CN215901224U - 一种挥发性有机物VOCs的治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于挥发性有机物VOCs治理技术领域，具体地涉及一种挥发性有机物VOCs的治理装置。本实用新型的治理装置包括收集机构、吸收机构、膜分离组件、液环真空泵、缓冲机构和催化裂化再生器；收集机构的一端与VOCs释放源连通，收集机构的另一端与吸收机构连通；膜分离组件设置有截留区和渗透区，截留区与吸收机构连通，截留区上部与缓冲机构输入端连通，渗透区的底部通过液环真空泵与收集机构连通；缓冲机构的输出端与催化裂化再生器连通。本实用新型将VOCs通过应用吸收或冷凝+膜+催化再生器氧化后，充分回收了挥发物中重组分，有效降低了VOCs排放限值，且运行平稳。本实用新型改造流程简单、费用低、周期短。

Description

一种挥发性有机物VOCs的治理装置

技术领域

本实用新型属于挥发性有机物VOCs治理技术领域，具体地涉及一种挥发性有机物VOCs的治理装置。

背景技术

VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70.91Pa、标准大气压101.3kPa下沸点在50～260℃以下且初馏点等于250摄氏度的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。

目前，VOCs处理方法众多，可分为氧化技术、回收技术和生物技术三类。回收方法有吸收、吸附、膜分离、冷凝等，一般通过物理方法浓缩、分离挥发性有机物。氧化方法有直接燃烧、热力燃烧、催化氧化、蓄热燃烧等，主要通过化学反应，将挥发性有机物转化成无害的CO₂和H₂O以及其他无毒的无机化合物。生物法有生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法，利用微生物以VOCs为代谢底物，将其降解转化为无害物质。

目前，当采用回收处理方法时受VOCs组分影响较大，当组分含有轻组分时基本无法做到120mg/m³,需引入氧化处理方法，而生物技术对VOCs组分要求较高，主要针对污水装置进行VOCs治理，对于组分复杂、来量不稳定、含氧等限制，VOCs不能稳定达标排放，并存在运行安全隐患。

实用新型内容

为了解决多组份或特殊组份挥发性有机物治理不达标的问题，本实用新型提供了一种挥发性有机物VOCs的治理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种挥发性有机物VOCs的治理装置，包括收集机构、吸收机构、膜分离组件、液环真空泵、缓冲机构和催化裂化再生器；所述的收集机构的一端与VOCs释放源连通，收集机构的另一端与吸收机构连通；所述膜分离组件设置有截留区和渗透区，截留区与吸收机构连通，截留区上部与缓冲机构输入端连通，渗透区的底部通过液环真空泵与收集机构连通；缓冲机构的输出端与催化裂化再生器连通。

所述的收集机构包括收集管线和原料缓冲罐；所述收集管线的一端与VOCs释放源连通，收集管线的另一端与原料缓冲罐连通；原料缓冲罐的底部连接有第一氮气控制阀，原料缓冲罐的顶部与吸收机构连通。

所述的吸收机构包括第一液环压缩机和吸收塔；所述第一液环压缩机的输入端通过管路与收集机构连接，第一液环压缩机的输出端与吸收塔连通；吸收塔的顶部与膜分离组件连通，吸收塔的底部设置有输出口，吸收塔的上部侧壁设置吸收剂输入口。

所述的第一液环压缩机与收集机构连接的管路上连接有紧急排空阀和第一浓度检测仪及自保控制系统。

所述的缓冲机构包括缓冲罐和第二液环压缩机；所述的缓冲罐与膜分离组件连通，缓冲罐的顶部通过第二液环压缩机与催化裂化再生器连通，缓冲罐的底部连接有第二氮气控制阀。

所述的第二液环压缩机在与催化裂化再生器连通的管路上设置有压力自保控制阀和止回阀；在第二液环压缩机与压力自保控制阀之间的管路上设置有第二浓度检测仪及自保控制系统；压力自保控制阀上设置有压力检测系统。

还包括保护单向阀；所述的保护单向阀设置在缓冲机构与催化裂化再生器连接的管路上，且靠近催化裂化再生器的连接端口。

还包括控制器；所述的控制器分别与收集机构、吸收机构、膜分离组件、液环真空泵、保护单向阀和缓冲机构电信号连接。

有益效果：

(1)本实用新型将挥发性有机物VOCs通过应用吸收或冷凝+膜+催化再生器氧化后，充分回收了挥发物中重组分，有效降低了挥发性有机物VOCs排放限值，且装置能够运行平稳。

