CN211562380U - 一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，包括活性炭吸附床和催化燃烧床，所述吸附床有多个，多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门分别相互并联连接，多个吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门分别相互并联连接，在并联连接的脱附进口阀门和并联连接的脱附出口阀门之间设置有催化气旁通短路循环支路，在短路循环支路上设置有循环阀门，所述脱附废气控制阀门连接在催化气短路循环支路中循环阀门进气口前端，一个PLC程序控制器分别连接多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门、脱附进口阀门和脱附出口阀门，连接以及循环阀门、脱附废气控制阀门以及催化燃烧床的温度传感器。

Description

一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，能在催化床预热阶段保证废气排放持续达标且通过一次预热就能实现对n个活性炭

床依次连续脱附。

背景技术

在活性炭吸附浓缩+脱附再生+催化燃烧系统中，由于活性炭吸附饱和时需要对活性炭吸附床脱附再生，而脱附使用的催化燃烧床的催化燃烧室预热升温较慢，利用催化燃烧炉配合活性炭吸附箱对低沸点（沸点在100℃以下）有机废气VOCs进行处理，当催化燃烧炉的催化燃烧室内温度未达到250℃的起燃温度时，有机废气VOCs在催化剂的作用下是不会发生催化燃烧反应的，现有催化燃烧系统的催化燃烧室预热升温较慢，需要100-120分钟才能达到目标温度（250℃），但是在催化燃烧炉预热升温的过程中会使对应的活性炭吸附箱中的活性炭释放出大量的有机废气VOCs,这些有机废气VOCs在催化燃烧室未达到催化剂反应所需的必要条件（目标温度250℃）时便向烟筒直接排放会导致废气排放超标。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，能在催化床预热阶段保证废气排放持续达标。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，包括活性炭吸附床和催化燃烧床，废气经吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门后通过排风机从烟囱排出，催化燃烧床的催化气经吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门形成回路，并在回路中通过脱附废气控制阀门与排风机连通，其中，所述吸附床有多个，多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门分别相互并联连接，多个吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门分别相互并联连接，在并联连接的脱附进口阀门和并联连接的脱附出口阀门之间设置有催化气旁通短路循环支路，在短路循环支路上设置有循环阀门，所述脱附废气控制阀门连接在催化气短路循环支路中循环阀门进气口前端，一个PLC程序控制器分别连接多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门、脱附进口阀门和脱附出口阀门，连接以及循环阀门、脱附废气控制阀门以及催化燃烧床的温度传感器。

方案进一步是：在废气进入吸附床的管路中设置有废气预处理过滤器，用于过滤废气中的颗粒杂质。

方案进一步是：所述催化燃烧床进出口两端分别设置有阻火器，在催化燃烧床出口阻火器后设置脱附循环风机。

方案进一步是：所述催化燃烧床的催化新风入口设置在催化燃烧床入口阻火器的前端。

方案进一步是：在催化燃烧床出口阻火器与脱附循环风机之间设置有补冷风机，用以调节进入吸附床气温度。

方案进一步是：在脱附循环风机出口和活性炭吸附床内分别设置温度传感器。

本实用新型的有益效果是：增加预热短路旁通循环管道以及多个吸附床，可以实现多个吸附床交替吸附，并且可以在交替吸附的过程中交替脱附，并且在脱附的时候先进行预热，使得各个部分达到预设的目标温度之后再进行正常脱附工作，保证了连续吸附，并保证脱附过程中挥发出来的有机废气完全处于催化剂起燃的温度范围之内，有效的避免因催化床内部温度达不到催化剂反应起燃温度而导致废气排放超标问题，提高了工作效率。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

附图说明

图1 是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，如图1所示，所述活性炭床吸脱附装置包括活性炭吸附床1和催化燃烧床2，废气A经吸附床的吸附进气阀门101进入吸附床，在吸附床中经过吸附床的吸附后从吸附床的吸附排气阀门102排出，排出后的废气通过排风机3从烟囱4排出，烟囱中设置有消音器5，催化燃烧床2的催化气由脱附循环风机6吹出经吸附床的脱附进口阀门7和脱附出口阀门8形成回路，并在回路中经过催化燃烧床处理后的脱附废气通过脱附废气控制阀门9与排风机连通排出，由于活性炭吸附床的工作必须是连续的，而当活性炭吸附饱和时需要对活性炭吸附床脱附再生，而脱附使用的催化燃烧床的催化燃烧室预热升温较慢，需要100-120分钟才能达到目标温度（250℃），但是在催化燃烧炉预热升温的过程中进行脱附会使对应的活性炭吸附箱中的活性炭释放出大量的有机废气VOCs，这些有机废气VOCs在催化燃烧室未达到催化剂反应所需的必要条件（目标温度250℃）导致废气排放超标其中，因此，实施例中使用了多个所述吸附床，多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门分别相互并联连接，多个吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门分别相互并联连接，在并联连接的脱附进口阀门和并联连接的脱附出口阀门之间设置有催化气旁通短路循环支路10，在短路循环支路上设置有循环阀门11，所述脱附废气控制阀门9连接在催化气短路循环支路中循环阀门进气口前端，一个PLC程序控制器分别连接多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门、脱附进口阀门和脱附出口阀门，连接以及循环阀门、脱附废气控制阀门以及作为第一传感器的催化燃烧床温度传感器201； PLC程序控制器同时连接在脱附循环风机6出口设置的第二温度传感器19和在活性炭吸附床1内设置的第三温度传感器20。此结构可以实现交替吸附和脱附，并且，通过PLC程序控制器控制可以控制每一次是在催化燃烧床的催化燃烧室预热升温达到目标温度（250℃）后才开始脱附，保证脱附废气的排放达标。

