CN219624071U - 一种活性炭吸附催化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活性炭吸附催化燃烧装置，包括活性炭吸附箱一、活性炭吸附箱二、活性炭吸附箱三，所述活性炭吸附箱一、所述活性炭吸附箱二、所述活性炭吸附箱三上共同连接有脱附风机，所述脱附风机的一端连接有催化燃烧炉，所述催化燃烧炉的另一端连接有排放阀连接，所述排放阀均通过管道四连接由高空排放管，本申请提供了一种结构紧凑、操作简单、自动化程度高、效率稳定的催化燃烧装置，通过控制控制阀门动作，保证数据达标，通过优化工艺路线，整个装置更为简单、紧凑，故障率低、稳定性高，且方便其中的过滤组件的更换以及清理工作。

Description

一种活性炭吸附催化燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及活性炭吸附催化脱附技术领域，具体来说，涉及一种活性炭吸附催化燃烧装置。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)是指沸点50～250℃，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa，常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。有研究表明VOCs是大气环境中的PM2.5形成的重要前体物质，显著改变大气的物理和化学性质，并可通过长距离输送对区域和全球环境产生重要影响。随着雾霾、PM2.5等大气问题日益严重，在源头上控制VOCs的排放势在必行。

目前常用的VOCs治理技术主要有直接燃烧、催化燃烧、吸附吸收、生物技术等。其中催化燃烧法是指利用催化剂降低活化能，使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，氧化分解为CO2和H2O，同时释放大量的热。对于VOCs浓度低的情况，首先采用活性炭/沸石吸附，再利用小股热风进行脱附，把VOCs浓缩后进行催化燃烧。在这种情况下，脱附的过程中伴随着吸附，通过切换阀门实现吸附和脱附过程的切换，通过PLC控制系统可以实现装置的自动运行。

活性炭原料来源广泛、制备技术成熟、造价低，具有耐热、耐酸碱、易再生、不溶于水和有机溶剂等优点，是目前小风量低浓度有机废气的首选吸附剂，常与催化燃烧配合使用，一般根据风量大小设2个以上活性炭吸附箱，在保证一个炭箱脱附时，其他炭箱吸附，脱附完成后其他炭箱依次进行，在运行过程中，由于吸附阀门泄露、脱附不完全等原因会造成排放超标，需要加以改进。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种活性炭吸附催化燃烧装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种活性炭吸附催化燃烧装置，包括活性炭吸附箱一、活性炭吸附箱二、活性炭吸附箱三，所述活性炭吸附箱一、所述活性炭吸附箱二、所述活性炭吸附箱三上共同连接有脱附风机，所述脱附风机的一端连接有催化燃烧炉，所述催化燃烧炉的另一端连接有排放阀连接，所述排放阀均通过管道四连接由高空排放管。

优选的，所述活性炭吸附箱一上分别连接有吸附进气阀一、吸附排气阀一、脱附进气阀一和脱附排气阀一，所述活性炭吸附箱二上分别连接有吸附进气阀二、吸附排气阀二、脱附进气阀二和脱附排气阀二，所述活性炭吸附箱三上分别连接有吸附进气阀三、吸附排气阀三、脱附进气阀三和脱附排气阀三。

优选的，所述吸附进气阀一、所述吸附进气阀二和所述吸附进气阀三均连接有进气管，所述吸附排气阀一、所述吸附排气阀二和所述吸附排气阀三通过管道二由主排风机排出。

优选的，所述催化燃烧炉出口连接有脱附阀，所述脱附进气阀一、所述脱附进气阀二和所述脱附进气阀三通过管道一连接，所述管道一上连接有新风阀，所述新风阀的一端连接有补冷风机。

优选的，所述脱附排气阀一、所述脱附排气阀二和所述脱附排气阀三通过管道三与所述脱附风机连接。

优选的，所述活性炭吸附箱一、所述活性炭吸附箱二、所述活性炭吸附箱三均包括外箱体，所述外箱体上设有开口，所述开口的顶部设有挡板，所述挡板底部连接有位于所述外箱体内的过滤组件，所述过滤组件包括固定在所述挡板上的若干固定条，所述固定条上均设有梯形卡槽，所述挡板上设有蜂窝活性炭板，所述蜂窝活性炭板的一端设有与所述梯形卡槽相匹配的梯形卡块。

