CN217646424U - 一种带余热利用的活性炭集中再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带余热利用的活性炭集中再生装置，包括废气处理机构和换热循环机构，废气处理机构包括活性炭存储装置、催化燃烧装置、管式换热器和再生式存储装置，活性炭存储装置的内部设置有炭箱和下部脱附管道，下部脱附管道与催化燃烧装置的内部连通，管式换热器上设置有水循环管道，管式换热器的出口与再生式存储装置连通，换热循环机构包括板式换热装置和换热输送管道，下部脱附管道经过板式换热装置的内部，总之本实用新型能够脱附活性炭存储装置中储存的废气，使活性炭再生，利用脱附再生过程中产生的有机物燃烧过程中获取的热能进行循环利用，具有能实现活性炭再生的基础上合理利用资源以及排放气体符合排放标准的特点。

Description

一种带余热利用的活性炭集中再生装置

技术领域

本实用新型涉及活性炭回收利用技术领域，尤其涉及一种带余热利用的活性炭集中再生装置。

背景技术

在当前工业深度治理VOCS的大前提下，工厂生产过程中会产生大量的工业有机废气，尤其是在喷漆涂装、注塑等过程中会产生大量的有害气体,该生产工艺废气风量大、有机物浓度低。这些废气对自然环境的危害较大，特别是给操作工人的健康带来较大的威胁，尤其是苯、甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯等挥发性化合物，这些挥发性化合物在涂料溶剂以及稀释剂等有机溶剂中普遍存在，而有机溶剂在喷涂时不会吸附在工件表面，会全部挥发到空气中变为有机废气，这些废气具有沸点低、常温下容易挥发的特征，非常容易对周边环境以及操作人员的身体健康产生较大的影响；活性炭是处理有机废气过程中非常有效的物质，活性炭在此领域应用非常的广泛，虽然能够有效的处理有机废气，降低有机废气的污染，但是活性炭的大量使用也导致了大量的吸附饱和后的旧活性炭直接转换为固体废料，会大大增加工厂固体废料的产生量，从而也给企业增加了固废的后处理费用，一定程度上也不符合国家节能减排的大方向，虽然目前存在一些活性炭再生设备，但是这些部分活性炭再生设备在使用过程中会浪费了大部分的热值，造成了温室效应，也影响企业的生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提出一种带余热利用的活性炭集中再生装置，不仅能完全脱附活性炭中的有机废气，并对释放出的有机废气进行燃烧，从而将活性炭再生，继续进行废气的吸附处理，同时产生的外排热气进入系统自带的余热回收装置，通过余热回收装置产生热水可进行热量的二次利用，而且在有机废气的使用过程中能够将燃烧后的气体进行换热利用，从而对准备进入催化燃烧装置的有机废气进行余热，从而降低催化燃烧装置的能源消耗，节省有机废气的加热成本，解决目前有机废气在通过活性炭处理过程中存在的产生固体废料、生产效率不高、浪费大量热值、无法进行余热利用和不能降低能源消耗的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种带余热利用的活性炭集中再生装置，包括废气处理机构和换热循环机构，废气处理机构包括活性炭存储装置、催化燃烧装置、管式换热器和再生式存储装置，活性炭存储装置的内部设置有炭箱和下部脱附管道，活性炭存储装置处理过的有机废气通过下部脱附管道排出，下部脱附管道与催化燃烧装置的内部连通，通过下部脱附管道将有机废气输送到催化燃烧装置内部，催化燃烧装置和管式换热器之间设置有脱附风机，通过脱附风机将催化燃烧装置产生的部分气体输送到管式换热器内部，管式换热器上设置有水循环管道，方便通过管式换热器将水循环管道内部的冷水加热为热水，管式换热器的出口与再生式存储装置连通，再生式存储装置的出口位置设置有排气烟囱；换热循环机构包括板式换热装置和换热输送管道，下部脱附管道经过板式换热装置的内部，换热输送管道的进气端与脱附风机连通，换热输送管道经过板式换热装置的内部，通过换热输送管道将脱附风机排出的另一部分气体输送到板式换热装置内部，通过板式换热装置将换热输送管道的内部气体和下部脱附管道输送的气体进行换热，换热输送管道的出口端深入到活性炭存储装置的内部，用于对换热输送管道进行换热的气体进行循环处理。

优选的，催化燃烧装置包括一级催化燃烧炉和二级催化燃烧炉，经过一级催化燃烧炉升温过的有机废气进入到二级催化燃烧炉进行分解氧化，一级催化燃烧炉和二级催化燃烧炉的内部均设置有催化燃烧室以及位于催化燃烧室内部的催化剂和催化加热设备，催化燃烧室和板式换热装置之间设置有热交换器。

