CN211328930U - 一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统，包括预处理设备，用于对废气进行预处理，过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；预处理设备的出口连接吸附浓缩设备，用于对预处理后的废气进行吸附浓缩处理；吸附浓缩设备的出口通过均化联接设备与高能级光氧化设备连通，高能级光氧化设备的出口端还通过洗涤设备连接排放管道；其中，吸附浓缩设备上设置连接热净化气入口和脱附气出口，脱附气出口连接氧化设备；氧化设备上设置净化气出口，净化气出口与排放管道连接。本实用新型采用预处理、吸附浓缩、均化联接、高能级光氧化、洗涤吸收的组合装置，可使任何不稳定大风量的VOCs废气达到超洁净排放。

Description

一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统

技术领域

本实用新型属于废气治理领域，涉及一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统，适用于煤化工、石化企业污水处理场、料仓等排放气，厂房集中排放气等化工行业排放场景。

背景技术

炼化企业在加工原油的过程中，由于工艺需要，一些设施不可避免地排放出大量的VOCs废气，如生化曝气池、污水池、含设备厂房、料仓等设施，这些设施排放的排放大量低浓度VOCs(挥发性有机物)组分，浓度低，风量大，周边影响范围广，工作人员长期活动在被这些物质污染的环境中，可能引发呼吸系统、消化系统、生殖系统等疾病，也可能引发机体病变甚至致癌。

上述废气组分复杂、废气浓度低但气量很大，会造成周边大面积的环境污染，因此针对这类废气治理的开发也越来越迫切。2019年，国家环保部出台了《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)，其中明确规定了非甲烷总烃浓度大于200ppmv的废水储存和处理设施需要进行治理，《石油炼制工业污染物排放标准》GB 31570-2015则规定石化企业废水储存和处理设施逸散废气必须进行收集处理。

现有的处理石化企业上述污染源废气的方法有吸附法、焚烧法、催化氧化法、蓄热氧化法、生物法等。

齐国庆等在《生物洗涤+生物滴滤组合工艺处理炼油污水场恶臭气体工程设计》提到，生物洗涤与生物滴滤的组合工艺对VOCs的净化率为80％，按文中所给入口数据8640ppmv计算，装置出口VOCs浓度为1328ppmv，远不能满足《石油炼制工业污染物排放标准》中规定的120mg/m³。高友红在《青岛大炼油污水处理场恶臭处理工程设计》中，对生物法净化污水处理场烃类废气的设计指标定为进口浓度≤3000mg/m³，净化率≥95％，按此计算，出口中烃类浓度≤150mg/m³，不能满足新标准要求。

中国专利文献CN 103463932B采用吸附－热氮气脱附方法处理大风量低浓度有机废气，但适合于高沸点的有机物，对于低沸点有机物，由于脱附气中无法进行冷凝去除，导致循环氮气中轻烃越来越多，导致吸附床层很快穿透。

中国专利文献CN 207493448U采用吸附转轮－二次吸附蒸汽解吸方法净化低浓度废气，中国专利文献CN 207493449U、CN 207493497U分别采用吸附转轮－催化氧化、吸附转轮－蓄热氧化方法处理大风量、低浓度废气。受限于转轮吸附剂的限制，在处理含较多轻烃VOCs废气时，转轮吸附剂吸附容量很低，装置净化气出口非甲烷总烃浓度难以稳定达到最新的国标要求。

中国专利文献CN 106731486B是借助现有柴油吸收的回收装置出口较高浓度废气与低浓度废气混合，达到适合催化氧化的适用条件的一种最佳方法，对于无需柴油吸收装置的场合，该方法并不经济。

CN 108043185A采用预处理－光催化－吸附组合装置和工艺对含VOCs 的废气进行处理，但该装置和工艺在处理石化行业VOCs浓度波动较大的废气时，VOCs的浓度可能到达爆炸极限范围内，有些组分在光催化过程中极易产生带电荷的自由基，从而产生安全问题，另外，该工艺没有对吸附VOC单元中的脱附再生后废气进行处理，存在二次污染。在炼化企业污水处理场，其排放的VOCs浓度波动范围0～50000mg/m³，组分非常复杂，利用该专利的技术方案处理这类废气不仅效率低，达不到国家的排放标准，还存在严重的安全问题。

因此，本领域技术人员极有必要提供一种可处理炼化企业排放的不稳定大风量VOCs废气的处理系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可处理炼化企业排放的不稳定大风量 VOCs废气的处理系统，采用预处理－吸附浓缩－均化联接－高能级光氧化－洗涤吸收的组合装置，可使任何不稳定大风量的VOCs废气达到超洁净排放。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统，包括预处理设备，用于对废气进行预处理，过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；

