CN212309263U - VOCs废气处理智能活性炭吸附箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了VOCs废气处理智能活性炭吸附箱，包括主壳体，多个活性炭装填单元设于主壳体内腔，主壳体的一端设有废气进口渐扩管，另一端设有废气出口渐缩管，废气出口渐缩管的出口端设有出口风管，出口风管上设有在线监测装置，主壳体上设有至少一个温度变送器和差压变送器，主壳体的废气进口端设有湿度变送器，主壳体外侧设有控制箱，主壳体上还设有灭火装置，所述温度变送器、差压变送器、湿度变送器、在线监测装置和灭火装置通过线路分别与控制箱连接。该吸附箱可在线实时观察和监测设备的运行情况以及废气排放达标情况，并能及操作方便。可使活性炭吸附工艺广泛、稳定的用于VOCs废气治理。

Description

VOCs废气处理智能活性炭吸附箱

技术领域

本实用新型涉及废气治理设备，具体地说是一种VOCs废气处理智能活性炭吸附箱。

背景技术

含VOCs废气的治理是当前工业企业废气治理的重点，因工业企业VOCs废气成份较为复杂，也是工业企业废气处理的难点。用于VOCs废气处理的主要技术包括燃烧法、生物法、化学洗涤法、低温等离子体法、光催化氧化法、吸附法。其中，燃烧法处理效率较高，但一次性投入和运行费用较高，同时还会带来二次污染的问题，很多企业难以承受。其它的处理技术受废气中VOCs具体成份的影响，其应用范围均受一定限值。

活性炭吸附技术因其微孔吸附效应在VOCs废气处理领域具有很强的广谱性，可处理各种成份的VOCs废气。但是，在活性炭使用过程中有几个问题限制了其在VOCs废气处理领域的使用：(1)活性炭吸附容量有限，吸附饱和后对VOCs的净化效率很低，企业和环保监管人员难以及时发现，从而导致废气超标排放；(2)因废气中含有的少量颗粒物长时间累积于活性炭中，导致活性炭吸附箱阻力增加，废气净化效率降低；(3)因含高湿度的废气进入活性炭箱体，导致活性炭吸附位被水分子占据，且难以脱附，导致活性炭吸附VOCs效率降低；(4)活性炭因在吸附VOCs过程中会释放热量，如热量不能及时随废气导出，则会在某些部位(特别是箱体边角)集聚，可能导致活性炭自燃发生安全事故；(5)当前活性炭更换较为繁琐，不方便使用。

由于以上原因，活性炭吸附技术在实际应用过程中大大受限，特别是环保监管部门对该技术不方便监管，对该技术达标稳定性难以信任。随着VOCs治理市场的发展，该技术逐渐迈向淘汰边缘。而在企业实际生产过程中，存在众多小风量、低浓度的VOCs废气源，其最适宜的处理工艺恰恰是活性碳吸附。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种VOCs废气处理智能活性炭吸附箱，解决了活性炭吸附工艺在VOCs废气治理领域应用过程中存在的弊端，该吸附箱可在线实时观察和监测设备的运行情况以及废气排放达标情况，并能及操作方便，可使活性炭吸附工艺广泛、稳定的用于VOCs废气治理。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：VOCs废气处理智能活性炭吸附箱，包括主壳体，多个抽拉式活性炭装填单元设于主壳体内腔，所述主壳体的一端设有废气进口渐扩管，对应另一端设有废气出口渐缩管，所述废气出口渐缩管的出口端设有出口风管，所述出口风管上设有可实时监测废气中VOCs浓度的在线监测装置，主壳体上设有至少一个可实时监测主壳体内腔温度的温度变送器和监测壳体内压力差的差压变送器，所述主壳体的废气进口端设有可监测待处理废气湿度的湿度变送器，主壳体外侧设有控制箱，主壳体上还设有灭火装置，所述温度变送器、差压变送器、湿度变送器、在线监测装置和灭火装置通过线路分别与控制箱连接。

进一步，所述灭火装置包括气体接口、阀门、气体出口和气体盘，所述阀门的一端连接气体接口，另一端连接气体出口，所述气体出口的出气端设于主壳体内腔，气体出口的出气端设有气体盘，所述气体盘的底面和侧面均匀设有多个可将惰性气体喷出的气体出口。

进一步，所述抽拉式活性炭装填单元设有多个依次设于主壳体内腔，且每个抽拉式活性炭装填单元与主壳体内腔相通。

进一步，所述废气进口渐扩管内设有气体均布板，湿度变送器设于废气进口渐扩管上。

进一步，所述控制箱设有显示温度、湿度、压力值和浓度值的显示屏和起警示作用的报警器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的吸附箱通过在主壳体上设置差压变送器，可实时观测和记录设备主体的阻力变化情况，用于判断活性炭是否出现因废气中的颗粒物或活性炭粉化造成的堵塞现象，以便及时更换。通过设置温度变送器，可实时观察设备主体内活性炭床层的温度，可及时预防和避免因活性炭床层局部迅速升温造成的自燃现象，消除安全隐患。通过设置VOCs浓度在线监测装置，可实施观察和记录废气中VOCs浓度，以便活性炭吸附饱和前及时更换，防止废气超标排放。同时可预防高湿度废气进入主壳体内对活性炭促成的粉化，提高使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是灭火装置的结构示意图；

