CN207102331U - 一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，所述系统包括：废气过滤器、吸附器、吸附风机、新风过滤器、脱附风机、阻火器、换热器、催化氧化装置、吸附进气阀、吸附排气阀、脱附进气阀、脱附排气阀、直排阀、新风阀、保温循环阀、催化切断阀和冷却阀。本实用新型以活性炭纤维毡为吸附材料，吸脱附速度快，吸附材料装填量少，投资低，本实用新型的正常运行过程包括：吸附工艺过程、脱附工艺过程、冷却工艺过程和保温循环工艺过程，冷却工艺过程使得脱附完的吸附器降温到一定温度，有利于提高吸附器的吸附效率，保温循环工艺过程使得所述装置在运行过程中，避免了频繁的开机、停机，减少运行过程中的能量消耗，降低运行费用，本实用新型尤其适用于喷漆、涂装工业等间歇产生VOCs废气的企业。

Description

一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统

技术领域

本实用新型涉及喷漆涂装工业废气治理领域，尤其涉及汽车销售服务4S店、汽车修理美容、表面涂装、印刷包装等行业在表面涂装、烘干等工段作业过程中会释放出可挥发性有机化合物（VOCs）的工业废气领域。

背景技术

众所周知，VOCs是形成雾霾的主要组份之一，严重威胁着人体和环境。新的《环境保护法》和《大气污染防治法》的颁布实施，为VOCs的污染防治工作提供了法律依据。《挥发性有机物排污收费试点办法》的颁布实施，极大推动了VOCs治理工作。在所有VOCs排放量中，工业VOCs排放占50%以上，而工业中的传统行业，如喷漆、涂装、印刷等作为VOCs排放的主导者，如何更好、更有效的对VOCs进行收集、治理，是目前政府、企业需要共同思考的问题。

对于目前VOCs废气治理，主要可分为两大类：回收法和燃烧法，鉴于喷漆涂装行业废气中成分复杂多样，废气浓度低，回收法不适用；对于燃烧法，吸附-催化氧化（燃烧）技术较适用于处理废气浓度低，风量不太大的废气，尤其对于间歇产生VOCs的企业适应性较强，但目前的吸附-催化氧化装置所依靠的技术原理基本为吸附——脱附——吸附循环过程，脱附后的吸附器由于温度高，再次吸附时，因吸附材料的特性所致，吸附效率严重下降，并且脱附不完全，残留的VOCs逐步积累，短时间内就可能导致废气排放不达标，除此之外，由于工艺技术优化程度低，还表现出装置运行费用高，长期运行在一定程度上使得企业难以承受废气净化装置的运行费用。

鉴于上述问题，本设计人积极思考，认真学习国内外先进技术，以期制造出一种新型的，尤其适用于喷漆、涂装等工业的VOCs废气净化装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化装置，以解决上述背景中的问题，本实用新型工艺流程简单、净化效率高、系统热利用率高、运行费用低，运行稳定、安全可靠。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现：一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化装置，包括废气过滤器、吸附器、吸附风机、新风过滤器、脱附风机、阻火器、换热器、催化氧化装置、吸附进气阀、吸附排气阀、脱附进气阀、脱附排气阀、直排阀、新风阀、保温循环阀、催化切断阀和冷却阀。

优选的，所述吸附器在吸附过程中始终处于微负压状态，以保证流经所述吸附器的VOCs废气不会泄露到外界，进而保证所述吸附器周围环境空气的清洁。

进一步的，所述吸附器脱附出的高浓度VOCs废气在所述催化氧化装置内，与空气中氧气发生无焰燃烧反应，生成二氧化碳和水等清洁无污染气态物质，反应转化率达到98.5%以上，解决了脱附VOCs逐步积累甚至达到爆炸下限的问题。

优选的，所述吸附器内装填有活性炭纤维毡，所述活性炭纤维毡吸、脱附速度快，吸附容量高、阻燃性好、使用寿命长。

进一步的，所述催化氧化装置按照废气流经次序，依次设置有电加热器、气体均匀分布器、高效催化剂和催化氧化室。

优选的，所述高效催化剂为球形，相比蜂窝状和颗粒状催化剂，相同体积的所述高效催化剂具有更大的比表面积，进而可发挥出更高的催化性能。

进一步的，所述废气净化装置的脱附工艺过程设有对所述吸附器冷却降温的工艺过程，通过降低所述吸附器箱体及内部活性炭纤维毡的温度至一定温度以下，有利于提高所述吸附器的吸附效率。

优选的，所述废气净化装置设有保温循环工艺过程，当VOCs废气浓度过低或短时间无废气进入所述废气净化装置时，可自动启动保温循环工艺过程，避免了所述废气净化装置的频繁开机、停机，在一定程度上降低运行费用。

