CN220968614U - 一种组合式梯级耦合VOCs治理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种组合式梯级耦合VOCs治理设备，包括立式的一级洗涤塔和与一级洗涤塔相连通的立式的二级洗涤塔，二级洗涤塔连接有化学过滤器；一级洗涤塔包括一级塔体、设置于一级塔体内的除油除VOCs旋流板、除雾旋流板和一级喷淋装置；二级洗涤塔包括二级塔体、设置于二级塔体内的填料、除雾器和二级喷淋装置。化学过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置，一级过滤装置包括一级过滤箱、设置于一级过滤箱入口端的G4过滤器、设置于一级过滤箱内的一级化学过滤槽和设置于一级化学过滤槽内的化学滤料。二级过滤装置包括二级过滤箱、设置于二级过滤箱出口端的F7过滤器、设置于二级过滤箱内的二级化学过滤槽和设置于二级化学过滤槽内的化学滤料。

Description

一种组合式梯级耦合VOCs治理设备

技术领域

本实用新型涉及工程塑料生产过程中的VOCs治理技术领域，具体为一种组合式梯级耦合VOCs治理设备，部分工艺段采用干式气相化学滤料作为VOCs的吸收剂，属于节能环保和新材料的复合领域。

背景技术

在工程塑料生产过程中排出的VOCs(挥发性有机物，Volatile OrganicCompounds)包括油类、丙烯腈、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、固体颗粒物等废气污染物，其非甲烷总烃(NMHC)产生浓度一般低于300mg/m³。目前常规的VOCs治理工艺为RTO(蓄热式燃烧法，Regenerative Thermal Oxidizer)和CO(催化燃烧，Catalytic Oxidizer)。在使用RTO、CO工艺前废气需浓缩，而丙烯腈、苯乙烯等均为易发生聚合反应的有机物，生产的聚合物为固态的高分子化合物，将堵塞浓缩用的介质如活性炭、沸石等。目前主要采用喷淋洗涤+活性炭吸附的组合工艺，如公告号为CN204672123U的中国专利，其公开了一种旋流板废气净化塔，其喷淋洗涤和活性炭吸附一般采用单级设备，NMHC的去除效率较低，且喷淋塔使用填料，难以解决油类附着在填料上，堵塞洗涤塔，加剧喷淋洗涤效率下降的问题。

总的来说现有VOCs处理效率低、需频繁维护、处理效果不好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种组合式梯级耦合VOCs治理设备，以解决工程塑料VOCs处理效率低、需频繁维护、处理效果不好的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种组合式梯级耦合VOCs治理设备，包括立式的一级洗涤塔和与所述一级洗涤塔相连通的立式的二级洗涤塔，所述二级洗涤塔连接有化学过滤器；所述一级洗涤塔包括一级塔体、设置于一级塔体内的除油除VOCs旋流板、除雾旋流板和一级喷淋装置；所述二级洗涤塔包括二级塔体、设置于二级塔体内的填料、除雾器和二级喷淋装置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述化学过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置，所述一级过滤装置包括一级过滤箱、设置于一级过滤箱入口端的G4过滤器、设置于一级过滤箱内的一级化学过滤槽和设置于一级化学过滤槽内的化学滤料。

所述二级过滤装置包括二级过滤箱、设置于二级过滤箱出口端的F7过滤器、设置于二级过滤箱内的二级化学过滤槽和设置于二级化学过滤槽内的化学滤料。

所述一级喷淋装置和二级喷淋装置均包括循环水箱、与循环水箱相连的补水阀、排水阀和设置于循环水箱内的喷淋泵，所述喷淋泵连接喷淋管伸入一级塔体和二级塔体内。

所述一级塔体上设置有第一在线压差计，所述第一在线压差计一端设置于除油除VOCs旋流板下方，另一端设置于除雾旋流板上方。

所述二级塔体上设置有第二在线压差计和第三在线压差计，所述第二在线压差计设置于填料两端，所述第三在线压差计设置于除雾器两端。

所述一级过滤箱两端设置有第四在线压差计。

所述二级过滤箱两端设置有第五在线压差计。

所述除雾器的进气端和出气端还分别设有喷淋清洗管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的组合式梯级耦合VOCs治理设备，针对活性炭装填量大、更换时间短、易吸水板结的缺点，采用干式气相化学滤料替代活性炭，以干式气相化学过滤工艺替代活性炭吸附工艺，且设置两级化学过滤。干式气相化学过滤工艺是以“干式气相化学滤料”为核心材料，以“物理吸附+化学吸附”为核心原理的气体深度净化工艺，针对目标气体中的特征物质，高效地、有选择地去除污染物。化学滤材采用多种多孔性材料做基材，负载了催化剂、氧化剂和反应指示剂等组分的化学吸附剂，通过化学吸收作用去除空气中的有害气体。化学过滤介质，通过不可逆过程，将气态污染物转化为无害的固体，这被称之为化学吸附作用。化学过滤介质无毒、无害、可填埋处理、使用寿命可测。

