CN217714964U - 挥发性有机物废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种挥发性有机物废气处理系统，包括：燃烧炉，其包括燃烧室、换热室以及介于换热室与燃烧室之间的蓄热室，燃烧室与换热室之间设置有出风道，出风道通过蓄热室；换热器，其设置于换热室；沸石转轮机构，其包括转轮壳体以及设置于转轮壳体中的沸石转轮本体；转轮壳体内部限定出吸附区、脱附区和冷却区；换热器通过第一脱附管道连接至脱附区的进口，脱附区的出口通过第二脱附管道连接至蓄热室，以使得经加热的换热介质通过第一脱附管道进入到脱附区而实施脱附作业，脱附作业所形成的浓缩废气通过第二脱附管道进入到蓄热室而吸收经过出风道的烟气的热量，随后进入到燃烧室进行燃烧。

Description

挥发性有机物废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种挥发性有机物废气处理系统。

背景技术

挥发有机物(VOCs)废气作为导致大气光化学烟雾和PM2.5的主要因素，需要对其进行净化处理。在煤化工、石油化工、包装印刷和制药行业等诸多的领域，VOCs废气治理技术中吸附法和燃烧法作为主要治理技术得到了广泛应用。吸附法虽然存在着集成度高，占地小等优点，但也存在着再生消耗高，易产生二次污染的缺点。燃烧法目前最为彻底的VOCs废气处理方法，处理效率一般在95％以上，且不产生二次污染，但存在着消耗高，对于低浓度的气体处理难度大等缺点。

专利号为202010135208.X的中国专利公开了一种具有沸石转轮与三室RTO的废气处理系统，该系统将吸附法与燃烧法进行结合而对VOCs废气进行处理，具体地，该专利主要是利用燃烧炉的余热为沸石转轮进行脱附处理。该系统包括预处理装置，沸石转轮，燃烧炉，烟囱及换热器等。在沸石转轮和燃烧炉之间设脱附风机，沸石转轮与烟囱之间设吸附风机。自燃烧室引用一部分高温气体为脱附气体加热实现脱附。该专利提供的系统虽然利用燃烧炉所排出的部分高温烟气的热量实现了沸石转轮的脱附，从而提高了整体能效，降低了公辅消耗。但该系统直接回收燃烧室排放的高温烟气，该烟气没有经过蓄热体温度高达800℃，对换热器的管材要求较高，而且也降低了燃烧炉的能量效率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种挥发性有机物废气处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用的技术方案是：

一种挥发性有机物废气处理系统，包括：

燃烧炉，其包括燃烧室、换热室以及介于所述换热室与所述燃烧室之间的蓄热室，所述燃烧室与所述换热室之间设置有出风道，所述出风道通过所述蓄热室；所述换热室具有排气口；

换热器，其设置于所述换热室，从燃烧室排出的烟气通过所述出风道而进入到所述换热室而对换热器内的换热介质进行加热；

沸石转轮机构，其包括转轮壳体以及设置于所述转轮壳体中的沸石转轮本体；所述转轮壳体内部限定出吸附区、脱附区和冷却区；其中：

所述换热器通过第一脱附管道连接至所述脱附区的进口，所述脱附区的出口通过第二脱附管道连接至所述蓄热室，以使得经加热的换热介质通过第一脱附管道进入到脱附区而实施脱附作业，脱附作业所形成的浓缩废气通过第二脱附管道进入到蓄热室而吸收经过出风道的烟气的热量，随后进入到燃烧室进行燃烧。

优选地，所述换热器为管式换热器，所述换热室中设置有扰流片。

优选地，所述挥发性有机物废气处理系统还包括排气烟筒，所述换热室的排气口借由排气管道连接至所述排气烟筒；在所述排气管道上设置有排气风机。

优选地，废气输出管道连接至所述沸石转轮机构的吸附区的进口，所述吸附区的出口通过第一出气管道连接至所述排气风机下游的所述排气管道上。

优选地，所述挥发性有机物废气处理系统还包括第一介质管道，所述第一介质管道连接至所述换热器的进口以用于为所述换热器提供换热介质，所述第一介质管道上设置有换热介质泵或换热介质风机。

优选地，所述挥发性有机物废气处理系统还包括第二介质管道，所述第二介质管道连接至所述冷却区的进口，所述冷却区的出口借由第二出气管道连接至所述排气风机下游的所述排气管道上。

优选地，通过所述第一介质管道的换热介质与通过所述第二介质管道的换热介质来源于同一换热介质源。

优选地，所述吸附区、所述脱附区以及所述冷却区为由所述转轮壳体分隔形成的扇形区域。

优选地，所述沸石转轮本体由分子筛或活性炭制成。

优选地，所述换热介质包括水蒸气或空气。

与现有技术相比，本实用新型的实施例所提供的挥发性有机物废气处理系统的有益效果是：

使脱附所产生的浓缩废气首先进入蓄热室，随后再进入燃烧室，在经过蓄热室过程中，浓缩废气被从燃烧室排出经过出风道的高温烟气加热，从而使得高温烟气产生一定降温，使得高温烟气进入到换热室而对换热器加热时，高温烟气的温度不至于对换热器的相关管路有损伤。另一方面，浓缩废气在经过蓄热室过程中被高温烟气加热，这有利于浓缩废气充分燃烧。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的挥发性有机物废气处理系统的连接关系示意图。

