CN216321101U - 一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，包括：VOCs废气预处理模块、VOCs废气富集净化模块、热氧化还原处理模块及尾气处理模块，所述VOCs废气预处理模块连接所述VOCs废气富集净化模块，所述VOCs废气富集净化模块连接所述热氧化还原处理模块及尾气处理模块。本实用新型提供的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，适用于中高浓度、大风量工业源VOCs废气处理，并利用VOCs废气作还原剂生产海绵铁，实现了达标排放及高值资源化利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及挥发性有机物处理技术领域，特别是涉及一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)暴露在阳光下、大气中能够发生光化学转化，生成O3、PM2.5和光化学烟雾，是导致大气复合污染的关键前体物。此外，很多VOC组分(如甲醛、苯、甲苯)对人体器官和神经系统还会造成直接毒害。近年来针对持久广泛存在的VOCs严重污染问题，世界各国特别是我国持续进行治理和管控，对有效治理VOCs污染的技术具有迫切需求。
现行的VOCs污染治理技术，按净化过程的特征大致可概括为四种：1)基于物理变化过程的冷凝法(气-液相平衡原理)、吸收法(溶解平衡原理)和膜分离法(孔径筛分与选择性渗透原理)，可在保持分子不变的情况下实现VOCs减污和回收利用。2)基于界面过程的吸附法(固定床吸附系统和旋转式吸附系统)，其通过物理吸附或化学吸附作用将VOCs分子浓集在多孔固体表面，可在基本保持分子不变的情况下实现VOCs的减污和一定程度的回收利用。3)基于深度氧化反应过程的热力焚烧法(TO/TNV、RTO)、催化氧化法(CO、RCO)、等离子体氧化法、光催化及光电催化氧化法，这些方法通过高温燃烧或活化氧化将VOCs分子降解矿化成CO2、H2O等无机小分子，从而实现分子销毁性的VOCs除污及部分热能利用。4)基于微生物代谢过程的生物法(生物滤床、生物滴滤塔、生物洗涤塔等)，其通过一系列复杂的生化过程把VOCs分子转化为CO2、H2O等无机小分子，也可实现分子破坏性的VOCs脱污。上述技术各有优点也分别存在局限性，存在的共性难题是，当用于处理中高浓度、大风量工业废气时，由于净化原理特征的限制，这些VOCs治理技术存在经济性差和治理设施低效运行等瓶颈问题。
CN211562980U公开了一种具有催化燃烧系统的活性炭吸脱附装置，该套装置包括多个活性炭吸附床和1个催化燃烧床；在使用该装置处理VOCs废气时，首先利用活性炭床吸附净化VOCs废气，吸附床的出口气体达标排放；然后用催化燃烧床产生的热气体对吸附后的VOCs气体进行解吸，解吸气体再入催化燃烧床进行催化氧化，实现达标排放。该发明装置虽然解决了催化燃烧炉慢预热升温过程中废气排放超标的问题，但是VOCs的资源利用价值很低。
CN111068464B公开了一种捕集含挥发性有机物的气体并制备碳纳米材料的系统和方法，该系统包括1个吸收/解吸子系统、1个吸附/脱附子系统和1个碳化子系统，或者再结合1个气液分离子系统；在运行该系统时，首先通过串联使用吸收和吸附作用去除气体中的挥发性有机物，实现达标排放；然后，对吸收和吸附下来的有机物执行解吸和脱附、分离冷凝，以收集液体、回收利用或再处理；在这一步分离之后的气体，进入碳化子系统，于高温下转化为碳纳米材料，而这里产生的尾气与吸附/脱附子系统的尾气合并后，达标排放。虽然该发明能延长吸附剂使用周期，降低了能耗，将部分VOCs分子转化为碳纳米材料；然而，存在以下几个缺点，一是吸附剂的脱附再生仍使用常规的加热或抽真空方法，效率低、难以避免脱附过程的二次污染问题；二是收集得到的有机液体为混合物，其回收后的用途不明确，利用价值较低；三是在该系统方法中只有少量VOCs气体转化为所述的碳纳米材料，且使用成本高的裂解催化剂，所得碳纳米材料的用途也未明确。
