CN212119479U - 一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，包括排放总管、干式过滤箱、沸石转轮装置、催化燃烧室、电控箱、连接在沸石转轮装置和催化燃烧室之间的脱附风机，干式过滤箱的进风口设有进风总管，干式过滤箱的出风口连接沸石转轮装置的进风口，催化燃烧室的出风口连接脱附风机的进风口，脱附风机的出风口通过一再生回风管连接沸石转轮装置的再生回风口，沸石转轮装置的出风口通过若干脱附风管连接催化燃烧室的进风口，催化燃烧室的进风口处设有混流箱，脱附风管连接在混流箱上，混流箱通过一直排管连接排放总管。本实用新型不仅可以减少设备投资费用和运行成本，而且可以节省资源，降低空气净化成本，实现经济有效的有机废气处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气净化设备，尤其涉及一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机。
背景技术
目前，大风量、低浓度的有机废气的燃烧或回收，不仅需要非常大规模的设备，而且会造成巨额运行成本；而单独使用沸石转轮装置虽然可以将低浓度大风量的有机废气浓缩成高浓度小风量，从而减少设备投资费用和运行成本，但是沸石转轮装置中的沸石分子筛转轮在吸附饱和后就需要采用专门的设备进行脱附再生，增加空气净化成本。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种采用催化燃烧室配合脱附风机配合沸石转轮装置使用，不仅可以将低浓度大风量的有机废气浓缩成高浓度小风量，从而减少设备投资费用和运行成本，同时使得沸石分子筛转轮吸附饱和后可以直接被催化燃烧室进行脱附再生，节省资源，降低空气净化成本，实现经济有效的有机废气处理的沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机。
本实用新型的技术方案：一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，包括排放总管、干式过滤箱、沸石转轮装置、催化燃烧室、电控箱、连接在沸石转轮装置和催化燃烧室之间的脱附风机，干式过滤箱的进风口设有进风总管，干式过滤箱的出风口连接沸石转轮装置的进风口，催化燃烧室的出风口连接脱附风机的进风口，脱附风机的出风口通过一再生回风管连接沸石转轮装置的再生回风口，沸石转轮装置的出风口通过若干脱附风管连接催化燃烧室的进风口，所述催化燃烧室的进风口处设有混流箱，所述脱附风管连接在混流箱上，所述混流箱通过一直排管连接排放总管。
本实用新型采用催化燃烧室配合脱附风机配合沸石转轮装置使用，不仅可以将低浓度大风量的有机废气浓缩成高浓度小风量，从而减少设备投资费用和运行成本，同时使得沸石分子筛转轮吸附饱和后可以直接被催化燃烧室进行脱附再生，节省资源，降低空气净化成本，实现经济有效的有机废气处理。
优选地，所述催化燃烧室的一侧设有一排风口，所述排风口通过一排放支管连接排放总管，所述再生回风管的中部连接有一补冷风管。
当脱附气体温度(再生回风管内的气体温度)过高时可启动补冷风机进行补冷,使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内。
优选地，所述催化燃烧室内设有气流通道以及配合气流通道的阻火器、换热器、预热器和催化床,进入催化燃烧室内的气体顺着气流通道依次经过阻火器粗滤、换热器换热、预热器加热和催化床催化燃烧后再次经过换热器换热后从催化燃烧室的出风口出去。
催化燃烧技术可以在较低温度(300-500℃)下实现对VOCs 95％以上去除效率，反应完全，生成CO2和H2O，是一种最节能和高效的废气处理技术之一。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热量。
优选地，所述沸石转轮装置的出风口和再生回风口均位于沸石转轮装置的顶部，所述催化燃烧室的进风口位于催化燃烧室的顶部，催化燃烧室的出风口位于催化燃烧室的一侧下部，催化燃烧室的排风口位于催化燃烧室的一侧中部，且催化燃烧室的出风口和排风口位于同一侧。
