CN204933249U

CN204933249U - Vocs废气处理装置

Info

Publication number: CN204933249U
Application number: CN201520703042.1U
Authority: CN
Inventors: 耿山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-12
Filing date: 2015-09-12
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2025-09-12

Abstract

本实用新型涉及一种VOCS废气处理装置，其特征在于它包括进口段、中间处理段以及出口段，进口段的后端与中间处理段的前端连接，中间处理段的后端与出口段的前端连接，中间处理段包括第一反应室入口管道（7）、第二反应室入口管道（8）、反应室、第一反应室出口管道（9）、第二反应室出口管道（10）以及过热出口管道（11），反应室内设置有直线型布置的第一蓄热体（12）、第一催化区（13）、加热区（14）、第二催化区（15）以及第二蓄热体（16），出口段的中段与进口段的中段之间连接有封闭循环管道（25）。本实用新型VOCS废气处理装置具有处理效率高，排放消除峰值，能耗较低的优点。

Description

VOCS废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种VOCS废气处理装置。

背景技术

目前，中国的工业发展进入到一个新阶段，环境问题的日益突出影响到了人们的正常工作和生活，环境问题越来越受到人们的关注。所以在这种形势下，必须控制工业等生产领域有害气体的排放，减少其对大气环境的污染。众所周知，工业生产过程中会产生大量对大气环境有危害的有机气体。当前，中国的大气环境已受到严重污染，北方许多地区出现了严重雾霾天气。在这种情况下，必须加大有机废气处理技术的研发力度，通过提高废气处理技术来降低其对大气环境的危害。挥发性的有机化合物，简称为VOCS（VolatileOrganicCompounds），在工业生产中，通常作为溶剂来使用，使用之后便散发到大气中。这些有机溶剂如果挥发到大气环境中，不仅会对大气环境造成严重污染，而且人体呼入被污染的气体后，对人体健康产生危害。所以，必须控制VOCS的排放，这不仅是对环境负责，也是对我们的生命健康负责。

传统的VOCS废气处理装置存在以下两处缺陷：

1、处理效率低；两个蓄热体之间的通道是弯曲的，蓄热体和催化区之间的气流不平稳，VOCS气体受热不均匀，无法燃烧彻底，降低了排放气体的纯净指标；

2、排放存在峰值；在进行VOCS废气进气方向的转换时，由于在通道内残余未充分处理的VOCS废气，导致VOCS废气进气方向的转换时，排放气体纯净指标达不到要求，存在峰值。

3、能耗高；开放式预热，导致预热阶段，热量能耗损失较大。

因此寻求一种处理效率高，排放消除峰值，耗较低的VOCS废气处理装置尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种处理效率高，排放消除峰值，能耗较低的VOCS废气处理装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种VOCS废气处理装置，其特征在于它包括进口段、中间处理段以及出口段，进口段的后端与中间处理段的前端连接，中间处理段的后端与出口段的前端连接，进口段的前端为VOCS排污口接口，进口段的前段设置有总入口阀门，进口段的后段从前至后依次设置有过滤器以及主风机，进口段的中段旁接有新风入口段，新风入口段内设置有新风阀门，

中间处理段包括第一反应室入口管道、第二反应室入口管道、反应室、第一反应室出口管道、第二反应室出口管道以及过热出口管道，反应室内设置有直线型布置的第一蓄热体、第一催化区、加热区、第二催化区以及第二蓄热体，加热区内设置有加热器，其中第一反应室入口管道以及第二反应室入口管道并联设置，第一反应室入口管道以及第二反应室入口管道的前端均连接进口段的后端，第一反应室入口管道以及第二反应室入口管道的后端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道与第二反应室出口管道并联设置，第一反应室出口管道以及第二反应室出口管道的前端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道以及第二反应室出口管道的后端均连接出口段的前端，第一反应室入口管道内设置有第一反应室入口阀门，第二反应室入口管道内设置有第二反应室入口阀门，第一反应室出口管道内设置有第一反应室出口阀门，第二反应室出口管道内设置有第二反应室出口阀门，反应室的加热区与过热出口管道的前端连接，过热出口管道内从前至后依次设置有过热催化区以及过热保护阀门，过热出口管道的后端与第一反应室出口管道以及第二反应室出口管道的后端汇集连接出口段的前端，

