CN210356574U

CN210356574U - 一种VOCs处理装置

Info

Publication number: CN210356574U
Application number: CN201921053932.7U
Authority: CN
Inventors: 黄文凤; 雷成; 章慧; 张亚明; 崔慧
Original assignee: Sichuan Entech Environment Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Entech Environment Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-07-08

Abstract

本申请公开了一种VOCs处理装置，目的在于解决多而小的VOCs污染源采用活性炭对VOCs气体进行吸附处理，所产生的吸附饱和活性炭被直接抛弃，会存在资源浪费和危废处理的问题。其包括吸附单元、吸附剂再生单元；所述吸附单元包括废气收集组件、预处理组件、吸附塔、放置抽屉、吸附剂、尾气排放设备，所述吸附剂再生单元包括脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置、新风风机、尾气排放设备。本申请采用集散式处理的方式，在VOCs污染源就地（分散式处理）建立活性炭吸附装置为基础，通过再生装置（集中式再生），实现对吸附饱和活性炭的再生，有效节约企业对于燃烧再生装置的投资，也避免了饱和活性炭被直接抛弃的问题。

Description

一种VOCs处理装置

技术领域

本发明涉及挥发性有机化合物处理领域，具体为一种VOCs处理装置。

背景技术

挥发性有机化合物（VOCs）是细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O₃）的关键前体物。因此，控制 VOCs 排放对改善雾霾和臭氧污染具有重要意义，势在必行。

而控制 VOCs的末端治理方法中，吸附法和燃烧技术因其处理效果好而得到最为广泛的应用。吸附剂如果使用一次就抛弃，是资源的极大浪费，因此，吸附+燃烧的组合工艺得到了更多的应用。对于气量大，VOCs浓度低的企业，通常选用沸石转轮浓缩+催化燃烧的处理工艺。但有些企业或区域内存在着VOCs污染源多，产生的气量小，气体浓度低的情况。鉴于污染源分散，没法集中处理，单独每个污染源都建立一套吸附+燃烧装置来进行处理，从技术上来说可行，但由于燃烧装置一次投资高，运行费高，对操作人员的技术和管理水平也高，从经济上来说是不合理。

为此，迫切需要一种新的方法和/或装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对多而小的VOCs污染源采用活性炭对VOCs气体进行吸附处理，所产生的吸附饱和活性炭被直接抛弃，会存在资源浪费和危废处理的问题，而若对单独对每套吸附饱和的活性炭建立燃烧再生装置，投资较高的问题，提供一种VOCs处理装置。本申请采用集散式处理的方式，在VOCs污染源就地（分散式处理）建立活性炭吸附装置为基础，通过再生装置（集中式再生），实现对吸附饱和活性炭的再生，有效节约企业对于燃烧再生装置的投资，也避免了饱和活性炭被直接抛弃的问题。本申请能够满足企业对于小气量，低浓度的VOCs气体处理的需求，具有较高的应用价值和较好的应用前景。本申请构思巧妙，设计合理，操作方便，对于挥发性有机化合物的治理，改善环境，具有重要的进步意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种VOCs处理装置，包括用于对VOCs进行吸附的吸附单元、用于再生吸附剂的吸附剂再生单元；

所述吸附单元包括用于VOCs气体收集的废气收集组件、预处理组件、吸附塔、放置抽屉、吸附剂、尾气排放设备，所述废气收集组件与废气预处理组件相连且预处理组件能去除废气收集组件所收集VOCs气体中的粉尘或雾滴，所述预处理组件通过管道与吸附塔相连且经预处理组件处理后的气体能进入吸附塔内进行吸附，所述吸附剂设置在放置抽屉内且吸附剂与放置抽屉构成吸附组件，所述吸附组件为至少一个，所述吸附组件设置在吸附塔内且吸附剂能用于对其中的VOCs进行吸附，所述吸附塔与尾气排放设备相连且经吸附塔处理后达标的气体能经尾气排放设备排出；

所述吸附剂再生单元包括用于对吸附塔内吸附剂进行再生的脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置、新风风机、尾气排放设备，所述脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置通过管道依次相连并构成热风循环系统，所述新风风机与热风循环系统相连且新风风机能将空气泵入热风循环系统中以满足燃烧装置的燃烧需要，所述热风循环系统与尾气排放设备相连且热风循环系统内的部分进气能通过尾气排放设备净化处理后排出。

