CN207941357U - 一种固定床沸石voc废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定床沸石VOC废气处理系统，包括预处理系统、催化燃烧装置、沸石固定床系统、脱附系统、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、回收系统，预处理系统连接沸石固定床系统，沸石固定床系统包括第一、第二、第三沸石吸附固定床单元，所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口分别连接所述回收系统，冷凝尾气通过管路连接所述催化燃烧装置，燃烧室后端管道上连接第二换热器，燃烧室的出口与沸石固定床系统上的脱附气进口连接。本实用新型的目的是提供一种固定床沸石VOC废气处理系统，利用沸石固定床处理废气，既可用于连续排放，也可用于间歇性排放，去除效率高，后期维护简单使得生产成本低。

Description

一种固定床沸石VOC废气处理系统

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，尤其涉及一种固定床沸石VOC废气处理系统。

背景技术

目前VOC气体已经成为大气主要污染物，也是地区雾霾的主要成因。主流的VOC治理技术有：活性炭吸附，UV光氧催化，沸石转轮。活性炭吸附+RCO作为传统的工艺，具有结构简单，去除效率高等有点。但活性炭吸附也有缺点：处理效率低(一般为80％以下)；不能处理易燃易爆气体；与某些化学品产生化学放热反应，有潜在的火灾风险；活性炭会产生粉末，这些粉末进入到RCO中时，会产生火灾。

沸石转轮系统用于处理大风量连续工作的VOC气体，VOC废气经过沸石转轮吸附区吸附，达标排放到大气中。吸附的VOC成分在转轮中，旋转到脱附区。经过RCO系统工作，将这些成分脱附，并在RCO设备内部高温分解。沸石转轮的处理效率通常可以达到95％以上，吸附效率高，且可以用于易燃易爆气体的处理，几乎不会与废气发生化学反应。但是目前这一技术在实际应用中存在瓶颈：(1)沸石转轮技术主要掌握在国外几个厂家手中，价格很高，国内少数厂家开发出国产沸石转轮，但因为质量问题应用较少；(2)由于生产能力原因，目前沸石转轮供货期通常为6个月以上；(3)由于技术原因，沸石转轮的市场价格很高，阻碍了VOC治理的广泛应用；(4)设备工艺复杂，维护困难；(5)只适用于连续排放的企业，如果企业间歇式排放，系统预热会消耗大量的能源。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种固定床沸石VOC废气处理系统，利用沸石固定床处理废气，既可用于连续排放，也可用于间歇性排放，去除效率高，后期维护简单使得生产成本低。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种固定床沸石VOC废气处理系统，包括预处理系统、催化燃烧装置、沸石固定床系统、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、回收系统，所述预处理系统包括鼓风机、进气管路和前置过滤装置，所述鼓风机通过进气管路连接前置过滤装置，所述前置过滤装置连接所述沸石固定床系统，所述沸石固定床系统包括第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元，所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的入口连接，所述第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的出口分别连接所述回收系统，所述回收系统包括第一回收装置、第二回收装置、第三回收装置，冷凝尾气通过管路连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置包括燃烧室、第一换热器和第二换热器，所述燃烧室前端管道上连接有第一换热器，所述燃烧室后端管道上连接有可回收净化气体热量的第二换热器，所述燃烧室的出口与沸石固定床系统上的脱附气进口连接。

进一步地，所述前置过滤装置上设置有高效滤网。

进一步地，所述沸石固定床系统与所述催化燃烧装置之间的连接管上设有浓度检测器。

进一步地，所述预处理系统为干式处理系统或湿式除尘系统。

进一步地，所述第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元中吸附剂的形状为具有蜂窝状多孔结构的15mm的立方体。

所述废气处理方法包括以下步骤：

(1)预处理：VOC废气进入预处理系统中进行预处理，使颗粒物浓度以及VOC废气温度达到后端处理工艺的要求；

(2)多组分回收：经过预处理的VOC废气分别通过第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元中进行吸附分离净化，通过沸石分子筛的分段筛选，可以在不同固定床工艺段吸附不同成分的废气，有机溶剂成分被沸石固定床系统内的采用蜂窝状疏水材料制成的沸石吸附剂吸附，实现有机溶剂从VOC废气中分离出来，经过分离的VOC废气同时得到净化，所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与冷凝器的入口连接，使得经分离的组分分别进行冷凝，冷凝器的出口与所述回收装置连接，收集有价值的组分进行回收；

