CN207708775U - 混合型复杂工况VOCs净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种针对包装印刷和涂装行业水性溶剂和油性溶剂混合使用以及气量不定、浓度多变、作业无规律等情况下的混合型复杂工况VOCs净化装置，弥补了现有技术中针对该复杂工况废气无法有效处理的技术缺陷。该净化装置包括吸附区、冷却区和脱附区，净化装置内设有疏水性材料的吸附介质；所述吸附区连接废气源和排放管，所述废气源的废气经所述吸附区后从所述排放管排出净化气；所述脱附区连接脱附气源和燃烧炉，所述脱附气源的脱附气经脱附区后进入燃烧炉；所述冷却区连接冷却气源。

Description

混合型复杂工况VOCs净化装置

技术领域

本实用新型涉及VOCs废气净化处理技术领域，特别是指一种适用于混合型复杂工况的净化装置。

背景技术

在我国，VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。VOCs对人体的危害极大，室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。

现有技术在印刷行业和涂装行业中会产生大量的挥发性有机化合物，印刷行业存在油墨和水性墨混合使用的工况(一般包含三种情况：一个时间段用油墨，另一个时间段用水性墨；部分色用油墨，部分色用水性墨；某些生产线用油墨，另外生产线用水性墨)；而涂装行业也存在油漆和水性漆混合使用的工况(同样包含三种情况：一个时间段用油漆，一个时间段用水性漆；部分色用油漆，部分色用水性漆；某些工序用油漆，另外工序用水性漆)，这些挥发性有机化合物通常存在风量大、浓度低的特点，因此不具备直接燃烧的经济性，而且其运行情况复杂，废气排放波动较大，废气的成分、温度、湿度、浓度、气量以及作业时间非常的不规律，现有的废气处理工艺及装置无法满足处理需要和低成本运行。

由于国家加强了对VOCs的治理要求，从源头上减排是一条重要的途径，国家大力提倡和推广使用水性油墨和水性漆，以期大幅消减VOCs的排放。由于当前水性油墨和水性漆尚处于研发、试用阶段，技术上还不够成熟，加上现有印刷机和喷漆设施需要做相应的技术改造，因此短时间无法大面积推广使用，市场上仍以油性漆和油墨为主。在可以展望的3-5年内，水性漆和水性油墨取代现有的油漆和油墨是趋势，在当前及未来的几年，更多的是两种材料的混合使用。水性漆和水性墨虽然不含苯系物等有机溶剂，但仍然含有甲醇、乙醇等有机溶剂，一样存在减排的问题。因此选择一种既能满足当前处理需要，又能兼顾未来净化要求的工艺是当务之急，两者得到有效解决和兼顾后，可以避免企业重复投资的问题，避免造成大面积的社会性浪费。

实用新型内容

本实用新型提出一种混合型复杂工况VOCs净化装置，解决了现有技术中混合工况下废气无法得到有效处理的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：混合型复杂工况VOCs净化装置，包括吸附区、冷却区和脱附区，所述净化装置内设有疏水性材料的吸附介质；