所述吸附单元还包括吸附单元风机，所述吸附单元风机设置在吸附单元的管道上且吸附单元风机能为吸附单元的运行提供动力。

所述吸附剂再生单元与吸附单元的个数比为1:1~50。

所述放置抽屉呈矩形或圆形或多边形，所述放置抽屉采用标准化、模块化设计，所述放置抽屉依次设置在吸附塔或脱附塔内。

所述废气收集组件包括集气罩、风机，所述集气罩通过管道与预处理组件相连，所述风机能为VOCs气体提供动力。

所述预处理组件包括过滤装置、除油雾装置、烟气降温装置中的一种或多种。

所述吸附塔为固定床结构。

所述吸附剂为活性炭、沸石、分子筛中的一种或多种。

所述燃烧装置为催化燃烧装置、热力燃烧装置中的一种或多种。

所述燃烧装置提供补充热源的能源为电、石油气、天然气中的一种或多种。

所述吸附剂再生单元采用固定式设计或移动式设计。

基于前述VOCs处理装置的集散式处理方法，包括如下步骤：

（1）将吸附剂与放置抽屉构成的吸附组件置于吸附单元内，通过吸附单元对VOCs气体进行吸附；

（2）待吸附单元内的吸附剂达到饱和后，将带吸附剂的放置抽屉整体取出，取出的放置抽屉安放到吸附剂再生单元的脱附塔上；

（3）吸附剂再生单元对放置抽屉中吸附饱和的吸附剂进行再生，至吸附剂恢复活性；

（4）将再生后的吸附剂和放置抽屉整体取出，备用；

所述步骤（1）中，吸附组件为至少一个，所述吸附组件依次设置在吸附单元的吸附塔内。

所述步骤（3）中，所述吸附组件依次设置在吸附单元的吸附塔内。

待一次吸附再生完成后，再重复步骤2、3、4，进行下一次吸附剂的再生。

针对前述问题，本申请提供一种VOCs处理装置。本申请中，采用就地的吸附单元处理VOCs，使排放气体达标，然后再生吸附剂，使吸附剂脱附后重新具备吸附VOCs性能。就是在某个企业或区域内，每个VOCs污染产生源就地建立VOCs收集、预处理、吸附设备（即设置相应的吸附单元），再统一建立一个或多个VOCs再生装置（即吸附剂再生单元），通过吸附剂再生单元对某个吸附饱和的吸附组件进行再生。

采用本申请，通过吸附单元进行VOCs处理，VOCs经处理后达标排放，满足环保要求，且多个吸附单元可共用一套吸附剂再生单元。与现有的处理装置相比，本申请投资少，占地省，处理效果好；对于单个VOCs污染源而言，只有就地的活性炭吸附系统（吸附单元），因此，管理简单，使得运行成本也低。同时，本申请创新的采用放置抽屉构成的吸附组件设计，既能保证吸附剂盛放，满足吸附的要求，又方便吸附剂的取出和安装。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）本申请中，吸附单元采用就地设计，其可运行较长时间，平时处理只需吸附单元简单地运行即可，日常运行费用低；

（2）本申请中，吸附剂吸附VOCs量大，再生气量小，脱附出来的VOCs浓度高，燃烧热值高，仅在开机和停机阶段，需要辅助燃料，吸附剂再生单元运行费用低；

（3）本申请中，吸附剂再生单元与吸附单元采用一对多设计，装置一次投资低；

（4）本申请中，采用放置抽屉构成的吸附组件设计，互换性好，更换方便，操作简单；

（5）本申请的吸附剂再生单元可采用固定或移动式设计，燃烧装置体积小，投资低，能够大幅降低设备成本；

（6）本申请中，在吸附剂再生单元内，脱附出来的VOCs在燃烧装置中燃烧净化，净化后的气体一部分排放，一部分返回的气体和新风风机鼓入的气体混合，混合后的热风进入脱附塔，能够满足连续运行的需求，节能效果好。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为实施例1中吸附单元的结构示意图。

图2为实施例1中吸附剂再生单元的结构示意图。

图中标记：1、集气罩，2、预处理组件，3、吸附塔，4、吸附单元风机，5、放置抽屉，6、脱附塔，7、脱附单元风机，8、燃烧装置，9、新风风机。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