(2)本实用新型改造流程简单、费用低、周期短。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型装置构成示意图。

图中：1-VOCs释放源；2-原料缓冲罐；3-紧急排空阀；4-第一氮气控制阀；5-第一液环压缩机；6-吸收塔；7-膜分离组件；8-缓冲罐；9-第二液环压缩机；10-第二氮气控制阀；11-压力自保控制阀；12-催化裂化再生器；13-液环真空泵；14-第一浓度检测仪及自保控制系统；15-第二浓度检测仪及自保控制系统；16-压力检测系统；17-止回阀；18-保护单向阀。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本实用新型的较佳实施例进行详细说明。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，包括收集机构、吸收机构、膜分离组件7、液环真空泵13、缓冲机构和催化裂化再生器12；所述的收集机构的一端与VOCs释放源1连通，收集机构的另一端与吸收机构连通；所述膜分离组件7设置有截留区和渗透区，截留区与吸收机构连通，截留区上部与缓冲机构输入端连通，渗透区的底部通过液环真空泵13与收集机构连通；缓冲机构的输出端与催化裂化再生器12连通。

在具体应用时，收集机构对VOCs释放源1的挥发性有机物VOCs进行收集；随后将经收集机构收集的挥发性有机物VOCs进入吸收机构中，吸收机构通过喷淋吸收剂，吸收剂将挥发性有机物VOCs中所能吸取的碳氢化合物吸收，经吸收后收集于吸收机构中的吸收塔6塔底液相层暂存，待收集到预设量后排出；一部分碳氢化合物，以及无法吸收的惰性气体通过吸收塔6上部进入膜分离组件7；对进入膜分离组件7的挥发性有机物VOCs进行膜处理；其中的烃类碳氢化合物通过膜分离组件7中的渗透膜片，在渗透区进行富集，通过液环真空泵13的抽吸作用返回到原料缓冲罐2中，之后重新进入吸收塔6进行吸收；而被截留在截留区的贫碳氢化合物气流，进入缓冲机构中的缓冲罐8；进入缓冲罐8的气体经过缓冲后通过进入催化裂化再生器12；经催化裂化再生器12处理后的气体进行排放。

本实用新型将挥发性有机物VOCs通过吸收或冷凝+膜+催化再生器氧化后，充分回收了挥发物中重组分，有效降低了挥发性有机物VOCs排放限值，且装置能够运行平稳，最终实现了mg级达标排放。本实用新型改造流程简单、费用低、周期短。

本实施例中的膜分离组件采用的是现有技术，其内部为柱状排列结构，根据VOCs浓度设置柱状膜的数量，且其内部为致密多基分离膜，根据烃类与非烃类物质通过膜速率不同进行分离；每个柱状膜可分为截留区和渗透区两部分；截留区侧壁上设置有连接吸收机构的通孔，截留区的顶部设置有连接缓冲机构的通孔；渗透区的底部设置有连接液环真空泵的通孔。在实际使用时，经初级治理的挥发性有机物VOCs进入膜分离组件7后，在液环真空泵13的抽吸作用下，渗透膜片两侧存在压力差。其中的较大分子量碳氢化合物优先渗透通过渗透膜片，在渗透区进行富集，通过液环真空泵13的抽吸作用返回压缩机5重新进入吸收塔6进行吸收；而在截留区则为被截留了的贫碳氢化合物气流，主要物质为空气及少量碳氢化合物，通过该分离过程，让截留气中的碳氢化合物削减大部分后再进入缓冲罐8缓冲，经过缓冲罐8缓冲后进入液环压缩机9，经压缩提压后进入催化裂化再生器单元。本实用新型技术方案的采用，使挥发性有机物VOCs的浓度大幅降低，并且浓度控制平稳，再进催化再生器氧化时对催化运行无冲击，氧化后的挥发性有机物VOCs完全可满足排放限值要求，有效解决了挥发性有机物排放不达标的问题。

实施例二：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上，所述的收集机构包括收集管线和原料缓冲罐2；所述收集管线的一端与VOCs释放源1连通，收集管线的另一端与原料缓冲罐2连通；原料缓冲罐2的底部连接有第一氮气控制阀4，原料缓冲罐2的顶部与吸收机构连通。