其中：在废气A进入吸附床的管路中设置有废气预处理过滤器12，用于过滤废气中的颗粒杂质。所述催化燃烧床进出口两端分别设置有阻火器13和14，在催化燃烧床出口阻火器14后设置脱附循环风机6。所述催化燃烧床的催化新风入口15设置在催化燃烧床入口阻火器的前端。在催化燃烧床出口阻火器与脱附循环风机之间设置有补冷风机16，用以调节进入吸附床气温度。脱附循环风机、催化新风入口控制阀门、补冷风机分别连接PLC程序控制器，由PLC程序控制器控制。在活性炭吸附床1上还设置有连接氮气或消防水17进入的控制阀门18。

催化燃烧床2采用电加热器为加热源，内部装有铂，钯贵金属化合物催化剂，（催化剂载体为堇青石蜂窝陶瓷），主要有加热室，催化室，热交换器，保温层，进出风口，温度检测单元，催化剂，防爆口等组成。脱附循环风机6为脱附工序的执行提供动力，是负责将热气流引入活性炭吸附床1脱附有机物，同时又将有机物引入催化燃烧床2进行氧化分解。催化燃烧床2内部设有第一温度传感器，吸附箱脱附阀门与催化燃烧床2进出风口之间连接的循环管道上设有第二温度传感器，活性炭吸附床1中设有第三温度传感器。

本实施例的工作原理为：

在线式脱附方式工作：程序开始运行，除预留一个活性炭吸附床1作为吸附时备用之外剩余所有活性炭吸附床1吸附阀门打开，脱附阀门关闭，系统开始进行吸附流程，然后在排风机的作用下通过烟囱高空达标排放，待吸附一段时间后，活性炭吸附床1里面放置的活性炭接近饱和需要进行脱附再生的时候，就将与其对应的活性炭吸附床1吸附阀门101和102关闭，将与其对应的活性炭吸附床1脱附阀门7和8打开，同时将预留的活性炭吸附床1吸附阀门打开，将与其对应的脱附阀门关闭，即开始进行活性炭吸附床1在线式脱附流程（脱附时同时可以吸附\吸附时同时可以脱附），此时先同时关闭该活性炭吸附床1吸附、脱附阀门，系统开始检测作为第一温度传感器的催化燃烧床温度传感器201（催化燃烧床2温度），如果该温度低于250℃，说明温度没有达到目标温度要求，需要进入催化燃烧室预热程序，即关闭脱附废气控制阀门9，补冷阀门和催化新风阀门，并同时打开预热旁通循环阀门11，开启催化燃烧床内部的电加热模块，并开启脱附风机，使得循环管道与预热旁通循环管道组成单独闭环的循环升温系统；待第一温度传感器检测到催化燃烧室的温度达到250℃以上时，再执行正常的脱附程序，即打开想要脱附（即将吸附饱和）的活性炭吸附床脱附阀门、同时关闭与其对应的活性炭吸附床吸附阀门，使得活性炭吸附床连通在循环管路中，并关闭预热旁通循环阀门，根据第二温度传感器19（进活性炭吸附床温的催化气温度）上的温度和PLC电控系统里面设定的温度参数开启或关闭脱附废气控制阀门、补冷阀门、催化新风阀门和补冷风机等，(该调节的过程可以为手动调节，也可以通过PLC电控系统进入PID比例调节程序，实现自动调节)，以保证第三温度传感器21（活性炭吸附床内部温度）处的温度稳定在80-100℃范围内(注：此处温度最高不能高于120℃，否则活性炭有失火的危险，存在安全隐患)，然后进入实质性阶段的脱附程序，与此同时，催化燃烧床内的温度一直保持在250℃以上，从而保证了脱附过程中从活性炭挥发出来的有机废气VOCs完全处于催化剂反应的起燃温度范围之内，有效的避免了因催化燃烧室未达到目标温度（催化剂起燃温度）而导致废气VOCs排放超标的问题。