优选的，活性炭存储装置包括四个存储有饱和活性炭的炭箱，四个炭箱交替处于脱附使用和停滞降温阶段，在使用过程中分为A、B、C、D总共4个炭箱，正常工作时有3个炭箱脱附再生，1个炭箱进行换箱降温，轮番对活性炭存储装置中存储的活性炭进行脱附再生。

优选的，活性炭存储装置上设置有冷空气入口，冷空气入口上设置有空气过滤器，用于过滤进入活性炭存储装置的气体，冷空气入口上设置有第一电动阀门，换热输送管道上设置有位于活性炭存储装置和板式换热装置之间的补冷风机，用于对换热输送管道内部经过换热的气体混入冷风进行降温，补冷风机和活性炭存储装置之间设置有位于换热输送管道上的第二电动阀门。

优选的，再生式存储装置和排气烟囱之间设置有排气筒和废气检测仪，经过排气筒和废气检测仪检测后的有机废气通过排气烟囱排出。

优选的，水循环管道在管式换热器内部螺旋设置，管式换热器上设置有与水循环管道连通的冷水入口和热水出口。

优选的，活性炭存储装置内部设置有冷却降温排风管道，每个炭箱均与冷却降温排风管道连通，每个炭箱与冷却降温排风管道之间设置有冷风降温阀门，冷却降温排风管道的出口端伸出活性炭存储装置与排气烟囱连通。

优选的，活性炭存储装置和排气烟囱之间设置有位于冷却降温排风管道上的强力冷却风机，冷却降温排风管道上设置有冷却排风阀门。

优选的，管式换热器和脱附风机之间设置有净气输送管道，换热输送管道和净气输送管道通过三通管连接与脱附风机的出口连接，三通管上设置有切换控制阀门。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型具有能完全脱附活性炭存储装置中储存的废气，使活性炭再生的优点，同时利用脱附再生过程中产生的有机物燃烧过程中获取的热能循环利用，在能实现活性炭再生的基础上合理利用资源、并使得排放气体符合排放标准的特点，整个气体经过一级催化燃烧炉内反应，温度上升，反应后的气体直接进入二级催化燃烧炉，在二级催化燃烧炉内有机物充分氧化分解，更能充分利用燃烧的热量，对废气中的有机物进行充分的处理。

（2）本实用新型通过一级催化燃烧炉、二级催化燃烧炉和脱附风机对活性炭存储装置内部填充的废旧活性炭进行脱附再生，以减少固体废料的排放量，并且采用四个存储有饱和活性炭的炭箱进行换箱降温，轮番对活性炭存储装置中存储的活性炭进行脱附再生，给每个炭箱给予足够的降温时间，通过与空气过滤器主要是对补冷风的空气进行预处理，避免含有颗粒物的空气进入活性炭内堵塞空隙，避免造成活性炭吸附容量下降情况的出现，通过冷却降温排风管道和强力冷却风机能够在活性炭存储装置未使用的情况下，快速进行降温，促进活性炭存储装置的恢复，从而应对特殊的生产需求。

（3）本实用新型通过板式换热装置和换热输送管道对进入催化燃烧装置内部的有机废气进行预先升温，降低燃烧过程中的能源消耗，通过还将催化燃烧装置产生并换热后的气体输送到活性炭存储装置内部重复处理，通过管式换热器和水循环管道来二次利用催化燃烧装置产生的高温气体，能够产生热水来充分利用热量，通过废气检测仪检测最终排放的废气污染物质的含量，与进入处理系统的有机废气的污染物质的含量相比较，更容易活性炭的处理效果是否高效。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中水循环管道和管式换热器的连接示意图；

图3为本实用新型中一级催化燃烧炉和二级催化燃烧炉的连接示意图。

图中：1、活性炭存储装置；2、催化燃烧装置；3、管式换热器；4、再生式存储装置；5、炭箱；6、下部脱附管道；7、脱附风机；8、水循环管道；9、冷水入口；10、热水出口；11、排气筒；12、废气检测仪；13、板式换热装置；14、换热输送管道；15、净气输送管道；16、三通管；18、冷空气入口；19、空气过滤器；20、补冷风机；21、一级催化燃烧炉；22、二级催化燃烧炉；23、冷却降温排风管道；24、强力冷却风机。

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。

实施例1：

参照图1至图3，一种带余热利用的活性炭集中再生装置，包括废气处理机构和换热循环机构。废气处理机构包括活性炭存储装置1、催化燃烧装置2、管式换热器3和再生式存储装置4，活性炭存储装置1的内部设置有炭箱5和下部脱附管道6，活性炭存储装置1处理过的有机废气通过下部脱附管道6排出，下部脱附管道6与催化燃烧装置2的内部连通，通过下部脱附管道6将有机废气输送到催化燃烧装置2内部，催化燃烧装置2和管式换热器3之间设置有脱附风机7，通过脱附风机7将催化燃烧装置2产生的部分气体输送到管式换热器3内部。

