CN217698577U - 有机废气浓缩热氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机废气浓缩热氧化处理装置，包括依次连接的预处理模块、吸附脱附净化模块及催化热氧化模块。本实用新型解决了现有有机废气处理装置存在的能耗高、超标排放的问题。

Description

有机废气浓缩热氧化处理装置

技术领域

本实用新型属于有机废气处理技术领域，涉及一种有机废气浓缩热氧化处理装置。

背景技术

目前，市场上有多种挥发性有机废气治理装置，常见挥发性有机污染物处理装置有活性炭吸附废气净化装置，低温等离子废气净化装置，光催化氧化废气净化处理装置，燃烧废气净化处理装置(包括蓄热式燃烧，蓄热式催化燃烧，直燃式)、生物降解法处理等装置，或是单一处理，或是几种处理装置组合处理，这些处理装置都是将有机废气直接降解，达到净化废气的目的，但是此种有机废气处理方式存在能耗较高，而且如果有机废气没有降解完全，直接排放到大气中会存在超标排放的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种有机废气浓缩热氧化处理装置，解决了现有有机废气处理装置存在的能耗高、超标排放的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，有机废气浓缩热氧化处理装置，包括依次连接的预处理模块、吸附脱附净化模块及催化热氧化模块。

本实用新型的特点还在于：

预处理模块包括依次设置在主进气管线上的截止阀a、新风调节阀及三级预处理过滤器，新风调节阀连接有新风阀过滤器，三级预处理过滤器上端连接有过滤器压差表；三级预处理过滤器的一侧设有废气进气口。

吸附脱附净化模块包括若干个并列设置的蜂窝沸石分子筛固定床，每个蜂窝沸石分子筛固定床的进气口与三级预处理过滤器连接，每个蜂窝沸石分子筛固定床与三级预处理过滤器之间的连接管路上设有吸附进气口蝶阀，每个蜂窝沸石分子筛固定床的出气口连接吸附风机，吸附风机连接气气换热器II，气气换热器II还与三级预处理过滤器连接；蜂窝沸石分子筛固定床还依次连接脱附风机和气气换热器I的热侧，气气换热器I的热侧还与气气换热器II连接。

每个所述蜂窝沸石分子筛固定床与吸附风机的连接管路上分别设有吸附出气口蝶阀；

蜂窝沸石分子筛固定床与脱附风机之间的连接管路上设有脱附进气口蝶阀；脱附风机与气气换热器I热侧之间的连接管路上依次设有吹扫补风阀和脱附温度调节阀；

气气换热器I的热侧与气气换热器II之间的连接管路上设有泄热旁通阀；气气换热器II与三级预处理过滤器之间的连接管路上设有二次回路风机。

气气换热器II和吸附风机分别通过软连接管连接排放烟囱，排放烟囱上分别设有尾气连续在线监测系统采样孔和尾气对比采样孔。

催化热氧化模块包括催化热氧化室，催化热氧化室分别连接烟气电加热器和气气换热器I的冷侧；

还包括催化风机，催化风机位于蜂窝沸石分子筛固定床与气气换热器I的热侧连接管路之间。

蜂窝沸石分子筛固定床与催化风机之间的连接管路上依次设有脱附管道截止阀和催化新风调节阀。

催化热氧化室与气气换热器I的冷侧之间的连接管路为保温管道，且催化热氧化室与气气换热器I之间设有手动调节阀。

催化热氧化室的一侧设有催化室压差表。

本实用新型的有益效果是，相比传统的活性炭吸附浓缩，蜂窝沸石脱附温度高、且在使用过程中可定期高温脱附，避免了高沸点有机物在吸附剂中积聚造成吸附效率的下降，能够保持高效吸附能力，可处理含较高挥发点的有机废气。