所述预处理设备的下游连接吸附浓缩设备，用于对预处理后的废气进行吸附浓缩处理；

所述吸附浓缩设备的下游通过均化联接设备与高能级光氧化设备连通，所述高能级光氧化设备的出口端还通过洗涤设备连接排放管道；

其中，所述吸附浓缩设备上还设置热净化气入口和脱附气出口，脱附气出口连接氧化设备；所述氧化设备上设置净化气出口，所述净化气出口与排放管道连接。

优选的，所述均化联接设备包括壳体，所述壳体上设有相对的入口和出口；

在壳体内设置若干网状挡板，相邻的网状挡板之间或者相邻的网状挡板与壳体内壁之间形成夹层；所述夹层内放置填料；

至少一个夹层中设置温度检测单元，所述温度检测单元与风机电连接，所述风机通过空气稀释管道出风至壳体内。

进一步的，靠近出口端的夹层内还设置湿度检测仪表、压力检测仪表，靠近壳体入口端的夹层内设置压力检测仪表，且所述湿度检测仪表、压力检测仪表均与报警仪表电连接。

进一步的，所述空气稀释管道的末端通过气体分布盘悬伸于壳体内靠近入口的一侧。

进一步的，所述的填料选自硅胶、活性炭或活性炭纤维、分子筛或改性分子筛中的任一种或几种。

进一步的，所述壳体呈长方体或圆筒状。

优选的，所述吸附浓缩设备上的热净化气入口处连接带换热器的进气管；

所述吸附浓缩设备上的净化气出口一路直接连接排放管道，另一路通过换热器连接至排放管道。

优选的，所述预处理设备为固定床吸附器。

优选的，所述吸附浓缩设备为固定床吸附器或转轮吸附器。

优选的，所述高能级光氧化设备为紫外光氧化设备。

优选的，所述氧化设备设为催化氧化反应器或蓄热氧化反应器或焚烧炉。

优选的，所述洗涤设备选自填料塔、内循环反应器、超重力反应器、雾化洗涤塔。

一种不稳定大气量VOCs废气的处理工艺，利用前述的处理系统进行如下处理：

S1、将废气引入吸附预处理设备进行预处理，废气VOCs平均浓度范围为0～1000mg/m³，短时最高浓度控制在5000～22000mg/m³，风量控制在 5000m³/h以上；

S2、对预处理后的气体通过吸附浓缩设备进行吸附浓缩处理；

S3、吸附浓缩后的废气进入均化联接设备进行缓冲均化处理后，再进入高能级光氧化设备，对剩余VOCs废气进一步净化处理，得到的净化气经过洗涤处理后，超洁净排放，净化气中VOCs浓度低于20mg/m³；

其中，在吸附浓缩设备中，利用热净化气热能作用对吸附剂上负载的有机物进行脱附，对脱附气进行氧化处理后，得到的净化气与高能级光氧化设备净化气一起超洁净排放；并且，吸附剂恢复吸附能力继续对废气进行吸附浓缩处理。

优选的，所述的吸附预处理设备为固定床吸附器，采用多孔型硅胶、活性炭、分子筛的组合吸附剂。

优选的，所述的吸附浓缩设备为固定床吸附器或转轮吸附浓缩器；当设为转轮吸附浓缩器时，采用蜂窝状活性炭、沸石、疏水分子筛、疏水硅胶及改性沸石、疏水分子筛、疏水硅胶的多孔吸附剂作为转轮吸附剂。

优选的，所述的氧化设备为催化氧化设备、蓄热氧化设备或焚烧设备；

当氧化设备选用催化氧化设备时，采用贵金属铂或钯负载的催化剂；

当氧化设备选用蓄热氧化设备时，采用蜂窝状蓄热体；并控制蓄热氧化反应温度为600℃～950℃。

优选的，所述高能级光氧化设备为紫外光氧化设备。

优选的，所述洗涤设备选自填料塔、内循环反应器、超重力反应器、雾化洗涤塔。

优选的，所述的吸附浓缩设备中控制脱附气的量占总进气量的比率为 2％～20％；控制脱附气的温度为60℃～350℃；

优选的，所述高能级光氧化设备中控制紫外光波长范围100～400nm。

优选的，所述吸收洗涤设备内：控制空速为100h^-1～20000h^-1；液气比为 0.2～50L/m³；控制阻力降为0～4000PaG；吸收液选用工业用水、污水处理场出水。

优选的，所述均化联接设备中：

所述夹层设为1～5个；

靠近壳体出口的夹层内的高点温度设定为50℃～80℃；当温度检测单元 33检测到夹层32内温度超过设定的高点温度时，开启风机33，稀释空气通过气体分布盘5对均化联接设备3内废气进行均匀稀释、降温；

