CN206198950U - 一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置。其装置包括吸附浓缩单元和深冷单元，其中吸附浓缩单元：主要是由自控系统、塔型吸附装置、氮气吹脱装置和尾气吸收装置；采用该装置能够高效地处理喷涂过程废气中的挥发性有机污染物，并在此过程中充分利用各类产物以及中间工艺中可再生装置有效地延长过滤膜和吸附体的使用寿命，从而降低成本；有效地使用副产物氮气打胎，从而将经济效益最大化。其实验结果显示：本实用新型的装置处理效率高达99.99%比常规工艺处理效率高出约5%‑10%左右；并且根据再生利用的吸附主体与回收热能的有机废液所节省的资金在常规工艺所消耗资金总额的30%左右。

Description

一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及提供一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置。

背景技术

挥发性有机物因其分子量小、沸点低、易挥发，具有极大的危害，排入大气中会引起光化学污染，即VOC与氮氧化物在紫外线作用下会反应生成臭氧，当地面臭氧浓度超过1.0ppm就会对人体健康造成危害；并且长期吸入VOC会出现头痛、头晕、恶心呕吐等症状。以汽车行业内4S店所产生的VOC为例，其主要途径来自于喷漆工艺，其喷涂废气主要是由漆雾和有机废气组成，油漆在高压作用下雾化为微粒并随气流弥散形成漆雾，不附着于喷漆物体表面的有机溶剂挥发后即形成有机废气。

4S店的喷涂废气分别来自于喷漆、晒置和烘干三个过程，其中以烘干时所产生的VOC气体为主，即为低浓度、大流量、温度偏高型废气。目前，多数4S店处理方法包括漆雾处理和有机废气处理两个过程。

在漆雾处理方面，选择使用无泵水帘、水洗塔或是过滤装置；无泵水帘和水洗塔除漆雾的效率可达95%-98%，但是仅适用于喷漆量较大的情况下，并且在喷淋过程中会产生废水即造成二次污染，那么这类的除漆雾技术不适用于多数4S店中；过滤技术的去除率相比高于前者，约达98%-99%，并伴随反吹工艺可使滤筒反复使用，以此提高其经济效益。

在有机废气处理方面，主要技术是使用等离子技术或是简单的吸附技术。等离子技术除臭效率在80%-90%之间，但是在现有的处理技术和材料的情况下分析发现其浓度不易控性太强，导致燃烧和爆炸事故发生几率高，因此使用范围和条件收到严重的限制；普遍的吸附工艺可使效率保持在70%左右，此外，由于现有吸附材料吸附性能等问题，吸附材料很容易饱和，严重影响处理装置的实际使用寿命，并且饱和的吸附材料再生渠道少，多数副产品作为危险废物进行处理处置，大大提高了废气处理的综合成本。

因此本实用新型针对目前有机废气处理达标技术缺乏、副产品未能有效利用等问题，首先通过进行废气预处理，即去除漆雾；然后将废气中挥发性有机物VOC的浓度进行浓缩，其中高效滤网和吸附层经特殊处理后比普通吸附剂的吸附效率提高20%；最后使用液氮来替代传统采用压缩机进行冷凝处理废气的方法，废气经液态氮冷凝后，废气中的有机组分冷凝成液态后被收集。该技术的优点：一方面，废气中的有机污染物几乎全部变成液态，净化效率高，收集到的污染物便于存储，并可作为燃料进行利用；另一方面，液态氮在对废气进行冷凝的同时吸收大量的热能，气化形成氮气，利用所产生的氮气，作为气源用于对4S店中维护和保养得车辆轮胎进行充气，节约了成本。

发明内容

本实用新型公开了一种用于4S店喷涂废气的深冷吸附综合利用的装置，其特征在于包括吸附浓缩单元和深冷单元，其中：

吸附浓缩单元：主要是由自控系统6、塔型吸附装置3、氮气吹脱装置4和尾气吸收装置5组成，其中由自控系统6控制塔型吸附装置3的两部分吸附主体交替进行吸附工作；当其中一部分吸附主体吸附饱和时，自控系统6命令氮气吹脱装置4将该饱和吸附主体上的有机物质吹脱浓缩；并且同时自控系统6给出让真空泵工作将尾气导入尾气吸收装置5的命令。且塔型吸附装置3的顶部通过真空泵连接尾气吸收装置5，底部则通过真空泵连接氮气吹脱装置4。