因此，面向中高浓度、大风量工业有机废气的处理，针对上述技术缺乏高效脱附方法、脱附过程中活性炭床容易发生“焖燃”现象，以及吸附后的VOCs只做简单的冷凝收集或作低价值燃料燃烧处理等问题，亟需开发一种能够同时实现其高效净化与高值化利用，并可实现吸附气体的无氧内循环脱附、避免“焖燃”现象发生的系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，适用于中高浓度、大风量工业源VOCs废气处理，并利用VOCs废气作还原剂生产海绵铁，实现了达标排放及高值资源化利用。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，包括：VOCs废气预处理模块、VOCs废气富集净化模块、热氧化还原处理模块及尾气处理模块，所述VOCs废气预处理模块连接所述VOCs废气富集净化模块，所述VOCs废气富集净化模块连接所述热氧化还原处理模块及尾气处理模块；所述热氧化还原处理模块连接VOCs废气富集净化模块，并自身设置有固体产物和气体产物的收集利用装置。
所述VOCs废气预处理模块用于去除废气中的固体颗粒或粘性杂质；
所述VOCs废气富集净化模块包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第一三通阀门、第二三通阀门及吸附床，所述VOCs废气预处理模块通过所述第一管道连接所述第一三通阀门的第一接口，所述第一三通阀门的第二接口连接所述第二管道，所述第一三通阀门的第三接口连接所述吸附床的气体进口，所述吸附床的气体出口连接所述第二三通阀门的第三接口，所述第二三通阀门的第一接口连接所述第四管道，所述第二管道及第四管道连接所述热氧化还原处理模块，所述第二三通阀门的第二接口连接所述第三管道，所述第三管道连接所述尾气处理模块；
所述热氧化还原处理模块包括热氧化反应床、气体热交换器、循环风机、第三三通阀门及二氧化碳捕集装置，所述第四管道连接所述气体热交换器内部的热交换管进气口，所述气体热交换器内部的热交换管出气口通过循环风机连接热氧化反应床的下部进气端，所述热氧化反应床的上部出气端连接所述气体热交换反应器的进气端，所述气体热交换器的出气端连接所述第三三通阀门的第三接口，所述第三三通阀门的第二接口连接所述二氧化碳捕集装置，所述第三三通阀门的第一接口连接所述第二管道；
所述尾气处理模块包括排风机及排放气处理装置，所述第三管道连接所述排风机，所述排风机连接所述排放气处理装置。
可选的，所述VOCs废气预处理模块与所述第一管道之间连接有气体流量计，所述VOCs废气预处理模块为玻璃纤维板式过滤器、合成纤维袋式过滤器及玻璃纤维蓬松毡式过滤器中的一种或多种组合。
可选的，所述吸附床连接有防火安全模块，所述防火安全模块包括防火安全阀门、温度传感器及防火安全装置，所述防火安全装置为置于安全气柜内的惰性气体钢瓶，所述温度传感器用于检测所述吸附床内部的温度，所述防火安全装置通过支路管路连接有喷头，所述支路管路上设置所述防火安全阀门，所述防火安全阀门及喷头均靠近所述吸附床设置，所述吸附床的气体出口与所述第二三通阀门的第三接口之间连接有气体流量计及气体浓度分析传感器。
可选的，所述吸附床设置有多个，所述第一三通阀门、第二三通阀门、防火安全模块、气体流量计及气体浓度分析传感器对应所述吸附床设置有多个。