管式换热器3上设置有水循环管道8，方便通过管式换热器3将水循环管道8内部的冷水加热为热水，管式换热器3的出口与再生式存储装置4连通，再生式存储装置4的出口位置设置有排气烟囱。水循环管道8在管式换热器3内部螺旋设置，管式换热器3上设置有与水循环管道8连通的冷水入口9和热水出口10。再生式存储装置4和排气烟囱之间设置有排气筒11和废气检测仪12，废气检测仪12采用TVOC检测仪，经过排气筒11和TVOC检测仪检测后的有机废气通过排气烟囱排出。

换热循环机构包括板式换热装置13和换热输送管道14，下部脱附管道6经过板式换热装置13的内部，换热输送管道14的进气端与脱附风机7连通，换热输送管道14经过板式换热装置13的内部，通过换热输送管道14将脱附风机7排出的另一部分气体输送到板式换热装置13内部，通过板式换热装置13将换热输送管道14的内部气体和下部脱附管道6输送的气体进行换热，换热输送管道14的出口端深入到活性炭存储装置1的内部，用于对换热输送管道14进行换热的气体进行循环处理。管式换热器3和脱附风机7之间设置有净气输送管道15，换热输送管道14和净气输送管道15通过三通管16连接与脱附风机7的出口连接，三通管16上设置有切换控制阀门。

活性炭存储装置1包括四个存储有饱和活性炭的炭箱5，四个炭箱5交替处于脱附使用和停滞降温阶段，在使用过程中分为A、B、C、D总共4个炭箱5，正常工作时有3个炭箱5脱附再生，1个炭箱5进行换箱降温，轮番对活性炭存储装置1中存储的活性炭进行脱附再生。活性炭存储装置1上设置有冷空气入口18，冷空气入口18上设置有空气过滤器19，用于过滤进入活性炭存储装置1的气体，冷空气入口18上设置有第一电动阀门，换热输送管道14上设置有位于活性炭存储装置1和板式换热装置13之间的补冷风机20，用于对换热输送管道14内部经过换热的气体混入冷风进行降温，补冷风机20和活性炭存储装置1之间设置有位于换热输送管道14上的第二电动阀门。

催化燃烧装置2包括一级催化燃烧炉21和二级催化燃烧炉22，经过一级催化燃烧炉21升温过的有机废气进入到二级催化燃烧炉22进行分解氧化，一级催化燃烧炉21和二级催化燃烧炉22的内部均设置有催化燃烧室以及位于催化燃烧室内部的催化剂和催化加热设备，催化燃烧室和板式换热装置13之间设置有热交换器。

活性炭存储装置1内部设置有冷却降温排风管道23，每个炭箱5均与冷却降温排风管道23连通，每个炭箱5与冷却降温排风管道23之间设置有冷风降温阀门，冷却降温排风管道23的出口端伸出活性炭存储装置1与排气烟囱连通。活性炭存储装置1和排气烟囱之间设置有位于冷却降温排风管道23上的强力冷却风机24，冷却降温排风管道23上设置有冷却排风阀门。

本实用新型在使用过程中，首先脱附风机7开启，控制活性炭存储装置1A、B、C的出口阀门打开，同时脱附热气从活性炭存储装置1上部进入炭箱5，然后进入到下部脱附管道6内，下部脱附管道6携带脱附热气通过板式换热装置13，与同样经过板式换热装置13的换热输送管道14内部的换热气体进行换热，使脱附热气在进入到一级催化燃烧炉21之间由70℃升至250℃，然后进入到一级催化燃烧炉21内部，在一级催化燃烧炉21内反应，温度上升，反应后的气体经管道直接进入二级催化燃烧炉22，在二级催化燃烧炉22内气体内的有机物充分氧化分解，接着进入脱附风机7；脱附风机7排出的气体进入到三通管16内部，通过切换控制阀门控制，其中部分气体进入到换热输送管道14，然后通过换热输送管道14送至板式换热装置13内部进行换热，同时自身温度降低，降低温度后的气体与补冷风机20吹进的冷风混合，使混合气体的混合温度在90℃左右，通过换热输送管道14继续输送到进入活性炭存储装置1内继续脱附；脱附风机7排出的另一部分气体通过净气输送管道15输送到管式换热器3中，进行热量回收，水循环管道8中的冷水在管式换热器3的作用下变成热水，并且从热水出口10排出，管式换热器3内部降温后的气体进入再生式存储装置4再次处理，最后经过排气筒11及废气检测仪12后进行达标排放；当活性炭存储装置1未使用的情况下，通过打开冷风降温阀门、冷却排风阀门和强力冷却风机24，对活性炭存储装置1的内部快速进行降温，促进活性炭存储装置1的恢复，从而应对特殊的生产需求；总之本实用新型能脱附活性炭存储装置中储存的废气，使活性炭再生，同时利用脱附再生过程中产生的有机物燃烧过程中获取的热能进行循环利用，具有能实现活性炭再生的基础上合理利用资源以及排放气体符合排放标准的特点。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。