进一步的，所述废气净化装置设有温度、压力监测仪表，可通过所述废气净化装置显示器方便的查看和调整所述废气净化装置的运行状态。

优选的，所述废气净化装置设置有PLC自动控制系统，所述的PLC自动控制系统可自动切换所述吸附器的吸附、脱附、冷却和保温工艺过程，无需人工干预。

借由上述技术方案，本实用新型与现有净化装置相比，至少具有以下优势。

1、本实用新型增加了冷却工艺过程，在不增加系统能量消耗的前提下，可提高VOCs废气的净化效率，以保证符合现有及逐步严格的相关排放标准的要求。

2、本实用新型在现有吸附-催化氧化装置的工艺过程基础上，增加了保温循环工艺过程，避免了吸附-催化氧化装置在短时间无废气进入的状态下频繁的开机和停机，节省能量消耗，降低了运行费用。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型作进一步的解释说明。

如图1所示，一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化装置，包括废气过滤器1、吸附器2a/2b、吸附风机3、新风过滤器4、脱附风机5、阻火器6、换热器7、催化氧化装置8、吸附进气阀9a/9b、吸附排气阀10a/10b、脱附进气阀12a/12b、脱附排气阀13a/13b、直排阀14、新风阀11、保温循环阀15、催化切断阀112和冷却阀111，所述废气过滤器1设置有VOCs废气进口和出口，待处理的VOCs废气通过所述废气总管道16和所述废气过滤器1的进口相连，所述废气过滤器1的出口通过所述吸附进气管道17a/17b分别由所述吸附进气阀9a/9b和所述吸附器2a/2b的吸附进气口相连，所述吸附器2a/2b设置有吸附进气口、吸附排气口、脱附进气口和脱附排气口，所述吸附器2a/2b的吸附排气口分别由吸附排气阀10a/10b通过吸附排气管道18a/18b和净化气排气管道19相连，所述排气管道19和所述吸附风机3进气口相连，所述吸附风机3排气口通过所述净化气排气总管道20连接至排气烟囱，VOCs废气得以达标排放，所述脱附风机5的进气口通过所述新风管道21由所述新风阀11和所述新风过滤器4相连，所述新风过滤器4另一端和大气相通，所述脱附风机5的排气口通过所述脱附进气管道22分别由所述脱附进气阀12a/12b和所述吸附器2a/2b脱附进气口相连，所述吸附器2a/2b的脱附排气口通过所述脱附排气管道23分别由所述脱附排气阀13a/13b、所述催化切断阀112和所述阻火器6相连，所述冷却阀111一端连接所述新风过滤器1的出口，另一端连接在所述脱附排气阀13a和所述脱附排气阀13b之间的管道上，所述阻火器6另一端和所述换热器7脱附进气口相连，所述换热器7设置有脱附进气口、脱附排气口、高温进气口和高温排气口，所述换热器7的脱附排气口和所述催化氧化装置8进气口相连，所述催化氧化装置8设置有进气口和排气口，所述催化氧化装置8的排气口通过所述高温管道25和所述换热器7的高温进气口相连，所述换热器7的高温排气口通过所述高温管道26和所述脱附风机5进气口相连，所述催化氧化装置8的排气口同时通过所述直排管道27由所述直排阀14和所述吸附风机3进气口相连，所述保温循环阀15一端与所述脱附进气管道22相连，另一端与所述催化切断阀112和阻火器6之间的管道相连。

本实施例选用活性炭纤维毡作为所述吸附器2a/2b的吸附材料，活性炭纤维毡缠绕于吸附柱外侧，根据VOCs废气浓度不同，缠绕厚度不同，在缠绕有活性炭纤维毡的吸附柱最外层包裹有丝网，起到使吸附柱上缠绕的碳纤维毡固定，不松动和变形的作用。

本实施例所述催化氧化装置8中按废气流经的方向，依次设置有电加热器、气体均匀分布器、高效催化剂和催化氧化室，电加热器由翅片管式干烧电加热管组成，气体均匀分布器可由各种孔型、网型板材经特殊合理设计后制成。

本实施例中还可包括设置有高效催化剂层和所述吸附器2a/2b中的温度、压力监测仪表，通过仪表反馈的数据可由PLC系统自动控制本废气净化装置中的阀门的开关，来完成系统的自动运行控制。

本实施例还提供VOCs废气的处理操作方法，具体方法包括如下步骤。

一、装置开机。

打开本废气净化装置开机按钮时，首先打开吸附器2a（假设首先使用吸附器2a进行吸附作业）的吸附进气阀9a和吸附排气阀10a，启动吸附风机3，VOCs废气在吸附风机3的吸引力作用下进入吸附器2a进行吸附作业；然后打开新风阀11和保温循环阀15，启动脱附风机5和设置于催化氧化装置8中的电加热器81，待一定时间后关闭新风阀11，使气体在脱附风机5、换热器7和催化氧化装置8形成的闭路中循环加热保温，待催化氧化装置8中设置于高效催化剂82处的温度达到300~320℃时，本废气净化装置为脱附工艺过程所做的准备工作已就绪，随时可转入脱附工艺过程。