可选的，所述热氧化反应床的顶部设置有带密封阀门的固体加料器，用于向热氧化反应床内加料，所述热氧化反应床内部的底部设置有多孔板，用于保证从吸附床脱附得到的高浓度VOCs气体均匀通入，所述多孔板上设置有还原铁粉卸料阀门，所述还原铁粉卸料阀门的底部设置有冷却储存容器，用于对高温铁粉进行降温，所述冷却储存容器的底部中心设置有热反应铁粉出口，所述冷却储存容器上设置所述下部进气端，所述热氧化反应床的内部设置有外置电加热及温度控制装置，用于控制热氧化反应床内部的温度。
可选的，所述热氧化反应床的上部出气端连接有干式除尘装置及气体浓度分析传感器，所述第三三通阀门的第二接口与所述二氧化碳捕集装置之间连接有气体流量计，所述循环风机及下部进气端之间连接有干式阻火器，所述气体热交换器的底部连接有冷凝水收集容器，用于收集冷凝水。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，将铁氧化物热还原制备海绵铁的过程与VOCs吸附、脱附过程组合在一起，能够利用吸附作用净化和富集VOCs，氧化铁热氧化进一步转化分解VOCs，实现了VOCs污染物的高效净化；利用VOCs废气作氧化铁还原剂，实现了VOCs直接还原铁的规模生产，工艺过程简单，VOCs利用价值高，得到的直接还原铁(海绵铁)是炼钢的原料，市场需求大，VOCs的氧化产物为CO2和H2O，CO2纯度高，便于捕集和转化利用，避免了温室气体碳排放，提高了VOCs废气的资源化利用价值。
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为本实用新型实施例挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统的使用流程示意图。
附图标记：101、VOCs废气预处理模块；102、气体流量计；201、第一管道；202、第一三通阀门；203、第二管道；204、温度传感器；205、吸附床；206、气体浓度分析传感器；207、第二三通阀门；208、第三管道；209、第四管道；210、防火安全阀门；211、防火安全装置；301、二氧化碳捕集装置；302、第三三通阀门；303、气体热交换器；304、冷凝水收集容器；305、循环风机；306、干式除尘装置；307、固体加料器；308、热氧化反应床；309、外置电加热及温度控制装置；310、还原铁粉卸料阀门；311、多孔板；312、冷却储存容器；313、热反应铁粉出口；314、干式阻火器；315、热交换管；401、排风机；402、排放气处理装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。
本实用新型的目的是提供一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，适用于中高浓度、大风量工业源VOCs废气处理，并利用VOCs废气作还原剂生产海绵铁，实现了达标排放及高值资源化利用。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型实施例提供的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，包括：VOCs废气预处理模块101、VOCs废气富集净化模块、热氧化还原处理模块及尾气处理模块，所述VOCs废气预处理模块101连接所述VOCs废气富集净化模块，所述VOCs废气富集净化模块连接所述热氧化还原处理模块及尾气处理模块；所述热氧化还原处理模块连接VOCs废气富集净化模块，并自身设置有固体产物和气体产物的收集利用装置；
所述VOCs废气预处理模块101用于去除废气中的固体颗粒或粘性杂质；
