CN213132565U - 一种处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，包括依次连接的漆雾过滤器、主风机和筒式分子筛转轮，所述筒式分子筛转轮包括吸附区和脱附区，吸附区进口连接漆雾过滤器，出口连接烟囱，脱附区进口依次连接新风风机和主换热器，出口依次连接风机、阻火器和催化燃烧炉，所述催化燃烧炉连接主换热器，将热量传递给主换热器。该系统针对船舶涂装车间的间歇喷漆、低浓度、大风量的工艺特点，筒式分子筛转轮设计为双层吸附材料，大大增加吸附浓缩倍数。同时，该流程能够充分利用系统内部的热能，相较于传统的分子筛吸附转轮，使设备投资和运行费用降为25％。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其是涉及一种处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统。
背景技术
船舶涂装是船舶制造的重要工艺过程，也是产生VOCs的最主要的渠道之一，VOCs的成分以甲苯、二甲苯为主，主要出现在钢板/型钢预处理阶段、分段涂装阶段、船坞/船台涂装阶段和码头涂装阶段。其中，钢板/型钢预处理阶段主要依靠钢板/型钢预处理流水线；分段涂装阶段主要在涂装车间实施，属于有组织排放区域；船坞/船台涂装阶段、码头涂装阶段大都在开发空间完成，属于无组织排放区域。船舶涂装VOCs处理存在诸多难点：①涂装车间空间大，即设备需处理的风量大，常规涂装房需处理的风量为100000m3/h左右；②涂装作业期间VOCs浓度波动大：喷漆阶段和固化阶段中VOCs的浓度差异较大，喷漆一般晚上8～9点开始，时间约4个小时，喷涂时VOCs的浓度约为1000mg/m3，固化阶段时间约20小时，固化期间废气浓度逐渐降低，平均浓度为喷漆状态的1/3到1/4。③涂装作业存在间歇性，单个涂装房可能从一次喷涂工作到下次喷涂工作间隔2～3天。因此，行业内目前尚无成熟先进且较为经济的末端处理方案可供借鉴。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统。
技术方案：本实用新型的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，包括依次连接的漆雾过滤器、主风机和筒式分子筛转轮，所述筒式分子筛转轮包括吸附区和脱附区，吸附区进口连接漆雾过滤器，出口连接烟囱，脱附区连接催化燃烧再生装置，所述催化燃烧再生装置包括新风风机、主换热器、风机、阻火器和催化燃烧炉，脱附区进口依次连接新风风机和主换热器，出口依次连接风机、阻火器和催化燃烧炉，所述催化燃烧炉连接主换热器，将热量传递给主换热器。
进一步的，所述筒式分子筛转轮包括相互并联的第一分子筛转轮和第二分子筛转轮，所述第一分子筛转轮包括第一吸附区和第一脱附区，所述第二分子筛转轮包括第二吸附区和第二脱附区，主风机通过将经漆雾过滤器过滤的气体分送到第一分子筛转轮和第二分子筛转轮。
其中，所述催化燃烧炉包括依次连接的燃烧炉换热器、加热室和催化室，所述催化室连接燃烧炉换热器，所述燃烧炉换热器连接主换热器。
进一步的，所述吸附区和脱附区之间、吸附转轮的筒体与壳体之间装有密封条，密封条为喷涂油漆的不锈钢。
进一步的，所述筒式分子筛转轮采用蜂窝状结构的吸附转轮，四周填充有吸附材料的转筒状钣金，将吸附区分为15～25个，负载双层分子筛吸附材料，外层为颗粒状分子筛，内层为玻纤负载的分子筛。
进一步的，所述催化室中采用层状耐高温材料，并在上面负载贵金属催化剂。
进一步的，所述漆雾过滤器和筒式分子筛转轮的吸附区、脱附区均装有压差表。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：首先，相较于传统的分子筛转轮吸附浓缩，本系统针对船舶涂装车间的间歇喷漆、低浓度、大风量的工艺特点，将筒式分子筛转轮设计为双层吸附材料，极大地增加了VOCs的吸附浓缩倍数，使燃烧炉的体积减小从而降低能耗；其次，本吸附流程能够充分利用系统内部的热能，较于传统的分子筛吸附转轮，设备投资和运行费用降为25％；本系统可以实现静态吸附和快吸快脱两种操作模式，可根据实际生产情况灵活选择。
附图说明
图1为本实用新型工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
如图1所示的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，包括依次连接的漆雾过滤器1、主风机2和筒式分子筛转轮，漆雾过滤器1中有压差表，用于监测气体过滤时过滤器中的压力，判断过滤器内是否被堵塞，以便考虑是否更换过滤材料，过滤器中船舶涂装过程中会产生大量的漆雾，漆雾里面含有很多树脂类和粉类颗粒物质，在进吸附设备之前，需将漆雾处理到颗粒等级为F9。
所述筒式分子筛转轮采用蜂窝状结构的吸附转轮，四周填充有吸附材料的转筒状钣金，将吸附区分为15～25个，负载双层分子筛吸附材料，外层为颗粒状分子筛，内层为玻纤纸负载的分子筛。分子筛转轮由电机驱动，转速为1～3r/h。