出口段的后端为洁净空气排放口，出口段的后段设置有总出口阀门，出口段的中段与进口段的中段之间连接有封闭循环管道，封闭循环管道内设置有循环管道阀门。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型VOCS废气处理装置内直线型的反应室内气流平稳，VOCS气体受热均匀，可以燃烧彻底，从而提高了排放气体的纯净指标，且在进行VOCS废气进气方向的转换时，增加了正向焚烧和反向焚烧的交替期间的峰值消除步骤，避免了VOCS废气处理装置内残留VOCS废气的不充分处理，使得排放气体纯净指标达到要求，消除了峰值，另外采用旁路循环加热，避免了开放预热导致热能损失。因此本实用新型VOCS废气处理装置具有处理效率高，排放消除峰值，能耗较低的优点。

附图说明

图1为本实用新型VOCS废气处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型VOCS废气处理装置的正向预热的示意图。

图3为本实用新型VOCS废气处理装置的反向预热的示意图。

图4为本实用新型VOCS废气处理装置的正向焚烧的示意图。

图5为本实用新型VOCS废气处理装置的反向焚烧的示意图。

图6为本实用新型VOCS废气处理装置的正向新风峰值消除步骤的示意图。

图7为本实用新型VOCS废气处理装置的反向新风峰值消除步骤的示意图。

图8为本实用新型VOCS废气处理装置的正向内循环峰值消除步骤的示意图。

图9为本实用新型VOCS废气处理装置的反向内循环峰值消除步骤的示意图。

图10为本实用新型VOCS废气处理装置的正向新风冲洗的示意图。

图11为本实用新型VOCS废气处理装置的反向新风冲洗的示意图。

图12为本实用新型VOCS废气处理装置的正向焚烧时的过热保护的示意图。

图13为本实用新型VOCS废气处理装置的反向焚烧时的过热保护的示意图。

其中：

VOCS排污口接口1、总入口阀门2、过滤器3、主风机4、新风入口段5、新风阀门6、第一反应室入口管道7、第二反应室入口管道8、第一反应室出口管道9、第二反应室出口管道10、过热出口管道11、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16、第一反应室入口阀门17、第二反应室入口阀门18、第一反应室出口阀门19、第二反应室出口阀门20、过热催化区21、过热保护阀门22、洁净空气排放口23、总出口阀门24、封闭循环管道25、循环管道阀门26。

具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种VOCS废气处理装置，它包括进口段、中间处理段以及出口段，进口段的后端与中间处理段的前端连接，中间处理段的后端与出口段的前端连接，进口段的前端为VOCS排污口接口1，进口段的前段设置有总入口阀门2，进口段的后段从前至后依次设置有过滤器3以及主风机4，进口段的中段旁接有新风入口段5，新风入口段5内设置有新风阀门6。

中间处理段包括第一反应室入口管道7、第二反应室入口管道8、反应室、第一反应室出口管道9、第二反应室出口管道10以及过热出口管道11，反应室内设置有直线型布置的第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15以及第二蓄热体16，加热区14内设置有加热器，整个反应室内沿其长度方向还设置有多个温度传感器，其中第一反应室入口管道7以及第二反应室入口管道8并联设置，第一反应室入口管道7以及第二反应室入口管道8的前端均连接进口段的后端，第一反应室入口管道7以及第二反应室入口管道8的后端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道9与第二反应室出口管道10并联设置，第一反应室出口管道9以及第二反应室出口管道10的前端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道9以及第二反应室出口管道10的后端均连接出口段的前端，第一反应室入口管道7内设置有第一反应室入口阀门17，第二反应室入口管道8内设置有第二反应室入口阀门18，第一反应室出口管道9内设置有第一反应室出口阀门19，第二反应室出口管道10内设置有第二反应室出口阀门20，反应室的加热区14与过热出口管道11的前端连接，过热出口管道11内从前至后依次设置有过热催化区21以及过热保护阀门22，过热出口管道11的后端与第一反应室出口管道9以及第二反应室出口管道10的后端汇集连接出口段的前端。

出口段的后端为洁净空气排放口23，出口段的后段设置有总出口阀门24，出口段的中段与进口段的中段之间连接有封闭循环管道25，封闭循环管道25内设置有循环管道阀门26。