该种结构确保沸石转轮装置和催化燃烧室之间的气体流动顺畅且平稳可靠。
优选地，该一体机还包括一底座，所述干式过滤箱和催化燃烧室分别安装在底座的两侧，所述沸石转轮装置位于干式过滤箱的内侧，所述脱附风机位于沸石转轮装置和催化燃烧室之间，所述电控箱位于催化燃烧室的一侧。
该种结构确保一体机整体结构紧凑，摆放或者安装稳固可靠。
优选地，所述脱附风管的数量为两根，两根脱附风管并排设置，所述脱附风管上设有脱附风管阀，所述直排管上设有排风阀，所述再生回风管上设有回风阀，所述补冷风管上设有补风阀。
该种结构确保脱附效率，同时保证各个管道的开合稳定可靠。
优选地，所述干式过滤箱和排放总管之间连接有一维护排风管道。
该种结构方便对设备进行维护。
本实用新型将催化燃烧室和沸石转轮装置集成在同一个设备中，并采用双气路结构将两者连接起来，使得沸石转轮装置的活性炭在吸附饱和后可以直接被催化燃烧室进行脱附再生，节省资源，降低空气净化成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的背面示意图；
图3为本实用新型的俯视示意图；
图4为本实用新型中催化燃烧室的流程示意图；
图中1.沸石转轮装置，2.催化燃烧室，3.电控箱，4.脱附风机，5.进风总管，6.排放总管，7.脱附风管，8.再生回风管，9.直排管，10.底座，11.补冷风管，12.干式过滤箱，13.脱附风管阀，14.排风阀，15.回风阀，16.补风阀，17.排放支管，18.混流箱，19.维护排风管道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。
如图1-4所示，一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，包括排放总管6、干式过滤箱12、沸石转轮装置1、催化燃烧室2、电控箱3、连接在沸石转轮装置1和催化燃烧室2之间的脱附风机4，干式过滤箱12的进风口设有进风总管5，干式过滤箱12的出风口连接沸石转轮装置1的进风口，催化燃烧室2的出风口连接脱附风机4的进风口，脱附风机4的出风口通过一再生回风管8连接沸石转轮装置1的再生回风口，沸石转轮装置1的出风口通过两根脱附风管7连接催化燃烧室2的进风口，催化燃烧室2的进风口处设有混流箱18，脱附风管7连接在混流箱18上，混流箱18通过一直排管9连接排放总管6。催化燃烧室2的一侧设有一排风口，排风口通过一排放支管17连接排放总管6，再生回风管8上连接有一补冷风管11。催化燃烧室2内设有气流通道以及配合气流通道的阻火器、换热器、预热器和催化床,进入催化燃烧室内的气体顺着气流通道依次经过阻火器粗滤、换热器换热、预热器加热和催化床催化燃烧后再次经过换热器换热后从催化燃烧室2的出风口出去。沸石转轮装置1的出风口和再生回风口均位于沸石转轮装置1的顶部，催化燃烧室2的进风口位于催化燃烧室2的顶部，催化燃烧室2的出风口位于催化燃烧室2的一侧下部，催化燃烧室2的排风口位于催化燃烧室2的一侧中部，且催化燃烧室2的出风口和排风口位于同一侧。该一体机还包括一底座10，干式过滤箱12和催化燃烧室2分别安装在底座10的两侧，沸石转轮装置1位于干式过滤箱12的内侧，脱附风机4位于沸石转轮装置1和催化燃烧室2之间，电控箱3位于催化燃烧室2的一侧。两根脱附风管并排设置，脱附风管7上设有脱附风管阀13，直排管9上设有排风阀14，再生回风管8上设有回风阀15，补冷风管11上设有补风阀16。干式过滤箱12和排放总管6之间连接有一维护排风管道19。
本实用新型利用吸附-脱附-浓缩焚化连续性过程，对VOCs废气进行处理净化。其基本原理如下：
废气通过前置的干式过滤箱后，送至沸石分子筛转轮的吸附区。在吸附区有机废气中VOCs被沸石分子筛吸附除去，有机废气被净化后从沸石分子筛转轮处理区排出，吸附在分子筛转轮中的VOCs，在催化燃烧室和脱附风机的作用下，经过热风处理而被脱附、浓缩(5～20倍)。(浓缩倍数n＝(S1×V1)/(S2×V2))，其中S1/S2＝10:1，V1/V2＝(0.5～2))，再生后的沸石分子筛转轮在冷却区被冷却。经过冷却区的空气，在经过加热后作为再生空气使用，达到节能的效果。