所述筒式分子筛转轮包括相互并联的第一分子筛转轮3A和第二分子筛转轮3B，所述第一分子筛转轮3A包括第一吸附区3A01和第一脱附区3A02，所述第二分子筛转轮3B包括第二吸附区3B01和第二脱附区3B02。所述吸附区和脱附区之间、吸附转轮的筒体与壳体之间装有密封条，密封条为喷涂油漆的不锈钢，同时，吸附区、脱附区均装有压差表，以便实时测试吸附区和脱附区中分子筛转轮的吸附和脱附状态，判断分子筛是否存在堵孔情况，从而有效保证分子筛对VOCs的吸附和脱附效率。第一吸附区3A01和第二吸附区3B01的进口连接漆雾过滤器1，出口连接烟囱4，废气通过双层吸附材料的分子筛转轮，分子筛吸附废气中的VOCs，净化后的达到废气的排放标准，经过烟囱4排放到大气中，转轮以1～3r/h的转速运行，同时将吸附的VOCs转到脱附区；第一脱附区3A02和第二脱附区3B02进口依次连接新风风机5和主换热器6，出口依次连接风机7、阻火器8和催化燃烧炉9，催化燃烧炉9包括燃烧炉换热器901，加热室902和催化室903，燃烧炉换热器901通过管道连接到主换热器6。脱附区中利用经过主换热器加热的新风将VOCs进行脱附，吸附了VOCs的分子筛转轮在此区域内脱附，脱附后的分子筛转轮旋转至吸附区，继续吸附涂装作业中产生的VOCs。脱附过程中VOCs经过风机和阻火器，进入催化燃烧室进行处理。进入催化燃烧炉9的废气先通过燃烧炉换热器901，将废气换热进行初步升温后进入加热室902，加热室将废气继续加热至300℃后进入催化室903，催化室903将脱附的VOCs在低温下进行催化燃烧。燃烧放出的热量通过管道连接传递到燃烧炉换热器901加热脱附出来的废气，同时经过管道连接将多余的热量传递给主换热器6。
脱附过程采用PLC全自动化控制，只需启动再生按钮，催化燃烧设备自动启动，催化燃烧设备中的加热室902启动。
催化室中采用层状耐高温材料，并在上面负载贵金属催化剂。使有机气体在较低的温度下反应变成无害的H2O和CO2气体。催化室的有点在于，保证有机废气在较低温度下反应，同时会将有机物燃烧过程中产生的热量经过管道传递给主换热器6和燃烧炉换热器901，从而大大降低能耗。
第一吸附区3A01、第二吸附区3B01中的分子筛转轮，设计为双层吸附材料，转轮外层为颗粒状分子筛，内层为玻纤纸负载的分子筛。根据船舶涂装过程中有机废气风量大的特点，转轮外的颗粒状分子筛在进行有机物废气吸附的同时会起到挡风的作用，替代了传统的挡风板。两层吸附材料的设计，使得有机废气在分子筛的吸附量大大增加，废气浓缩倍数高达20倍。浓缩倍数的增大可减小催化燃烧炉的体积，进一步降低能耗。
同时，利用催化燃烧炉中产生的热量供应给系统内部，实现热量的循环利用，进一步降低能耗。相较于传统的分子筛吸附转轮，该工艺的设备投资和运行费用降为25％。
该系统可实现快吸快脱和静态吸附两种运行模式，上述实施例则为快吸快脱模式，即在喷涂周期内，转轮是转动的，这样吸附的气体会随着转轮的转动进入脱附区然后被脱附掉；当采用静态吸附模式，则在一个喷涂周期内，转轮是不动的，等喷涂周期结束后，再将转轮转至脱附区进行脱附。企业可根据实际生产情况灵活应用。
Claims (7)
1.一种处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：包括依次连接的漆雾过滤器(1)、主风机(2)和筒式分子筛转轮，所述筒式分子筛转轮包括吸附区和脱附区，吸附区进口连接漆雾过滤器(1)，出口连接烟囱(4)，脱附区连接催化燃烧再生装置，所述催化燃烧再生装置包括新风风机(5)、主换热器(6)、风机(7)、阻火器(8)和催化燃烧炉(9)，脱附区进口依次连接新风风机(5)和主换热器(6)，出口依次连接风机(7)、阻火器(8)和催化燃烧炉(9)，所述催化燃烧炉(9)连接主换热器(6)，将热量传递给主换热器(6)。
2.根据权利要求1所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述筒式分子筛转轮包括相互并联的第一分子筛转轮(3A)和第二分子筛转轮(3B)，所述第一分子筛转轮(3A)包括第一吸附区(3A01)和第一脱附区(3A02)，所述第二分子筛转轮(3B)包括第二吸附区(3B01)和第二脱附区(3B02)，主风机(2)通过将经漆雾过滤器(1)过滤的气体分送到第一分子筛转轮(3A)和第二分子筛转轮(3B)。
3.根据权利要求1所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述催化燃烧炉(9)包括依次连接的燃烧炉换热器(901)、加热室(902)和催化室(903)，所述催化室(903)连接燃烧炉换热器(901)，所述燃烧炉换热器(901)连接主换热器(6)。
4.根据权利要求1所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述吸附区和脱附区之间、吸附转轮的筒体与壳体之间装有密封条，密封条为喷涂油漆的不锈钢。
5.根据权利要求1所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述筒式分子筛转轮采用蜂窝状结构的吸附转轮，四周填充有吸附材料的转筒状钣金，将吸附区分为15～25个，负载双层分子筛吸附材料，外层为颗粒状分子筛，内层为玻纤负载的分子筛。
6.根据权利要求3所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述催化室(903)中采用层状耐高温材料，并在上面负载贵金属催化剂。
7.根据权利要求1所述的处理船舶涂装废气的分子筛转轮系统，其特征在于：所述漆雾过滤器(1)和筒式分子筛转轮的吸附区、脱附区均装有压差表。
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| CN113898875A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-07 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种船舶原位涂装有机废物回收装置 |
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2020
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| CN113898875B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-05-07 | 中国船舶集团有限公司第七一六研究所 | 一种船舶原位涂装有机废物回收装置 |
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