所述VOCs废气富集净化模块包括第一管道201、第二管道203、第三管道208、第四管道209、第一三通阀门202、第二三通阀门207及吸附床205，所述VOCs废气预处理模块101通过所述第一管道201连接所述第一三通阀门202的第一接口，所述第一三通阀门202的第二接口连接所述第二管道203，所述第一三通阀门202的第三接口连接所述吸附床205的气体进口，所述吸附床205的气体出口连接所述第二三通阀门207的第三接口，所述第二三通阀门207的第一接口连接所述第四管道209，所述第二管道203及第四管道209连接所述热氧化还原处理模块，所述第二三通阀门207的第二接口连接所述第三管道208，所述第三管道208连接所述尾气处理模块；
所述热氧化还原处理模块包括热氧化反应床308、气体热交换器303、循环风机305、第三三通阀门302及二氧化碳捕集装置301，所述第四管道209连接所述气体热交换器303内部的热交换管315进气口，所述气体热交换器303内部的热交换管315出气口通过循环风机305连接热氧化反应床308的下部进气端，所述热氧化反应床308的上部出气端连接连接所述气体热交换反应器303的进气端，所述气体热交换器303的出气端连接所述第三三通阀门302的第三接口，所述第三三通阀门302的第二接口连接所述二氧化碳捕集装置301，所述第三三通阀门302的第一接口连接所述第二管道203；
所述尾气处理模块包括排风机401及排放气处理装置402，所述第三管道208连接所述排风机401，所述排风机401连接所述排放气处理装置402，所述排放气处理装置402一般由消音器和高空排放气筒组合构成。
所述VOCs废气预处理模块101与所述第一管道201之间连接有气体流量计102，所述VOCs废气预处理模块101可以选用玻璃纤维板式过滤器、合成纤维袋式过滤器及玻璃纤维蓬松毡式过滤器等颗粒物过滤装置中的一种或多种组合，也可以使用石灰石、石英砂颗粒填充床，目的是去除来源废气中的固体颗粒或粘性杂质(如涂装行业的有机废气往往含粘性的油漆雾)。
所述吸附床205的气体出口与所述第二三通阀门207的第三接口之间连接有气体流量计102及气体浓度分析传感器206。
所述吸附床205连接有防火安全模块，所述防火安全模块包括防火安全阀门210、温度传感器204及防火安全装置211，其中，所述防火安全装置211为置于安全气柜内的惰性气体钢瓶(例如氮气)，所述温度传感器204用于检测所述吸附床205内部的温度，所述防火安全装置211通过支路管路连接有喷头，所述支路管路上设置所述防火安全阀门210，所述防火安全阀门210及喷头均靠近所述吸附床205设置。
所述吸附床205设置有多个，所述第一三通阀门202、第二三通阀门207、防火安全模块、气体流量计102及气体浓度分析传感器206对应所述吸附床205设置有多个；
所述吸附床205至少有2个，吸附床205的个数和容积根据拟处理废气的风量、组成和场地等情况确定，设置多个是为了能够交叉进行吸附和脱附操作；
所述吸附床205之间三通阀门都是并联连接的，并且阀门输入和输出同一类气体的管道之间也是并联连接的；
所述吸附床205可以是箱式、圆柱形塔式，内中装填吸附量高、易再生的吸附剂，材质为活性炭、碳纤维、有机树脂、分子筛、硅胶、氧化铝等中的一种或几种，吸附剂的形态可以是颗粒状、柱状、成型的蜂窝状中的一种或其组合，其中优选的是活性炭。
所述热氧化反应床308的顶部设置有带密封阀门的固体加料器307，用于向热氧化反应床308内加料，所述热氧化反应床308内部的底部设置有多孔板311，用于保证从吸附床205脱附得到的高浓度VOCs气体均匀通入，所述多孔板311上设置有还原铁粉卸料阀门310，所述还原铁粉卸料阀门310的底部设置有冷却储存容器312，用于对高温铁粉进行降温，所述冷却储存容器312的底部中心设置有热反应铁粉出口313及热压成型机，所述冷却储存容器312上设置所述下部进气端，所述热氧化反应床308内部设置有外置电加热及温度控制装置309，用于控制热氧化反应床内部的温度。
所述热氧化反应床308的上部出气端连接有干式除尘装置306及气体浓度分析传感器206，所述第三三通阀门302的第二接口与所述二氧化碳捕集装置301之间连接有气体流量计102，所述循环风机305及下部进气端之间连接有干式阻火器314，所述气体热交换器303的底部连接有冷凝水收集容器304，用于收集冷凝水。
