CN217725126U - 一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，包括酸气净化室、补液储存室、吸附脱附室、换热室和催化燃烧室，经过过滤网过滤后的喷淋液在水泵的作用下通过回流水管可被再次利用，达到了降低净化成本的效果，通过设置双吸附脱附床，实现吸附脱附室吸附脱附工作无缝切换，在保证吸附效果的同时提高吸附工作效率，通过换热室连接吸附脱附室和催化燃烧室，使得热量被循环利用，能有效降低能耗。本实用新型能将锂电池生产过程中注液工序排放的酸性气体和低浓度有机废气在处理箱内同时去除，并解决能耗大、投资高等问题。

Description

一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产过程注液工序废气处理技术领域，是一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱。

背景技术

锂电池注液工序会有少量溢出溶剂在控湿和保干过程中随置换和干燥空气一起排出。挥发的废气中主要包括电解质锂盐和挥发性有机污染物。电解质锂盐易溶于水生成具有腐蚀性的氢氟酸，对酸性气体的去除常采用碱液喷淋法，处理VOCs的方法主要包括吸附、燃烧（高温焚烧和催化燃烧）、吸收、冷凝和生物处理等技术。光催化降解法适合低浓度，但是单独的光催化法效率较低且存在光解不充分的问题，吸附冷凝法会产生废弃吸附材料以及冷凝水等二次污染物，生物技术对pH控制要求高，且占地面积大、滞留时间长，燃烧法处理低浓度废气时燃料费用高且耗能大，此外，目前处理电解液废气的装置多为一套工艺，对酸性气体和VOCs单独进行处理，使用方式不灵活。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，将酸性气体和VOCs在处理箱内同时去除，并解决能耗大、投资高等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，所述处理箱从上到下、从左到右依次包括酸气净化室、补液储存室、吸附脱附室、换热室和催化燃烧室，所述酸气净化室包括储水区、喷淋区与干燥区，所述补液储存室设置有装有NaOH溶液的补液箱，所述补液箱左侧连接补液管，所述补液管通过补液泵与储水区连接，所述储水区左侧下方设置有排液口，所述排液口与补液管上分别设置有排液阀和补液阀，所述储水区内部设置有水平过滤网，所述储水区底部中间设置有搅拌器，所述储水区左侧安装有pH测定仪和液位传感器，所述喷淋区与干燥区位于储水区上方，中间采用挡板隔开，所述喷淋区设置有一个喷淋管网，所述喷淋管网上设置有若干个等距排列的雾化喷头，所述喷淋管网的左侧连接回流水管，所述回流水管通过循环水泵与储水区相连，所述回流水管进水口位于pH测定仪和排液口之间，所述喷淋区左侧上方设置有进气口，所述干燥区从上到下依次设置有干燥层，除雾器和一组折流板，所述干燥区顶部设置有管道，所述管道通过抽风机与吸附脱附室连接，所述吸附脱附室内设置有并列的吸附脱附床一和吸附脱附床二，每个吸附脱附床中均安装有双层活性炭层，所述换热室安装有换热器，所述换热器和催化燃烧室之间通过第三管道连通，所述催化燃烧室设置有一个催化燃烧装置，所述催化燃烧装置包括外壳、加热通道和燃烧室，所述外壳内部设置有隔热保温层，所述燃烧室位于催化燃烧装置的右下方，所述外壳的内顶部和内左侧壁均布置有加热电阻丝，所述加热通道内安装有若干导流板，所述燃烧室内设置有催化燃烧床，所述燃烧室采用电加热器进行加热。所述催化燃烧装置右上方设置有加热通道进气口，所述燃烧室左下方和右上方分别设置有燃烧室进气口和燃烧室排气口，所述燃烧室排气口通过第二管道与换热连接。所述燃烧室和加热通道之间设置有隔热板。

所述吸附脱附床一和吸附脱附床二连接有进气管道、脱附气管道和出气管道，所述进气管道与管道连通，所述出气管道通过第一管道与换热器连接，所述换热器通过第二管道与燃烧室排气口连接，所述催化燃烧室通过第三管道与换热器连通，所述换热器通过第四管道与脱附气管道连通，所述第一管道和第四管道上设置有循环风机和脱附风机，所述进气管道、脱附气管道上分别设置有进气阀一、进气阀二、脱附阀一、脱附阀二、所述出气管道上设置出气阀一、出气阀二、VOCs监测仪一和VOCs监测仪二，所述出气管道上的VOCs监测仪设置在出气阀的左方，所述第三管道上安装有补冷阀，所述换热器右侧设置有排气管路，所述排气管路上设置排气阀和排气口VOCs监测仪，所述各室隔板上安装有吸附脱附床、换热器和催化燃烧装置之间连接管道的通孔。