优选的，所述催化燃烧炉包括隔热外壳，所述隔热外壳内安装有加热器。

本实用新型提供了一种活性炭吸附催化燃烧装置，有益效果如下：

通过当炭箱吸附饱和需要脱附时，催化燃烧炉开始升温，当催化燃烧炉开始工作时，首先进行升温，将催化室温度升至250℃以上在开始通有机废气，催化燃烧炉排出的高温气体再经过脱附管道通入炭箱，利用热气对活性炭吸附箱一、活性炭吸附箱二和活性炭吸附箱三进行升温，随着温度的升高，活性炭吸附的VOCs吹脱出来，进入催化燃烧炉催化分解，达标排放。

本申请提供了一种结构紧凑、操作简单、自动化程度高、效率稳定的催化燃烧装置，通过控制控制阀门动作，保证数据达标，通过优化工艺路线，整个装置更为简单、紧凑，故障率低、稳定性高，且方便其中的过滤组件的更换以及清理工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种活性炭吸附催化燃烧装置工艺流程图；

图2是根据本实用新型实施例的一种活性炭吸附催化燃烧装置中活性炭吸附箱一、活性炭吸附箱二和活性炭吸附箱三的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种活性炭吸附催化燃烧装置中过滤组件的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种活性炭吸附催化燃烧装置中催化燃烧炉的结构示意图。

图中：

1、活性炭吸附箱一；2、活性炭吸附箱二；3、活性炭吸附箱三；4、吸附进气阀一；5、脱附进气阀一；6、吸附排气阀一；7、脱附排气阀一；8、吸附进气阀二；9、脱附进气阀二；10、吸附排气阀二；11、脱附排气阀二；12、吸附进气阀三；13、脱附进气阀三；14、吸附排气阀三；15、脱附排气阀三；16、进气管；17、管道一；18、脱附阀；19、管道二；20、管道三；21、脱附风机；22、催化燃烧炉；23、排放阀；24、主排风机；25、管道四；26、高空排放管；27、新风阀；28、补冷风机；29、外箱体；30、开口；31、挡板；32、过滤组件；33、梯形卡槽；34、蜂窝活性炭板；35、梯形卡块；36、隔热外壳；37、加热器；38、固定条。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

需要说明，若实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1，根据本实用新型实施例的一种活性炭吸附催化燃烧装置，包括活性炭吸附箱一1、活性炭吸附箱二2、活性炭吸附箱三3，所述活性炭吸附箱一1、所述活性炭吸附箱二2、所述活性炭吸附箱三3上共同连接有脱附风机21，所述脱附风机21的一端连接有催化燃烧炉22，所述催化燃烧炉22的另一端连接有排放阀23连接，所述排放阀23均通过管道四25连接由高空排放管26，通过当炭箱吸附饱和需要脱附时，催化燃烧炉开始升温，当催化燃烧炉开始工作时，首先进行升温，将催化室温度升至250℃以上在开始通有机废气，催化燃烧炉排出的高温气体再经过脱附管道通入炭箱，利用热气对活性炭吸附箱一、活性炭吸附箱二和活性炭吸附箱三进行升温，随着温度的升高，活性炭吸附的VOCs吹脱出来，进入催化燃烧炉催化分解，达标排放。

本申请提供了一种结构紧凑、操作简单、自动化程度高、效率稳定的催化燃烧装置，通过控制控制阀门动作，保证数据达标，通过优化工艺路线，整个装置更为简单、紧凑，故障率低、稳定性高，且方便其中的过滤组件的更换以及清理工作。

在一实施例中，请参阅说明书附图1所示，所述活性炭吸附箱一1上分别连接有吸附进气阀一4、吸附排气阀一6、脱附进气阀一5和脱附排气阀一7，所述活性炭吸附箱二2上分别连接有吸附进气阀二8、吸附排气阀二10、脱附进气阀二9和脱附排气阀二11，所述活性炭吸附箱三3上分别连接有吸附进气阀三12、吸附排气阀三14、脱附进气阀三13和脱附排气阀三15，所述吸附进气阀一4、所述吸附进气阀二8和所述吸附进气阀三12均连接有进气管16，所述吸附排气阀一6、所述吸附排气阀二10和所述吸附排气阀三14通过管道二19由主排风机24排出，所述催化燃烧炉22出口连接有脱附阀18，所述脱附进气阀一5、所述脱附进气阀二9和所述脱附进气阀三13通过管道一17连接，所述管道一17上连接有新风阀27，所述新风阀27的一端连接有补冷风机28，所述脱附排气阀一7、所述脱附排气阀二11和所述脱附排气阀三15通过管道三20与所述脱附风机21连接。

