CN206810059U - 一种有机废气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机废气处理设备，包括一级催化氧化装置、二级催化氧化装置，一级催化氧化装置包括废气进口、第一出口、第二出口及一级催化床，二级催化氧化装置包括净化气进口、净化气出口及二级催化床，废气进口通过一级催化床与第一出口、第二出口连通，净化气进口通过二级催化床与净化气出口连通，第二出口与净化气进口连通。通过本实用新型，有机废气经过一级和二级催化氧化装置，有机废气处理干净，装置投入成本低。同时，全部废气经过一级催化氧化处理，大部分经过一级处理后的废气可以重新送回废气排放设备(如印刷机烘道)当作新鲜热空气，降低废气排放设备加热能耗，小部分经过一级处理后的废气进入二级催化氧化处理，达到超低排放。

Description

一种有机废气处理设备

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体而言涉及一种有机废气处理设备，尤其是一种针对凹版印刷和涂布过程中包含VOCs的有机废气处理设备。

背景技术

涂布与凹版印刷过程中印刷机烘道会排出一定数量的含挥发性有机溶剂的废气(简称：含VOCs的废气，VOCs即volatile organic compounds，挥发性有机物)。排放到空气中的VOCs会对环境造成直接与间接伤害：第一，VOCs被人体吸入后会导致肺病、神经系统疾病、癌症、畸形等病症；第二，大气中VOCs与NOx等在阳光照射下产生臭氧，而臭氧强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；臭氧也会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；臭氧还会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。

鉴于VOCs对环境与人体的伤害，国家已经采取严格的法规限制VOCs的排放。因此，在涂布与凹版印刷过程中，需要对排放的VOCs进行处理。

为了降低VOCs处理设备的投资费用和运行费用，涂布机或者印刷机普遍采用LEL(Low Explosive Level，爆炸下限)检测技术控制VOCs排放浓度，目前涂布机或者印刷机采取LEL监测控制后排放浓度通常在5000mg/m³到10000mg/m³之间，为此，VOCs处理装置面临的技术难题就是如何将VOCs含量为5000mg/m³到10000mg/m³之间的废气采取投资小运行成本低的装置处理到VOCs含量小于50mg/m³。

传统的热力氧化装置或催化氧化装置可以有效地处理含VOCs的废气分解成二氧化碳和水，但是，传统的热力氧化装置或者催化氧化装置，将VOCs含量5000mg/m³到10000mg/m³之间的废气处理到VOCs含量小于50mg/m³时，处理设备的投资与运行成本高，且运行可靠性不高。

因此，如何改进有机废气处理设备的结构，以降低处理设备投资和运行成本，提高设备运行的可靠性，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种有机废气处理设备，以降低处理设备投资和运行成本，提高设备运行的可靠性。

本实用新型提出的一种有机废气处理设备，包括一级催化氧化装置、二级催化氧化装置，所述一级催化氧化装置包括废气进口、第一出口、第二出口及一级催化床，所述二级催化氧化装置包括净化气进口、净化气出口及二级催化床，所述废气进口通过所述一级催化床与所述第一出口、第二出口连通，所述净化气进口通过所述二级催化床与所述净化气出口连通，所述第二出口与所述净化气进口连通，所述一级催化床和二级催化床用于对经过的有机废气进行催化氧化。

上述的有机废气处理设备，优选地，所述一级催化氧化装置还包括第一空气换热器、第二空气换热器及第一辅助加热器，所述第一空气换热器的第一进口连通所述废气进口，所述第一空气换热器的第一出口连通所述第二空气换热器的第一进口，所述第二空气换热器的第一出口连通所述第一辅助加热器的进口，所述第一辅助加热器的出口连通一级催化床的进口，所述一级催化床的出口连通所述第二空气换热器的第二进口，所述第二空气换热器的第二出口分别连通所述第二出口及所述第一空气换热器的第二进口，所述第一空气换热器的第二出口连通所述第一出口。