靠近出口的夹层内通过湿度检测仪表和压力检测仪表监测温度和湿度，当湿度≥30％时发出警报，当湿度≥50％则提示需要更换填料；当靠近壳体入口的压力检测仪表或靠近壳体出口的压力检测仪表≥100Pa时发出警报；当靠近壳体入口的压力检测仪表≥500Pa时，对吸附浓缩设备高温再生；当靠近壳体出口的压力检测仪表B≥500Pa时，更换均化联接设备内的填料。

本实用新型能够带来以下有益效果：

1)本实用新型中通过预处理设备对低浓度大风量的VOCs废气进行预处理，可以过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；经过吸附浓缩设备进行吸附浓缩后，在吸附浓缩设备末端通过均化联接设备增加高能级光氧化设备，对剩余VOCs废气进一步净化处理；并且，对净化后气体进行了洗涤处理，有效保证超洁净排放。对于浓度呈波动性的不稳定大气量VOCs 废气，过高的湿度、VOCs浓度均能降低高能级光氧化设备的净化效率，而本例通过均化联接设备对废气均匀稀释、降温，降低废气浓度的波动性，保证稳定均匀的净化效果，从而可以控制整套装置平稳安全运行，最终达到超洁净排放。

2)本实用新型经过吸附浓缩后的废气进入均化联接设备入口，依次经过若干个夹层，然后从出口进入到高能级光氧化设备，进一步对VOCs废气进行净化；均化联接设备可以稳定控制废气的湿度和VOCs浓度，控制整套装置平稳安全运行，最终达到超洁净排放。

3)本实用新型的均化联接设备中设置了湿度检测仪表和压力检测仪表及报警器，可以监测设备内填料的使用情况，当湿度超过一定范围值时，发出警报，提示需要更换填料，当压力超过一定范围值时，警报提示需要对设备内的填料进行高温再生或者更换，从而保证处理系统运行的稳定性，保证持续的净化效率，最终达到稳定的超洁净排放。

附图说明

图1为本实用新型处理系统的布置示意图。

图2为本实用新型中均化联接设备的结构示意图。

1-预处理设备；

2-吸附浓缩设备，20-换热器，21-氧化设备；

3-均化联接设备，30-壳体，31-网状挡板，32-夹层，33-温度检测单元，34- 风机，35-空气稀释管道，36-气体分布盘；

A-湿度检测仪表；B/C-压力检测仪表；

4-高能级光氧化设备；5-洗涤设备；

P-排放管道；

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例为一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统，包括：

预处理设备1，用于对废气进行预处理，过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；

所述预处理设备1的出口连接吸附浓缩设备2，用于对预处理后的废气进行吸附浓缩处理；

所述吸附浓缩设备2的出口通过均化联接设备3与高能级光氧化设备4 连通，所述高能级光氧化设备4的出口端还通过洗涤设备5连接排放管道P；

其中，所述吸附浓缩设备2上设置热净化气入口和脱附气出口，脱附气出口连接氧化设备21；

所述氧化设备21上设置净化气出口，所述净化气出口与排放管道P连接。

本实施例中通过预处理设备1对低浓度大风量的VOCs废气进行预处理，可以过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；经过吸附浓缩设备2进行吸附浓缩后，在吸附浓缩设备2末端通过均化联接设备3增加高能级光氧化设备4，对剩余VOCs废气进一步净化处理；并且，对净化后气体进行了洗涤处理，有效保证超洁净排放。对于波动性、不稳定、大气量的VOCs 废气，过高的湿度、VOCs浓度均能降低高能级光氧化设备的净化效率，而本例通过均化联接设备3对废气均匀稀释、降温，降低废气浓度的波动性，保证稳定均匀的净化效果，从而可以控制整套装置平稳安全运行，最终达到超洁净排放。此外，吸附浓缩设备2中的脱附气(脱附后的再生气)进入排放管道P与净化气混合排放，不存在二次污染，处理效果优异。

作为优选的技术方案，如图2所示，所述均化联接设备3包括壳体30，所述壳体30上设有相对设置的入口和出口；在壳体30内设置若干网状挡板 31，相邻的网状挡板31之间或者相邻的网状挡板31与壳体内壁之间形成夹层32；所述夹层32内放置填料；