优选的，所述pH测定仪设置在过滤网下方，所述液位传感器设置在过滤网上方。

优选的，所述挡板为垂直于处理箱顶部的密封挡板，且挡板高于储水区液面设置。

优选的，所述循环水泵和补液泵均通过固定板固定于处理箱上。

优选的，所述干燥层采用碱石灰等碱性干燥剂，除雾器采用效率较高的电除雾器。

优选的，所述催化燃烧床采用多层平板型泡沫陶瓷构成，其外表面涂有贵金属层或金属氧化物层。

本实用新型提供了一种用于锂电池注液工序排放废气的处理装置，具备以下有益效果：

本实用新型是一个具有催化作用的处理箱，整体采用集成式设计，集处理酸性气体与VOCs气体于一体，操作简单，通过设置双吸附脱附床，实现吸附脱附室吸附脱附工作无缝切换，在保证吸附效果的同时提高吸附工作效率，提高活性炭的使用寿命。

本实用新型通过换热室连接吸附脱附室和催化燃烧室，使得热量被循环利用，能有效提高能量的利用率，节省成本，降低能耗。

本实用新型通过在催化燃烧装置中设置加热通道和导流板，通过加热电阻丝在催化燃烧前先对废气进行充分加热，加热完成后的废气经过催化床里的催化剂，在燃烧室里进行充分反应，能够有效提高催化燃烧效率，使催化燃烧反应更为彻底。

附图说明

图1为本实用新型的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱的结构示意图；

图2为吸附脱附床、换热器和催化燃烧装置之间的管道连接示意图。

图中：1处理箱、2喷淋区、3进气口、4回流水管、5酸气净化室、6液位传感器、7过滤网、8pH测定仪、9循环水泵、10排液口、11排液阀、12储水区、13补液储存室、14补液管、15补液泵、16固定板、17补液阀、18搅拌器、19补液箱、20加热电阻丝、21导流板、22加热通道、23燃烧室进气口、24隔热板、25燃烧室、26外壳、27催化燃烧装置、28催化燃烧床、29燃烧室排气口、30加热通道进气口、31催化燃烧室、32第三管道、33换热器、34换热室、35吸附脱附床二、36吸附脱附床一、37吸附脱附室、38管道、39抽风机、40干燥区、41干燥层、42除雾器、43折流板、44挡板、45雾化喷头、46喷淋管网、47脱附阀一、48进气阀一、49脱附气管道、50进气管道、51脱附阀二、52进气阀二、53第四管道、54脱附风机、55补冷阀、56第二管道、57排气口VOCs监测仪、58排气阀、59第一管道、60循环风机、61出气阀二、62VOCs监测仪二、63出气管道、64出气阀一、65VOCs监测仪一、66排气管路。

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。

如图1所示，本实用新型提供如下技术方案：一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，处理箱1从上到下、从左到右依次包括酸气净化室5、补液储存室13、吸附脱附室37、换热室34和催化燃烧室31，酸气净化室5包括储水区12、喷淋区2与干燥区40，补液储存室13设置有装有NaOH溶液的补液箱19，补液箱19左侧连接补液管14，补液管14通过补液泵15与储水区12连接，储水区12左侧下方设置有排液口10，排液口10与补液管14上分别设置有排液阀11和补液阀17，储水区12内部设置有水平过滤网7，用于拦截固体沉淀物，储水区12底部中间设置有搅拌器18，使得溶液混合均匀，储水区12左侧安装有pH测定仪8和液位传感器6，pH测定仪8设置于过滤网7下方，用来测定洗涤液pH值，通过补液箱19补充碱量保证洗涤液pH处于正常范围，液位传感器6位于过滤网7上方，用来监测储水区12液位，当液位高于预设范围时，通过控制排液阀11降低液位，避免液面过高，喷淋区2与干燥区40位于储水区12上方，中间采用垂直于处理箱1顶部的密封挡板44隔开，且挡板44高于储水区12液面设置，喷淋区2设置有一个喷淋管网46，喷淋管网46上设置有若干个等距排列的雾化喷头45，使废气和喷淋液充分接触，便于保证洗涤效果，喷淋管网46的左侧连接回流水管4，回流水管4通过循环水泵9与储水区12相连，循环水泵9和补液泵15均通过固定板16固定于处理箱1上，回流水管4进水口位于pH测定仪8和排液口10之间，喷淋区2左侧上方设置有进气口3，干燥区40从上到下依次设置有干燥层41，除雾器42和一组折流板43，干燥层41采用碱石灰等碱性干燥剂，除雾器42采用效率较高的电除雾器，干燥区40顶部设置有管道38，管道38通过抽风机39与吸附脱附室37连接，吸附脱附室37内设置有并列的吸附脱附床一36和吸附脱附床二35，每个吸附脱附床中均安装有双层活性炭层，换热室34安装有换热器33，换热器33和催化燃烧室31之间通过第三管道32连通，催化燃烧室31设置有一个催化燃烧装置27，催化燃烧装置27包括外壳26、加热通道22和燃烧室25，外壳26内部设置有隔热保温层，用于减少热量损失，燃烧室25位于催化燃烧装置27的右下方，外壳的内顶部和内左侧壁均布置有加热电阻丝20，加热通道22内安装有若干导流板21，设置导流板21的目的是降低气体在加热通道22中的流速，保证气体充分预热，使催化燃烧反应更为彻底，燃烧室25内设置有催化燃烧床28，催化燃烧床28采用多层平板型泡沫陶瓷构成，具有较大的表面积，其外表面涂有贵金属层或金属氧化物层，燃烧室25采用电加热器进行加热。催化燃烧装置27右上方设置有加热通道进气口30，燃烧室25左下方和右上方分别设置有燃烧室进气口23和燃烧室排气口29，燃烧室排气口29通过第二管道56与换热器33连接。燃烧室25和加热通道22之间设置有隔热板24。