在一实施例中，请参阅说明书附图2-3所示，所述活性炭吸附箱一1、活性炭吸附箱二2、活性炭吸附箱三3均包括外箱体29，所述外箱体29上设有开口30，所述开口30的顶部设有挡板31，所述挡板31底部连接有位于所述外箱体29内的过滤组件32，所述过滤组件32包括固定在所述挡板31上的若干固定条38，所述固定条38上均设有梯形卡槽33，所述挡板31上设有蜂窝活性炭板34，所述蜂窝活性炭板34的一端设有与所述梯形卡槽33相匹配的梯形卡块35。通过设置的开口30，且挡板31连接过滤组件32，方便将过滤组件32之间从外箱体29内取出，通过固定条38上的梯形卡槽33与蜂窝活性炭板34上的梯形卡块35的配合，可以将多组蜂窝活性炭板34安装在其上，方便蜂窝活性炭板34的更换工作。

在一实施例中，请参阅说明书附图4所示，所述催化燃烧炉22包括隔热外壳36，所述隔热外壳36内安装有加热器37。通过设置的加热器37进行加热工作，而隔热外壳36则降低热量向外传递的效果。

在实际应用时，当装置开始脱附时，催化燃烧炉22开始加热升温，此时一号炭箱的吸附进气阀一4、吸附排气阀一6关闭，吸附进气阀二8和吸附排气阀二10打开，脱附风机21和补冷风机28启动，新风阀27开度100％，排放阀23开度100％，脱附阀18开度0％。通过脱附风机21实现新风循环，快速的提高催化燃烧炉22的温度，冷风进入活性炭吸附箱一1、活性炭吸附箱二2和活性炭吸附箱三3内，其内的温度保持常温不脱附的状态，保护了低温状态下的催化剂活性。

当催化燃烧炉22内催化室的温度达到250℃以上后，在保持上述设备运行状态的前提下，将新风阀27和排放阀23的开度调整到25％，此时进入催化剂的活化阶段。在这个阶段要保持催化剂在不低于250℃的温度，不通有机废气的条件下新风吹扫30min，激发催化剂的活性，这个阶段调小新风阀27和排放阀23的开度，一方面保持催化燃烧炉22继续升温，同时减少系统内补入的冷风，减少电能消耗。

当催化燃烧炉22完成新风吹扫后，开始活性炭吸附箱一1升温脱附阶段，此时在保持上述设备运行状态的前提下，调整脱附阀18开度为100％，将约100℃的热风通入活性炭吸附箱一1当中，活性炭吸附箱一1在热风的作用下温度升高至90～100℃，有机物在高温下脱附出来，进入催化燃烧炉22催化分解，其中一部分热气返回到活性炭吸附箱一1内用于保持其内的温度，一部分热气直接排放。

当活性炭吸附箱一1脱附完成后，进入冷却阶段，此时在保持上述设备运行状态的前提下，将新风阀27和排放阀23的开度调整到100％，脱附阀18开度调整为0％。此时残留在活性炭吸附箱一1内的热气被进一步净化处理，同时通入的新风对活性炭进行降温冷却，当活性炭吸附箱一1内的温度小于40℃时，活性炭吸附箱一1中的吸附进气阀一4和吸附排气阀一6打开，吸附进气阀一4和脱附排气阀一7关闭，活性炭吸附箱二2中的吸附进气阀二8和吸附排气阀二10关闭，脱附排气阀二11和脱附进气阀二9打开，进入下一个脱附程序。

活性炭吸附箱二2升温脱附阶段，将新风阀27和排放阀23的开度调整到25％，脱附阀18开度调整为100％。将约100℃的热风通入活性炭吸附箱二当中，在热风的作用下温度升高至90～100℃，有机物在高温下脱附出来，进入催化燃烧炉22催化分解，其中一部分热气返回到活性炭吸附箱二内用于保持炭箱内的温度，一部分热气直接排放。

当活性炭吸附箱二2脱附完成后，进入冷却阶段，此时在保持上述设备运行状态的前提下，将新风阀27和排放阀23的开度调整到100％，脱附阀18开度调整为0％。此时残留在活性炭吸附箱二2内的热气被进一步净化处理，同时通入的新风对活性炭进行降温冷却。当其内的温度小于40℃时，活性炭吸附箱二2中的吸附进气阀二8和吸附排气阀二10打开，脱附进气阀二9和脱附排气阀二11关闭，活性炭吸附箱三3上的吸附进气阀三12和吸附排气阀三14关闭，脱附进气阀三13和脱附排气阀三15打开，进入下一个脱附程序。