某企业有11处VOCs污染源，相距有一定距离。其中，废气量20000m³/h的有3处，15000 m³/h的有6处，10000m³/h的有2处，污染源是工作日内8小时产生，建立11套就地的活性炭吸附单元， 1套吸附剂再生单元。

其中，吸附单元包括用于VOCs气体收集的废气收集组件、预处理组件、吸附塔、放置抽屉、吸附剂、尾气排放设备。本实施例中，废气收集组件包括集气罩，集气罩通过管道与预处理组件相连，预处理组件通过管道与吸附塔相连，吸附剂设置在放置抽屉内且吸附剂与放置抽屉构成吸附组件，吸附组件设置在吸附塔内且吸附剂能用于对其中的VOCs进行吸附，吸附塔与风机相连，风机与尾气排放设备相连。本实施例中，吸附剂为活性炭，吸附塔采用固定床结构，预处理组件为过滤装置，尾气排放设备为烟囱。

风机为VOCs气体提供动力，使得VOCs气体通过集气罩进行收集，并进入预处理组件内，再通过预处理组件去除废气收集组件所收集VOCs气体中的粉尘或雾滴。经预处理组件处理后的气体进入吸附塔内进行吸附，经吸附塔处理后达标的气体能经尾气排放设备排出。本实施例中，基于VOCs污染源的特点，20000m³/h与15000 m³/h吸附塔的吸附组件为4组，10000 m³/h吸附塔的吸附组件为2组，吸附组件设置在吸附塔内。根据VOCs污染源废气量的不同，可对吸附塔内的吸附组件数量进行适当调整。同时，吸附剂再生单元包括用于对吸附塔内吸附剂进行再生的脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置、新风风机、尾气排放设备，脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置通过管道依次相连并构成热风循环系统。新风风机与热风循环系统相连，热风循环系统与尾气排放设备相连。本实施例中，吸附剂再生单元处理气量为20000m³/h，燃烧装置为催化燃烧装置，脱附塔设置4组放置抽屉，放置抽屉呈矩形，放置抽屉采用标准化、模块化设计，放置抽屉依次水平放置在吸附塔或脱附塔内。

在待吸附组件中的吸附剂工作一段时间后，从吸附塔内取出吸附组件，并送入脱附塔内。在脱附塔中，吸附组件依次设置在脱附塔内。燃烧装置产生热风，并通过管道送入脱附塔内，并对脱附塔内的吸附组件进行解吸；吸附组件吸附的VOCs被热风脱附后，在脱附单元风机的带动下，进入燃烧装置内进行燃烧净化；净化后的气体一部分通过尾气排放设备排放，一部分返回的气体和新风风机鼓入的气体混合，混合后的热风进入脱附塔，能够满足连续运行的需求。

该装置的工作过程如下。

活性炭吸附单元运行，直到某台装置的活性炭接近饱和或已经饱和时，将活性炭及放置抽屉构成的吸附组件取出，并安放在吸附剂再生单元的脱附塔上；然后，吸附剂再生单元开始运行，燃烧装置工作，使热气体进入脱附塔，热置换出活性炭吸附的VOCs，VOCs气体在燃烧装置的燃烧室反应生成CO₂和水；处理后，气体达标，部分气体通过吸附剂再生单元的烟囱（即尾气排放设备）排放，部分热气体和新风风机吹入的冷空气混合后进入活性炭脱附塔。经过几个小时后，活性炭脱附塔热再生出来的气体中VOCs浓度低于排放标准后，整个系统再生完成。待吸附剂冷却到常温后，将再生完成的吸附剂和放置抽屉整体取出，放回吸附单元。

为保证每个吸附单元的活性炭能及时再生，可每月每吸附单元的活性炭轮流再生一次。本吸附剂再生单元为固定式，由于污染源VOCs性质相似，吸附剂和放置抽屉均有备用，可保证吸附单元和吸附剂再生单元的运行可完全独立。