参见图1~图13，采用上述的VOCS废气处理装置的废气处理方法如下：

步骤一、预热

打开加热器对加热区14进行加热，控制各个阀门的开关状态对VOCS废气处理装置的内部进行预热，预热时采取正向预热35s~60s和反向预热35s~60s交替进行，预热一定时间后温度传感器感应到反应室内各个区域的温度达到要求（一般为250℃~400℃）则进入下一步骤。

正向预热时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17打开、第二反应室入口阀门18关闭、第一反应室出口阀门19关闭、第二反应室出口阀门20打开、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24关闭、循环管道阀门26打开。正向预热时VOCS废气处理装置内部的气体经由进口段内的主风机输送，依次从第一反应室入口管道7、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16、第二反应室出口管道10、出口段、封闭循环管道25，然后再回至进口段进行正向预热循环。

反向预热时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17关闭、第二反应室入口阀门18打开、第一反应室出口阀门19打开、第二反应室出口阀门20关闭、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24关闭、循环管道阀门26打开。反向预热时VOCS废气处理装置内部的气体经由进口段内的主风机输送，依次从第二反应室入口管道8、第二蓄热体16、第二催化区15、加热区14、第一催化区13、第一蓄热体12、第一反应室出口管道9、出口段、封闭循环管道25，然后再回至进口段进行正向预热循环。

步骤二、焚烧

对外部引进的VOCS废气进行焚烧处理，打开总入口阀门2使得VOCS排污口接口1引进的VOCS废气进入VOCS废气处理装置进行处理，总出口阀门24打开使得洁净空气排放口23排出的洁净空气得以安全排出。焚烧时采用正向焚烧35s~60s和反向焚烧35s~60s交替进行，焚烧过程中温度传感器感应到反应室内各个区域的温度达到设定值（一般为250℃~400℃，具体设定温度取决于工厂实际排放的挥发性有机物组成以及最大燃点值）内则加热区的加热器停止加热，如果反应室内各个区域的温度低于设定值（一般为250℃~400℃，具体设定温度取决于工厂实际排放的挥发性有机物组成以及最大燃点值）则加热区的加热器开始加热，如果反应室内温度最高点高于设定值（550℃~700℃，设定值取决于蓄热器载体原材料应用）则打开过热保护阀门22使得高温气体经由过热出口管道11的过热催化区21处理后从出口段排出，该种过热保护也分为正向焚烧时的过热保护和反向焚烧时的过热保护。由于反应室内设置有直线型布置的第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15以及第二蓄热体16使得VOCS废气在进行焚烧时的路径为直线型的，直线型的反应室内气流平稳，VOCS气体受热均匀，可以燃烧彻底，从而提高了排放气体的纯净指标。

正向焚烧时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2打开、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17打开、第二反应室入口阀门18关闭、第一反应室出口阀门19关闭、第二反应室出口阀门20打开、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。正向预热时VOCS废气经由进口段内的主风机输送，依次从第一反应室入口管道7、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16处理完毕后从第二反应室出口管道10至出口段排出。

反向焚烧时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2打开、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17关闭、第二反应室入口阀门18打开、第一反应室出口阀门19打开、第二反应室出口阀门20关闭、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。正向预热时VOCS废气经由进口段内的主风机输送，依次从第二反应室入口管道8、第二蓄热体16、第二催化区15、加热区14、第一催化区13、第一蓄热体12处理完毕后从第一反应室出口管道9至出口段排出。

如果在正向焚烧和反向焚烧的交替期间不做任何处理，直接进行交替，则由于VOCS废气处理装置内（包括各个管道以及反应室）存在残留的少数未充分焚烧处理的VOCS废气，那么该部分VOCS废气直接排放，则纯净指标达不到要求，存在峰值。为了消除该峰值，需要采取消除正向焚烧和反向焚烧的交替期间的峰值消除步骤。

峰值消除步骤：峰值消除步骤包括两种方案，一种方案是采用新风引入的新风峰值消除法，另一种方案是采用内循环的内循环峰值消除法。

新风峰值消除法包括两个步骤：2s~8s的正向新风峰值消除步骤以及2s~8s的反向新风峰值消除步骤，其中正向新风峰值消除步骤设置于正向焚烧向反向焚烧交替期间，反向新风峰值消除步骤设置于反向焚烧向正向焚烧交替期间。

采用新风峰值消除法时，是引入新风进入VOCS废气处理装置内，引入新风的同时反应室持续工作，新风将VOCS废气处理装置内残留的VOCS废气带入反应室内进行焚烧，使得VOCS废气处理装置内不存在残留的VOCS废气，从而消除峰值。

