CN214513621U

CN214513621U - 一种高温脱附与催化燃烧系统

Info

Publication number: CN214513621U
Application number: CN202120349179.7U
Authority: CN
Inventors: 李汉琨
Original assignee: Guangzhou Jianyang Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Jianyang Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-06
Filing date: 2021-02-06
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2031-02-06

Abstract

本实用新型公开了一种高温脱附与催化燃烧系统，包括有吸附组件、脱附组件和催化燃烧组件，所述吸附组件包括有吸附器和吸附风机，所述脱附组件包括有空气分离器、第一脱附风机和第二脱附风机，所述催化燃烧组件包括有加热腔、催化腔和二级换热器，二级换热器包括有高温换热器和低温换热器，氮气经低温换热器升温进入吸附器，无需通过打开阀门放入冷风进行混合，从而实现高效脱附再生；脱附废气经高温换热器进入加热腔和催化腔得到高温净气，高温净气又回到高温换热器再从低温换热器排出，从而不会在内循环过程中产生气溶胶累积，且空气分离器的氧气端输入氧气到催化腔，使得有机废气充分催化燃烧。

Description

一种高温脱附与催化燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理技术领域，具体涉及一种高温脱附与催化燃烧系统。

背景技术

目前，针对有机废气常采用吸附脱附催化燃烧系统进行处理，处理流程如下：低浓度的有机废气经吸附剂吸附处理后排放至大气，当吸附剂吸附饱和后，再直接利用催化燃烧后的高温烟气与空气混合将吸附在吸附剂中的有机物脱附出来形成脱附废气，脱附废气经过催化燃烧装置处理后的气体会排放至大气，高温脱附与催化燃烧系统中的气体一直在上述过程中重复循环。

但是这样的操作导致了一些问题：(1)催化燃烧后，废气中的大部分有机物会分解，但不是全部，当这些高温的烟气经过混风后，会有一定概率产生气溶胶，高温烟气带着这些残留的有机物及新产生的气溶胶回到浓缩吸附箱中时，会对浓缩吸附材料的吸附能力产生慢性影响，也会导致脱附气体浓度波动，不利于催化燃烧的分解过程；(2)直接使用烟气及空气混合作为脱附气体，防止吸附材料及脱附物爆燃，出于安全性考虑，脱附烟气的温度一般控制在150℃以下，150℃的脱附气体无法高效脱附；(3)脱附温度通过冷风热风直接混合进行调配，且只能通过阀门开度调整混合比例，导致脱附气体温度不平衡，也无法高效脱附。

解决了上述问题后，由于整体系统内的气体是一直循环流动的，催化腔和加热腔中的含氧量越来越少，严重影响到催化腔和加热腔的处理效率，也会造成气体达不到排放标准。

实用新型内容

为了解决现有高温脱附与催化燃烧系统中含氧量减少后影响催化燃烧的处理效率和气体达不到排放标准的问题，本实用新型提供了采用了包括有空气分离器和新型换热方式的高温脱附与催化燃烧系统。

本实用新型的技术方案在于：

一种高温脱附与催化燃烧系统，包括有吸附组件、脱附组件和催化燃烧组件，吸附组件与脱附组件相互对接，催化燃烧组件与脱附组件相互对接；

所述吸附组件包括有吸附器和吸附风机，所述脱附组件包括有空气分离器、第一脱附风机和第二脱附风机，所述催化燃烧组件包括有加热腔、催化腔和二级换热器；

所述空气分离器包括有氮气端和氧气端，所述氮气端与吸附器连接，所述氧气端与催化腔连接；

有机废气进入吸附器，净化处理后的洁净气体由吸附风机排出；

空气分离器中的氮气经第一脱附风机进入二级换热器提升温度后再进入吸附器进行脱附处理，从吸附器中排出的脱附废气被第二脱附风机吹经二级换热器进入加热腔和催化腔进行高温催化，空气分离器的氧气端的氧气进入催化腔中催化燃烧，高温净气进入二级换热器进行换热后排出降温后的洁净气体。