经实际测定，处理前废气中VOCs的浓度为50～80mg/m³，经活性炭吸附后，废气得到净化，尾气中VOCs的浓度≤10mg/m³，净化后的废气达标排放。吸附1个月后，取出活性炭进行再生，再生温度90℃，再生出来的VOCs浓度≤6000mg/m³，VOCs在燃烧室反应生成CO₂和水，燃烧后气体中VOCs≤60mg/m³，处理后的气体达标排放。装置在系统启动和停运约半小时内需要启动燃烧机，燃烧石油气以加热含VOCs气体到催化剂起燃温度，正常运行时反应产生的热量能维持反应进行，不需要石油气，仅风机耗电。本申请的VOCs处理装置运行稳定可靠，能够满足VOCs处理的需求。

实施例2

某工业园区，有26处VOCs污染源，污染源废气量从5000～30000m³/h，就地建立26套就地的活性炭吸附单元，1套吸附剂再生单元。

其中，吸附单元包括用于VOCs气体收集的废气收集组件、预处理组件、吸附塔、放置抽屉、吸附剂、尾气排放设备。本实施例中，吸附剂为活性炭，吸附塔采用固定床结构，预处理组件为过滤装置、除油雾装置、烟气降温装置中的一种或多种。

风机为VOCs气体提供动力，使得VOCs气体通过集气罩进行收集，并进入预处理组件内，再通过预处理组件去除废气收集组件所收集VOCs气体中的粉尘或雾滴。经预处理组件处理后的气体进入吸附塔内进行吸附，经吸附塔处理后达标的气体能经尾气排放设备排出。本实施例中，基于VOCs污染源的废气量和浓度不同，吸附塔的吸附组件为1～6组，吸附组件设置在吸附塔内。

同时，吸附剂再生单元包括用于对吸附塔内吸附剂进行再生的脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置、新风风机、尾气排放设备，脱附塔、脱附单元风机、燃烧装置通过管道依次相连，构成热风循环系统。新风风机与热风循环系统相连，热风循环系统与尾气排放设备相连。本实施例中，吸附剂再生单元处理气量为30000m³/h，燃烧装置为催化燃烧装置，脱附塔设置6组放置抽屉，放置抽屉呈矩形，放置抽屉采用标准化、模块化设计，放置抽屉依次水平放置在吸附塔或脱附塔内。

该装置的工作过程如下。

本例中处理前废气中VOCs的浓度为50～150mg/m³，经活性炭吸附后，废气得到净化，尾气中VOCs的浓度≤60mg/m³，净化后的废气达标排放。活性炭吸附单元的吸附饱和时间为1个月到半年不等，为保证每个吸附单元的活性炭能及时再生，每个吸附单元的活性炭应根据污染源产生情况定期再生。为提高再生吸附剂再生单元运行效率和进一步降低再生费用，不同企业的吸附组件可同时再生吸附一段时间后，取出活性炭进行再生，再生温度80℃～120℃，再生出来的VOCs浓度≤6000mg/m³，VOCs在燃烧室反应生成CO₂和水，燃烧后气体中VOCs≤60mg/m³，处理后的气体达标排放。装置在系统启动和停运约半小时内需要启动燃烧机，燃烧天然气以加热含VOCs气体到催化剂起燃温度，正常运行时反应产生的热量能维持反应进行，仅风机耗电。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种VOCs处理装置，其特征在于，包括用于对VOCs进行吸附的吸附单元、用于再生吸附剂的吸附剂再生单元；

2.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述吸附剂再生单元与吸附单元的个数比为1:1~50。

3.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述放置抽屉呈矩形或圆形或多边形，所述放置抽屉能设置在吸附塔或脱附塔内。

4.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述废气收集组件包括集气罩、风机，所述集气罩通过管道与预处理组件相连，所述风机能为VOCs气体提供动力。

5.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述预处理组件包括过滤装置、除油雾装置、烟气降温装置中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述吸附塔为固定床结构。

7.根据权利要求1所述VOCs处理装置，其特征在于，所述吸附剂为活性炭、沸石、分子筛中的一种或多种。

8.根据权利要求1~7任一项所述VOCs处理装置，其特征在于，所述燃烧装置为催化燃烧装置、热力燃烧装置中的一种或多种。

9.根据权利要求1~7任一项所述VOCs处理装置，其特征在于，所述吸附剂再生单元采用固定式设计或移动式设计。

10.根据权利要求8所述VOCs处理装置，其特征在于，所述吸附剂再生单元采用固定式设计或移动式设计。