至少一个夹层32中设置温度检测单元33，所述温度检测单元33与风机 34电连接，所述风机34通过空气稀释管道35出风至壳体30内。

本例中提供了一种均化联接设备3的优选实施方式，经过吸附浓缩后的废气进入均化联接设备3的入口，依次经过若干个夹层，然后从出口进入到高能级光氧化设备4，可以对浓度不稳定的废气提供缓冲均化作用。具体的均化过程中：废气浓度在前8小时大概为8vol％，在8小时后减少到了0.5vol％左右；后8小时，均化联接设备中吸附剂吸附的高浓度废气会释放，导致出口浓度会大于0.5vol％。这样，均化联接设备3出口的废气浓度会持续保持在稳定的数值，因此使废气均化作用更合理，更加保障高能级光氧化设备的后续处理效率。在实际应用中，夹层中的填料，根据废气组成，放置硅胶、活性炭或活性炭纤维、分子筛或改性分子筛中的任一种或几种。温度检测单元 33利用温度计实现，并且根据实际需求，可在多个夹层中任意选择一夹层设置1个温度计，或者对应多个夹层设置多个温度计，实现单点或者多点温度监控。

更优的，靠近出口端的夹层32内还设置湿度检测仪表A、压力检测仪表 B，且所述湿度检测仪表A、压力检测仪表B与报警仪表电连接。由于至少一夹层32中设置温度检测单元33，在实际应用中，设定高点温度在50℃～80℃范围内，例如高点温度设为80℃，当检测到超过设定的高点温度80℃时，通过开启风机34，使稀释空气对均化联接设备3内的废气进行均匀稀释、降温，从而，通过设定高点温度对风机34进行无级变频操作。靠近壳体30出口的最后一个夹层32内设置湿度检测仪表A和压力检测仪表B，靠近壳体入口的第一个夹层32内设置压力检测仪表C：当湿度≥30％(相对湿度)发出警报；当湿度≥50％(相对湿度)则提示需要更换填料(硅胶和/或分子筛等)。当靠近壳体入口的压力检测仪表C或靠近壳体出口的压力检测仪表B≥100Pa(表压)时发出警报；当压力检测仪表C≥500Pa(表压)时，提示吸附浓缩设备需要进行高温再生；当压力检测仪表B≥500Pa(表压)时，提示均化联接设备中的填料需要更换。从而，该均化联接设备3在简洁设计检测仪表和电控线路的前提下，可以稳定控制废气的湿度和VOCs浓度，使整套装置平稳安全运行，最终达到超洁净排放。

更优的，所述空气稀释管道35的末端通过气体分布盘36悬伸于壳体30 内靠近入口的一侧，更利于对均化联接设备3内的废气均匀稀释、降温，降低废气浓度的波动性，保证稳定均匀的处理效果。

作为优选的技术方案，所述壳体30呈长方体或圆筒状。结合图2所示，本例中选用长方体状。

作为优选的技术方案，所述吸附浓缩设备2上的热净化气入口处连接带换热器20的进气管；

所述吸附浓缩设备上的净化气出口一路直接连接排放管道P，另一路通过换热器20连接至排放管道P。

本例可以充分利用净化气的热能对进气管中的热净化气加热，用于对吸附浓缩设备中吸附有机分子的吸附剂进行脱附，更加节能。

上述实施例中，所述预处理设备1为固定床吸附器。所述吸附浓缩设备2 为固定床吸附器或转轮吸附器，其中，固定床吸附器与预处理设备形式相同，但内装的吸附剂不同，从而具有不同的功能，此处固定床吸附器内装填多孔吸附剂，可实现浓缩功能。所述高能级光氧化设备4为紫外光氧化设备。所述氧化设备21设为催化氧化反应器或蓄热氧化反应器或焚烧炉。所述洗涤设备5选自填料塔、内循环反应器、超重力反应器、雾化洗涤塔。当然上述设备也可以选用其它可实现相应功能的结构，不限于上述几种。

本发明处理装置中采用能发出一定波长光的高能级光氧化设备4对废气中低浓度的污染源进行深度净化，弥补了常规吸附工艺过程中由于废气组成及浓度的不稳定造成废气净化设备的出口浓度超标情况或安全问题。本发明适合于＜50000mg/m³任意污染源排放废气的深度净化，尤其适合浓度波动较大，风量很大的废气超洁净处理；另一方面，本装置中的均化联接设施具备浓度均化功能，当废气浓度突然升高时，均化联接设备可及时吸附，保证进入高能级氧化设备的废气浓度稳定；当废气浓度降低时，均化联接设施又可稳定的释放低浓度废气，从而实现整套装置稳定高效运行。另外，当进入均化联接设备的废气浓度大于VOCs爆炸极限范围的25％时，及时补充稀释气体，使得进入高能级氧化设备的废气在氧化过程中本质安全，本发明中高能级光氧化设备要求防爆等级dⅡBT4以上。

在实际应用中，采用本发明的装置处理石化企业生化池、料仓气、泵房等污染源排放废气时，净化气中非甲烷总烃浓度可稳定的低于20mg/m³，苯浓度可稳定的低于1mg/m³，可达到最严的上海市等地方标准。

