CN216744387U - 一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，包括吸附系统、脱附系统、热回收系统，所述吸附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮的吸附区、吸附风机、排气筒，所述脱附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮的冷却区、沸石转轮的脱附区、脱附风机、催化燃烧炉、排气筒，所述热回收系统包括换热器和吸收式制冷机，所述催化燃烧炉出口依次连接换热器、吸收式制冷机后与所述排气筒相连，所述吸收式制冷机与沸石转轮的吸附区、冷却区的进气口相连接，利用废气余热冷却沸石转轮的进口废气。利用余热制冷技术，低能耗解决沸石转轮吸附区进口废气温度过高的问题，强化吸附过程。

Description

一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统

【技术领域】

本实用新型涉及挥发性有机废气治理的技术领域，特别是一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统。

【背景技术】

沸石转轮-催化氧化技术是一种常见的VOCs处理技术，运行稳定，净化效率高，在国内VOCs排放标准日益严格的形势下得到广泛应用。沸石转轮主要包括吸附区、脱附区和冷却区。废气通过吸附区得到净化，有机废气则在沸石转轮上浓缩；同时用另一股废气加热后对脱附区进行脱附再生，脱附温度在180-220℃之间，脱附后高浓VOCs废气进行下一步净化处理，高温脱附区继续进行吸附操作。沸石材料具有低温吸附、高温脱附的物理特性，床层温度过高则无法进行正常吸附操作。因而加入冷却区，对高温脱附区进行冷却后，再进行吸附操作。

实际运行中，冷却区由于采用常温废气进行风冷，风量与脱附区相同，无法有效将高温床层冷却至常温。这会导致冷却区床层进入吸附区仍带有一定温度，废气通过吸附区后，温度会升高3-5℃，而吸附温度高会导致吸附量减少。为了强化VOCs吸附过程，降低废气进口温度是一种有效途径，现提出一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，利用余热制冷技术，低能耗解决沸石转轮吸附区进口废气温度过高的问题，强化吸附过程。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统包括吸附系统、脱附系统、热回收系统，所述吸附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮的吸附区、吸附风机、排气筒，所述脱附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮的冷却区、沸石转轮的脱附区、脱附风机、催化燃烧炉、排气筒，所述热回收系统包括换热器和吸收式制冷机，所述催化燃烧炉出口依次连接换热器、吸收式制冷机后与所述排气筒相连，所述吸收式制冷机与沸石转轮的吸附区、冷却区的进气口相连接，利用废气余热冷却沸石转轮的进口废气。

作为优选，所述换热器包括第一换热器、第二换热器，所述催化燃烧炉的出口依次连接第一换热器、第二换热器、吸收式制冷机后，再与所述排气筒相连。

作为优选，所述沸石转轮的冷却区出口连接第一换热器后，再与沸石转轮的脱附区入口相连，所述第一换热器利用催化燃烧炉出口热废气加热脱附区入口废气。

作为优选，所述脱附风机的出口连接第二换热器后，再与催化燃烧炉入口相连，所述第二换热器利用催化燃烧炉出口经第一换热器初步冷却后的余热废气对催化燃烧炉入口废气进行预热，所述第二换热器还包括用于调节其热流出口废气温度的冷流旁路。

作为优选，所述催化燃烧炉内部沿废气处理方向依次设置有加热区和催化区，所述加热区的进口连接脱附风机的出口，所述加热区的出口连接催化区的进口，所述催化区的出口连接换热器的进口。

本实用新型的有益效果：

1、降低沸石转轮吸附进口废气温度，可使沸石吸附容量增大，减少沸石转轮冷却区残热对吸附带来的不利影响，强化吸附过程，增加VOCs净化效率。

2、第一换热器、第二换热器利用催化燃烧炉热废气分别加热沸石转轮脱附气流与催化燃烧炉入口气流，实现合理利用余热废气资源。

3、该方法实现低温吸附目标的运行能耗较低。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统的结构示意图；

图2是为沸石转轮的示意图，用于说明沸石转轮运行方式。

附图标记说明：

1-沸石转轮、101-吸附区、102-冷却区、103-脱附区、2-吸附风机、3-排气筒、4-脱附风机、5-催化燃烧炉、501-催化区、502-加热区、6-第一换热器、7-第二换热器、701-冷流旁路、8-吸收式制冷机、801-第一冷却水管路、802-第二冷却水管路。

【具体实施方式】

参阅图1至图2本实用新型一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，包括吸附系统、脱附系统、热回收系统，所述吸附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮1的吸附区101、吸附风机2、排气筒3，所述脱附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮1的冷却区102、沸石转轮1的脱附区103、脱附风机4、催化燃烧炉5、排气筒3，所述热回收系统包括换热器和吸收式制冷机8，所述催化燃烧炉5出口依次连接换热器、吸收式制冷机8后与所述排气筒3相连，所述吸收式制冷机8与沸石转轮1的吸附区101、冷却区102的进气口相连接，利用废气余热冷却沸石转轮1的进口废气。

进一步地，所述换热器包括第一换热器6、第二换热器7，所述催化燃烧炉5的出口依次连接第一换热器6、第二换热器7、吸收式制冷机8后，再与所述排气筒3相连。

进一步地，所述沸石转轮1的冷却区102出口连接第一换热器6后，再与沸石转轮1的脱附区103入口相连，所述第一换热器6利用催化燃烧炉5出口热废气加热脱附区103入口废气。