如图2所示，本实用新型的使用过程为：
当所述吸附床执行吸附操作时，将上端的第一三通阀门与待处理废气的第一管道接通，下端的第二三通阀门与第三管道接通，调节流量，使废气以一定的流速通过吸附床进行吸附净化，该步骤在常温常压下进行，通过气体浓度分析传感器监测出口浓度，当浓度接近排放限值时，停止吸附操作，这个过程中产生的达标气体，在尾气处理模块的排风机的驱动下经第三管道和排放气处理装置进行达标排放，这是本系统实现VOCs净化功能的装置和步骤之一；
经过上述操作后，吸附床视为被VOCs穿透，开始执行脱附操作，此时将第一三通阀门和第二三通阀门分别调至与第二管道和第四管道连通，本实用新型使用的脱附气体介质为来自热氧化还原处理模块的热氧化反应床产生的高温还原气并经干式除尘装置和气体热交换器处理后得到的气体，所述的脱附气体在优化的处理条件下主要由二氧化碳和少量水汽构成，温度控制在80-180℃范围，能保证对吸附的VOCs快速高效地脱附，同时由于不含氧气在用于活性炭床脱附时也不会发生“焖燃”现象，使脱附过程是安全的，本实用新型既使脱附高效、节省能源，又能保证脱附过程的安全运行；经脱附产生的高浓度VOCs气体(通常是多组分混合物)，不必再经冷凝、分离等以回收为目的的操作，在本系统中直接用作铁氧化物的还原剂，以得到海绵铁(也叫直接还原铁，DRI)；
上述步骤交叉实施，就会实现吸附床的吸附/脱附再生使用以及输入端VOCs废气的净化和达标排放，由于脱附气是系统自循环产生的，不需单独加热升温，因而是高效的、节能的，操作方便的；
为防止使用活性炭床脱附时意外着火的风险，所述吸附床连接有防火安全模块，所述防火安全模块包括防火安全阀门、温度传感器及防火安全装置，其中，所述防火安全装置为置于安全气柜内的惰性气体钢瓶(例如氮气)，所述温度传感器用于检测所述吸附床内部的温度，所述防火安全装置通过支路管路连接有喷头，所述支路管路上设置所述防火安全阀门，所述防火安全阀门及喷头均靠近所述吸附床设置，该防火安全模块可采用电控方式控制，例如通过PLC程序控制器采集温度传感器的温度，进而控制防火安全阀门是否开启。
经VOCs废气富集净化模块的吸附床脱附得到的高浓度VOCs气体经其输出第四管道进入气体热交换器内部的热交换管，在其中与高温还原气(约600℃以上)进行热交换后，利用循环风机从下部进口输送到热氧化反应床301中，其中在下部进气端前端设置阻火器，所述热氧化反应床中预先装填有细粒铁氧化物，作为氧载体，并预先加热到预设的温度范围，其温度范围为600～1200℃，其中优选的是800～1000℃，根据反应温度、进气VOCs浓度调整气体通过反应床的流速，以确保VOCs能完全被氧化铁氧化为二氧化碳和水，而氧化铁大部分被还原为铁单质，该反应所得到的的还原铁称为直接还原铁(DRI)，也叫海绵铁，当还原度达到85％以上时可以作为优质炼钢原料使用，进一步地，在该反应系统中，海绵铁的还原度主要取决于反应温度和VOCs与氧化铁颗粒的充分接触，因此，提高温度、降低流速是有利于提高还原度的；
所述的铁氧化物是指各种天然铁矿、轧钢厂产生的废铁料-铁鳞、天然或合成的单一铁氧化物Fe2O3、Fe3O4、FeO或者FeOOH，其中优选的是铁精粉和铁鳞；
所述细粒氧化铁是指其粒度控制在0.42～30mm，其中优选的是1～10mm；
进一步地，为保证高还原度，在热氧化反应床下端设置了还原铁粉的冷却储存容器，由于VOCs是自下而上流动的，下部的氧化铁与其接触时间更长、还原更充分，所以可采用间歇部分卸料的办法，每次卸料三分之一到二分之一，这样上部的原料还可继续与新进入的VOCs反应；
进一步地，稍微冷却降温至300℃以下后，将DRI移出容器，用热压机压制成块状，得到海绵铁产品，用作炼钢原料；