图2为本实用新型的实施例提供的挥发性有机物废气处理系统中沸石转轮机构的截面视图。

图3为图2的A向视图。

图中：

10-沸石转轮机构；111-吸附进口；112-吸附出口；121-冷却进口；122-冷却出口；131-脱附进口；132-脱附出口；14-转轮壳体；15-沸石转轮本体；20-燃烧炉；21-燃烧室；22-蓄热室；23-换热室；24-出风道；30-换热器；31-扰流板；41-第一脱附管道；42-第二脱附管道；50-排气管道；51-排气风机；61-第一介质管道；611-泵；62-第二介质管道；71-第一出气管道；72-第二出气管道；80-排气烟筒；90-废气输出管道。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型公开了一种挥发性有机物废气处理系统，包括：沸石转轮机构10、燃烧炉20、换热器30、排气管道50、排气烟筒80、废气输出管道90、第一介质管道61、第二介质管道62、第一出气管道71、第二出气管道72、第一脱附管道41、第二脱附管道42。

如图2和图3所示，沸石转轮机构10包括转轮壳体14以及设置于转轮壳体14中的沸石转轮本体15。沸石转轮本体15由分子筛或活性炭参与制成，转轮壳体14内通过隔板将内部空间划分成三个扇形区域，即，吸附区、脱附区以及冷却区。吸附区具有吸附进口111以及吸附出口112，脱附区具有脱附进口131和脱附出口132，冷却区具有冷却进口121和冷却出口122。

如图1所示，燃烧炉20包括燃烧室21、蓄热室22以及换热室23，蓄热室22位于燃烧室21与换热室23之间，自燃烧室21向换热室23通入有出风道24，该出风道24通过蓄热室22。可选地，蓄热室22与换热室23不需要分隔，蓄热室22的下部可作为换热室23。

换热室23具有排气口，排气口通过排气管道50连接至排气烟筒80，排气管道50上装设有排气风机51。

换热室23内装设有换热器30，可选用管式换热器30作为本实用新型的换热器30，第一介质管道61的近端伸入至换热室23中而连接至换热器30的进口，在第一介质管道61上装设有换热介质泵611或换热介质风机，第一介质管道61的远端连接至换热介质源。

第一脱附管道41连接换热器30的出口和沸石转轮机构10的脱附区的脱附进口131，第二脱附管道42连接脱附区的脱附出口132以及蓄热室22。

废气输出管道90连接至吸附区的吸附进口111，第一出气管道71连接吸附区的吸附出口112与排气风机51的下游的排气管道50。

第二介质管道62的近端连接至冷却区的冷却进口121，第二出气管道72连接冷却区的冷却出口122以及排气风机51下游的排气管道50。

废气输出管道90向沸石转轮机构10的吸附区供入挥发有机物(VOCs)废气(下文简称废气)，沸石转轮本体15与吸附区对应的区域吸附废气中的有害物质(VOCs)，经吸附区吸附后的气体符合排放要求，经过第一出气管道71进入到排气烟筒80，并通过排气烟筒80排出。

换热介质通过第一介质管道61进入到换热器30中，被换热室23加热，加热后的换热介质通过第一脱附管道41进入脱附区，缓慢转动沸石转轮本体15，而将已吸附有害物质的区域转动至脱附区，高温的换热介质对转至脱附区的吸附着有害物质的沸石转轮本体15的区域进行脱附，而产生浓缩废气，该浓缩废气通过第二脱附管道42而进入到蓄热室22，随后进入到燃烧室21进行燃烧。

浓缩废气燃烧后变成符合排放要求的烟气，该烟气由出风道24引导而进入到换热室23，在经过换热室23时，烟气对换热室23内的换热器30进行加热，扰流板31增加了烟气经过换热室23的时间而对换热器30的加热有利，这使得换热介质被加热而得以通过第一脱附管道41通入脱附区后而实施脱附作业。经过换热室23的烟气通过排气管道50进入到排气烟筒80，并通过排气烟筒80而排放，而排气风机51可以控制排放该烟气的排放速度。

另一路换热介质通过第二介质管道62将换热介质供入到冷却区，优选地，第二介质管道62的换热介质与第一介质管道61中的换热介质可来自于同一换热介质源，且该换热介质可以为空气或水蒸气。将废水转轮本体中已被脱附的区域转至冷却区，冷却区内的换热介质对该区域的废水转轮本体进行冷却，以用于获得重新吸附的能力。冷却后的废水转轮本体的该区域转至吸附区重新进行吸附作业，在冷却区换热后的换热介质作为允许排放的气体而通过第二排气管道50而进入到排气烟筒80，并从排气烟筒80排出。