吸附脱附床一36和吸附脱附床二35连接有进气管道50、脱附气管道49和出气管道63，进气管道50与管道38连通，出气管道63通过第一管道59与换热器33连接，换热器33通过第二管道56与燃烧室排气口29连接，催化燃烧室31通过第三管道32与换热器33连通，换热器33通过第四管道53与脱附气管道49连通，第一管道59和第四管道53上设置有循环风机60和脱附风机54，进气管道50、脱附气管道49上分别设置有进气阀一48、进气阀二52、脱附阀一47、脱附阀二51 、出气管道63上设置出气阀一64、出气阀二61、VOCs监测仪一65和VOCs监测仪二62，出气管道63上的VOCs监测仪设置在出气阀的左方，第三管道32上安装有补冷阀55，对脱附气体温度进行调节以达到最佳脱附温度，换热器33右侧设置有排气管路66，排气管路66上设置排气阀58和排气口VOCs监测仪57，各室隔板上安装有吸附脱附床、换热器33和催化燃烧装置27之间连接管道的通孔。

使用时废气通过进气口3进入喷淋区2与雾化喷头45喷出的碱液充分接触，废气中的酸性气体和六氟磷酸锂被碱液吸收流入储水区12，中和反应析出的固体被过滤网7阻拦，储水区12的碱液在循环水泵9的作用下通过回流水管4被再次利用，达到了降低净化成本的效果，被洗涤后的废气在抽风机39的作用下进入干燥区40，先后经过折流板43去除较大雾滴，再依次经过除雾器42和干燥层41进行干燥，干燥的目的是防止对后续吸附等处理产生影响，减轻后续处理负担，干燥后的废气在抽风机39的作用下通过管道38到达吸附脱附室37，通过吸附脱附床一36进行吸附工作，此时进气阀一48开启，进气阀二52关闭，出气阀一64开启，出气阀二61关闭，当VOCs监测仪一65检测到出自吸附脱附床一36的废气超过规定浓度后，进气阀一48关闭，进气阀二52和出气阀二61开启，废气进入吸附脱附床二35继续进行吸附工作，与此同时，脱附阀一47开启，使得吸附脱附床一36通过换热器33与催化燃烧室31连通，催化燃烧装置27开始工作，将热空气在脱附风机54的作用下通过第四管道53送入吸附脱附床一36中对活性炭进行脱附处理，被吸附脱附床处理后的废气在循环风机60的作用下通过第一管道59进入换热器33进行换热升温，循环风机60的作用是保证废气在吸附脱附室37、换热器室33和催化燃烧室31之间正常循环，再通过第三管道32进入加热通道22，进一步升温到催化所需的温度，然后进入燃烧室25，在燃烧室25进行充分的燃烧分解，分解后的气体通过第二管道56进入换热器33换热降温，以达到脱附所需温度，再通过第四管道53进入吸附脱附床，如此循环往复，当排气口VOCs监测仪57监测到气体达到排放浓度时，排气阀58打开，被催化燃烧分解后的气体可以通过排气管路66向外排出。