本实用新型利用氧化铁的晶格氧与VOCs分子反应，它们之间发生的是氧化还原反应，VOCs分子被氧化为CO2和H2O，而其中的铁离子(Fe2O3、Fe3O4或FeO)被逐级还原，即Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe，在优化的条件下最终得到高还原度的海绵铁(≥98％)，通常很容易达到85％以上。
研究表明，在高温下VOCs与不同氧化铁之间的总反应属于弱放热反应，因此反应热可以提供一部分热，但需要外置加热以保证反应所需的问题，因此，本实用新型在热氧化反应床内部设置有外置电加热及温度控制装置，用于控制热氧化反应床内部的温度。
本实用新型创新性地利用氧化铁晶格氧氧化降解VOCs，同步实现了VOCs的降解去污与海绵铁的制备，氧化铁是消除VOCs的氧化剂、VOCs是炼铁的还原剂，而且在优化条件下得到的气体产物只有CO2和H2O，这有利于CO2的捕集和转化利用。
为便于理解所发生的反应，以苯(C6H6)和乙醇(C2H5OH)为例，给出两种VOC化合物与Fe2O3之间的反应如下：
2Fe2O3(s)+C2H5OH(g)＝4Fe3O4(s)+3H2O(g)+2CO2(g)
5Fe2O3(s)+C6H6(g)＝10Fe(s)+3H2O(g)+6CO2(g)
本实用新型还应当设置PLC程序控制器及显示模块，其中PLC程序控制器用于获取各传感器的信息及控制各阀门的启闭，所述显示模块用于显示这些信息。
本实用新型由所述热氧化反应床上部出口排出的高温还原气，温度在600℃以上，先经干式热除尘装置过滤掉可能携带的粉尘，再进入到气体热交换器中与在气体热交换器内部的热交换管中流动的高浓VOCs废气进行换热，对高浓VOCs废气进行预热，提高其温度，以充分利用反应余热，同时将用于脱附的还原气降至适当的温度，再进入吸附床作为脱附介质气体，这个过程中一定量的水汽被冷凝收集到气体热交换器下方的冷凝水收集容器中；其中剩余的还原气输送到二氧化碳捕集装置，对二氧化碳进行回收或转化利用；
进一步地，在热还原气流动管路中，在干式热除尘装置和气体热交换器之间安装1个气体浓度分析传感器，用于在线检测出口热气体中的VOCs浓度，当其VOCs浓度接近排放限值时视为氧化铁反应床被穿透，可以通过PLC程序控制器自动控制卸掉部分DRI产物和添加氧化铁原料。
由VOCs废气富集净化模块脱附产生的高浓VOCs气体，经第四管道送入上述气体热交换器进行预热，然后经循环风机送入热氧化反应床，用作还原剂去还原铁氧化物得到DRI，而自身被氧化分解为CO2和H2O。
尾气处理模块由排风机、排放气处理装置及排气管道构成，其中排风机的进口与VOCs废气富集净化模块的第三管道相连，所述排放气处理装置一般由消音器和高空排放气筒组合构成。
本实用新型提供的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，将铁氧化物热还原制备海绵铁的过程与VOCs吸附、脱附过程组合在一起，能够利用吸附作用净化和富集VOCs，氧化铁热氧化进一步转化分解VOCs，实现了VOCs污染物的高效净化，利用VOCs废气作氧化铁还原剂，实现了VOCs直接还原铁的规模生产，工艺过程简单，VOCs利用价值高，得到的直接还原铁(海绵铁)是炼钢的原料，市场需求大，VOCs的氧化产物为CO2和H2O，CO2纯度高，便于捕集和转化利用，避免了温室气体碳排放，提高了VOCs废气的资源化利用价值。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，包括：VOCs废气预处理模块、VOCs废气富集净化模块、热氧化还原处理模块及尾气处理模块，所述VOCs废气预处理模块连接所述VOCs废气富集净化模块，所述VOCs废气富集净化模块连接所述热氧化还原处理模块及尾气处理模块；