实施例2

本实施例为一种不稳定大气量VOCs废气的处理方法，其特征在于，进行如下处理：

S1、将废气引入吸附预处理设备进行预处理，主要过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；废气VOCs平均浓度范围为0～1000mg/m³，短时最高浓度控制在5000～22000mg/m³，风量控制在5000m³/h以上；

S2、对预处理后的气体通过吸附浓缩设备进行吸附浓缩处理；

S3、吸附浓缩后的废气进入均化联接设备进行均质化处理后，再进入高能级光氧化设备，对剩余VOCs废气进一步净化处理，得到的净化气经过洗涤处理后，超洁净排放，净化气中VOCs浓度低于20mg/m³；

其中，在吸附浓缩设备中，利用热净化气热能作用对吸附剂上负载的有机物进行脱附，对脱附气进行氧化处理后，得到的净化气与高能级光氧化设备净化气一起超洁净排放；并且，吸附剂恢复吸附能力继续对废气进行吸附浓缩处理。

本实施例中通过预处理设备1对低浓度大风量的VOCs废气进行预处理，可以过滤废气中的粉尘，同时净化废气中的非VOCs物质；经过吸附浓缩设备2进行吸附浓缩后，在吸附浓缩设备2末端通过均化联接设备3增加高能级光氧化设备4，对剩余VOCs废气进一步净化处理；并且，对净化后气体进行了洗涤处理，有效保证超洁净排放。对于波动性、不稳定、大气量的VOCs 废气，过高的湿度、VOCs浓度均能降低高能级光氧化设备的净化效率，而本例通过均化联接设备3对废气均匀稀释、降温，降低废气浓度的波动性，保证稳定均匀的净化效果，从而可以控制整套装置平稳安全运行，最终达到超洁净排放。

上述实施例中，所述的预处理设备1为固定床吸附器，其中的吸附床层采用多孔型硅胶、活性炭、分子筛的组合吸附剂。由于污染源排放废气的波动性，废气中的VOCs浓度往往波动性较大。本发明中，用多孔型硅胶用于对高浓度VOCs进行削峰处理，同时避免了吸附高浓度VOCs时过高的温升到吸附剂造成的损伤；预处理设备1中间层的活性炭可吸附各直径1～5nm内的各种挥发性污染物，如硫化氢、硫醇、硫醚、氨及各种有机物；分子筛可根据污染物组分实际组成进行选配。从而，吸附剂床层在对硫化氢、硫醇、硫醚、氨及各种有机物预处理的同时，也净化了废气的中的细小粉尘。

上述实施例中，所述预处理设备1为固定床吸附器。所述吸附浓缩设备2 为固定床吸附器或转轮吸附器，其中，固定床吸附器与预处理设备形式相同，但内装的吸附剂不同，从而具有不同的功能，此处固定床吸附器内装填多孔吸附剂，可实现浓缩功能。当设为转轮吸附浓缩器时，采用蜂窝状活性炭、沸石、疏水分子筛、疏水硅胶及改性沸石、疏水分子筛、疏水硅胶的多孔吸附剂作为转轮吸附剂。其中，固定床吸附器与预处理设备形式相同，但内装的吸附剂不同，从而具有不同的功能，此处固定床吸附器内装填有多孔吸附剂，可实现浓缩功能。

上述实施例中，所述的氧化设备为催化氧化设备、蓄热氧化设备或焚烧设备。更优的，所述氧化设备设为催化氧化反应器或蓄热氧化反应器或焚烧炉。

当氧化设备选用催化氧化设备时，采用铂、钯等贵金属负载的催化剂，铂、钯等贵金属催化剂对废气中VOCs组分氧化能力强，可满足净化气VOCs 浓度低于20mg/m³的超洁净排放要求。催化氧化反应器入口的加热器优选防爆性电加热器，反应温度优选200～450℃，更优选温度为250℃～380℃。

当氧化设备选用蓄热氧化设备时，采用蜂窝状蓄热体；蓄热氧化反应温度600℃～950℃，优选700℃～800℃。

上述实施例中，所述高能级光氧化设备4为紫外光氧化设备。

上述实施例中，所述洗涤设备5选自填料塔、内循环反应器、超重力反应器、雾化洗涤塔。

上述实施例中，所述的吸附浓缩设备2中控制脱附气的量占总进气量的比率为2％～20％，优选5％～8％；控制脱附气的温度为60℃～350℃，优选 80℃～160℃。

所述高能级光氧化设备4中控制紫外光波长范围100～400nm，优选140～ 260nm范围的紫外光波长。紫外光波长越小，能级越高，但能级越高意味的能耗和对设备的要求越高。苯的大π键键能为7.0eV，根据光学第二定律，紫外光波长越短能量越强，7.0eV对应的波长约为177nm，因此必须选择波长≤177nm，才可使苯得到去除。苯系物是废气处理的重点治理对象，因此，对于含苯废气，要求能发出的紫外光波长范围应＜177nm，而对于仅含碳氢混合物的废气，由于碳氢键能为4.3eV，需要253.7nm的紫外光即可满足要求。本发明选用低压汞灯、准分子灯等即可满足处理要求；优选准分子灯，可得到各种波长的高能级光源，无二次污染，更加环保。