活性炭吸附箱三3的升温脱附同活性炭吸附箱一1和活性炭吸附箱二2，也是将新风阀27和排放阀23的开度调整到25％，脱附阀18开度调整为100％。当有多个炭箱脱附时以此类推，直到最后一个炭箱完成脱附和炭箱冷却后，需要进入催化燃烧炉22吹扫和催化燃烧炉22冷却过程。

催化燃烧炉22吹扫，此时在保持上述设备运行状态的前提下，将新风阀27和排放阀23的开度调整到100％，脱附阀18开度调整为0％，向催化燃烧炉22吹入新风。这个阶段保持催化燃烧炉22的正常温控程序，即在催化室不低于250℃的条件下，新风吹扫30min。

催化燃烧炉22吹扫完成后，进入催化燃烧炉22冷却阶段。此时保持新风阀27和排放阀23的开度调整到100％，脱附阀18开度调整为0％，同时关闭催化燃烧炉22的所有电加热器，进行降温吹扫，15min后催化燃烧炉22温度降至安全温度，关闭脱附风机21、补冷风机28、新风阀27、排放阀23和脱附阀18。同时打开最后一个炭箱的吸附阀门，关闭其脱附阀门，整个脱附过程结束。

当出现阀门故障造成的排放超标，可通过自动控制程序实现连锁调节，比如活性炭吸附箱一1排放指标异常，程序接到信号后立刻开启该炭箱的冷却程序，冷却完成后进入下一个炭箱的脱附，同时将故障报警信号上传，方便控制人员后期进行故障排查。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，包括活性炭吸附箱一(1)、活性炭吸附箱二(2)、活性炭吸附箱三(3)，所述活性炭吸附箱一(1)、所述活性炭吸附箱二(2)、所述活性炭吸附箱三(3)上共同连接有脱附风机(21)，所述脱附风机(21)的一端连接有催化燃烧炉(22)，所述催化燃烧炉(22)的另一端连接有排放阀(23)连接，所述排放阀(23)均通过管道四(25)连接由高空排放管(26)。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述活性炭吸附箱一(1)上分别连接有吸附进气阀一(4)、吸附排气阀一(6)、脱附进气阀一(5)和脱附排气阀一(7)，所述活性炭吸附箱二(2)上分别连接有吸附进气阀二(8)、吸附排气阀二(10)、脱附进气阀二(9)和脱附排气阀二(11)，所述活性炭吸附箱三(3)上分别连接有吸附进气阀三(12)、吸附排气阀三(14)、脱附进气阀三(13)和脱附排气阀三(15)。

3.根据权利要求2所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述吸附进气阀一(4)、所述吸附进气阀二(8)和所述吸附进气阀三(12)均连接有进气管(16)，所述吸附排气阀一(6)、所述吸附排气阀二(10)和所述吸附排气阀三(14)通过管道二(19)由主排风机(24)排出。

4.根据权利要求3所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述催化燃烧炉(22)出口连接有脱附阀(18)，所述脱附进气阀一(5)、所述脱附进气阀二(9)和所述脱附进气阀三(13)通过管道一(17)连接，所述管道一(17)上连接有新风阀(27)，所述新风阀(27)的一端连接有补冷风机(28)。

5.根据权利要求4所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述脱附排气阀一(7)、所述脱附排气阀二(11)和所述脱附排气阀三(15)通过管道三(20)与所述脱附风机(21)连接。

6.根据权利要求5所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述活性炭吸附箱一(1)、所述活性炭吸附箱二(2)、所述活性炭吸附箱三(3)均包括外箱体(29)，所述外箱体(29)上设有开口(30)，所述开口(30)的顶部设有挡板(31)，所述挡板(31)底部连接有位于所述外箱体(29)内的过滤组件(32)，所述过滤组件(32)包括固定在所述挡板(31)上的若干固定条(38)，所述固定条(38)上均设有梯形卡槽(33)，所述挡板(31)上设有蜂窝活性炭板(34)，所述蜂窝活性炭板(34)的一端设有与所述梯形卡槽(33)相匹配的梯形卡块(35)。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭吸附催化燃烧装置，其特征在于，所述催化燃烧炉(22)包括隔热外壳(36)，所述隔热外壳(36)内安装有加热器(37)。