上述的有机废气处理设备，优选地，所述一级催化氧化装置还包括第一空气流量阀及第二空气流量阀，所述废气进口通过所述第一空气流量阀连通所述第一空气换热器的第一进口，所述废气进口通过第二空气流量阀连通所述第二空气换热器的第一进口。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述一级催化床的出口与所述第二空气换热器的第二进口之间的管路上，所述第一温度传感器的检测值用于控制所述第一空气流量阀和第二空气流量阀的开度或启闭。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括控制器，所述第一温度传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器预设有第一阈值和第二阈值，当所述第一温度传感器的检测值小于第一阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀的开度完全开启，控制所述第二空气流量阀完全关闭。当所述第一温度传感器的检测值大于第一阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀的开度减小，控制所述第二空气流量阀的开度增加；当所述第一温度传感器的检测值大于第二阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀的开度继续减小或完全开启，控制所述第二空气流量阀的开度继续增大或完全开启；所述第二阈值大于第一阈值。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括第一空气冷却器，所述第一空气冷却器的进口与所述第一出口连通。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括第一风机和空气过滤器，所述第一风机的进口与所述第一空气冷却器出口连通，所述空气过滤器的进口与所述第一风机的出口连通。

上述的有机废气处理设备，优选地，所述二级催化氧化装置还包第二辅助加热装置、第二空气冷却器及第二风机，所述第二辅助加热装置的进口与所述净化气进口连通，所述第二辅助加热装置的出口与所述二级催化床的进口连通，所述二级催化床的出口与所述第二空气冷却器的进口连通，所述第二空气冷却器的出口与所述第二风机连通，所述第二风机的出口连通所述净化气出口。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于所述第二出口与所述净化气进口之间的管路上，所述第二温度传感器的检测值用于控制所述第二辅助加热装置的启停。

上述的有机废气处理设备，优选地，所述有机废气处理设备用于对涂布机或印刷机排出的废气进行处理，所述废气进口连通涂布机或印刷机的废气排放口，所述第一出口连通所述涂布机或印刷机的进气口，所述净化气出口通向大气。

本实用新型提出的一种有机废气处理设备，包括一级催化氧化装置、二级催化氧化装置，一级催化氧化装置包括废气进口、第一出口、第二出口及一级催化床，二级催化氧化装置包括净化气进口、净化气出口及二级催化床，废气进口通过一级催化床与第一出口、第二出口连通，净化气进口通过二级催化床与净化气出口连通，第二出口与净化气进口连通，一级催化床和二级催化床用于对经过的有机废气进行催化氧化。通过本方案，排向大气的有机废气经过一级催化氧化装置和二级催化氧化装置，可以进行两次催化氧化处理，有机废气处理干净，装置投入成本低。同时，全部废气经过一级催化氧化处理，大部分经过一级处理后的废气可以重新送回废气排放设备(如印刷机烘道)当作新鲜热空气，降低废气排放设备加热能耗，使设备运行成本低，小部分经过一级处理后的废气进入二级催化氧化处理，达到超低排放，同时，只需要两个催化氧化装置即可实现，运行可靠性好。

以涂布机或者印刷机排放的有机废气处理为例，应用时，可将废气进口连通涂布机或印刷机的废气排放口，第一出口连通涂布机或印刷机的进气口，净化气出口通向大气。可以理解，一级催化床及二级催化床中装填有催化剂，催化剂的功能是在特定的温度范围下，使废气中VOCs氧化成水与二氧化碳。通过该方案，涂布机或者印刷机排出的废气， 全部经过一级催化氧化装置进行处理，涂布机或者印刷机排放的废气经过一级催化氧化装置处理时，废气中约90％以上的VOCs转化成二氧化碳和水。同时，涂布机或者印刷机排出的废气经过一级催化氧化装置处理后大部分废气经第一出口送回涂布机或者印刷机的进气口当新风使用，而小部分送到二级催化氧化装置进一步进行催化氧化处理，废气经过二级催化氧化处理后，废气中剩余的98％VOCs进一步转化成二氧化碳和水，试验表明，经过二级催化氧化装置处理后的废气中VOCs含量最低可以小于10mg/m³，大幅度低于国家容许的排放要求。另外，经净化气出口排出的净化空气可以再次送入涂布机或印刷机的第二进口，循环利用，运行成本低。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例提出的一种有机废气处理设备的示意图；

图中：10一级催化氧化装置；11第一空气换热器；12第二空气换热器；13第一辅助加热器；14一级催化床；15第一温度传感器；20二级催化氧化装置；21第二辅助加热装置；22二级催化床；23第二空气冷却器；24第二风机；30第一空气冷却器；40第一风机；50空气过滤器；60第二温度传感器；a废气进口；b第一出口；c第二出口；d净化气进口；e净化气出口；F1第一空气流量阀；F2第二空气流量阀

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实用新型中出现的“第一”、“第二”仅用于区分不同结构和部件，无先后之分，更不作为结构或部件本身的限定；同时，本实用新型中的“和/或”，指既可以同时具备，也可以选择其中之一，如方案A和/或方案B，包括方案A、方案B、方案A且方案B此三种情况。