沸石分子筛转轮的特点：
1.高性能、高效率：将吸附性能极好的疏水性分子筛作为吸附剂使用，对于范围广泛的VOC种类，不同的各种运转条件，都可以充分提供足够的性能。
2.高沸点溶剂的处理：使用疏水性沸石分子筛，利用不燃性、高耐热性的特点可以在高温条件下再生。因此，对于使用活性炭时因为有再生温度的限制而无法处理的高沸点VOC，也能够处理。
3.惰性：即使是苯乙烯和环己酮等具有热聚合性高的VOC，也能使用疏水性的分子筛高效率的进行处理。
4.清洗和活化：沸石分子筛转轮因为是在高温下烧结处理而成的，完全是无机物的结合体。如果发生蜂窝通路堵塞时，可以进行水洗。另外，沸石分子筛转轮也可以根据实际情况通过热处理进行高温活化。
催化燃烧技术可以在较低温度(300-500℃)下实现对VOCs 95％以上去除效率，反应完全，生成CO2和H2O，是一种最节能和高效的废气处理技术之一。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热量。
本实用新型中催化燃烧室上的直排管作用：废气源应有留有直接排放管路，用阀门控制，必要时使废气直接排空(如：净化装置检修时)；阻火器由特制的多层金属网组成，可阻止火焰通过，过滤掉气体中较大的颗粒(污物)，是催化燃烧室的安全装置之一；换热器为板式换热结构，它的作用是利用催化反应放出的热量，加热进口废气，高热能利用率，减少加热电能；预热室由加热器加热交换器预热后的废气，提高进气温度达到催化反应条件；热电阻采用不锈钢保护管测量进气加热温度及净化温度；催化床由多层蜂窝状催化剂组成，为本装置的核心。脱附风机采用后引风式，使本装置在负压下工作。
本实用新型的补冷风管上连接补新风机当脱附温度过高时可启动补冷风机进行补冷，使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内，是本实用新型的安全装置之一。
催化燃烧技术具有如下优势：
1.起燃温度低，节省能源，
有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低、能耗低的显著特点。在某些情况下,催化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热。
2.适用范围广，
催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附—催化燃烧法的处理效果更好。
3.处理效率高，无二次污染，
用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95％以上，最终产物为无害的CO2和H2O(杂原子有机化合物还有其他燃烧产物)，且由于燃烧温度低，能大量减少NOx的生成，因此不会造成二次污染。
催化氧化炉体设备由换热器、燃烧室、蓄热体、催化床、燃烧器或电加热器等组成。设备箱体采用Q235材料，外表面设加强筋，壳体良好密封。设备加工时采用Sa2/2.5级喷砂除锈，保证材料表面防锈效果良好。设备的内外壁在经过除锈处理工艺后，均涂高温防腐油漆；同时，内部采用高效硅酸铝纤维保温，与气体介质接触部分由高性能保温棉隔离，耐温1200～1300℃。保证燃烧室与蓄热设备外壁温度≤60℃(燃烧器周围除外)。高温部分设警示标志。炉体顶部设置有泄爆装置。设备设有操作维护平台，在平台和扶梯均设护栏，保障设备在操作、检修维护时能够更加安全、方便。
催化燃烧室的工作过程：
1)内部加热元件产生热能后,通过脱附风机和连接管道将热空气吹入沸石转轮装置内的吸附床中,使吸附床升温。
2)经过吸附工艺的沸石在温度变化后,有机物从沸石中气化解析出来,在脱附风机负压引导下有机物通过脱附风管进入催化燃烧室再次升温并与填装在催化燃烧室内部的贵金属催化剂发生化学反应,有机物得到二次分解净化。
3)当催化床温度达到250～300℃时,有机物即可开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,反应后的热量达到一定值时加热元件可以停止工作(即为无功率运行状态)。