Claims (9)

1.一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：包括废气处理机构和换热循环机构，所述废气处理机构包括活性炭存储装置(1)、催化燃烧装置(2)、管式换热器(3)和再生式存储装置(4)，所述活性炭存储装置(1)的内部设置有炭箱(5)和下部脱附管道(6)，活性炭存储装置(1)处理过的有机废气通过下部脱附管道(6)排出，所述下部脱附管道(6)与催化燃烧装置(2)的内部连通，通过下部脱附管道(6)将有机废气输送到催化燃烧装置(2)内部，所述催化燃烧装置(2)和管式换热器(3)之间设置有脱附风机(7)，通过脱附风机(7)将催化燃烧装置(2)产生的部分气体输送到管式换热器(3)内部，所述管式换热器(3)上设置有水循环管道(8)，方便通过管式换热器(3)将水循环管道(8)内部的冷水加热为热水，所述管式换热器(3)的出口与再生式存储装置(4)连通，再生式存储装置(4)的出口位置设置有排气烟囱；所述换热循环机构包括板式换热装置(13)和换热输送管道(14)，所述下部脱附管道(6)经过板式换热装置(13)的内部，所述换热输送管道(14)的进气端与脱附风机(7)连通，所述换热输送管道(14)经过板式换热装置(13)的内部，通过换热输送管道(14)将脱附风机(7)排出的另一部分气体输送到板式换热装置(13)内部，通过板式换热装置(13)将换热输送管道(14)的内部气体和下部脱附管道(6)输送的气体进行换热，所述换热输送管道(14)的出口端深入到活性炭存储装置(1)的内部，用于对换热输送管道(14)进行换热的气体进行循环处理。

2.根据权利要求1所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述催化燃烧装置(2)包括一级催化燃烧炉(21)和二级催化燃烧炉(22)，经过一级催化燃烧炉(21)升温过的有机废气进入到二级催化燃烧炉(22)进行分解氧化，一级催化燃烧炉(21)和二级催化燃烧炉(22)的内部均设置有催化燃烧室以及位于催化燃烧室内部的催化剂和催化加热设备，所述，催化燃烧室和板式换热装置(13)之间设置有热交换器。

3.根据权利要求2所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述活性炭存储装置(1)包括四个存储有饱和活性炭的炭箱(5)，四个炭箱(5)在使用过程中交替处于脱附使用和停滞降温阶段。

4.根据权利要求3所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述活性炭存储装置(1)上设置有冷空气入口(18)，冷空气入口(18)上设置有空气过滤器(19)，用于过滤进入活性炭存储装置(1)的气体，冷空气入口(18)上设置有第一电动阀门，所述换热输送管道(14)上设置有位于活性炭存储装置(1)和板式换热装置(13)之间的补冷风机(20)，用于对换热输送管道(14)内部经过换热的气体混入冷风进行降温，所述补冷风机(20)和活性炭存储装置(1)之间设置有位于换热输送管道(14)上的第二电动阀门。

5.根据权利要求4所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述再生式存储装置(4)和排气烟囱之间设置有排气筒(11)和废气检测仪(12)，经过排气筒(11)和废气检测仪(12)检测后的有机废气通过排气烟囱排出。

6.根据权利要求5所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述水循环管道(8)在管式换热器(3)内部螺旋设置，管式换热器(3)上设置有与水循环管道(8)连通的冷水入口(9)和热水出口(10)。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述活性炭存储装置(1)内部设置有冷却降温排风管道(23)，每个炭箱(5)均与冷却降温排风管道(23)连通，每个炭箱(5)与冷却降温排风管道(23)之间设置有冷风降温阀门，所述冷却降温排风管道(23)的出口端伸出活性炭存储装置(1)与排气烟囱连通。

8.根据权利要求7所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述活性炭存储装置(1)和排气烟囱之间设置有位于冷却降温排风管道(23)上的强力冷却风机(24)，所述冷却降温排风管道(23)上设置有冷却排风阀门。

9.根据权利要求8所述的一种带余热利用的活性炭集中再生装置，其特征在于：所述管式换热器(3)和脱附风机(7)之间设置有净气输送管道(15)，所述换热输送管道(14)和净气输送管道(15)通过三通管(16)连接与脱附风机(7)的出口连接，所述三通管(16)上设置有切换控制阀门。

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