如图1所示，本实用新型具体实施例的一种有机废气处理设备，包括一级催化氧化装置10、二级催化氧化装置20，一级催化氧化装置10包括废气进口a、第一出口b、第二出口c及一级催化床14，二级催化氧化装置20包括净化气进口d、净化气出口e及二级催化床22，废气进口a通过一级催化床14与第一出口b、第二出口c连通，净化气进口d通过二级催化床22与净化气出口e连通，第二出口c与净化气进口d连通，一级催 化床14和二级催化床22用于对经过的有机废气进行催化氧化。通过本方案，排向大气的有机废气经过一级催化氧化装置10和二级催化氧化装置20，可以进行两次催化氧化处理，废气处理干净，装置投入成本低。同时，全部废气经过一级催化氧化处理，大部分经过一级处理后的废气可以重新送回废气排放设备(如印刷机烘道)当作新鲜热空气，降低废气排放设备加热能耗，使设备运行成本低，小部分经过一级处理后的废气进入二级催化氧化处理，达到超低排放，同时，只需要两个催化氧化装置即可实现，运行可靠性好。

以涂布机或者印刷机排放的有机废气处理为例，应用时，可将废气进口a连通涂布机或印刷机的废气排放口，第一出口b连通涂布机或印刷机的进气口，净化气出口e客户通向大气。可以理解，一级催化床14及二级催化床22中装填有催化剂，催化剂的功能是在特定的温度范围下，使废气中VOCs氧化成水与二氧化碳。通过该方案，涂布机或者印刷机排出的废气，全部经过一级催化氧化装置10进行处理，涂布机或者印刷机排放的废气经过一级催化氧化装置处理时，废气中约90％以上的VOCs转化成二氧化碳和水。同时，涂布机或者印刷机排出的废气经过一级催化氧化装置10处理后大部分废气经第一出口b送回涂布机或者印刷机的进气口当新风使用，而小部分送到二级催化氧化装置20进一步进行催化氧化处理，废气经过二级催化氧化处理后，废气中剩余的98％VOCs进一步转化成二氧化碳和水，试验表明，经过二级催化氧化装置20处理后的废气中VOCs含量最低可以小于10mg/m³，大幅度低于国家容许的排放要求。另外，经净化气出口e排出的净化空气可以再次送入涂布机或印刷机的第二进口，循环利用，运行成本低。

上述的有机废气处理设备，为保证进入催化床14的废气能够在合适的温度下进行催化反应(通常300℃左右)，优选地，一级催化氧化装置10还包括第一空气换热器11、第二空气换热器12及第一辅助加热器13，第一空气换热器11的第一进口连通废气进口a，第一空气换热器11的第一出口连通第二空气换热器12的第一进口，第二空气换热器12的第一出口连通第一辅助加热器13的进口，第一辅助加热器13的出口连通一级催化床14的进口，一级催化床14的出口连通第二空气换热器12的第二进口，第二空气换热器12的第二出口分别连通第二出口c及第一空气换热器11的第二进口，第一空气换热器11的第二出口连通第一出口b。第一空气换热器11、第二空气换热器12可以实现冷空气与热空气之间的换热，第一辅助加热器13的功能是在设备启动初期利用辅助热能将进一级催化床14的空气加热到设定温度，以便含VOCs的废气中一级催化床14中进行催 化氧化反应。在设备启动的后期，由于从一级催化床14排出的气体依次经过第二空气换热器12和第一空气换热器11，可以利用从一级催化床14排出的气体对有机废气进行加热。能量循环利用，运行成本低。

由于VOCs氧化成二氧化碳与水的反应会释放热量,所以,含VOCs的废气经过一级催化床14时,废气温度会升高，由于催化剂承受温度有限，所以需要对离开一级催化床14的废气温度进行控制。上述的有机废气处理设备，为便于对离开的一级催化床14的废气温度进行控制，优选地，一级催化氧化装置10还包括第一空气流量阀F1及第二空气流量阀F2，废气进口a通过第一空气流量阀F1连通第一空气换热器11的第一进口，废气进口a通过第二空气流量阀F2连通第二空气换热器12的第一进口。由于经过第一空气流量阀F1进入一级催化床14的废气会经过第一空气换热器11和第二空气换热器12加热，而通过第二空气流量阀F2进入一级催化床14的废气只经过第二空气换热器12加热，因此，从第一空气流量阀F1进入的废气温度高，离开一级催化床14时空气的温度也高，从第二空气流量阀F2进入的废气温度低，离开一级催化床14时空气的温度也低。因此，可以通过调节第一空气流量阀F1和第二空气流量阀F2的开度，以调节离开一级催化床14时的废气温度。当第二空气流量阀F2关闭，所有的需要处理的空气从第一空气流量阀F1进入第一空气换热器11获得热量后再进入第二空气换热器12时，废气离开一级催化床14时的温度最高；而当第一空气流量阀F1关闭，所有需要处理的空气从第二空气流量阀F2直接流过第二空气换热器12时，废气离开一级催化床14时的温度最低。因此，调节第一空气流量阀F1及第二空气流量阀F2开度可以将废气离开一级催化床14时的温度调节在要求的范围。