在实际使用时，VOCs释放源1所释放的挥发性有机物VOCs通过收集管线集聚在原料缓冲罐2中，当原料缓冲罐2中的挥发性有机物VOCs浓度大于预设值时，开启第一氮气控制阀4，向原料缓冲罐2中补充氮气，以降低挥发性有机物VOCs浓度，确保挥发性有机物VOCs治理过程安全进行。

实施例三：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上，所述的吸收机构包括第一液环压缩机5和吸收塔6；所述第一液环压缩机5的输入端通过管路与收集机构连接，第一液环压缩机5的输出端与吸收塔6连通；吸收塔6的顶部与膜分离组件7连通，吸收塔6的底部设置有输出口，吸收塔6的上部侧壁设置吸收剂输入口。

进一步的，所述的第一液环压缩机5与收集机构连接的管路上连接有紧急排空阀3和第一浓度检测仪及自保控制系统14。

在实际使用时，经收集机构收集的挥发性有机物VOCs进入吸收塔6，吸收塔6上部对吸收塔6内部的挥发性有机物VOCs进行吸收剂的喷淋，吸收剂与挥发性有机物VOCs充分接触，吸取其中的碳氢化合物，经吸收后收集于吸收塔6塔底液相层暂存，待收集到预设量后排出；一部分碳氢化合物，以及无法吸收的惰性气体通过吸收塔6上部进入膜分离组件7，完成了挥发性有机物VOCs的初级治理。

吸收剂还可以用汽油或柴油或其他吸收剂代替。

本实施例中的吸收塔6可以被冷凝代替。

实施例四：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上：所述的缓冲机构包括缓冲罐8和第二液环压缩机9；所述的缓冲罐8与膜分离组件7连通，缓冲罐8的顶部通过第二液环压缩机9与催化裂化再生器12连通，缓冲罐8的底部连接有第二氮气控制阀10。

进一步的，所述的第二液环压缩机9在与催化裂化再生器12连通的管路上设置有压力自保控制阀11和止回阀17；在第二液环压缩机9与压力自保控制阀11之间的管路上设置有第二浓度检测仪及自保控制系统15；压力自保控制阀11上设置有压力检测系统16。

在实际使用时，本技术方案的采用，使得挥发性有机物VOCs的治理装置能够安全运行。

实施例五：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上：还包括保护单向阀18；所述的保护单向阀18设置在缓冲机构与催化裂化再生器12连接的管路上，且靠近催化裂化再生器12的连接端口。

在实际使用时，保护单向阀18的设置用于反吹风，避免化裂化再生器12里面的催化剂倒出来堵塞止回阀17，造成安全隐患。

实施例六：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上：还包括控制器；所述的控制器分别与收集机构、吸收机构、膜分离组件7、液环真空泵13、保护单向阀18和缓冲机构电信号连接。

在实际使用时，本技术方案的采用，使得治理过程自动化，大大节省了人力，确保了运行的安全及稳定性。

实施例七：

参照图1所示的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，在实施例一的基础上：还包括保护单向阀18和控制器；所述的收集机构包括收集管线和原料缓冲罐2；所述收集管线的一端与VOCs释放源1连通，收集管线的另一端与原料缓冲罐2连通；原料缓冲罐2的底部连接有第一氮气控制阀4，原料缓冲罐2的顶部与吸收机构连通；所述的吸收机构包括第一液环压缩机5和吸收塔6；所述第一液环压缩机5的输入端通过管路与收集机构连接，第一液环压缩机5的输出端与吸收塔6连通；吸收塔6的顶部与膜分离组件7连通，吸收塔6的底部设置有输出口，吸收塔6的上部侧壁设置吸收剂输入口；所述的第一液环压缩机5与收集机构连接的管路上连接有紧急排空阀3和第一浓度检测仪及自保控制系统14；所述的缓冲机构包括缓冲罐8和第二液环压缩机9；所述的缓冲罐8与膜分离组件7连通，缓冲罐8的顶部通过第二液环压缩机9与催化裂化再生器12连通，缓冲罐8的底部连接有第二氮气控制阀10；所述的第二液环压缩机9在与催化裂化再生器12连通的管路上设置有压力自保控制阀11和止回阀17；在第二液环压缩机9与压力自保控制阀11之间的管路上设置有第二浓度检测仪及自保控制系统15；压力自保控制阀11上设置有压力检测系统16；所述的保护单向阀18设置在缓冲机构与催化裂化再生器12连接的管路上，且靠近催化裂化再生器12的连接端口；所述的控制器分别与收集机构、吸收机构、膜分离组件7、液环真空泵13、保护单向阀18和缓冲机构电信号连接。