正向新风峰值消除步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6打开、第一反应室入口阀门17打开、第二反应室入口阀门18关闭、第一反应室出口阀门19关闭、第二反应室出口阀门20打开、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。正向新风峰值消除步骤时新风将残留的VOCS废气一并混合经由进口段内的主风机输送，依次从第一反应室入口管道7、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16处理完毕后从第二反应室出口管道10至出口段排出。

反向新风峰值消除步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6打开、第一反应室入口阀门17关闭、第二反应室入口阀门18打开、第一反应室出口阀门19打开、第二反应室出口阀门20关闭、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。反向新风峰值消除步骤时新风将残留的VOCS废气一并混合经由进口段内的主风机输送，依次从第二反应室入口管道8、第二蓄热体16、第二催化区15、加热区14、第一催化区13、第一蓄热体12处理完毕后从第一反应室出口管道9至出口段排出。

内循环峰值消除法包括两个步骤：2s~8s的正向内循环峰值消除步骤以及2s~8s的反向内循环峰值消除步骤，其中正向内循环峰值消除设置于正向焚烧向反向焚烧交替期间，反向内循环峰值消除设置于反向焚烧向正向焚烧交替期间。

内循环峰值消除法是将残留在VOCS废气处理装置内的VOCS废气进行内循环带入反应室内进行焚烧，使得VOCS废气处理装置内不存在残留的VOCS废气，从而消除峰值。

正向内循环峰值消除步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17打开、第二反应室入口阀门18关闭、第一反应室出口阀门19关闭、第二反应室出口阀门20打开、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24关闭、循环管道阀门26打开。正向内循环峰值消除步骤时将残留的VOCS废气经由进口段内的主风机输送，依次从第一反应室入口管道7、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16、第二反应室出口管道10、出口段、封闭循环管道25，然后再回至进口段从而完成整个密闭的VOCS废气处理装置内的残留的VOCS废气的充分焚烧。

反向内循环峰值消除步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6关闭、第一反应室入口阀门17关闭、第二反应室入口阀门18打开、第一反应室出口阀门19打开、第二反应室出口阀门20关闭、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。反向内循环峰值消除步骤时将残留的VOCS废气经由进口段内的主风机输送，依次从第二反应室入口管道8、第二蓄热体16、第二催化区15、加热区14、第一催化区13、第一蓄热体12、第一反应室出口管道9、出口段、封闭循环管道25，然后再回至进口段从而完成整个密闭的VOCS废气处理装置内的残留的VOCS废气的充分焚烧。

当VOCS废气处理装置不需要使用时，需要进行停机处理，停机处理包括新风冲洗步骤，新风冲洗步骤包括交替进行的正向新风冲洗步骤以及反向新风冲洗步骤。新风冲洗步骤后VOCS废气处理装置内不存在残留的VOCS废气，使得VOCS废气处理装置的安全得到保证。

正向新风冲洗步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6打开、第一反应室入口阀门17打开、第二反应室入口阀门18关闭、第一反应室出口阀门19关闭、第二反应室出口阀门20打开、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。正向新风冲洗步骤时新风将残留的VOCS废气一并混合经由进口段内的主风机输送，依次从第一反应室入口管道7、第一蓄热体12、第一催化区13、加热区14、第二催化区15、第二蓄热体16后从第二反应室出口管道10至出口段排出。

反向新风冲洗步骤时各个阀门的开关状态如下：总入口阀门2关闭、新风阀门6打开、第一反应室入口阀门17关闭、第二反应室入口阀门18打开、第一反应室出口阀门19打开、第二反应室出口阀门20关闭、过热保护阀门22关闭、总出口阀门24打开、循环管道阀门26关闭。反向新风冲洗步骤时新风将残留的VOCS废气一并混合经由进口段内的主风机输送，依次从第二反应室入口管道8、第二蓄热体16、第二催化区15、加热区14、第一催化区13、第一蓄热体12后从第一反应室出口管道9至出口段排出。

下面针对三种工况需要举例说明：

工况一：VOCS废气排放物为A，A的浓度为0.8g/m³，流量为5000m³/h，运行时间为50周/年，5天/周，24小时/天。

采用传统方法进行废气处理时，处理完的废气的排放气体纯净指标为93%~96%，天然气费用30万人民币每年。

采用带有新风峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热35s，反向预热35s，直至反应室内温度达到250℃，然后进行焚烧，正向焚烧35s，正向新风峰值消除步骤2s，反向焚烧35s，反向新风峰值消除步骤2s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用10万人民币每年。