本发明通过在吸附浓缩设备下游增加高能级光氧化设备，使排放废气达到低浓度VOCs的超洁净处理。高能级光氧化通过一定波长的光照射废气，在高能量的光激发后，VOCs组分原子之间健断裂、分解成分子自由基碎片，同时生成大量活性氧原子和羟基自由基，活性基团自身则在反应中不断消耗，最终大分子污染物被氧化成H₂O、CO₂等无害的小分子化合物。

其中，VOCs反应原理如下：

(CH₂)_n-R+O₂+hv→n1(CH)₂+CO₂+H₂O 。

所述洗涤设备5内控制：空速为100h^-1～20000h^-1，优选200～5000h^-1；液气比为0.2～50L/m³，优选0.5～20L/m³，更优为1.0～15L/m³；阻力降为0～4000PaG，优选50～1500Pa。所述洗涤设备内的洗涤吸收液选用工业用水、污水处理场出水；并且，洗涤吸收液循环使用，当洗涤吸收液中石油类含量≥3mg/L时更换新的洗涤吸收液。

所述均化联接设备3中：

夹层31设为1～5个；

靠近壳体出口的夹层内的高点温度(也即空气稀释温度)设定为50℃～ 80℃；当温度检测单元33检测到夹层32内温度超过设定的高点温度时，开启风机33，稀释空气通过气体分布盘5对均化联接设备3内废气进行均匀稀释、降温；

靠近出口的夹层内通过湿度检测仪表A和压力检测仪表B控制废气温度和湿度，当湿度≥30％(相对湿度)发出警报，当湿度≥50％(相对湿度)则提示需要更换填料(硅胶和/或分子筛等)；当靠近壳体入口的压力检测仪表C 或靠近壳体出口的压力检测仪表B≥100Pa(表压)时发出警报；当压力检测仪表C≥500Pa(表压)时，提示吸附浓缩设备2需要高温再生；当压力检测仪表B≥500Pa(表压)时，提示均化联接设备3内的填料需要更换。

本发明超洁净净化方法采用能发出一定波长光的设备对废气中低浓度的污染源进行深度净化，弥补了常规吸附工艺过程中由于废气组成及浓度的不稳定造成废气净化设备的出口浓度超标情况或安全问题。本发明适合于＜ 50000mg/m³任意污染源排放废气的深度净化，尤其适合浓度波动较大、风量很大的废气超洁净处理。一方面，本方法中的均化联接设备具备浓度均化功能，当废气浓度突然升高时，均化联接设备可及时吸附，保证进入高能级氧化设备的废气浓度稳定，当废气浓度降低到极低时，均化联接设备又可稳定的释放较低浓度废气，经过均化联接设备后的废气为远低于爆炸极限范围的低浓度废气，从而实现整套装置安全稳定高效运行。另一方面，当进入均化联接设备的废气浓度大于VOCs爆炸极限范围的25％时，可以通过风机及时补充稀释气体，使得进入高能级氧化设备4的废气在氧化过程中保证安全，本发明中高能级光氧化设备要求防爆等级在dⅡBT4以上。

应用例1

某炼化企业污水处理场生化曝气废气采用固定床吸附装置(相当于本发明的预处理设备)处理废气，废气排放量10000m³/h，需要经常更换吸附剂，运行费用较大。排放尾气非甲烷总烃的短时最高浓度9000～10000mg/m³，平均浓度为4000～5000mg/m³，苯的短时最高浓度80～100mg/m³，平均浓度为 40～50mg/m³，两项指标均超过国家标准。

本例在原固定床吸附装置后端增加分子筛转轮吸附浓缩－均化联接－高能级光氧化－洗涤吸收装置(相当于本发明的洗涤设备)及进行相应工艺处理(图1)；控制脱附气量为吸附气量的8％(体积比)，脱附气温度180℃，对脱附气采用催化氧化设备处理；均化联接设备中3个夹层内依次装填硅胶、活性炭、活性炭，空气稀释切换温度(也即均化联接设备的高点温度)设定为50℃。光氧化设备采用准分子无汞光源，波长172mm。催化氧化设备中采用含铂、钯贵金属的催化剂，反应器温度350℃。最后的洗涤吸收采用吸收填料塔，内设两层填料，循环吸收，液气比25L/m³，吸收液采用生化曝气池出口水。