附图说明

图1是本实用新型有机废气浓缩热氧化处理装置的结构示意图。

图中，1.截止阀a，2.新风调节阀，3.新风阀过滤器，4.三级预处理过滤器，5.吸附进气口蝶阀，6.蜂窝沸石分子筛固定床，7.吸附出气口蝶阀，8.吸附风机，9.排放烟囱，10.脱附管道截止阀，11.催化新风调节阀，12.催化风机，13.气气换热器I，14.烟气电加热器，15.催化热氧化室，16.脱附温度调节阀，17.吹扫补风阀，18.脱附风机，19.脱附进气口蝶阀，20.脱附出气口蝶阀，21.泄热旁通阀，22.气气换热器II，23.二次回路风机，24.尾气连续在线监测系统采样孔，25.尾气对比采样孔，26.过滤器压差表，27.催化室压差表，28.手动调节阀，29.保温管道，30.软连接管，31.废气进气口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型有机废气浓缩热氧化处理装置，如图1所示，包括预处理模块、吸附脱附净化模块及催化热氧化模块；

预处理模块包括：依次设置在主进气管线上的截止阀a1、新风调节阀2及三级预处理过滤器4，新风调节阀2连接有新风阀过滤器3；三级预处理过滤器4上端连接有过滤器压差表26；三级预处理过滤器4的一侧设有废气进气口31。

吸附脱附净化模块包括若干个并列设置的蜂窝沸石分子筛固定床6，每个蜂窝沸石分子筛固定床6的进气口与三级预处理过滤器4连接，每个蜂窝沸石分子筛固定床6与三级预处理过滤器4之间的连接管路上设有吸附进气口蝶阀5，每个蜂窝沸石分子筛固定床6的出气口连接吸附风机8，吸附风机8连接气气换热器II22，气气换热器II22还与三级预处理过滤器4连接；蜂窝沸石分子筛固定床6还依次连接脱附风机18和气气换热器I13的热侧，气气换热器I13的热侧还与气气换热器II22连接。

每个蜂窝沸石分子筛固定床6与吸附风机8的连接管路上分别设有吸附出气口蝶阀7；

蜂窝沸石分子筛固定床6与脱附风机18之间的连接管路上设有脱附进气口蝶阀19；脱附风机18与气气换热器I13热侧之间的连接管路上依次设有吹扫补风阀17和脱附温度调节阀16；

气气换热器I13的热侧与气气换热器II22之间的连接管路上设有泄热旁通阀21；气气换热器II22与三级预处理过滤器4之间的连接管路上设有二次回路风机23。

气气换热器II22和吸附风机8分别通过软连接管30连接排放烟囱9，排放烟囱9上分别设有尾气连续在线监测系统采样孔24和尾气对比采样孔25。

催化热氧化模块包括催化热氧化室15，催化热氧化室15分别连接烟气电加热器14和气气换热器I13的冷侧；

还包括催化风机12，催化风机12位于蜂窝沸石分子筛固定床6与气气换热器I13的热侧连接管路之间。

蜂窝沸石分子筛固定床6与催化风机12之间的连接管路上依次设有脱附管道截止阀10和催化新风调节阀11。

催化热氧化室15与气气换热器I13的冷侧之间的连接管路为保温管道29，且催化热氧化室15与气气换热器I13之间设有手动调节阀28。催化热氧化室15的一侧设有催化室压差表27。

本实用新型有机废气浓缩热氧化处理装置的工作原理为：

①吸附原理：废气通过蜂窝沸石分子筛固定床6过程中，有机质能被有效吸附于蜂窝沸石分子筛固定床6的分子筛空空隙中，吸附截留住有机物质，从而达到废气净化的目的。

吸附工序：挥发性有机废气收集后在吸附风机8的抽送下流经管道从废气进气口31进入三级预处理过滤器4，通过三级预处理过滤器4(初效、中效、高效三级过滤)充分过滤掉颗粒物杂质后送入蜂窝沸石分子筛固定床6(根据废气流量和浓度，可配置若干数量的固定床数量，选用不同吸附容量的蜂窝沸石以及适宜的蜂窝沸石填充量，蜂窝沸石可以依照废气成分定制)，可以通过控制吸附进气口蝶阀5截断或通入废气(吸附过程开启，脱附过程关闭)。挥发性有机气体通过蜂窝沸石分子筛固定床6时，有机物被有效吸附于蜂窝沸石孔隙中，达到截留有机物质的目的，净化后的部分洁净气体通过吸附风机8经由排放烟囱9排入大气，可以通过控制吸附出气口蝶阀7截断或开启洁净气体排入烟囱(吸附过程开启，脱附过程关闭)。等待固定床层中蜂窝沸石6吸附饱和后，开启脱附工序。