图3是图2的仰视图。

图中：

1、进口法兰；2、废气进口渐扩管；3、主壳体；4、废气出口渐缩管；5、出口法兰；6、出口风管；7、抽拉式活性炭装填单元；8、控制箱；9、在线监测装置；10、差压变送器；11、温度变送器；12、湿度变送器；13、灭火装置、131气体接口、132阀门、133气体出口、134气体盘、135气体出口。

具体实施方式

参照说明书附图对本实用新型的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱作以下详细说明。

如图1所示，本实用新型的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱，包括多个抽拉式活性炭装填单元、主壳体3，多个抽拉式活性炭装填单元7设于主壳体3内腔，多个抽拉式活性炭装填单元可横向或纵向排列，每个抽拉式活性炭装填单元的底部设有滑轮，便于抽拉更换活性炭。所述废气进口渐扩管2内设有气体均布板，通过气体均布板能保证废气均匀的多角度的进入主壳体3内腔。所述主壳体3的一端设有废气进口渐扩管2，湿度变送器12设于废气进口渐扩管2上。废气进口渐扩管的自由端通过进口法兰1与废气输送管道连接。对应另一端设有废气出口渐缩管4，所述废气出口渐缩管4的出口端通过出口法兰连接出口风管6，所述出口风管6上设有可实时监测废气中VOCs浓度的在线监测装置9。主壳体3上设有至少一个可实时监测主壳体内腔温度的温度变送器11和监测壳体内压力差的差压变送器10，温度变送器和差压变送器可根据主壳体的大小在多个位置设置，保证最大监测范围，提高监测精度。所述主壳体3的废气进口端设有可监测待处理废气湿度的湿度变送器12，主壳体外侧设有控制箱8，主壳体上还设有灭火装置13，温度变送器、差压变送器、湿度变送器和在线监测装置通过导线分别与控制箱电联，通过控制箱上的显示屏可监测每个数值的变化，当超过设定数值时，报警器发出报警信号。

废气通过渐扩管后均匀的进入设备主壳体3。主壳体采用碳钢Q235B防腐制作，内部为框架架构，壳体截面积为1.6m×1.6m，截面风速不高于0.6m/s。壳体长度为2米，废气吸附处理的停留时间不低于3s。处理后的废气通过废气进口渐缩管4和废气出口法兰5排出，出口法兰链接设备出口风管6，材质均为碳钢Q235B防腐。出口风管可继续接风管，并最终通过排气筒达标排放。

如图1所示，所述的抽拉式活性炭装填单元7共设置16个，设备壳体的正面和反面均可打开。正面一侧设置8个，对应反面一侧设置8个。抽拉柜的底部设有滑轮设计，单个装填单元可装填的活性炭量约为80～100kg，在保证废气最大处理效率的前提下提高单个装填单元的更换便捷性，企业无需委托可自行进行更换。

如图2、图3所示，所述灭火装置13包括气体接口131、阀门132、气体出口133和气体盘134，所述阀门的一端连接气体接口，另一端连接气体出口，所述气体出口的出气端设于主壳体内腔，气体出口的出气端设有气体盘，所述气体盘的底面和侧面均匀设有多个可将惰性气体喷出的气体出口135。当主壳体内温度大于设定值时，控制箱8报警器发出警报。灭火装置的开启可人工控制，也可以通过控制箱自动控制，如活性炭因温度升高过快来不及报警而造成局部自燃，可自动打开阀门通入惰性气体，降低气体氧含量而达到灭火效果，防止安全事故进一步发生。

所述抽拉式活性炭装填单元7设有多个依次设于主壳体内腔，且每个抽拉式活性炭装填单元与主壳体内腔相通。保证进入壳体内的废气能最大面积的与活性炭接触，通过抽拉式活性炭装填单元内的活性炭进行吸附。

所述控制箱8设有显示温度、湿度、压力值和浓度值的显示屏和起警示作用的报警器。设备整体包含的温度、湿度、差压变送器及浓度在线监测设备均集成显示于该控制箱。同时，该控制箱内部还可以设置有物联网卡，可将以上数据实时传送至网络端，可在互联网或移动端APP实时查看在线数据。

其中，废气的出口浓度报警限定值为55mg/m³-65mg/m³，主壳体内气体差压报警限定值为350Pa-450Pa，主壳体内气体温度报警值限定为45℃-55℃，进口废气湿度报警值限定为85％-95％相对湿度。

本实用新型的吸附箱使用方法如下：

(1)含VOCs废气通过废气入口经废气进口渐扩管2进设备主壳体3内，废气首先通过湿度变送器12测量废气含湿量，如果废气含湿量正常，可继续行至壳体内的抽拉式活性炭装填单元3进行吸附。进口废气湿度报警值限定为85％-95％相对湿度，优选为90％相对湿度。当废气湿度超标时，控制箱8发出报警提示，使用者依据报警对废气产生源及前端预处理进行排查，直至废气湿度满足要求。