进一步地，所述二级换热器包括有高温换热器、设有处理后排气口、脱附气体入口和脱附气体出口的低温换热器，第二脱附风机、加热腔和催化腔与高温换热器连接，高温换热器连接低温换热器，脱附气体入口与空气分离器的氮气端连接，脱附气体出口与吸附器连接，空气分离器的氮气经第一脱附风机进入低温换热器提升温度后再进入吸附器进行脱附处理，从吸附器中排出脱附废气被第二脱附风机吹经高温换热器进入加热腔和催化腔进行高温催化，高温净气进入高温换热器和低温换热器进行换热后排出降温后的洁净气体。

进一步地，所述空气分离器还连接一保护气体罐，保护气体罐用于储存氮气和输出氮气进入吸附器。

进一步地，在所述吸附器上设有有机废气入口、脱附气体入口、洁净气体出口和脱附废气出口，脱附气体入口与空气分离器的氮气端连接，洁净气体出口连接吸附风机，脱附废气出口与第二脱附风机连接。

进一步地，所述第一脱附风机连接有第一管道和第二管道，所述第一管道与低温换热器连接，所述第二管道与吸附器连接。

进一步地，在所述吸附器与吸附风机之间设有吸附控制阀(VA-2)和VOC浓度计(CA1)，吸附控制阀(VA-2)连接洁净气体出口，VOC浓度计(CA1)设于吸附控制阀(VA-2)和吸附风机之间。

进一步地，在所述吸附器与第二脱附风机之间设有脱附控制阀(VD-2)，第二脱附风机与加热腔之间设有热电偶传感器(TC3)、VOC浓度计(CD)、催化控制阀(VC4)和阻火器，加热腔与催化腔之间设有热电偶传感器(TC4)，催化腔与高温换热器之间设有热电偶传感器(TC5)、高温换热器与低温换热器之间设有热电偶传感器(TC6)，在第一脱附风机与低温换热器之间设有热电偶传感器(TC1)和催化控制阀(VC1)，在低温换热器与吸附器之间设有热电偶传感器(TC2)和脱附控制阀(VD-1)，在第一脱附风机与热电偶传感器(TC2)之间设有催化控制阀(VC2)，在保护气体罐与吸附器之间设有保护气体控制阀(VP1)，在热电偶传感器(TC2)与第一脱附风机之间设有催化控制阀(VC3)，在空气分离器的氧气端与催化腔之间设有氧气控制阀(V0)。

进一步地，所述高温脱附与催化燃烧系统还包括有集气罩，所述集器罩连接吸附器的有机废气入口。

进一步地，在所述集气罩和吸附器之间连接有VOC浓度计(CI)、主管道、进气控制阀(V-IN)和吸附控制阀(VA-1)。

进一步地，所述有机废气处理系统包括有排气筒，所述排气筒与低温换热器之间设有一止回阀，所述排气筒连接吸附风机，在低温换热器与排气筒之间设有热电偶传感器(TC7)和VOC浓度计(C0)，在VOC浓度计(CD)与排气筒之间设有催化控制阀(VC5)。

本实用新型的有益效果在于，在高温脱附与催化燃烧系统中设计了空气分离器的氧气端连接催化腔、空气分离器的氮气端连接吸附器和包括有高温换热器和低温换热器的二级换热器，氮气经低温换热器升温进入吸附器，无需通过打开阀门放入冷风进行混合，升温后的氮气与吸附材料进行脱附，实现高效脱附再生；脱附废气经高温换热器进入加热腔和催化腔得到高温净气，高温净气又回到高温换热器再从低温换热器排出，从而不会在内循环过程中产生气溶胶累积，且空气分离器的氧气端输入氧气到催化腔，使得有机废气充分催化燃烧。