所述吸附区连接废气源和排放管，所述废气源的废气经所述吸附区后从所述排放管排出净化气；

所述脱附区连接脱附气源和燃烧炉，所述脱附气源的脱附气经脱附区后进入燃烧炉；

所述冷却区连接冷却气源。

作为一种优选的实施方式，所述吸附介质为颗粒状或条状或块状的疏水性材料，包含沸石分子筛、活性炭、硅胶、树脂中的一种或多种。

作为另一种优选的实施方式，所述燃烧炉上连接有换热器，所述脱附气源与所述换热器连通。

作为另一种优选的实施方式，所述吸附区与所述排放管之间设有吸附风机，所述脱附区与燃烧炉之间设有脱附风机，所述脱附风机与燃烧炉之间还设有阻火器。

作为另一种优选的实施方式，所述废气源包括水性废气源和油性废气源，所述废气源与吸附区之间设有预处理装置。

作为另一种优选的实施方式，所述排放管上设有浓度检测器，所述燃烧炉、脱附区、冷却区均设有测温仪。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：本实用新型净化装置的吸附介质采用疏水性材料制作，能够非常好的适应水性物料(水性墨或水性漆)的使用工况，不论是对油性溶剂废气还是水性溶剂废气，甚至是油性溶剂废气与水性溶剂废气的混合废气，均能够起到很好的吸附效果，经吸附后的净化气从排放管排放即可；脱附气源经脱附区后，将吸附介质上的VOCs成分脱附下来，形成高浓度的废气，并进入燃烧炉内燃烧实现最终处理；最后，冷却气源通入冷却区内对脱附后的吸附介质进行降温冷却，使其恢复吸附能力，实现循环利用。

吸附介质为颗粒状或条状或块状的疏水性材料，由沸石分子筛、活性炭、硅胶、树脂中的一种或多种组成，具有填充数量多、吸附容量大、持续时间长、耐冲击(适应各种浓度、不易穿透)等优点。

在燃烧炉上连接换热器，同时脱附气源与该换热器连通，一是能够利用燃烧炉燃烧后的高温气体充当脱附气源，二是避免了热量的流失，起到了节能环保的好处。

在吸附区与排放管之间设置的吸附风机，以及脱附区与燃烧炉之间设置的脱附风机，能够为废气和脱附气源提供流动的动力，在脱附风机与燃烧炉之间设置的阻火器能够防止爆燃、爆炸、明火等现象，保证了设备运行的安全。

废气源与吸附区之间设置的预处理装置可以有效去除废气中所含的粉尘、漆雾、颗粒等杂质，保证进入净化装置的废气是洁净的，排放管上设置的浓度检测器能够保证净化气达标后才进行排放，燃烧炉、脱附区、冷却区设置的测温仪能够确保装置安全、有序地运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1所示，本实用新型提供了一种混合型复杂工况VOCs净化装置，该装置适用于包装印刷和涂装行业水性溶剂和油性溶剂混合使用以及气量不定、浓度多变、作业无规律等情况。该装置包括吸附区、冷却区和脱附区，该装置内设有疏水性材料的吸附介质，吸附介质为颗粒状或条状或块状的疏水性材料，疏水性材料包含沸石分子筛、活性炭、硅胶、树脂中的一种或多种，这些材料具有填充数量多、吸附容量大、持续时间长、耐冲击(适应各种浓度、不易穿透)等优点。

在吸附区的上游设有废气源，废气源包括水性废气源和油性废气源，废气源与吸附区之间根据需要可设置对废气进行预处理的装置，可以有效去除废气中所含的粉尘、漆雾、颗粒等杂质，保证进入净化装置的废气是洁净的。吸附区的下游依次连接有吸附风机、排放管和浓度检测器，其中，吸附风机能够为废气的流动提供动力，废气经吸附区后变成相对洁净的净化气，这部分净化气从排放管排出，而浓度检测器能够实时监控净化气的浓度，确保达标排放。

该装置的脱附区上游连接脱附气源，脱附气源为高温气体，脱附气通入脱附区后，将吸附介质上的VOCs成分脱附下来，形成高浓度的废气；在脱附区的下游依次连接有脱附风机、阻火器和燃烧炉，其中，脱附风机能够为脱附气及高浓度废气的流动提供动力，阻火器能够防止爆燃、爆炸、明火等现象，保证设备运行的安全，燃烧炉能够实现高浓度的废气的燃烧，实现废气的最终处理。该实施例中的燃烧炉采用的是低温催化氧化炉，具有运行费用低和安全性高的特点。

由于高浓度废气进入燃烧炉内燃烧后会产生大量的热量，而脱附过程所用的脱附气又需要高温气体，因此，该实施例在燃烧炉上还连接有换热器，脱附气源与该换热器相连通，一是能够利用燃烧炉燃烧后的高温气体充当脱附气源，二是避免了热量的流失，起到了节能环保的好处。