(3)脱附：当上述步骤2)中沸石固定床系统内经净化得到的气体达到废气浓度排放标准值时，净化的气体从沸石吸附固定床单元上的净化气体出口排出，同时该沸石吸附固定床单元进入脱附再生过程，脱附风机吹取脱附气对吸附在沸石吸附固定床单元内的有机溶剂进行脱附；

(4)催化燃烧：冷凝器尾气进入催化燃烧装置处理分解残余VOC，冷凝器通过管路连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置包括燃烧室、第一换热器和第二换热器，所述燃烧室前端管道上连接有第一换热器，所述燃烧室后端管道上连接有可回收净化气体热量的第二换热器，冷凝器尾气冷废气通过第一换热器时，第一换热器将贮存的热量释放，使废气加热到所需的预热温度而第一换热器本身被冷却；预热后的气体进入燃烧室，经反应后热净化气通过第二换热器时，第二换热器吸收净化气体的热量，使气体冷却而第二换热器本身被加热；

(5)热空气脱附：采用蒸汽脱附的方式，通过第二换热器加热后的蒸汽将吸附回收床内吸附材料所吸附的有机溶剂进行脱附，将热空气进行脱附处理，再通过管道分别与第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元连接，实现循环交替。

本发明的优点在于：

1.通过第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元中沸石分子筛的分段筛选，可以在不同固定床工艺段吸附不同成分的废气。再通过单独脱附、冷凝，回收有价值的化学品。

2.通过改性，将沸石吸附材料制成方形蜂窝状疏水材料。遇某种成分单一且浓度很高的特殊VOC废气，还可通过选择不同材质的沸石分子筛，进行有选择的吸附。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的沸石吸附固定床单元的结构示意图。

其中：

1、蜂窝状多孔 2、浓度检测器

3、第一沸石吸附固定床单元 4、第二沸石吸附固定床单元

5、第三沸石吸附固定床单元 6、第一冷凝器

7、第二冷凝器 8、第三冷凝器

9、第一回收装置 10、第二回收装置

11、第三回收装置 12、催化燃烧装置

13、鼓风机 14、前置过滤装置

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

如图1、2所示的一种固定床沸石VOC废气处理系统，包括预处理系统、催化燃烧装置12、沸石固定床系统、第一冷凝器6、第二冷凝器7、第三冷凝器8、回收系统，所述预处理系统包括鼓风机13、进气管路和前置过滤装置14，所述鼓风机13通过进气管路连接前置过滤装置14，所述前置过滤装置14连接所述沸石固定床系统，所述沸石固定床系统包括第一沸石吸附固定床单元3、第二沸石吸附固定床单元4、第三沸石吸附固定床单元5，所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与第一冷凝器6、第二冷凝器7、第三冷凝器8的入口连接，所述第一冷凝器6、第二冷凝器7、第三冷凝器8的出口分别连接所述回收系统，所述回收系统包括第一回收装置9、第二回收装置10、第三回收装置11，冷凝尾气通过管路连接所述催化燃烧装置12，所述催化燃烧装置12包括燃烧室、第一换热器和第二换热器，所述燃烧室后端管道上连接有可回收净化气体热量的第二换热器，所述燃烧室的出口与沸石固定床系统上的脱附气进口连接，通过第一沸石吸附固定床单元3、第二沸石吸附固定床单元4、第三沸石吸附固定床单元5中沸石分子筛的分段筛选，可以在不同固定床工艺段吸附不同成分的废气。再通过单独脱附、冷凝，回收有价值的化学品。

进一步地，所述前置过滤装置14上设置有高效滤网。

进一步地，所述沸石固定床系统与所述催化燃烧装置12之间的连接管上设有浓度检测器2。

进一步地，所述预处理系统为干式处理系统或湿式除尘系统。

进一步地，所述第一沸石吸附固定床单元3、第二沸石吸附固定床单元4、第三沸石吸附固定床单元5中吸附剂的形状为具有蜂窝状多孔1结构的15mm的立方体。

沸石是一种天然吸附材料，其特定的孔状结构，可以实现对不同粒径气体分子的选择。用于处理VOC气体的沸石吸附剂，必须经过改性处理：疏水性，对水分的吸附会影响沸石吸附材料对废气的处理效果，通过改性，使沸石变为疏水性材料；蜂窝状结构：通过与树脂材料混合、结烧、使得沸石变为具有蜂窝状多孔结构的15cm的立方体，增加沸石的吸附性，同时便于使用在沸石固定床中；分子选择性，沸石分子具有分子级空隙，这也是沸石具有选择性的原因，通过不同结构的沸石分子筛，可以过滤不同的VOC气体，进行有选择的吸附。