通常吸附所需要的温度为90-120℃，而催化燃烧所需温度为300-400℃，在循环过程中，换热器33起到了温度调节的作用，并且能够对温度进行充分利用，降低能耗，由于吸附所需温度低于催化燃烧温度，过高的温度会使得吸附脱附床燃烧，因此通过在第四管道53上安装补冷阀55，对脱附温度进行调节，达到最佳脱附温度。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述处理箱（1）从上到下、从左到右依次包括酸气净化室（5）、补液储存室（13）、吸附脱附室（37）、换热室（34）和催化燃烧室（31），所述酸气净化室（5）包括储水区（12）、喷淋区（2）与干燥区（40），所述补液储存室（13）设置有装有NaOH溶液的补液箱（19），所述补液箱（19）左侧连接补液管（14），所述补液管（14）通过补液泵（15）与储水区（12）连接，所述储水区（12）左侧下方设置有排液口（10），所述排液口（10）与补液管（14）上分别设置有排液阀（11）和补液阀（17），所述储水区（12）内部设置有水平过滤网（7），所述储水区（12）底部中间设置有搅拌器（18），所述储水区（12）左侧安装有pH测定仪（8）和液位传感器（6），所述喷淋区（2）与干燥区（40）位于储水区（12）上方，中间采用挡板（44）隔开，所述喷淋区（2）设置有一个喷淋管网（46），所述喷淋管网（46）上设置有若干个等距排列的雾化喷头（45），所述喷淋管网（46）的左侧连接回流水管（4），所述回流水管（4）通过循环水泵（9）与储水区（12）相连，所述回流水管（4）进水口位于pH测定仪（8）和排液口（10）之间，所述喷淋区（2）左侧上方设置有进气口（3），所述干燥区（40）从上到下依次设置有干燥层（41），除雾器（42）和一组折流板（43），所述干燥区（40）顶部设置有管道（38），所述管道（38）通过抽风机（39）与吸附脱附室（37）连接，所述吸附脱附室（37）内设置有并列的吸附脱附床一（36）和吸附脱附床二（35），每个吸附脱附床中均安装有双层活性炭层，所述换热室（34）安装有换热器（33），所述换热器（33）和催化燃烧室（31）之间通过第三管道（32）连通，所述催化燃烧室（31）设置有一个催化燃烧装置（27），所述催化燃烧装置（27）包括外壳（26）、加热通道（22）和燃烧室（25），所述外壳（26）内部设置有隔热保温层，所述燃烧室（25）位于催化燃烧装置（27）的右下方，所述外壳（26）的内顶部和内左侧壁均布置有加热电阻丝（20），所述加热通道（22）内安装有若干导流板（21），所述燃烧室25内设置有催化燃烧床（28），所述燃烧室（25）采用电加热器进行加热，所述催化燃烧装置（27）右上方设置有加热通道进气口（30），所述燃烧室（25）左下方和右上方分别设置有燃烧室进气口（23）和燃烧室排气口（29），所述燃烧室排气口（29）通过第二管道（56）与换热器（33）连接，所述燃烧室（25）和加热通道（22）之间设置有隔热板（24）。

2.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述吸附脱附床一（36）和吸附脱附床二（35）连接有进气管道（50）、脱附气管道（49）和出气管道（63），所述进气管道（50）与管道（38）连通，所述出气管道（63）通过第一管道（59）与换热器（33）连接，所述换热器（33）通过第二管道（56）与燃烧室排气口（29）连接，所述催化燃烧室（31）通过第三管道（32）与换热器（33）连通，所述换热器（33）通过第四管道（53）与脱附气管道（49）连通，所述第一管道（59）和第四管道（53）上设置有循环风机（60）和脱附风机（54），所述进气管道（50）、脱附气管道（49）上分别设置有进气阀一（48）、进气阀二（52）、脱附阀一（47）、脱附阀二（51）、所述出气管道（63）上设置出气阀一（64）、出气阀二（61）、VOCs监测仪一（65）和VOCs监测仪二（62），所述出气管道（63）上的VOCs监测仪设置在出气阀的左方，所述第三管道（32）上安装有补冷阀（55），所述换热器（33）右侧设置有排气管路（66），所述排气管路（66）上设置排气阀（58）和排气口VOCs监测仪（57），各室隔板上安装有吸附脱附床、换热器（33）和催化燃烧装置（27）之间连接管道的通孔。

3.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述pH测定仪（8）设置在过滤网（7）下方，所述液位传感器（6）设置在过滤网（7）上方。

4.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述挡板（44）为垂直于处理箱（1）顶部的密封挡板，且挡板（44）高于储水区（12）液面设置。

5.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述循环水泵（9）和补液泵（15）均通过固定板（16）固定于处理箱（1）上。

6.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述干燥层（41）采用碱石灰干燥剂，除雾器（42）采用效率较高的电除雾器。

7.根据权利要求1所述的一种协同处理酸性气体与VOCs气体的低能耗处理箱，其特征在于：所述催化燃烧床（28）采用多层平板型泡沫陶瓷构成，其外表面涂有贵金属层或金属氧化物层。

Images