附图说明

图1为本实用新型一种高温脱附与催化燃烧系统的工作流程图；

图2为本实用新型一种高温脱附与催化燃烧系统的催化燃烧组件的结构示意图一；

图3为本实用新型一种高温脱附与催化燃烧系统的催化燃烧组件的结构示意图二；

图中，1为吸附器，2为吸附风机，3为空气分离器，31为氮气端，32为氧气端，4为第一脱附风机，5为第二脱附风机，6为加热腔，7为催化腔，8为高温换热器，9为低温换热器，91为处理后排气口，92为脱附气体入口，93为脱附气体出口，10为保护气体罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

文中所述的脱附气体是指用于进入吸附器且对吸附材料进行脱附处理的气体；脱附废气是指被进行脱附处理后得出的二次废气。

请参照图1-图3，本实用新型提供了一种高温脱附与催化燃烧系统，包括有吸附组件、脱附组件和催化燃烧组件，吸附组件与脱附组件相互对接，催化燃烧组件与脱附组件相互对接；

所述吸附组件包括有吸附器1和吸附风机2，所述脱附组件包括有空气分离器3、第一脱附风机4和第二脱附风机5，所述催化燃烧组件包括有加热腔6、催化腔7和二级换热器；

所述空气分离器3包括有氮气端31和氧气端32，所述氮气端31与吸附器1连接，所述氧气端32与催化腔7连接；

有机废气进入吸附器1，净化处理后的洁净气体由吸附风机2排出；

空气分离器3中的氮气经第一脱附风机4进入二级换热器提升温度后再进入吸附器1进行脱附处理，从吸附器1中排出的脱附废气被第二脱附风机5吹经二级换热器进入加热腔6和催化腔7进行高温催化，空气分离器的氧气端32的氧气进入催化腔7中催化燃烧，高温净气进入二级换热器进行换热后排出降温后的洁净气体。

所述二级换热器包括有高温换热器8、设有处理后排气口91、脱附气体入口92和脱附气体出口93的低温换热器9，第二脱附风机5、加热腔6和催化腔7与高温换热器8连接，高温换热器8连接低温换热器9，脱附气体入口92与空气分离器的氮气端31连接，脱附气体出口与吸附器1连接，空气分离器3的氮气经第一脱附风机4进入低温换热器9提升温度后再进入吸附器1进行脱附处理，从吸附器1中排出脱附废气被第二脱附风机5吹经高温换热器8进入加热腔6和催化腔7进行高温催化，高温净气进入高温换热器8和低温换热器9进行换热后排出降温后的洁净气体。

所述空气分离器还连接一保护气体罐10，保护气体罐10用于储存氮气和输出氮气进入吸附器1；该保护气体罐10起到消防的作用，当吸附器1温度过高时，可以及时启动保护气体罐10内的氮气进入吸附器1。

在所述吸附器1上设有有机废气入口、脱附气体入口、洁净气体出口和脱附废气出口，脱附气体入口与空气分离器的氮气端31连接，洁净气体出口连接吸附风机2，脱附废气出口与第二脱附风机5连接。

所述第一脱附风机4连接有第一管道和第二管道，所述第一管道与低温换热器9连接，所述第二管道与吸附器1连接。

在所述吸附器与1吸附风机2之间设有吸附控制阀VA-2和VOC浓度计CA1，吸附控制阀VA-2连接洁净气体出口，VOC浓度计CA1设于吸附控制阀VA-2和吸附风机之间。