实施例3：

与实施例1相区别的是所述中第一沸石吸附固定床单元3、第二沸石吸附固定床单元 4、第三沸石吸附固定床单元5中吸附剂的形状为具有圆孔状或者不规则形状的立方体。

本实用新型的处理方法为：

(1)预处理：VOC废气进入预处理系统中进行预处理，使颗粒物浓度以及VOC废气温度达到后端处理工艺的要求；

(2)多组分回收：经过预处理的VOC废气分别通过第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元中进行吸附分离净化，通过沸石分子筛的分段筛选，可以在不同固定床工艺段吸附不同成分的废气，有机溶剂成分被沸石固定床系统内的采用蜂窝状疏水材料制成的沸石吸附剂吸附，实现有机溶剂从VOC废气中分离出来，经过分离的VOC废气同时得到净化，所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与冷凝器的入口连接，使得经分离的组分分别进行冷凝，冷凝器的出口与所述回收装置连接，收集有价值的组分进行回收；

(3)脱附：当上述步骤2)中沸石固定床系统内经净化得到的气体达到废气浓度排放标准值时，净化的气体从沸石吸附固定床单元上的净化气体出口排出，同时该沸石吸附固定床单元进入脱附再生过程，脱附风机吹取脱附气对吸附在沸石吸附固定床单元内的有机溶剂进行脱附；

(4)催化燃烧：冷凝器尾气进入催化燃烧装置处理分解残余VOC，冷凝器通过管路连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置包括燃烧室、第一换热器和第二换热器，所述燃烧室前端管道上连接有第一换热器，所述燃烧室后端管道上连接有可回收净化气体热量的第二换热器，冷凝器尾气冷废气通过第一换热器时，第一换热器将贮存的热量释放，使废气加热到所需的预热温度而第一换热器本身被冷却；预热后的气体进入燃烧室，经反应后热净化气通过第二换热器时，第二换热器吸收净化气体的热量，使气体冷却而第二换热器本身被加热；

(5)热空气脱附：采用蒸汽脱附的方式，通过第二换热器加热后的蒸汽将吸附回收床内吸附材料所吸附的有机溶剂进行脱附，将热空气进行脱附处理，再通过管道分别与第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元连接，实现循环交替。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种固定床沸石VOC废气处理系统，其特征在于，包括预处理系统、催化燃烧装置、沸石固定床系统、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、回收系统，所述预处理系统包括鼓风机、进气管路和前置过滤装置，所述鼓风机通过进气管路连接前置过滤装置，所述前置过滤装置连接所述沸石固定床系统，所述沸石固定床系统包括第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元，所述第一沸石吸附固定床单元、所述沸石吸附固定床系统上的组分出口分别与第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的入口连接，所述第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的出口分别连接所述回收系统，所述回收系统包括第一回收装置、第二回收装置、第三回收装置，冷凝尾气通过管路连接所述催化燃烧装置，所述催化燃烧装置包括燃烧室、第一换热器和第二换热器，所述燃烧室前端管道上连接有第一换热器，所述燃烧室后端管道上连接有可回收净化气体热量的第二换热器，所述燃烧室的出口与沸石固定床系统上的脱附气进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种固定床沸石VOC废气处理系统，其特征在于，所述前置过滤装置上设置有高效滤网。

3.根据权利要求1所述的一种固定床沸石VOC废气处理系统，其特征在于，所述沸石固定床系统与所述催化燃烧装置之间的连接管上设有浓度检测器。

4.根据权利要求1所述的一种固定床沸石VOC废气处理系统，其特征在于，所述预处理系统为干式处理系统或湿式除尘系统。

5.根据权利要求1所述的一种固定床沸石VOC废气处理系统，其特征在于，所述第一沸石吸附固定床单元、第二沸石吸附固定床单元、第三沸石吸附固定床单元中吸附剂的形状为具有蜂窝状多孔结构的15mm的立方体。