该实施例的冷却区连接有冷却气源，冷却气源通入冷却区内对脱附后的吸附介质进行降温冷却，使其恢复吸附能力，实现循环利用。

最后，在燃烧炉、脱附区和冷却区均设有测温仪，相连设备之间还设有对应的电动阀和手动阀，确保装置安全、有序地运行。在该装置中还可设置报警和紧急情况处理机构，最大限度地保证装置的安全运行，也可扩展远程通讯模块，实现信息的共享与管理。最后还可设置自动控制和检测系统，确保系统自动连续运行，实现智能和节能的结合，既能保证废气经过治理后稳定达标排放，又能保证系统在最低的能耗下运行，以节省运行费用。

该装置所实现的工艺针对包装印刷和涂装行业水性溶剂和油性溶剂混合使用以及气量不定、浓度多变、作业无规律等情况。废气为水性溶剂废气、油性溶剂废气中的一种或两种的混合，废气的作业时间、废气量、气体浓度及成分等均是不固定的，为可变量。该工艺主要的步骤包括废气净化、吸附介质再生和吸附介质冷却，废气净化是先将废气进行预处理，去除废气中所含的粉尘、漆雾、颗粒等杂质，然后将其通过吸附床进行吸附，利用吸附床内疏水性材料的吸附介质对其进行吸附，使废气中所含的VOCs成分被吸附在吸附介质上，此处的疏水性材料能够较好地适应水性物料(水性墨或水性漆)的使用工况，不论是对油性溶剂废气还是水性溶剂废气，甚至是油性溶剂废气与水性溶剂废气的混合废气，均能够起到很好的吸附效果，经吸附后，剩余的净化气可以达标排放。吸附介质再生是在吸附介质吸附后，向其通入高温的脱附气，利用高温使VOCs成分与吸附介质分离，脱附后产生的高浓度废气进入燃烧炉燃烧处理即可，最后，吸附介质冷却还需要利用冷却气对脱附后的吸附介质进行降温，使其恢复吸附能力，整套工艺循环进行，具有很好的实用性。

该工艺中所用的吸附床为立式或卧式的转轮结构，吸附床的运行模式包含连续运行模式和间歇运行模式，吸附过程和脱附过程相互独立、互不影响，以适应复杂的工况特点。

由于高浓度废气进入燃烧炉内燃烧后会产生大量的热量，而脱附过程所用的脱附气又需要高温气体，因此，该工艺中的脱附气在通入吸附介质之前可先吸收燃烧炉内的热量，以所需的温度范围对吸附介质进行脱附，更好、更彻底地实现VOCs与吸附介质的分离，同时也减少了燃烧炉热量的浪费，达到了节能环保的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (6)

1.混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：包括吸附区、冷却区和脱附区，所述净化装置内设有疏水性材料的吸附介质；

所述吸附区连接废气源和排放管，所述废气源的废气经所述吸附区后从所述排放管排出净化气；

所述脱附区连接脱附气源和燃烧炉，所述脱附气源的脱附气经脱附区后进入燃烧炉；

所述冷却区连接冷却气源。

2.如权利要求1所述的混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：所述吸附介质为颗粒状或条状或块状的疏水性材料，包含沸石分子筛、活性炭、硅胶、树脂中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：所述燃烧炉上连接有换热器，所述脱附气源与所述换热器连通。

4.如权利要求1所述的混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：所述吸附区与所述排放管之间设有吸附风机，所述脱附区与燃烧炉之间设有脱附风机，所述脱附风机与燃烧炉之间还设有阻火器。

5.如权利要求1所述的混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：所述废气源包括水性废气源和油性废气源，所述废气源与吸附区之间设有预处理装置。

6.如权利要求1所述的混合型复杂工况VOCs净化装置，其特征在于：所述排放管上设有浓度检测器，所述燃烧炉、脱附区、冷却区均设有测温仪。