4)沸石脱附后的小风量、高浓度有机废气先进入换热器进行换热,实现对余热的回收,换热器后通过加热器(采用多组电加热管进行加热)对废气进步升温,升温后的有机废气达到废气在催化剂作用下的起燃温度。废气进入催化燃烧床,在催化剂的作用下,高温裂解成CO2和H2O,有机成分得到净化,同时有机废气裂解释放出热量使气体温度进一步升高,净化后的尾气经过两级换热器实现余热的回收利用。催化燃烧的预热废气加热采用无污染、运行稳定的电加热方式,电热管分成多组、由电控箱自动控制,采用PLC与系统温度联锁控制,当废气温度低于一定温度时(可设定)电热管会自动接通电源给废气加热,当废气温度高于一定温度时(可设定)电热管会自动断开一组、二组、多组或全部电源以节约电能及达到安全运行。当脱附气体中的废气浓度达到2000mg/m3左右,基本可以实现热量的自平衡,不需要开启电加热,达到节约能源的目的。催化燃烧反应是典型的气一固相催化反应,其实质是在一定温度下,共同吸附于催化剂表面的有机物(VOCs)与来自空气中的氧发生催化氧化反应,彻底氧化分解成无害的CO2和H2O,并释放反应热的过程。借助催化剂可大幅降低有机物的起燃温度,进行无焰燃烧,减少预热能耗及NOx的生成。
Claims (7)
1.一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：其包括排放总管、干式过滤箱、沸石转轮装置、催化燃烧室、电控箱、连接在沸石转轮装置和催化燃烧室之间的脱附风机，干式过滤箱的进风口设有进风总管，干式过滤箱的出风口连接沸石转轮装置的进风口，催化燃烧室的出风口连接脱附风机的进风口，脱附风机的出风口通过一再生回风管连接沸石转轮装置的再生回风口，沸石转轮装置的出风口通过若干脱附风管连接催化燃烧室的进风口，所述催化燃烧室的进风口处设有混流箱，所述脱附风管连接在混流箱上，所述混流箱通过一直排管连接排放总管。
2.根据权利要求1所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：所述催化燃烧室的一侧设有一排风口，所述排风口通过一排放支管连接排放总管，所述再生回风管上连接有一补冷风管。
3.根据权利要求1所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：所述催化燃烧室内设有气流通道以及配合气流通道的阻火器、换热器、预热器和催化床,进入催化燃烧室内的气体顺着气流通道依次经过阻火器粗滤、换热器换热、预热器加热和催化床催化燃烧后再次经过换热器换热后从催化燃烧室的出风口出去。
4.根据权利要求2所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：所述沸石转轮装置的出风口和再生回风口均位于沸石转轮装置的顶部，所述催化燃烧室的进风口位于催化燃烧室的顶部，催化燃烧室的出风口位于催化燃烧室的一侧下部，催化燃烧室的排风口位于催化燃烧室的一侧中部，且催化燃烧室的出风口和排风口位于同一侧。
5.根据权利要求2所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：该一体机还包括一底座，所述干式过滤箱和催化燃烧室分别安装在底座的两侧，所述沸石转轮装置位于干式过滤箱的内侧，所述脱附风机位于沸石转轮装置和催化燃烧室之间，所述电控箱位于催化燃烧室的一侧。
6.根据权利要求2所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：所述脱附风管的数量为两根，两根脱附风管并排设置，所述脱附风管上设有脱附风管阀，所述直排管上设有排风阀，所述再生回风管上设有回风阀，所述补冷风管上设有补风阀。
7.根据权利要求1所述的一种沸石转轮吸附脱附催化燃烧一体机，其特征在于：所述干式过滤箱和排放总管之间连接有一维护排风管道。
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