在实际使用时，控制器将挥发性有机物VOCs的治理装置中的紧急排空阀3和第一氮气控制阀4关闭，第二氮气阀10关闭；之后控制器控制第一液环压缩机5、第二液环压缩机9启动，收集机构对VOCs释放源1的挥发性有机物VOCs进行收集；控制器获取第一浓度检测仪及自保控制系统14测试值，当第一浓度检测仪及自保控制系统14测得值超过预设值时，控制器控制第一氮气控制阀4开启，往原料缓冲罐2内注入氮气，若第一浓度检测仪及自保控制系统14显示浓度超过预设值，控制器控制紧急排空阀3开启，同时停第一液环压缩机5、第二液环压缩机9；经收集机构收集的挥发性有机物VOCs进入吸收机构中的吸收塔6，从吸收塔6上部喷淋吸收剂，吸收剂将挥发性有机物VOCs中所能吸取的碳氢化合物吸收，经吸收后收集于吸收塔6塔底液相层暂存，待收集到预设量后排出；一部分碳氢化合物，以及无法吸收的惰性气体通过吸收塔6上部进入膜分离组件7；对进入膜分离组件7的挥发性有机物VOCs进行膜处理；其中的较大分子量碳氢化合物通过渗透膜片，在渗透区进行富集，通过液环真空泵13的抽吸作用返回原料缓冲罐2，经第一液环压缩机5重新进入吸收塔6进行吸收；而被截留在截留区的贫碳氢化合物气流，进入缓冲罐8。进入缓冲罐8的气体，经过缓冲罐8缓冲后通过第二液环压缩机9进入催化裂化再生器12；当控制器获取的第二浓度检测仪及自保控制系统15的浓度值超过预设值时，控制器控制开启第二氮气控制阀10，往缓冲罐8内注入氮气，以降低缓冲罐8内挥发性有机物VOCs的浓度；当控制器获取的第二浓度检测仪及自保控制系统15的浓度值超过预设值时，联锁停第一液环压缩机5、第二液环压缩机9，同时开启紧急放空阀3；当压力检测系统16的压力值低于预设值时，关闭压力自保控制阀11。

经催化裂化再生器12处理后的气体直接排放。

在实际使用时，经对分散的挥发性有机物VOCs进行收集，通过吸收、膜处理后再进入催化裂化再生器12进行氧化，大大降低了挥发性有机物VOCs的排放浓度，挥发性有机物VOCs浓度可降低至30mg/m³以下。经吸收预处理后挥发性有机物VOCs重组分可进行大量回收，并经过膜处理后可平稳膜后挥发性有机物VOCs的排放浓度，不受源头量的波动影响，对催化裂化再生器12无冲击，最终实现mg级达标排放。

实施例九：

一种挥发性有机物VOCs的治理装置的治理方法，包括如下步骤，

步骤一：控制器将挥发性有机物VOCs的治理装置中的紧急排空阀3和第一氮气控制阀4、第二氮气阀10关闭；

步骤二：控制器控制第一液环压缩机5、第二液环压缩机9启动，收集机构对VOCs释放源1的挥发性有机物VOCs进行收集；控制器获取第一浓度检测仪及自保控制系统14测试值，当第一浓度检测仪及自保控制系统14测得值超过预设值时，控制器控制第一氮气控制阀4开启，往原料缓冲罐2内注入氮气，若第一浓度检测仪及自保控制系统14显示浓度超过预设值，控制器控制紧急排空阀3开启，联锁停第一液环压缩机5、第二液化压缩机9；

步骤三：经收集机构收集的挥发性有机物VOCs进入吸收机构中的吸收塔6，从吸收塔6上部喷淋吸收剂，吸收剂将挥发性有机物VOCs中所能吸取的碳氢化合物吸收，经吸收后收集于吸收塔6塔底液相层暂存，待收集到预设量后排出；一部分碳氢化合物，以及无法吸收的惰性气体通过吸收塔6上部进入膜分离组件7；

步骤四：对进入膜分离组件7的挥发性有机物VOCs进行膜处理；其中的较大分子量碳氢化合物通过渗透膜片，在渗透区进行富集，通过液环真空泵13的抽吸作用返回原料缓冲罐2，经第一液环压缩机5重新进入吸收塔6进行吸收；而被截留在截留区的贫碳氢化合物气流，进入缓冲罐8；