在所述吸附器1与第二脱附风机5之间设有脱附控制阀VD-2，第二脱附风机5与加热腔6之间设有热电偶传感器TC3、VOC浓度计CD、催化控制阀VC4和阻火器，加热腔6与催化腔7之间设有热电偶传感器TC4，催化腔7与高温换热器8之间设有热电偶传感器TC5、高温换热器8与低温换热器9之间设有热电偶传感器TC6，在第一脱附风机4与低温换热器9之间设有热电偶传感器TC1和催化控制阀VC1，在低温换热器9与吸附器1之间设有热电偶传感器TC2和脱附控制阀VD-1，在第一脱附风机4与热电偶传感器TC2之间设有催化控制阀VC2，在保护气体罐10与吸附器1之间设有保护气体控制阀VP1，在热电偶传感器TC2与第一脱附风机4之间设有催化控制阀VC3，在空气分离器的氧气端31与催化腔7之间设有氧气控制阀V0。

所述高温脱附与催化燃烧系统还包括有集气罩，所述集器罩连接吸附器1的有机废气入口，集气罩是工业生产中用于收集有机废气的装置。

在所述集气罩和吸附器1之间连接有VOC浓度计CI、主管道、进气控制阀V-IN和吸附控制阀VA-1；该VOC浓度计CI测出的浓度，起到判断作用，根据预设的浓度饱和值，将有机废气排到吸附器1内。

所述有机废气处理系统包括有排气筒，所述排气筒与低温换热器9之间设有一止回阀，所述排气筒连接吸附风机2，在低温换热器9与排气筒之间设有热电偶传感器TC7和VOC浓度计C0，在VOC浓度计CD与排气筒之间设有催化控制阀VC5。

在本实用新型高温脱附与催化燃烧系统中，气体路径包括有：

(1)有机废气从集气罩经过VOC浓度计CI进入主管道，再经过进气控制阀V-IN和吸附控制阀VA-1进入吸附器1中进行吸附处理，净化处理后的洁净气体经吸附控制阀VA-2和VOC浓度计CA1由吸附风机2排出排气筒；

(2)空气分离器3的氮气端31的氮气经第一脱附风机4和催化控制阀VC1进入低温换热器9，将氮气升温，经过热电偶传感器TC2和脱附控制阀VD-1，进入吸附器1进行脱附处理，脱附处理后的脱附废气从脱附控制阀VD-2经第二脱附风机5、热电偶传感器TC3、VOC浓度计CD、催化控制阀VC4、阻火器和高温换热器8进入加热腔6、热电偶传感器TC4和催化腔7进行高温催化，高温净气又进入高温换热器8经热电偶传感器TC6和低温换热器9进行换热后，经热电偶传感器TC7、VOC浓度计C0和止回阀到排气筒排出降温后洁净气体；

(3)空气分离器3的氮气端31的氮气经第一脱附风机4进入催化控制阀VC2，经热电偶传感器TC2和脱附控制阀VD-1进入吸附器1，对吸附器1进行降温，氮气从脱附控制阀VD-2经第二脱附风机5、热电偶传感器TC3和VOC浓度计CD，再从催化控制阀VC5到排气筒，排出氮气；

(4)空气分离器3的氮气端31的氮气经第一脱附风机4和催化控制阀VC1进入低温换热器9，将氮气升温，经过热电偶传感器TC2和催化控制阀VC3，经第二脱附风机5、热电偶传感器TC3、VOC浓度计CD、催化控制阀VC4、阻火器和高温换热器8进入加热腔6、热电偶传感器TC4和催化腔7进行高温催化，高温净气又进入高温换热器8经热电偶传感器TC6和低温换热器9进行换热后，经热电偶传感器TC7、VOC浓度计C0和止回阀到排气筒排出降温后洁净气体。

二级换热器的原理为：两个包括有若干管束和工质的壳体，气体进入管束中，利用工质换热，高温催化燃烧后的气体先进入高温换热器8，再进入低温换热器8，因此，二级换热器中两个换热器具有温度差；脱附气体能进入低温换热器8中吸收余热，再进入吸附器1。