上述的有机废气处理设备，为便于对离开一级催化床14时的废气温度进行控制，优选地，该设备还包括第一温度传感器15，第一温度传感器15设置在一级催化床14的出口与第二空气换热器12的第二进口之间的管路上，第一温度传感器15的检测值用于控制第一空气流量阀F1和第二空气流量阀F2的开度或启闭。具体地，该设备还可以包括控制器，第一温度传感器15的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器预设有第一阈值和第二阈值，当第一温度传感器15的检测值小于第一阈值时，控制器用于控制第一空气流量阀F1的开度完全开启，控制第二空气流量阀F2完全关闭。当第一温度传感器15的检测值大于第一阈值时，控制器用于控制第一空气流量阀F1的开度减小，控制第二空气流量阀F2的开度增加；当第一温度传感器15的检测值大于第二阈值时，控制 器用于控制第一空气流量阀F1的开度继续减小或完全开启，控制第二空气流量阀F2的开度继续增大或完全开启；第二阈值大于第一阈值。因此，通过该方案，可以将离开一级催化床14的废气温度控制在一定范围之内。

上述的有机废气处理设备，优选地，还包括第一空气冷却器30、第一风机40及空气过滤器50，第一空气冷却器30的进口与第一出口b连通，第一风机40的进口与第一空气冷却器30出口连通，空气过滤器50的进口与第一风机40的出口连通，空气过滤器50的出口可以连通涂布机或印刷机的第一进口，从而减少空气加热能耗。本方案中，第一空气冷却器30的功能就是利用循环水冷却催化氧化后的空气，一方面获得高温水，使余热回收利用，另外一方面保护第一风机40；空气过滤器50的功能是利用耐高温的高效过滤器过滤废气中的微小颗粒物质。

上述的有机废气处理设备，二级催化氧化装置20还包第二辅助加热装置21、第二空气冷却器23及第二风机24，第二辅助加热装置21的进口与净化气进口d连通，第二辅助加热装置21的出口与二级催化床22的进口连通，二级催化床22的出口与第二空气冷却器23的进口连通，第二空气冷却器23的出口与第二风机24连通，第二风机24的出口连通净化气出口e。第二辅助加热装置21用于对进入二级催化床22的空气温度加热，以便含VOCs的废气在合适的温度下在二级催化床22中进行催化氧化反应。第二空气冷却器23的功能就是利用循环水冷却经二级催化氧化后的空气，一方面获得高温水，使余热回收利用，另外一方面保护第二风机24。

上述方案中，优选地，还包括第二温度传感器60，第二温度传感器60设置于第二出口c与净化气进口d之间的管路上，第二温度传感器60的检测值用于控制第二辅助加热装置21的启停。具体地，可以将第二温度传感器60的信号输出端与控制器连接，控制内预设有第三阈值，当第二温度传感器60的检测值低于第一阈值时，第二辅助加热装置21开启，当第二温度传感器60的检测值高于第一阈值时，第二辅助加热装置21关闭。通过该方案，可以将进入二级催化床22的VOCs的废气保持在合适的温度范围，有利于催化氧化反应。

另外，需要说明的是，由于催化氧化过程会消耗氧气，所以，在实施涂布或者印刷操作时，必须向涂布机或者印刷机循环空气中补充新鲜空气，新鲜空气可以采取主动送风或者漏风的方式进入涂布机或者印刷机空气循环系统。二级催化氧化装置20的排风量等于进入涂布机或者印刷机空气循环系统的新鲜空气量。由于所有进入二级催化氧化装 置的废气都是经过一级催化床后的废气，废气中VOCs含量在200mg/m3以下，这些废气经过二级催化氧化装置后，废气中VOCs含量可以在10mg/m3以下。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气处理设备，其特征在于，包括一级催化氧化装置(10)、二级催化氧化装置(20)，所述一级催化氧化装置(10)包括废气进口(a)、第一出口(b)、第二出口(c)及一级催化床(14)，所述二级催化氧化装置(20)包括净化气进口(d)、净化气出口(e)及二级催化床(22)，所述废气进口(a)通过所述一级催化床(14)与所述第一出口(b)、第二出口(c)连通，所述净化气进口(d)通过所述二级催化床(22)与所述净化气出口(e)连通，所述第二出口(c)与所述净化气进口(d)连通，所述一级催化床(14)和二级催化床(22)用于对经过的有机废气进行催化氧化。