所述VOCs废气预处理模块用于去除废气中的固体颗粒或粘性杂质；
所述VOCs废气富集净化模块包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第一三通阀门、第二三通阀门及吸附床，所述VOCs废气预处理模块通过所述第一管道连接所述第一三通阀门的第一接口，所述第一三通阀门的第二接口连接所述第二管道，所述第一三通阀门的第三接口连接所述吸附床的气体进口，所述吸附床的气体出口连接所述第二三通阀门的第三接口，所述第二三通阀门的第一接口连接所述第四管道，所述第二管道及第四管道连接所述热氧化还原处理模块，所述第二三通阀门的第二接口连接所述第三管道，所述第三管道连接所述尾气处理模块；
所述热氧化还原处理模块包括热氧化反应床、气体热交换器、循环风机、第三三通阀门及二氧化碳捕集装置，所述第四管道连接所述气体热交换器内部的热交换管进气口，所述气体热交换器内部的热交换管出气口通过循环风机连接热氧化反应床的下部进气端，所述热氧化反应床的上部出气端连接连接所述气体热交换反应器的进气端，所述气体热交换器的出气端连接所述第三三通阀门的第三接口，所述第三三通阀门的第二接口连接所述二氧化碳捕集装置，所述第三三通阀门的第一接口连接所述第二管道；
所述尾气处理模块包括排风机及排放气处理装置，所述第三管道连接所述排风机，所述排风机连接所述排放气处理装置。
2.根据权利要求1所述的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，所述VOCs废气预处理模块与所述第一管道之间连接有气体流量计，所述VOCs废气预处理模块为玻璃纤维板式过滤器、合成纤维袋式过滤器及玻璃纤维蓬松毡式过滤器中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，所述吸附床连接有防火安全模块，所述防火安全模块包括防火安全阀门、温度传感器及防火安全装置，所述防火安全装置为置于安全气柜内的惰性气体钢瓶，所述温度传感器用于检测所述吸附床内部的温度，所述防火安全装置通过支路管路连接有喷头，所述支路管路上设置所述防火安全阀门，所述防火安全阀门及喷头均靠近所述吸附床设置，所述吸附床的气体出口与所述第二三通阀门的第三接口之间连接有气体流量计及气体浓度分析传感器。
4.根据权利要求3所述的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，所述吸附床设置有多个，所述第一三通阀门、第二三通阀门、防火安全模块、气体流量计及气体浓度分析传感器对应所述吸附床设置有多个。
5.根据权利要求4所述的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，所述热氧化反应床的顶部设置有带密封阀门的固体加料器，用于向热氧化反应床内加料，所述热氧化反应床内部的底部设置有多孔板，用于保证从吸附床脱附得到的高浓度VOCs气体均匀通入，所述多孔板上设置有还原铁粉卸料阀门，所述还原铁粉卸料阀门的底部设置有冷却储存容器，用于对高温铁粉进行降温，所述冷却储存容器的底部中心设置有热反应铁粉出口，所述冷却储存容器上设置所述下部进气端，所述热氧化反应床的内部设置有外置电加热及温度控制装置，用于控制热氧化反应床内部的温度。
6.根据权利要求5所述的挥发性有机废气富集净化及与炼铁耦合的系统，其特征在于，所述热氧化反应床的上部出气端连接有干式除尘装置及气体浓度分析传感器，所述第三三通阀门的第二接口与所述二氧化碳捕集装置之间连接有气体流量计，所述循环风机及下部进气端之间连接有干式阻火器，所述气体热交换器的底部连接有冷凝水收集容器，用于收集冷凝水。
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