蓄热材料14后经过四通换向阀排向大气。当阀板8处理图三的位置时，需要处理的废气先经过催化床B的蓄热材料14并且被加热到可以进行催化燃烧的温度，而废气流过催化剂15时开始催化反应释放热量，然后废气流进催化床A的催化催化剂12进一步进行催化反应释放热量，释放完全释放热量后的废气流过催化床A的蓄热材料11时，将废气中的热量传递给蓄热材料11后经过四通换向阀排向大气。
图一中7、9、10、13组成一个完整的蓄热式催化燃烧装置。在两个催化床连接处安装了温度传感器T2检测催化燃烧进行时催化床废气的温度。在吸附床上部空间安装了温度传感器T1检测吸附床再生时吸附床废气的温度。
在吸附床出口安装了VOC浓度检测仪器检测经过处理后废气中有机溶剂的浓度。
图一中F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8是空气截止阀门。
吸附浓缩-催化燃烧有机废气处理装置处理有机废气时主要包含以下几个步骤：
（1） 废气吸附处理；
（2） 吸附床再生加热；
（3） 再生废气催化燃烧处理；
（4） 吸附床冷却处理。
其中、步骤（2）与（3）可以同时进行，即边进行吸附加热边进行再生空气的催化燃烧处理。
当吸附床进行吸附操作时，阀门F1、F2开启，处理风机3启动，其它阀门全部关闭。
安装在吸附床出口的VOC浓度检测仪器检测经过吸附处理后空气中有机溶剂的浓度，当检测到浓度超过规定值时，吸附操作停止，吸附床开始再生操作。
当吸附床进行再生操作时，F1、F2关闭，阻止含有机溶剂的废气进一步流过吸附床，与此同时F3、F4启动，再生风机启动，再生加热器开始工作，当吸附床再生空气中有机溶剂浓度检测值VOC2达到设定值或者经过吸附床后再生空气的温度T1超过设定值后，催化燃烧装置开始工作，催化燃烧装置工作时F5开启，催化燃烧装置风机7开始工作，补充新鲜空气的电磁阀F7开启，新鲜空气进入吸附床。当催化燃烧装置的四通换向阀需要进行换向时F6开启，F5关闭，F7关闭；当四通阀换向完毕，F6关闭、F5开启，F7开启。在吸附床再生操作与催化燃烧装置正常工作后，在吸附床再生空气中有机溶剂浓度超过一定值后，催化燃烧装置开启后催化燃烧装置中温度T2会升高到超过催化燃烧装置的启燃温度，此时打开阀门F8，部分热空气排向吸附床作为再生空气加热吸附床。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.低浓度有机废气处理装置，包括吸附系统与催化燃烧系统，其中，吸附系统包括内装有吸附材料（2）的吸附床(1)、空气冷却器(6)、空气加热器(5)、风机以及阀门，催化燃烧系统包括催化燃烧床，催化燃烧床内装有蓄热材料和催化剂，在吸附床(1)的顶部通过出气阀门、处理风机(3)与大气连接，吸附床(1)的底部通过进气阀门与废气管道连接，吸附床(1)的下部设有补气入口，其特征在于:空气冷却器(6)、再生风机（4）、空气加热器(5) 形成一管路（61）连通吸附床(1)上下部，催化燃烧床为两个，彼此顶部连通，连通管道上还设有一接通空气加热器(5)的管道（62），催化燃烧床的底部分别连接在四通换向阀(8)的两个阀口上，吸附床(1)的顶部通过催化燃烧床风机（7）连接在四通换向阀(8)的另一阀口上，同时一支路(71)连通吸附床(1)下部，各通路分别由阀门控制，作业时，空气冷却器(6)与空气加热器(5)根据需求不同时作业，四通换向阀(8)换向时从催化燃烧床风机（7）流出的气体通过支路(71)流回吸附床(1)。
2.根据权利要求1所述的低浓度有机废气处理装置, 其特征在于: 吸附材料（2）是分子筛，分子筛为颗粒状或蜂窝状，吸附床(1)及催化燃烧床顶部连通管道上分别设有温度测量器，吸附床(1)顶部及处理风机(3)出口分别设有VOC浓度检测器。
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