其中吸附体主体是：分为同等份的两部分，中间由隔板进行隔离，经自控系统6控制一边的吸附主体工作直至饱和状态时，即刻停止吸附工作改为氮气吹脱的命令将其中的有机废物吹脱浓缩为高浓度有机废气通入下一单元；尾气吸收装置是：将第一步经过吸附作用处理后的废气通过风机收集到该装置内。

深冷单元主要包括换热器9、液氮8和集液罐7三部分，其中液氮连接换热器的进液口，换热器废气排出口经真空泵与尾气吸收装置相连接，集液罐连接换热器的出液口，换热器的出气口作为氮气排出口与下一单元连接。

本实用新型重点解决了4S店内喷涂废气的尾气处理问题。

本实用新型公开的一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的方法与装置与现有技术相比所具有的积极效果在于：

利用本实用新型的4S店挥发性废气深冷吸附与副产物综合利用技术及装置，能够高效地处理喷涂过程废气中的挥发性有机污染物，并在此过程中充分利用各类产物以及中间工艺中可再生装置：有效地延长过滤膜和吸附体的使用寿命，从而降低成本；有效地使用副产物氮气打胎，从而将经济效益最大化。

本实用新型进一步公开了喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用方法在用于4S店喷涂废气处理方面的应用。其实验结果显示：本实用新型的装置及方法处理效率高达99.99%比常规工艺处理效率高出约5%-10%左右；并且根据再生利用的吸附主体与回收热能的有机废液所节省的资金在常规工艺所消耗资金总额的30%左右。

附图说明

图1为喷涂废气的深冷吸附装置；其中：

1. 集气罩 2.滤筒

3.塔型吸附装置 4氮气吹脱装置

5.尾气吸收装置 6.自控系统

7.集液罐 8.液氮

9.换热器 10.加压装置

11换热器的进气口 12换热器的出液口

13换热器的进液口 14换热器的出气口

15接换热器废气排出口 16.清洗装置

17.有机溶液热能回收系统。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。

实施例1

一种用于4S店喷涂废气的深冷吸附综合利用的装置，包括吸附浓缩单元和深冷单元，其中：

吸附浓缩单元：主要是由自控系统6、塔型吸附装置3、氮气吹脱装置4和尾气吸收装置5组成，其中由自控系统控制塔型吸附装置的两部分吸附主体交替进行吸附工作；当其中一部分吸附主体吸附饱和时，自控系统命令氮气吹脱装置将该饱和吸附主体上的有机物质吹脱浓缩；并且同时自控系统给出让真空泵工作将尾气导入尾气吸收装置5的命令。且塔型吸附装置3的顶部通过真空泵连接尾气吸收装置5，底部则通过真空泵连接氮气吹脱装置4。

其中吸附体主体是：分为同等份的两部分，中间由隔板进行隔离，经自控系统控制一边的吸附主体工作直至饱和状态时，即刻停止吸附工作改为氮气吹脱的命令将其中的有机废物吹脱浓缩为高浓度有机废气通入下一单元；尾气吸收装置是：将第一步经过吸附作用处理后的废气通过风机收集到该装置内。

深冷单元主要包括换热器9、液氮8和集液罐7三部分，其中液氮连接换热器的进液口，换热器废气排出口经真空泵与尾气吸收装置相连接，集液罐连接换热器的出液口，换热器的出气口作为氮气排出口与下一单元连接。

实施例2

天津市某区一汽4S店，该店内喷涂车间产生挥发性有机物质，VOC排放需按国家标准排放，由于VOC物质的污染性较为严重，因此使用处理喷涂废气的深冷吸附及副产物综合利用的方法与装置，如下步骤：

1.首先将车间内通过喷涂车间通过集气罩收集的废气整体收集的喷涂废气通入滤筒内进行预处理，将废气中的漆雾去除。

2.经由风机抽送，气体通入吸附浓缩单元中的塔型吸附装置中，同时产生的尾气通过风机送入尾气吸收装置。

3.当第一区域内的吸附体饱和时，由自控系统给出命令，氮气吹脱系统对第一区域内的吸附体进行吹脱工作并且同时第二区域内的吸附体开始进行吸附工作。

4.吹脱时产生的高浓度有机废气，连接深冷装置的进气口，同时将液氮连接在深冷装置的进液口，利用液氮自身性质完成完整的热交换过程。

5.热交换过程中产生的有机溶液流入到出液口连接的集液罐内，而氮气则由排气口连接的风机抽送至加压装置内。

6.换热器中未冷凝成液体的有机气体由该装置的废气排出口经由风机抽送入尾气吸收装置。

7.换热器所产生的氮气经加压装置加压后，通过气泵给车胎充气，来提高其利用价值。

8.集液罐接有机溶液热能回收系统提取热能，为前期烘干过程中所需提供热能。

9.换热器定期使用专用的清洗装置进行清洗，以确保其工作运行状态。

经检测得出喷涂过程中产生的VOC物质有：

对比试验：

常规的处理方法是将喷涂废气经由集气罩收集后，使用水帘将漆雾去除；然后通入换热器中进行热交换，但不同于本实用新型的是，该方法中使用的是冷却水进行热交换；最后再将尾气通入吸附装置后排放:

由此可知，使用该装置及方法使4S店内的喷涂废气处理效率达到99%以上。并且所用吸附主体均为可回收再生材料；装置处理过程中产生的氮气及有机废液均可再利用，因此在一定的程度上为该4S店提高了经济效益。

实施例3

天津市某区丰田4S店，该店有喷漆维修作业，在其工作过程中产生挥发性有机物质，由于该VOC物质的污染性较为严重且有毒性，因此需要将VOC物质进行处理并监测达到标准后再允许排放，如下步骤：

1.首先将车间内通过喷涂车间通过集气罩收集的废气整体收集的喷涂废气通入滤筒内进行预处理，将废气中的漆雾去除。

2.经由风机抽送，气体通入吸附浓缩单元中的塔型吸附装置中，同时产生的尾气通过风机送入尾气吸收装置。

3.当第一区域内的吸附体饱和时，由自控系统给出命令，氮气吹脱系统对第一区域内的吸附体进行吹脱工作并且同时第二区域内的吸附体开始进行吸附工作。

4.吹脱时产生的高浓度有机废气，连接深冷装置的进气口，同时将液氮连接在深冷装置的进液口，利用液氮自身性质完成完整的热交换过程。

5.热交换过程中产生的有机溶液流入到出液口连接的集液罐内，而氮气则由排气口连接的风机抽送至加压装置内。

6.换热器中未冷凝成液体的有机气体由该装置的废气排出口经由风机抽送入尾气吸收装置。

7.换热器所产生的氮气经加压装置加压后，通过气泵给车胎充气，来提高其利用价值。

8.集液罐接有机溶液热能回收系统提取热能，为前期烘干过程中所需提供热能。

9.换热器定期使用专用的清洗装置进行清洗，以确保其工作运行状态。

经检测得出喷涂工作过程中产生的VOC物质有：

对比试验：

常规的处理方法是：

1.将喷涂废气经由集气罩收集后，使用水帘将漆雾去除；

2.通入换热器中进行热交换，但不同于本实用新型的是，该方法中使用的是冷却水进行热交换。

3.将尾气通入吸附装置后监测达标再排放:

结论：

（1）本实用新型的干湿漆雾去除法比常规的湿式漆雾去除法的效率更好。

（2）运用特殊的吸附主体进行吸附，将挥发性有机气体中可吸附去除的物质最大化的去除。

（3）常规方法中在漆雾去除和热交换过程中均产生废水，不经处理排放就会给生态环境造成二次污染，而处理后排放则会提高经济成本。

（4）本实用新型中热交换器使用的液氮进行热交换作用，根据液氮的物理性质，其对于废气的冷凝效果更由于冷却水的效果。

综合利用的装置，技术覆盖更为全面，将每一部分所产生的物质都最大化的利用再生，在经济、环境效益方面都提升到最好的情况。

Claims (4)

1.一种喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置，其特征在于它包括吸附浓缩单元和深冷单元；

其中吸附浓缩单元包括：自控系统（6）、塔型吸附装置（3）、氮气吹脱装置（4）和尾气吸收装置（5）；自控系统与塔型吸附装置相连接，塔型吸附装置内吸附主体分为同等份的两部分，中间由隔板进行隔离，尾气吸收装置（5）与塔型吸附装置（3）的上半部分相连接；

深冷单元包括换热器（9）、液氮（8）和集液罐（7）三部分；其中液氮（8）连接换热器（9）的进液口（13），换热器废气排出口（15）经真空泵与尾气吸收装置（5）相连接，集液罐（7）连接换热器（9）的出液口（12），换热器（9）的出气口（14）作为氮气排出口与下一单元连接。

2.根据权利要求1所述的喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置，其特征在于集气罩（1）与滤筒（2）相连接。

3.根据权利要求1所述的喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置，其特征在于集液罐（7）与换热器出液口（12）相连接，出气口（14）通过风机与加压装置（10）相连接。

4.根据权利要求1所述的喷涂废气深冷吸附及副产物综合利用的装置，其特征在于换热器（9）连接有专用的清洗装置（16）。