离线式脱附方式工作：程序开始运行，所有活性炭吸附床1吸附阀门全部打开，脱附阀门关闭，系统开始进行吸附流程，然后在排风机的作用下通过烟囱高空达标排放，待吸附一段时间后，活性炭吸附床1里面放置的活性炭接近饱和需要进行脱附再生的时候，就将与其对应的活性炭吸附床1吸附阀门关闭，将与其对应的活性炭吸附床1脱附阀门打开，同时将排风机关掉，即开始进行活性炭吸附床1离线式脱附流程（脱附时不可以吸附\吸附时不可以脱附）注明：原因是吸附时如果进行脱附，会造成活性炭吸附床1吸附截面积减小，废气VOCs通过活性炭吸附床1的风速过快，导致活性炭吸附能力降低，废气VOCs排放超标等问题，此时先同时关闭该活性炭吸附床1吸附、脱附阀门，系统开始检测第一温度传感器201（催化燃烧床温度），如果该温度低于250℃，说明温度没有达到目标温度要求，需要进入催化燃烧床预热程序，即关闭脱附废气控制阀门9，补冷阀门和催化新风阀门，并同时打开预热旁通循环阀门11，开启催化燃烧床内部的电加热模块，并开启脱附风机，使得循环管道与预热旁通循环管道组成单独闭环的循环升温系统；待第一温度传感器检测到催化燃烧床的温度达到250℃以上时，再执行正常的脱附程序，即打开想要脱附（即将吸附饱和）的活性炭吸附床脱附阀门、同时关闭与其对应的活性炭吸附床吸附阀门，使得活性炭吸附床连通在循环管路中，并关闭预热旁通循环阀门，根据第二温度传感器19（进活性炭吸附床的催化气温度）上的温度和PLC电控系统里面设定的温度参数开启或关闭脱附废气控制阀门、补冷阀门、催化新风阀门和补冷风机等，(该调节的过程可以为手动调节，也可以通过PLC电控系统进入PID比例调节程序，实现自动调节)，以保证第三温度传感器20（活性炭吸附床内部温度）处的温度稳定在80-100℃范围内(注：此处温度最高不能高于120℃，否则活性炭有失火的危险，存在安全隐患)，然后进入实质性阶段的脱附程序，与此同时，催化燃烧床内的温度一直保持在250℃以上，从而保证了脱附过程中从活性炭挥发出来的有机废气VOCs完全处于催化剂反应的起燃温度范围之内，有效的避免了因催化燃烧床未达到目标温度（催化剂起燃温度）而导致废气VOCs排放超标的问题。

在上述的正常吸附、脱附、催化燃烧的过程中，活性炭吸附床中的浓缩废气被脱附下来并送至催化燃烧床内进行催化燃烧分解，处理后的气体一部分经排空管道连接至烟筒高空达标排放，另一部分气体被重新作为热气源通过循环管道进入到活性炭吸附床中，进行下一个脱附流程的工作。

本实施是为了示例和描述而给出的，并不是无遗漏或者将本实用新型仅限于所公开的形式。很多修改和优化对于本领域的技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施是为了更好地说明本实用新型的原理和实际性应用，并且使本领域的技术人员能够理解本实用新型，从而设计适于本特定用途带有各种修改的实施例。

Claims (6)

1.一种具有催化燃烧系统的活性炭床吸脱附装置，包括活性炭吸附床和催化燃烧床，废气经吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门后通过排风机从烟囱排出，催化燃烧床的催化气经吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门形成回路，并在回路中通过脱附废气控制阀门与排风机连通，其特征在于，所述吸附床有多个，多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门分别相互并联连接，多个吸附床的脱附进口阀门和脱附出口阀门分别相互并联连接，在并联连接的脱附进口阀门和并联连接的脱附出口阀门之间设置有催化气旁通短路循环支路，在短路循环支路上设置有循环阀门，所述脱附废气控制阀门连接在催化气短路循环支路中循环阀门进气口前端，一个PLC程序控制器分别连接多个吸附床的吸附进气阀门和吸附排气阀门、脱附进口阀门和脱附出口阀门，连接以及循环阀门、脱附废气控制阀门以及催化燃烧床的温度传感器。

2.根据权利要求1所述的活性炭床吸脱附装置，其特征在于，在废气进入吸附床的管路中设置有废气预处理过滤器，用于过滤废气中的颗粒杂质。

3.根据权利要求1所述的活性炭床吸脱附装置，其特征在于，所述催化燃烧床进出口两端分别设置有阻火器，在催化燃烧床出口阻火器后设置脱附循环风机。

4.根据权利要求3所述的活性炭床吸脱附装置，其特征在于，所述催化燃烧床的催化新风入口设置在催化燃烧床入口阻火器的前端。

5.根据权利要求3所述的活性炭床吸脱附装置，其特征在于，在催化燃烧床出口阻火器与脱附循环风机之间设置有补冷风机，用以调节进入吸附床气温度。

6.根据权利要求3所述的活性炭床吸脱附装置，其特征在于，在脱附循环风机出口和活性炭吸附床内分别设置温度传感器。

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