二、装置正常运行。

正常运行阶段，当进行吸附作业的吸附器2a达到设定的吸附时间，或净化气排气总管道20处的VOCs浓度即将超标，或进行吸附作业的吸附器2a中的温度达到设定的温度时，打开吸附器2b的吸附进气阀门9b和吸附排气阀门10b，然后关闭吸附进气阀门9a和吸附排气阀门10a，同时打开吸附器2a的脱附进气阀门12a和脱附排气阀门13a，关闭保温循环阀15，本废气净化装置开始由吸附器2a切换至吸附器2b进行吸附作业，同时开始对吸附器2a进行脱附作业，待达到设定的脱附时间时，自动转入冷却工艺过程，关闭催化切断阀112，打开冷却阀111，使得由所述吸附器2a排出的冷却气进入吸附器2b进行吸附，待达到设定的冷却时间后，关闭冷却阀111、脱附进气阀12a、脱附排气阀13a，打开所述保温循环阀15，然后关闭新风阀11，本废气净化装置开始转入脱附冷却后的保温循环工艺过程，使所述高效催化剂层83处温度升温至300~320℃，然后自动转入对所述吸附器2b的脱附工艺过程，如此循环。

本废气净化装置在正常运行过程中，如出现进入吸附器2的脱附气温度高于设定的温度，则调节新风阀4的开度，如出现进入吸附器2的脱附气温度过低，则增大电加热器的功率，使得进入吸附器2的脱附气温度始终保持在设定的温度范围内。

本废气净化装置在正常运行工艺过程中，若催化氧化室84中的温度达到设定的最高温度时，则打开直排阀14，使得部分高温气体经吸附风机3排入烟囱，以平衡催化氧化装置8中的热量。

本废气净化装置正常运行的工艺过程包括：吸附工艺过程、脱附工艺过程、冷却工艺过程和保温循环工艺过程，在每一个循环中都包括以上四个工艺过程。

三、装置停机。

关闭本废气净化装置停机按钮时，本装置转入停机过程，首先保持吸附器2a（假设其正在进行吸附作业）继续进行正常的吸附工艺过程，保持吸附器2b继续进行正常的脱附工艺过程，待吸附器2完成脱附工艺过程后，关闭电加热器81、脱附气进气阀12b、脱附气排气阀13b和催化切断阀112，打开新风阀14、冷却阀111，转入冷却工艺过程，待冷却工艺过程结束时，依次关闭脱附风机5、吸附风机3及本废气净化装置的所有处于打开状态的阀门，停机完成。

以上实施例仅用于说明本实用新型技术方案而非限制，对本领域的相关技术人员来讲，在不脱离本实用新型的基本技术原理基础上，对本实用新型所做出的相关改进或吸附器数量的增减，都应在本实用新型的权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：包括废气过滤器、吸附器、吸附风机、新风过滤器、脱附风机、阻火器、换热器、催化氧化系统、吸附进气阀、吸附排气阀、脱附进气阀、脱附排气阀、直排阀、新风阀、保温循环阀、催化切断阀和冷却阀，所述换热器的脱附排气口和所述催化氧化系统进气口相连，所述催化氧化系统的排气口和所述换热器的高温进气口相连，所述催化氧化系统的排气口同时由所述直排阀和所述吸附风机进气口相连，所述保温循环阀一端与所述脱附进气管道相连，另一端与所述催化切断阀和阻火器之间的管道相连。

2.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：所述吸附风机设置于所述吸附器后部，使所述吸附器内部始终处于微负压状态，可防止吸附过程中VOCs废气的外泄，进而可有效保持吸附器周围空气始终处于相对清洁的环境下。

3.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：所述吸附器内装填有吸附材料，所述吸附材料为活性炭纤维。

4.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：所述催化氧化系统内按废气流经次序依次设置有电加热器、气体均匀分布器、高效催化剂和催化氧化室。

5.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：设置有2个及2个以上所述的吸附器。

6.根据权利要求4所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，可利用2个及2个以上的吸附器进行吸附、脱附过程的切换而不影响VOCs废气的连续净化处理，可全天候稳定运行。

7.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：正常运行过程包括吸附工艺过程、脱附工艺过程、冷却工艺过程和保温循环工艺过程。

8.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：设置有保温循环阀和催化切断阀，所述保温循环阀和所述催化切断阀可使所述系统在短时间没有废气进入所述系统时，自动切换进入保温程序运行，降低开停机作业频率，节省能量消耗。

9.根据权利要求1所述的新型喷漆涂装工业VOCs废气净化系统，其特征在于：设置有PLC自动控制系统，所述的PLC自动控制系统可自动切换所述吸附器的吸附、脱附、冷却和保温工艺过程，无需人工干预。