化学滤料氧化性强，吸附吸收VOCs的效率高，持久耐用，按照填充量，一般八个月至一年更换一次，更换频率低，产生的固废量少，运维工作量小；相对活性炭，化学滤料能在5-95％相对湿度环境中使用，某些化学反应需要水的参与，无须担心湿空气使化学滤料堵塞板结；化学滤料可氧化分解油雾类有机污染物，转化为其它小分子化合物，避免黏糊滤料。化学滤料可有效替代活性炭，作为工程塑料VOCs处理的有效手段。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图之一；

图2为本实用新型整体结构示意图之二。

附图标记：1、一级洗涤塔；11、一级塔体；111、第一在线压差计；12、除油除VOCs旋流板；13、除雾旋流板；14、一级喷淋装置；2、二级洗涤塔；21、二级塔体；211、第二在线压差计；212、第三在线压差计；22、填料；23、除雾器；24、二级喷淋装置；25、喷淋清洗管；31、一级过滤装置；311、一级过滤箱；312、G4过滤器；313、一级化学过滤槽；314、第四在线压差计；32、二级过滤装置；321、二级过滤箱；322、F7过滤器；323、二级化学过滤槽；324、第五在线压差计；41、循环水箱；42、补水阀；43、排水阀；44、喷淋泵；45、喷淋管。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置，关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例的组合式梯级耦合VOCs治理设备，包括立式的一级洗涤塔1和与一级洗涤塔1相连通的立式的二级洗涤塔2，二级洗涤塔2连接有化学过滤器；一级洗涤塔1包括一级塔体11、设置于一级塔体11内的除油除VOCs旋流板12、除雾旋流板13和一级喷淋装置14；二级洗涤塔2包括二级塔体21、设置于二级塔体21内的填料22、除雾器23和二级喷淋装置24。旋流板的结构采用喷淋塔中常规旋流板结构即可,其安装方式及选型均为本领域常规技术，此处并未进行说明。

化学过滤器包括一级过滤装置31和二级过滤装置32，一级过滤装置31包括一级过滤箱311、设置于一级过滤箱311入口端的G4过滤器312、设置于一级过滤箱311内的一级化学过滤槽313和设置于一级化学过滤槽313内的化学滤料。化学滤料包括催化剂和氧化剂，催化剂为一般的贵金属催化剂，铂、钯、铑、钌等，氧化剂采用高锰酸钾或高锰酸钠。

二级过滤装置32包括二级过滤箱321、设置于二级过滤箱321出口端的F7过滤器322、设置于二级过滤箱321内的二级化学过滤槽323和设置于二级化学过滤槽323内的化学滤料。该化学滤料负载了催化剂、氧化剂和反应指示剂等组分的化学吸附剂，可根据废气特点和应用场景灵活搭配有效组分；对于空气中的VOCs、腐蚀性气体或有毒有害气体先通过多孔材料吸附截留，污染气体被吸附或捕捉在滤材中，然后在催化剂的作用下与氧化剂等化学吸附剂中的活性成分进行反应、破坏污染物分子结构并逐步将其氧化成最终产物，如盐、水和二氧化碳等，这样确保污染气体一旦被从环境中去除，就无法再重新回到空气中，最后经过滤料释放出来的气体无毒无味无腐蚀性。

一级喷淋装置14和二级喷淋装置24均包括循环水箱41、与循环水箱41相连的补水阀42、排水阀43和设置于循环水箱41内的喷淋泵44，喷淋泵44连接喷淋管45伸入一级塔体11和二级塔体21内。

一级塔体11上设置有第一在线压差计111，第一在线压差计111一端设置于除油除VOCs旋流板12下方，另一端设置于除雾旋流板13上方。二级塔体21上设置有第二在线压差计211和第三在线压差计212，第二在线压差计211设置于填料22两端，第三在线压差计212设置于除雾器23两端。一级过滤箱311两端设置有第四在线压差计314。二级过滤箱321两端设置有第五在线压差计324。上述在线压差计均接入PLC控制系统，可以进行自动预警，提示操作人员对各个部件进行维修和更换。预警参数根据实际情况进行设定，此处未详尽。