2.根据权利要求1所述的有机废气处理设备，其特征在于，所述一级催化氧化装置(10)还包括第一空气换热器(11)、第二空气换热器(12)及第一辅助加热器(13)，所述第一空气换热器(11)的第一进口连通所述废气进口(a)，所述第一空气换热器(11)的第一出口连通所述第二空气换热器(12)的第一进口，所述第二空气换热器(12)的第一出口连通所述第一辅助加热器(13)的进口，所述第一辅助加热器(13)的出口连通一级催化床(14)的进口，所述一级催化床(14)的出口连通所述第二空气换热器(12)的第二进口，所述第二空气换热器(12)的第二出口分别连通所述第二出口(c)及所述第一空气换热器(11)的第二进口，所述第一空气换热器(11)的第二出口连通所述第一出口(b)。

3.根据权利要求2所述的有机废气处理设备，其特征在于，所述一级催化氧化装置(10)还包括第一空气流量阀(F1)及第二空气流量阀(F2)，所述废气进口(a)通过所述第一空气流量阀(F1)连通所述第一空气换热器(11)的第一进口，所述废气进口(a)通过第二空气流量阀(F2)连通所述第二空气换热器(12)的第一进口。

4.根据权利要求3所述的有机废气处理设备，其特征在于，还包括第一温度传感器(15)，所述第一温度传感器(15)设置在所述一级催化床(14)的出口与所述第二空气换热器(12)的第二进口之间的管路上，所述第一温度传感器(15)的检测值用于控制所述第一空气流量阀(F1)和第二空气流量阀(F2)的开度或启闭。

5.根据权利要求4所述的有机废气处理设备，其特征在于，还包括控制器，所述第一温度传感器(15)的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器预设有第一阈值和第二阈值，当所述第一温度传感器(15)的检测值小于第一阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀(F1)的开度完全开启，控制所述第二空气流量阀(F2) 完全关闭，当所述第一温度传感器(15)的检测值大于第一阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀(F1)的开度减小，控制所述第二空气流量阀(F2)的开度增加；当所述第一温度传感器(15)的检测值大于第二阈值时，所述控制器用于控制所述第一空气流量阀(F1)的开度继续减小或完全开启，控制所述第二空气流量阀(F2)的开度继续增大或完全开启；所述第二阈值大于第一阈值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的有机废气处理设备，其特征在于，还包括第一空气冷却器(30)，所述第一空气冷却器(30)的进口与所述第一出口(b)连通。

7.根据权利要求6所述的有机废气处理设备，其特征在于，还包括第一风机(40)和空气过滤器(50)，所述第一风机(40)的进口与所述第一空气冷却器(30)出口连通，所述空气过滤器(50)的进口与所述第一风机(40)的出口连通。

8.根据权利要求1-5任一项所述的有机废气处理设备，其特征在于，所述二级催化氧化装置(20)还包第二辅助加热装置(21)、第二空气冷却器(23)及第二风机(24)，所述第二辅助加热装置(21)的进口与所述净化气进口(d)连通，所述第二辅助加热装置(21)的出口与所述二级催化床(22)的进口连通，所述二级催化床(22)的出口与所述第二空气冷却器(23)的进口连通，所述第二空气冷却器(23)的出口与所述第二风机(24)连通，所述第二风机(24)的出口连通所述净化气出口(e)。

9.根据权利要求8所述的有机废气处理设备，其特征在于，还包括第二温度传感器(60)，所述第二温度传感器(60)设置于所述第二出口(c)与所述净化气进口(d)之间的管路上，所述第二温度传感器(60)的检测值用于控制所述第二辅助加热装置(21)的启停。

10.根据权利要求1-5任一项所述的有机废气处理设备，其特征在于，所述有机废气处理设备用于对涂布机或印刷机排出的废气进行处理，所述废气进口(a)连通涂布机或印刷机的废气排放口，所述第一出口(b)连通所述涂布机或印刷机的进气口，所述净化气出口(e)通向大气。