当废气相对湿度超过90％时，设备主体上的集成控制箱会进行声光报警，使用者依据报警对废气产生源及前端预处理进行排查，必要时停机，直至废气近期湿度满足要求，防止废气中的湿度冷凝成明水对活性炭及设备造成不良影响。如果控制箱设有网络端，可通过物联网卡将报警信息传送至电脑或移动端。

(2)湿度达标的废气进入设备主体内的活性炭装填单元，通过活性炭的吸附作用对含VOCs废气进行净化；因活性炭吸附会放热，通过设备内部布置的多个温度变送器11对设备主体内的温度进行实时监测，当温度达到设定值后，控制箱报警器报警并启动灭火装置，防止火灾发生。

主壳体3内气体温度报警值限定为45℃-55℃，优选为50℃。如果局部温度超过50℃，则智能集成控制箱触发声光报警，使用者进行停机检查。如果控制箱设置了网络端，则电脑或移动端同样会实时收到报警信息。如果温度短时间内急剧上升超过100℃，则控制箱自动启动灭火装置13的阀门，通过灭火装置喷出惰性气体防止火灾发生。灭火装置在使用前，需要设备使用方单独配置惰性气体气源。因设备规模较小，配置8L钢瓶即可，使用后方便更换。该灭火装置的作用是在活性炭因吸附放热导致的局部温度升高过快时，由内部的温度变送器检测可能导致火灾事故时打开，防患于未然。

(3)、经过活性炭装填单元吸附后的达标气体经废气出口渐缩管4和出口风管6排出，当气体经过出口风管6时，通过出口风管上设置的VOCs浓度在线监测装置9可对吸附后的气体进行实时监测，可实施观察和记录废气中VOCs浓度，以便活性炭吸附饱和前及时更换，防止废气超标排放。

(4)、活性炭吸附过程中会因少量粉尘的累积慢慢堵塞，设备主体设置的差压变送器会实时监测设备主体的差压，主壳体内气体差压报警限定值为350Pa-450Pa，优选为400Pa。当差压超过设定值时，控制箱发出警报。

设备出口的VOCs浓度在线监测设备会对VOCs的出口浓度及达标与否实时监测，因为活性炭吸附效率的降低为缓慢的线性过程，当排放浓度达到废气VOCs排放执行标准值的90％时，智能集成控制箱触发声光报警，电脑或移动端同样会实时收到报警信息，使用者进行停机检查，可对吸附饱和的活性炭进行更换。

(5)、在使用过程中，使用者可通过控制箱上的显示屏幕实时观察数值的变化，可根据数值的变化情况针对使用需求进行优化，设定合适的报警值，保障废气治理设施的稳定运行，降低运行费用。

本实用新型的吸附箱多用于小风量、低浓度VOCs废气治理。设备整体设计为箱体式，VOCs处理的工艺为活性炭吸附，含VOCs废气通过活性炭吸附后达标排放。智能活性炭吸附箱箱体内的活性炭方便更换，在活性炭吸附饱和前即可根据提醒自行更换；同时，通过多种监测器及配套设施保证活性炭吸附箱的正常运行。解决了活性炭吸附工艺在VOCs废气治理领域应用过程中存在的弊端，可使活性炭吸附工艺广泛、稳定的用于VOCs废气治理，特别是为小风量、低浓度含VOCs废气的治理提供可靠处理工艺，为企业和环保监管部门解决该领域废气治理的难题。

以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (5)

1.VOCs废气处理智能活性炭吸附箱,包括多个抽拉式活性炭装填单元，其特征是，还包括主壳体，多个抽拉式活性炭装填单元设于主壳体内腔，所述主壳体的一端设有废气进口渐扩管，对应另一端设有废气出口渐缩管，所述废气出口渐缩管的出口端设有出口风管，所述出口风管上设有可实时监测废气中VOCs浓度的在线监测装置，主壳体上设有至少一个可实时监测主壳体内腔温度的温度变送器和监测壳体内压力差的差压变送器，所述主壳体的废气进口端设有可监测待处理废气湿度的湿度变送器，主壳体外侧设有控制箱，主壳体上还设有灭火装置，所述温度变送器、差压变送器、湿度变送器、在线监测装置和灭火装置通过线路分别与控制箱连接。

2.根据权利要求1所述的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱，其特征是，所述灭火装置包括气体接口、阀门、气体出口和气体盘，所述阀门的一端连接气体接口，另一端连接气体出口，所述气体出口的出气端设于主壳体内腔，气体出口的出气端设有气体盘，所述气体盘的底面和侧面均匀设有多个可将惰性气体喷出的气体出口。

3.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱,其特征是，所述抽拉式活性炭装填单元设有多个依次设于主壳体内腔，且每个抽拉式活性炭装填单元与主壳体内腔相通。

4.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱,其特征是，所述废气进口渐扩管内设有气体均布板，湿度变送器设于废气进口渐扩管上。

5.根据权利要求1所述的VOCs废气处理智能活性炭吸附箱,其特征是，所述控制箱设有显示温度、湿度、压力值和浓度值的显示屏和起警示作用的报警器。

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