经过本实施例所述工艺进行处理后，装置总出口非甲烷总烃浓度11～ 18mg/m³，苯浓度0.5～0.8mg/m³。均达到了国家相关标准。

对比例1-1

某炼化企业污水处理场生化曝气废气采用固定床吸附装置(相当于本发明的预处理设备)处理废气，废气排放量10000m³/h，需要经常更换吸附剂，运行费用较大。排放尾气非甲烷总烃的短时最高浓度9000～10000mg/m³，平均浓度为4000～5000mg/m³，苯的短时最高浓度80～100mg/m³，平均浓度为 40～50mg/m³。本例与应用例1基本相似，不同之处在于：

在原固定床吸附装置后端增加沸石转轮装置，相应的增加吸附浓缩工艺，脱附气进入蓄热氧化设备。由于废气组成复杂多变，吸附床层内存在竞争吸附，运行3个月后，装置总排放口非甲烷总烃浓度有时达到150mg/m³，苯浓度超过8mg/m³，不能稳定的达标排放。

对比例1-2

某炼化企业污水处理场生化曝气废气采用固定床吸附装置(相当于本发明的预处理设备)处理废气，废气排放量10000m³/h，需要经常更换吸附剂，运行费用较大。排放尾气非甲烷总烃的短时最高浓度9000～10000mg/m³，平均浓度为4000～5000mg/m³，苯的短时最高浓度80～100mg/m³，平均浓度为 40～50mg/m³。本例与应用例1基本相似，不同之处在于：

在原固定床吸附装置后端增加沸石转轮装置－均化联接－高能级光氧化设备，相应的增加吸附浓缩和均化、光氧化工艺。由于缺少对再生净化气的洗涤步骤，运行1个月后，装置总排放口产生臭氧，臭氧浓度最高可达 230mg/m³，容易导致环境空气臭氧超标。

对比例1-3

某炼化企业污水处理场生化曝气废气采用固定床吸附装置(相当于本发明的预处理设备)处理废气，废气排放量10000m³/h，需要经常更换吸附剂，运行费用较大。排放尾气非甲烷总烃的短时最高浓度9000～10000mg/m³，平均浓度为4000～5000mg/m³，苯的短时最高浓度80～100mg/m³，平均浓度为 40～50mg/m³。本例与应用例1基本相似，不同之处在于：

在原固定床吸附装置后端增加沸石转轮装置－洗涤吸收装置，相应的增加洗涤吸收工艺。由于缺少对废气进行光氧化的深度洁净步骤，运行3个月后，装置总排放口非甲烷总烃浓度有时达到150～200mg/m³，苯浓度超过 10mg/m³，不能稳定的达标排放。

对比例1-4

某炼化企业污水处理场生化曝气废气采用固定床吸附装置(相当于本发明的预处理设备)处理废气，废气排放量10000m³/h，需要经常更换吸附剂，运行费用较大。排放尾气非甲烷总烃的短时最高浓度9000～10000mg/m³，平均浓度为4000～5000mg/m³，苯的短时最高浓度80～100mg/m³，平均浓度为 40～50mg/m³。本例与应用例1基本相似，不同之处在于：

在原固定床吸附装置后端增加沸石转轮装置－高能级光氧化设备－洗涤吸收装置，相应的增加吸附浓缩和光氧化工艺。由于废气进入光氧化设备中缺少均化步骤，影响了光氧化的深度洁净效果，运行1个月后，装置总排放口非甲烷总烃浓度有时达到100～150mg/m³，苯浓度超过3mg/m³，不能稳定的达到国家或某些地方排放标准。

应用例2

某化工企业净水车间浮选池在生产过程中，废气排放量15000m³/h，由于上游来料的波动，收集排放口VOCs浓度400～22000mg/m³，平均浓度为 8000～10000mg/m³，超过了120mg/m³国家标准。

本应用例在固定床吸附装置(也即本发明的预处理设备)后采用分子筛转轮浓缩－均化联接－高能级光氧化－超重力吸收工艺，转轮脱附气进入蓄热氧化设备处理(图1)。控制脱附气量为吸附气量的5％(体积比)，脱附气温度120℃；均化联接设施夹层设置2个，分别装填分子筛、硅胶；空气稀释切换温度(也即均化联接设备的高点温度)设定为80℃。光氧化设备采用准分子无汞光源，波长185mm。蓄热氧化设备采用蜂窝陶瓷蓄热体，三床结构，燃烧室温度800℃。洗涤设备采用超重力反应器，液气比1L/m³，洗涤吸收液采用工业水，循环使用。