除雾器23的进气端和出气端还分别设有喷淋清洗管25。喷淋清洗管25可对除雾器23两侧进行冲洗。

使用时，废气首先进入一级洗涤塔1，通过除油除VOCs旋流板12、除雾旋流板13的联动，使得进塔气流通过旋流板强制旋转，产生离心力，废气中的油类，以及可溶于水的污染物与喷淋的微小液滴结合后，离心分离出来。再通过除雾旋流板13，水分与废气离心分离；然后进入二级洗涤塔2，喷淋管45喷出微小液滴的吸收液均匀分布在填料22上，废气与吸收液在填料22表面上充分接触，由于填料空隙率高、表面大，废气与吸收液在填料表面有较多的接触面积和反应时间，增强传质效果，最大程度的吸收可溶于吸收液的VOCs物质，然后通过顶部的除雾器23进行气液分离。二级喷淋塔的除雾器前后设置压力差计，当压力差大于800-1200Pa，开启除雾器25上下的喷淋清洗管25，使压力差保持在800Pa以内。

接着，除油除VOCs和初步除VOCs后的废气进入两级化学过滤装置，VOCs物质首先被G4过滤器312基材吸附，为强氧化剂氧化分解VOCs创造条件，然后在催化剂的作用下与氧化剂等化学吸附剂中的活性成分进行反应、破坏污染物分子结构并逐步将其氧化成最终产物，如盐、水和二氧化碳等。两级化学过滤系统可稳定有效的去除VOCs至排放标准。其中G4过滤器、F7过滤器、化学过滤槽进气前后均设置在线压差计，用于监控堵塞，及时更换过滤器，保障系统的安全运行。当G4过滤器的压力差≥200-400Pa，G7过滤器的压力差≥300-500Pa，化学滤料的压力差≥600-800Pa时，需更换以上装置。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种组合式梯级耦合VOCs治理设备，包括立式的一级洗涤塔（1）和与所述一级洗涤塔（1）相连通的立式的二级洗涤塔（2），其特征在于：所述二级洗涤塔（2）连接有化学过滤器；所述一级洗涤塔（1）包括一级塔体（11）、设置于一级塔体（11）内的除油除VOCs旋流板（12）、除雾旋流板（13）和一级喷淋装置（14）；所述二级洗涤塔（2）包括二级塔体（21）、设置于二级塔体（21）内的填料（22）、除雾器（23）和二级喷淋装置（24）。

2.根据权利要求1所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述化学过滤器包括一级过滤装置（31）和二级过滤装置（32），所述一级过滤装置（31）包括一级过滤箱（311）、设置于一级过滤箱（311）入口端的G4过滤器（312）、设置于一级过滤箱（311）内的一级化学过滤槽（313）和设置于一级化学过滤槽（313）内的化学滤料。

3.根据权利要求2所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述二级过滤装置（32）包括二级过滤箱（321）、设置于二级过滤箱（321）出口端的F7过滤器（322）、设置于二级过滤箱（321）内的二级化学过滤槽（323）和设置于二级化学过滤槽（323）内的化学滤料。

4.根据权利要求1或3所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述一级喷淋装置（14）和二级喷淋装置（24）均包括循环水箱（41）、与循环水箱（41）相连的补水阀（42）、排水阀（43）和设置于循环水箱（41）内的喷淋泵（44），所述喷淋泵（44）连接喷淋管（45）伸入一级塔体（11）和二级塔体（21）内。

5.根据权利要求4所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述一级塔体（11）上设置有第一在线压差计（111），所述第一在线压差计（111）一端设置于除油除VOCs旋流板（12）下方，另一端设置于除雾旋流板（13）上方。

6.根据权利要求5所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述二级塔体（21）上设置有第二在线压差计（211）和第三在线压差计（212），所述第二在线压差计（211）设置于填料（22）两端，所述第三在线压差计（212）设置于除雾器（23）两端。

7.根据权利要求3所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述一级过滤箱（311）两端设置有第四在线压差计（314）。

8.根据权利要求3所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述二级过滤箱（321）两端设置有第五在线压差计（324）。

9.根据权利要求8所述的组合式梯级耦合VOCs治理设备，其特征在于：所述除雾器（23）的进气端和出气端还分别设有喷淋清洗管（25）。