②脱附再生：用特定风量、特定温度的热气流吹扫蜂窝沸石分子筛固定床，从而将蜂窝沸石分子筛中的有机质快速解吸出来，使得蜂窝沸石分子筛重新恢复吸附能力。

脱附工序：脱附需要热气流，脱附启动初期，打开吹扫补风阀17，由脱附风机18抽入2000m³(脱附风量)的室温新鲜风后关闭吹扫补风阀17，新鲜风进入脱附床，在催化风机12的抽送下，进入气气换热器I13的冷侧通道(气气换热器I13热侧是催化热氧化室15出来的高温风，供脱附所需热量，冷测是经脱附浓缩后的低温度、高浓度废气)，然后进入烟气电加热器14，将气体加热至310℃，再流经催化热氧化室15(在催化热氧化室15中，有机废气被彻底催化热氧化为二氧化碳和水以及洁净的热量)，催化热氧化室15出来的高温风进入气气换热器I13的热侧，通过换热后达到脱附所需200℃温度，进入蜂窝沸石分子筛固定床6中持续吹扫2h，将吸附饱和的有机物质解吸出来(吹扫过程吸附进气口蝶阀5和吸附出气口蝶阀7处于关闭状态，脱附进气口蝶阀19和脱附出气口蝶阀20开启状态)。脱附完成后，为了使固定床快速冷却降温，打开吹扫补风阀17，关闭脱附温度调节阀16，对蜂窝沸石分子筛固定床6进行吹扫冷却降温，吹扫风流经整个回路，通过泄热旁通阀21、气气换热器II22热侧通道、二次回路风机23回到处理装置前端得到二次净化处理，避免了吹扫过程残留有机质直排烟囱带来的高点排放，冷却到常温的蜂窝沸石恢复吸附性能，待下次吸附。

③催化热氧化过程：催化热氧化是将含有有机质的废气在较低温度下，借助贵金属催化剂使有机废气中的有机分子充分氧化分解，分解成二氧化碳、水以及洁净热量，从而达成废气的分解过程。

催化热氧化工序：经脱附工序解吸出来的高浓度有机废气通过催化风机12送入气气换热器I13首先经过预热，预热后温度不满足催化起燃温度时，由烟气电加热器14补充加热达到催化起燃温度310℃后进入催化热氧化室15，借助贵金属催化剂使有机成分彻底分解为二氧化碳和水，同时排出大量洁净热量经气气换热器I13换热后进入脱附管路，提供脱附热源。

本实用新型有机废气(主要是VOCs)浓缩热氧化处理装置的特点为：

1.蜂窝沸石吸附材料，机械强度高，使用寿命长；蜂窝沸石分子筛主要基材是天然沸石，由SiO₂、Al₂O₃和碱性金属或碱土金属组成的无机微孔材料，孔穴内部有很强的极性和库仑场，微孔均匀，比表面积大，孔径可根据VOCs废气的成分定制，达到捕获VOCs的最佳效果。蜂窝沸石具有耐高温、耐湿度、强度高、不可燃等良好的稳定性，500℃工况下不坍塌、不变形，在相对湿度70％工况下使用，持续吸附效率高、使用寿命长。

2.固定污染源尾气在线监测，智能化脱附控制，保障全时排放达标。

3.系统配备了固定污染源尾气在线监测，可实时检测尾气排放值，监测到排放值接近设定值后，提供脱附启动信号，控制脱附全自动运行，保障设备稳定、全时、可控的达标排放。

4.受排放行业生产特点的影响，其产生的有机废气或是持续，或是间歇排放，这对处理设备也产生了一定影响。沸石蜂窝组装成固定床后，设备启动快，沸石吸附床可持续吸附，具备充裕的吸附能力，基于FID(尾气连续在线监测系统)在线监测的智能控制，待完全吸附饱和后，再启动脱附工序，特别适用于连续或间歇排放的有机废气的处理，避免了定时脱附带来的能源消耗和浪费。