步骤五：进入缓冲罐8的气体，经过缓冲罐8缓冲后通过第二液环压缩机9进入催化裂化再生器12；当控制器获取的第二浓度检测仪及自保控制系统15的浓度值超过预设值时，控制器控制开启第二氮气控制阀10，往缓冲罐8内注入氮气；当控制器获取的第二浓度检测仪及自保控制系统15的浓度值超过预设值时，联锁停第一液环压缩机5、第二液环压缩机9，同时开启紧急放空阀3；当压力检测系统16的压力值低于预设值时，关闭压力自保控制阀11；

步骤六：经过步骤五处理后的气体通过分布器进入催化裂化再生器12，并将经催化裂化再生器12处理后的气体进行排放。

在实际使用时，经对分散的挥发性有机物VOCs进行收集，通过吸收、膜处理后再进入催化裂化再生器12进行氧化，大大降低了挥发性有机物VOCs的排放浓度，挥发性有机物VOCs浓度可降低至30mg/m³以下，未增加VOCs排放口。经吸收预处理后挥发性有机物VOCs重组分可进行大量回收，并经过膜处理后可平稳膜后挥发性有机物VOCs的排放浓度，不受源头量的波动影响，对催化裂化再生器12无冲击。

在具体操作时，吸收剂的量一般为吸收设计量，可在吸收设计量左右调整，具体设计吸收剂量需根据进吸收塔VOCs组分和理论出塔VOCs组分经物料平衡、热量平衡、塔板数、塔高度等综合计算得出。采用吸收技术作为预处理技术成熟，一次性相对投资低，运行可靠性强。注入的氮气为工业氮气就可满足操作要求。

本实施例中的分布器采用的是现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：包括收集机构、吸收机构、膜分离组件(7)、液环真空泵(13)、缓冲机构和催化裂化再生器(12)；所述的收集机构的一端与VOCs释放源(1)连通，收集机构的另一端与吸收机构连通；所述膜分离组件(7)设置有截留区和渗透区，截留区与吸收机构连通，截留区上部与缓冲机构输入端连通，渗透区的底部通过液环真空泵(13)与收集机构连通；缓冲机构的输出端与催化裂化再生器(12)连通。

2.如权利要求1所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：所述的收集机构包括收集管线和原料缓冲罐(2)；所述收集管线的一端与VOCs释放源(1)连通，收集管线的另一端与原料缓冲罐(2)连通；原料缓冲罐(2)的底部连接有第一氮气控制阀(4)，原料缓冲罐(2)的顶部与吸收机构连通。

3.如权利要求1所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：所述的吸收机构包括第一液环压缩机(5)和吸收塔(6)；所述第一液环压缩机(5)的输入端通过管路与收集机构连接，第一液环压缩机(5)的输出端与吸收塔(6)连通；吸收塔(6)的顶部与膜分离组件(7)连通，吸收塔(6)的底部设置有输出口，吸收塔(6)的上部侧壁设置吸收剂输入口。

4.如权利要求3所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：所述的第一液环压缩机(5)与收集机构连接的管路上连接有紧急排空阀(3)和第一浓度检测仪及自保控制系统(14)。

5.如权利要求1所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：所述的缓冲机构包括缓冲罐(8)和第二液环压缩机(9)；所述的缓冲罐(8)与膜分离组件(7)连通，缓冲罐(8)的顶部通过第二液环压缩机(9)与催化裂化再生器(12)连通，缓冲罐(8)的底部连接有第二氮气控制阀(10)。

6.如权利要求5所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：所述的第二液环压缩机(9)在与催化裂化再生器(12)连通的管路上设置有压力自保控制阀(11)和止回阀(17)；在第二液环压缩机(9)与压力自保控制阀(11)之间的管路上设置有第二浓度检测仪及自保控制系统(15)；压力自保控制阀(11)上设置有压力检测系统(16)。

7.如权利要求1所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：还包括保护单向阀(18)；所述的保护单向阀(18)设置在缓冲机构与催化裂化再生器(12)连接的管路上，且靠近催化裂化再生器(12)的连接端口。

8.如权利要求1所述的一种挥发性有机物VOCs的治理装置，其特征在于：还包括控制器；所述的控制器分别与收集机构、吸收机构、膜分离组件(7)、液环真空泵(13)、保护单向阀(18)和缓冲机构电信号连接。

Images