经过本实施例所述工艺进行处理后，装置总出口非甲烷总烃浓度8～ 19mg/m³。远低于国家相关排放标准。

对比例2-1

聚乙烯装置生产过程中，在中间料仓进料时，收集排放口VOCs的短时最高浓度100～800mg/m³，平均浓度为400～500mg/m³，湿度达60％。本例与应用例2的处理过程基本类似，不同之处在于：

采用固定床吸附装置－高能级光氧化设备组合装置及相应的组合工艺，脱附气进入蓄热氧化设备。由于没有专门的预处理设备和均化联接设备，该组合装置及相应组合工艺不能适应废气中较多的颗粒物和浓度波动情况，导致废气中VOC浓度过高时，废气浓度没有起到浓度均化作用，固定床吸附装置很快失去作用，过高的VOCs浓度和高湿度的废气导致光氧化设备净化效率低于50％，运行1个月后，装置总排放口非甲烷总烃浓度有时达到300mg/m³，不能达标排放，同时，出口臭氧浓度高于100mg/m³。

对比例2-2

某炼化企业污泥干化装置生产过程中，产生大量VOCs，收集排放口VOCs 的短时最高浓度400～20000mg/m³，平均浓度为9000～12000mg/m³，湿度达 70％。本例与应用例2的处理过程基本类似，不同之处在于：

采用固定床吸附－沸石转轮设备组合装置及相应的组合工艺，脱附气进入蓄热氧化设备。由于没有均化联接设备、高能级光氧化设备和洗涤设备，在运行过程中，因污泥含油量的不同，导致干化过程中，VOCs浓度波动非常大，转轮吸附孔道的再生效果也越来越差，并产生焦炭堵塞孔道，高温再生也难以彻底恢复其性能。运行6个月后，装置总排放口非甲烷总烃浓度有时达到500mg/m³，苯浓度达到15mg/m³，不能达标排放。

在本对比例中，VOCs的重组分、大量的水气等组分均对转轮吸附效率产生较大影响。本发明的均化联接设备和高能级光氧化、洗涤设备很好的解决了此类问题。从而使本发明具有适应性广泛，净化效率高的特点。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种不稳定大气量VOCs废气的处理系统，其特征在于：

包括预处理设备；

所述预处理设备的下游连接吸附浓缩设备；

所述吸附浓缩设备的下游通过均化联接设备与高能级光氧化设备连通，所述高能级光氧化设备的出口端还通过洗涤设备连接排放管道；

其中，所述吸附浓缩设备上还设置热净化气入口和脱附气出口，脱附气出口连接氧化设备；所述氧化设备上设置净化气出口，所述净化气出口与排放管道连接。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于：

所述均化联接设备包括壳体，所述壳体上设有相对的入口和出口；

在壳体内设置若干网状挡板，相邻的网状挡板之间或者相邻的网状挡板与壳体内壁之间形成夹层；所述夹层内放置填料；

至少一个夹层中设置温度检测单元，所述温度检测单元与风机电连接，所述风机通过空气稀释管道出风至壳体内。

3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于：

靠近壳体出口端的夹层内还设置湿度检测仪表、压力检测仪表，靠近壳体入口端的夹层内设置压力检测仪表，且所述湿度检测仪表、压力检测仪表均与报警仪表电连接。

4.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于：

所述空气稀释管道的末端通过气体分布盘悬伸于壳体内靠近入口的一侧。

5.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于：

所述壳体呈长方体或圆筒状。

6.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于：

所述夹层设为1～5个。

7.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于：

所述吸附浓缩设备上的热净化气入口处连接带换热器的进气管；

所述吸附浓缩设备上的净化气出口一路直接连接排放管道，另一路通过换热器连接至排放管道。

8.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于：

所述预处理设备为固定床吸附器；和/或，

所述吸附浓缩设备为固定床吸附器或转轮吸附器；和/或，

所述高能级光氧化设备为紫外光氧化设备；和/或，

所述洗涤设备选自填料塔、内循环反应器、超重力反应器、雾化洗涤塔。

9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于：

所述的氧化设备为催化氧化设备、蓄热氧化设备或焚烧设备；

当氧化设备选用催化氧化设备时，采用贵金属铂或钯负载的催化剂；

当氧化设备选用蓄热氧化设备时，采用蜂窝状蓄热体；并控制蓄热氧化反应温度为600℃～950℃。

10.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于：

所述洗涤设备内选用工业用水或污水处理场出水作为洗涤吸收液，控制空速为100h^-1～20000h^-1；液气比为0.2～50L/m³；阻力降为0～4000PaG。

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