本实用新型利用沸石转轮机构10对废气进行吸附和脱附，脱附后的浓缩废气通过燃烧炉20中的燃烧室21进行燃烧去除，并利用燃烧后的高温烟气的热量为实施脱附作业的换热介质进行加热，如此循环实施废气处理，在处理过程中利用废气燃烧所产生的热量来维持脱附。

在本实用新型中，使脱附所产生的浓缩废气首先进入蓄热室22，随后再进入燃烧室21，在经过蓄热室22过程中，浓缩废气被从燃烧室21排出经过出风道24的高温烟气加热，从而使得高温烟气产生一定降温，使得高温烟气进入到换热室23而对换热器30加热时，高温烟气的温度不至于对换热器30的相关管路有损伤。另一方面，浓缩废气在经过蓄热室22过程中被高温烟气加热，这有利于浓缩废气充分燃烧。

以处理包装印刷业所产生的废气为例，经过简单预处理的20000Nm³/h的400mg/m³的废气进入沸石转轮机构10的吸附区进行吸附，吸附后的净化气废气浓度降至40mg/m³送至烟囱排放。经过一段时间的吸附后接近饱和的吸附剂进入脱附区进行脱附。在脱附区，吸附剂的温度为130℃，在流量为10000Nm³/h的高温空气(被加热的换热介质)的作用下进行脱附作业而形成10008.2Nm³/h的浓缩废气，并将该浓缩废气通入燃烧炉20。而经过脱附后的吸附剂进入冷却区在1000Nm³/h冷却空气(换热介质)的作用下进行冷却，冷却至25℃后的吸附剂重新进入吸附区用于吸附。由对沸石转轮机构10脱附产生的10008.2Nm³/h，浓度为3600mg/m³浓缩废气经过燃烧炉20的蓄热室22被加热至约800℃后进入到燃烧室21进行燃烧，燃烧后产生212700Nm³/h符合排放要求的高温烟气，高温烟气经过出风道24过程中进行换热而被冷却，随后进入到换热室23而被换热器30进一步冷却，最终被冷却至184℃，被冷却的烟气通过排气烟筒80而被排放。由第一介质管道61提供的流量为10000Nm³/h，温度为25℃的新鲜空气(换热介质)经过与高温烟气换热后升至180℃，随后作为高温脱附气体对沸石转轮进行脱附而脱出处可在燃烧炉20中燃烧的浓缩废气。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，包括：

燃烧炉，其包括燃烧室、换热室以及介于所述换热室与所述燃烧室之间的蓄热室，所述燃烧室与所述换热室之间设置有出风道，所述出风道通过所述蓄热室；所述换热室具有排气口；

换热器，其设置于所述换热室，从燃烧室排出的烟气通过所述出风道而进入到所述换热室而对换热器内的换热介质进行加热；

沸石转轮机构，其包括转轮壳体以及设置于所述转轮壳体中的沸石转轮本体；所述转轮壳体内部限定出吸附区、脱附区和冷却区；其中：

所述换热器通过第一脱附管道连接至所述脱附区的进口，所述脱附区的出口通过第二脱附管道连接至所述蓄热室，以使得经加热的换热介质通过第一脱附管道进入到脱附区而实施脱附作业，脱附作业所形成的浓缩废气通过第二脱附管道进入到蓄热室而吸收经过出风道的烟气的热量，随后进入到燃烧室进行燃烧。

2.根据权利要求1所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述换热器为管式换热器，所述换热室中设置有扰流片。

3.根据权利要求1所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述挥发性有机物废气处理系统还包括排气烟筒，所述换热室的排气口借由排气管道连接至所述排气烟筒；在所述排气管道上设置有排气风机。

4.根据权利要求3所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，废气输出管道连接至所述沸石转轮机构的吸附区的进口，所述吸附区的出口通过第一出气管道连接至所述排气风机下游的所述排气管道上。

5.根据权利要求3所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述挥发性有机物废气处理系统还包括第一介质管道，所述第一介质管道连接至所述换热器的进口以用于为所述换热器提供换热介质，所述第一介质管道上设置有换热介质泵或换热介质风机。

6.根据权利要求5所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述挥发性有机物废气处理系统还包括第二介质管道，所述第二介质管道连接至所述冷却区的进口，所述冷却区的出口借由第二出气管道连接至所述排气风机下游的所述排气管道上。

7.根据权利要求6所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，通过所述第一介质管道的换热介质与通过所述第二介质管道的换热介质来源于同一换热介质源。

8.根据权利要求1所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述吸附区、所述脱附区以及所述冷却区为由所述转轮壳体分隔形成的扇形区域。

9.根据权利要求1所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述沸石转轮本体由分子筛或活性炭制成。

10.根据权利要求7所述的挥发性有机物废气处理系统，其特征在于，所述换热介质包括水蒸气或空气。

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