采用带有内循环峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热35s，反向预热35s，直至反应室内温度达到250℃，然后进行焚烧，正向焚烧41s，正向内循环峰值消除步骤3s，反向焚烧41s，反向内循环峰值消除步骤3s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用10万人民币每年。

工况二：VOCS废气排放物为B，B的浓度为2.0g/m³，流量为15000m³/h，运行时间为50周/年，5天/周，24小时/天。

采用传统方法进行废气处理时，处理完的废气的排放气体纯净指标为93%~96%，天然气费用100万人民币每年。

采用带有新风峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热50s，反向预热50s，直至反应室内温度达到300℃，然后进行焚烧，正向焚烧42s，正向新风峰值消除步骤4s，反向焚烧42s，反向新风峰值消除步骤4s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用30万人民币每年。

采用带有新风峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热50s，反向预热50s，直至反应室内温度达到300℃，然后进行焚烧，正向焚烧43s，正向内循环峰值消除步骤5s，反向焚烧43s，反向内循环峰值消除步骤5s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用30万人民币每年。

工况三：VOCS废气排放物为C，C的浓度为5.0g/m³，流量为30000m³/h，运行时间为50周/年，5天/周，24小时/天。

采用传统方法进行废气处理时，处理完的废气的排放气体纯净指标为93%~96%，天然气费用120万人民币每年。

采用带有新风峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热60s，反向预热60s，直至反应室内温度达到400℃，然后进行焚烧，正向焚烧44s，正向新风峰值消除步骤7s，反向焚烧44s，反向新风峰值消除步骤7s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用40万人民币每年。

采用带有内循环峰值消除法的本实用新型VOCS废气处理方法处理时，先进行预热，正向预热60s，反向预热60s，直至反应室内温度达到400℃，然后进行焚烧，正向焚烧60s，正向内循环峰值消除步骤8s，反向焚烧60s，反向内循环峰值消除步骤8s，处理完的废气的排放气体纯净指标为99.3%~99.8%，天然气费用40万人民币每年。

Claims

1.一种VOCS废气处理装置，其特征在于它包括进口段、中间处理段以及出口段，进口段的后端与中间处理段的前端连接，中间处理段的后端与出口段的前端连接，进口段的前端为VOCS排污口接口（1），进口段的前段设置有总入口阀门（2），进口段的后段从前至后依次设置有过滤器（3）以及主风机（4），进口段的中段旁接有新风入口段（5），新风入口段（5）内设置有新风阀门（6），

中间处理段包括第一反应室入口管道（7）、第二反应室入口管道（8）、反应室、第一反应室出口管道（9）、第二反应室出口管道（10）以及过热出口管道（11），反应室内设置有直线型布置的第一蓄热体（12）、第一催化区（13）、加热区（14）、第二催化区（15）以及第二蓄热体（16），加热区（14）内设置有加热器，其中第一反应室入口管道（7）以及第二反应室入口管道（8）并联设置，第一反应室入口管道（7）以及第二反应室入口管道（8）的前端均连接进口段的后端，第一反应室入口管道（7）以及第二反应室入口管道（8）的后端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道（9）与第二反应室出口管道（10）并联设置，第一反应室出口管道（9）以及第二反应室出口管道（10）的前端分别连接反应室的两端，第一反应室出口管道（9）以及第二反应室出口管道（10）的后端均连接出口段的前端，第一反应室入口管道（7）内设置有第一反应室入口阀门（17），第二反应室入口管道（8）内设置有第二反应室入口阀门（18），第一反应室出口管道（9）内设置有第一反应室出口阀门（19），第二反应室出口管道（10）内设置有第二反应室出口阀门（20），反应室的加热区（14）与过热出口管道（11）的前端连接，过热出口管道（11）内从前至后依次设置有过热催化区（21）以及过热保护阀门（22），过热出口管道（11）的后端与第一反应室出口管道（9）以及第二反应室出口管道（10）的后端汇集连接出口段的前端，

出口段的后端为洁净空气排放口（23），出口段的后段设置有总出口阀门（24），出口段的中段与进口段的中段之间连接有封闭循环管道（25），封闭循环管道（25）内设置有循环管道阀门（26）。