进一步地，所述脱附风机4的出口连接第二换热器7后，再与催化燃烧炉5入口相连，所述第二换热器7利用催化燃烧炉5出口经第一换热器6初步冷却后的余热废气对催化燃烧炉5入口废气进行预热，所述第二换热器7还包括用于调节其热流出口废气温度的冷流旁路701。

进一步地，所述催化燃烧炉5内部沿废气处理方向依次设置有加热区502和催化区501，所述加热区502的进口连接脱附风机4的出口，所述加热区502的出口连接催化区501的进口，所述催化区501的出口连接换热器的进口。

该系统通过加入吸收式制冷机，合理利用沸石转轮-催化燃烧系统的尾气余热，用于冷却沸石转轮吸附区进口废气浓度，强化吸附过程，达到增加净化效率的目的，且运行能耗较低。具体实现方式如下：

参阅图1，该系统包括吸附系统、脱附系统、热回收系统三个模块，待处理VOCs废气预先进行除尘、除湿后，根据沸石转轮1浓缩比分别进入吸附系统与脱附系统。

参阅图2，该工艺核心设备为沸石转轮1，由吸附区101、冷却区102、脱附区103组成。沸石转轮1的工作模块(转轮)单向转动，使同一扇形区域依次经过吸附区101、脱附区103和冷却区102，逐一经历常温吸附浓缩、高温脱附再生、高温冷却至常温三个过程，完成吸附-脱附再生过程。

本实用新型的工作过程具体包括以下步骤：

S1.吸附系统运行方式为：废气经过吸收式制冷机8后，温度降低，之后进入沸石转轮1吸附区101，完成吸附净化，经过吸附风机2牵引，至排气筒3排放；有机分子则在沸石转轮1吸附区101浓缩。

S2.脱附系统运行方式为：废气进入沸石转轮1冷却区102预热，之后通过第一换热器6加热至180-220℃，并对沸石转轮1脱附区103进行脱附，此时废气富集了高浓度VOCs；沸石转轮1冷却区102被冷却，待进入吸附区101进行吸附工作；沸石转轮1脱附区103脱附完成后，待进入冷却区102进行冷却；之后废气通过脱附风机4增压输送，经第二换热器7预热后，进入催化燃烧炉5，先通过加热区502加热至催化燃烧反应工作温度(一般在260℃以上)，再通入催化区501完成催化燃烧反应，废气得到净化，尾气经第一换热器6、第二换热器7、吸收式制冷机8余热利用后，进入排气筒3排放；

S3.热回收系统运行方式为：常温废气通过沸石转轮1冷却区102进行预热。

进一步地，步骤S3中热回收系统运行方式还包括：第一换热器6利用催化燃烧炉5出口热废气加热沸石转轮1脱附区103入口废气。

进一步地，步骤S3中热回收系统运行方式还包括：第二换热器7利用催化燃烧炉5出口经第一换热器6初步冷却后的余热废气对催化燃烧炉5入口废气进行预热。

进一步地，步骤S3中热回收系统运行方式还包括：吸收式制冷机8通常为溴化锂吸收式制冷机，利用催化燃烧炉5出口经第一换热器6和第二换热器7冷却后100-180℃的余热废气，对沸石转轮1进口废气进行冷却，热量被第一冷却水管路801和第二冷却水管路802中的冷却水吸收，若余热废气温度过低，可通过增加第二换热器7冷流旁路701流量进行调节。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，其特征在于：包括吸附系统、脱附系统、热回收系统，所述吸附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮(1)的吸附区(101)、吸附风机(2)、排气筒(3)，所述脱附系统包括沿废气处理方向依次设置的沸石转轮(1)的冷却区(102)、沸石转轮(1)的脱附区(103)、脱附风机(4)、催化燃烧炉(5)、排气筒(3)，所述热回收系统包括换热器和吸收式制冷机(8)，所述催化燃烧炉(5)出口依次连接换热器、吸收式制冷机(8)后与所述排气筒(3)相连，所述吸收式制冷机(8)与沸石转轮(1)的吸附区(101)、冷却区(102)的进气口相连接，利用废气余热冷却沸石转轮(1)的进口废气。

2.如权利要求1所述的一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，其特征在于：所述换热器包括第一换热器(6)、第二换热器(7)，所述催化燃烧炉(5)的出口依次连接第一换热器(6)、第二换热器(7)、吸收式制冷机(8)后，再与所述排气筒(3)相连。

3.如权利要求2所述的一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，其特征在于：所述沸石转轮(1)的冷却区(102)出口连接第一换热器(6)后，再与沸石转轮(1)的脱附区(103)入口相连，所述第一换热器(6)利用催化燃烧炉(5)出口热废气加热脱附区(103)入口废气。

4.如权利要求2所述的一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，其特征在于：所述脱附风机(4)的出口连接第二换热器(7)后，再与催化燃烧炉(5)入口相连，所述第二换热器(7)利用催化燃烧炉(5)出口经第一换热器(6)初步冷却后的余热废气对催化燃烧炉(5)入口废气进行预热，所述第二换热器(7)还包括用于调节其热流出口废气温度的冷流旁路(701)。

5.如权利要求1所述的一种余热利用型沸石转轮催化氧化VOCs治理系统，其特征在于：所述催化燃烧炉(5)内部沿废气处理方向依次设置有加热区(502)和催化区(501)，所述加热区(502)的进口连接脱附风机(4)的出口，所述加热区(502)的出口连接催化区(501)的进口，所述催化区(501)的出口连接换热器的进口。

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