上述所有的吸附控制阀、脱附控制阀、催化控制阀、保护气体控制阀、阻火器、VOC浓度计和热电偶传感器连接一中央控制器(未图示)，通过中央控制器接收VOC浓度计和热电偶传感器的信息，再控制吸附控制阀、脱附控制阀、催化控制阀、保护气体控制阀和阻火器的工作。所述中央控制器可以是PLC控制器，通过程序输入即可实现自动控制。

VOC浓度计测出气体浓度，热电偶传感器监测气体温度，将监测到的气体浓度和温度反馈给中央控制器，中央控制器再控制阀门的开关。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，包括有吸附组件、脱附组件和催化燃烧组件，吸附组件与脱附组件相互对接，催化燃烧组件与脱附组件相互对接；

2.根据权利要求1所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，所述二级换热器包括有高温换热器、设有处理后排气口、脱附气体入口和脱附气体出口的低温换热器，第二脱附风机、加热腔和催化腔与高温换热器连接，高温换热器连接低温换热器，脱附气体入口与空气分离器的氮气端连接，脱附气体出口与吸附器连接，空气分离器的氮气经第一脱附风机进入低温换热器提升温度后再进入吸附器进行脱附处理，从吸附器中排出脱附废气被第二脱附风机吹经高温换热器进入加热腔和催化腔进行高温催化，高温净气进入高温换热器和低温换热器进行换热后排出降温后的洁净气体。

3.根据权利要求1所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，所述空气分离器还连接一保护气体罐，保护气体罐用于储存氮气和输出氮气进入吸附器。

4.根据权利要求1所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，在所述吸附器上设有有机废气入口、脱附气体入口、洁净气体出口和脱附废气出口，脱附气体入口与空气分离器的氮气端连接，洁净气体出口连接吸附风机，脱附废气出口与第二脱附风机连接。

5.根据权利要求1所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，所述第一脱附风机连接有第一管道和第二管道，所述第一管道与低温换热器连接，所述第二管道与吸附器连接。

6.根据权利要求3所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，在所述吸附器与吸附风机之间设有吸附控制阀(VA-2)和VOC浓度计(CA1)，吸附控制阀(VA-2)连接洁净气体出口，VOC浓度计(CA1)设于吸附控制阀(VA-2)和吸附风机之间。

7.根据权利要求5所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，在所述吸附器与第二脱附风机之间设有脱附控制阀(VD-2)，第二脱附风机与加热腔之间设有热电偶传感器(TC3)、VOC浓度计(CD)、催化控制阀(VC4)和阻火器，加热腔与催化腔之间设有热电偶传感器(TC4)，催化腔与高温换热器之间设有热电偶传感器(TC5)、高温换热器与低温换热器之间设有热电偶传感器(TC6)，在第一脱附风机与低温换热器之间设有热电偶传感器(TC1)和催化控制阀(VC1)，在低温换热器与吸附器之间设有热电偶传感器(TC2)和脱附控制阀(VD-1)，在第一脱附风机与热电偶传感器(TC2)之间设有催化控制阀(VC2)，在保护气体罐与吸附器之间设有保护气体控制阀(VP1)，在热电偶传感器(TC2)与第一脱附风机之间设有催化控制阀(VC3)，在空气分离器的氧气端与催化腔之间设有氧气控制阀(V0)。

8.根据权利要求1所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，所述高温脱附与催化燃烧系统还包括有集气罩，所述集器罩连接吸附器的有机废气入口。

9.根据权利要求8所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，在所述集气罩和吸附器之间连接有VOC浓度计(CI)、主管道、进气控制阀(V-IN)和吸附控制阀(VA-1)。

10.根据权利要求8所述的高温脱附与催化燃烧系统，其特征在于，所述有机废气处理系统包括有排气筒，所述排气筒与低温换热器之间设有一止回阀，所述排气筒连接吸附风机，在低温换热器与排气筒之间设有热电偶传感器(TC7)和VOC浓度计(C0)，在VOC浓度计(CD)与排气筒之间设有催化控制阀(VC5)。