催化热氧化室15中催化剂选用的是高效抗硫型含铂钯催化剂，分上下两层布置，中间留有100mm宽缓冲带，催化室内部安装了80mm厚陶瓷纤维保温棉，耐高温的同时还可以有效填充催化剂和催化室钢构之间空隙，使得全部废气得以充分催化氧化。

催化热氧化室15温度高于500℃时，需要补充新鲜风和开启旁通泄热来平衡系统温度的稳定。具体是：开启催化新风调节阀11，补充低温新鲜风来降低催化室温度，同时为了确保脱附风的温度的恒定，需要开启泄热旁通阀21，催化室高温风经过气气换热器I13后，部分热量通过泄热旁通阀21，流经气气换热器II22热侧，通过和吸附后的低温净化风(气气换热器II22冷侧)换热降温后，由二次回路风机23抽送到处理装置前端和低温废气混合后经过二次净化处理。此二次回路设计还能够有效规避废气催化氧化后由于催化剂效率下降直排烟囱带来的高点排放。

压差监测：三级预处理过滤装置4上三个过滤单元安装有过滤器压差表26，可监测过滤器两端压差变化，判断过滤器是否堵塞或者破损，指导设备维护。

催化热氧化室15两端安装有催化室压差表27，可监测催化室两端压差变化，判断催化剂是否堵塞或者破损，指导设备维护。

固定污染源尾气实时监测：本装置配套有符合国标的固定污染源尾气实时监测GC-FID系统，可实时监测尾气中非甲烷总烃的排放值，同时给脱附系统提供脱附信号，指导处理装置按需脱附，智能化运行。尾气连续在线监测系统采样孔24、尾气对比采样孔25均按照国标要求开孔。

管道保温：本装置中高温脱附管道和催化管道均为保温管道。

Claims (9)

1.有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：包括依次连接的预处理模块、吸附脱附净化模块及催化热氧化模块。

2.根据权利要求1所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述预处理模块包括依次设置在主进气管线上的截止阀a、新风调节阀及三级预处理过滤器，新风调节阀连接有新风阀过滤器，三级预处理过滤器上端连接有过滤器压差表；三级预处理过滤器的一侧设有废气进气口。

3.根据权利要求2所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述吸附脱附净化模块包括若干个并列设置的蜂窝沸石分子筛固定床，每个蜂窝沸石分子筛固定床的进气口与三级预处理过滤器连接，每个蜂窝沸石分子筛固定床与三级预处理过滤器之间的连接管路上设有吸附进气口蝶阀，每个蜂窝沸石分子筛固定床的出气口连接吸附风机，吸附风机连接气气换热器II，气气换热器II还与三级预处理过滤器连接；蜂窝沸石分子筛固定床还依次连接脱附风机和气气换热器I的热侧，气气换热器I的热侧还与气气换热器II连接。

4.根据权利要求3所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：每个所述蜂窝沸石分子筛固定床与吸附风机的连接管路上分别设有吸附出气口蝶阀；

蜂窝沸石分子筛固定床与脱附风机之间的连接管路上设有脱附进气口蝶阀；脱附风机与气气换热器I热侧之间的连接管路上依次设有吹扫补风阀和脱附温度调节阀；

气气换热器I的热侧与气气换热器II之间的连接管路上设有泄热旁通阀；气气换热器II与三级预处理过滤器之间的连接管路上设有二次回路风机。

5.根据权利要求4所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述气气换热器II和吸附风机分别通过软连接管连接排放烟囱，排放烟囱上分别设有尾气连续在线监测系统采样孔和尾气对比采样孔。

6.根据权利要求4所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述催化热氧化模块包括催化热氧化室，催化热氧化室分别连接烟气电加热器和气气换热器I的冷侧；

还包括催化风机，催化风机位于蜂窝沸石分子筛固定床与气气换热器I的热侧连接管路之间。

7.根据权利要求6所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述蜂窝沸石分子筛固定床与催化风机之间的连接管路上依次设有脱附管道截止阀和催化新风调节阀。

8.根据权利要求6所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述催化热氧化室与气气换热器I的冷侧之间的连接管路为保温管道，且催化热氧化室与气气换热器I之间设有手动调节阀。

9.根据权利要求6所述的有机废气浓缩热氧化处理装置，其特征在于：所述催化热氧化室的一侧设有催化室压差表。

Images