CN221287423U - 基于碳中和的co2协同有机废气近零排放处理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及空气污染净化技术领域，具体涉及一种基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统。包括依次由管道连接的混流过滤箱、催化风机、一级换热器、加热器、一级反应器、二级反应器、二级换热器、CO2捕集器、空气过滤器及废气切断阀、新风调节阀、超温调节阀、超温排气阀和单向阀组成；该系统及方法可满足有机废气连续稳定达标排放的同时将分解产生的CO2进行捕集，实现减污降碳。
Description
技术领域
本申请涉及空气污染净化技术领域，具体涉及一种基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统。
背景技术
催化燃烧(Catalytic Oxidizer，简称CO)处理系统是一种进行有机废气达标排放处理的核心工艺设备集成，利用催化剂降低有机物活化能，在相对较低的温度下发生氧化还原反应分解为二氧化碳和水，在石油化工、煤化工、精细化工等高耗能行业已经得到了广泛地应用。随着“3060”双碳目标的快速推进，在有机废气(VOCs)高效治理的同时兼顾减少二氧化碳排放已经成为废气治理的必然路径。
现有CO装置多采用一级换热和一级催化段制作，换热效果较差，升温慢，往往导致废气处理行程短，催化转化效率低，遇到高反应放热时，因缺少相应的控制阀门来控制温度，经常超温而停机，无法保障长久稳定达标运行；同时，CO装置不具备预热功能，经常出现反应温度未达到起燃反应温度就提前进气，导致出现一段时间的尾气超标排放，无法满足在线监测使用。另一方面，由于VOCs通常以非甲烷总烃(以碳计)表征，去除1吨VOCs(非甲烷总烃，以碳计)，催化燃烧过程产生的二氧化碳量为3.7tCO2，占到处理过程总碳排放量的11％，无法真正意义的推行减污降碳，在CO2捕集封存或利用技术上出现较多技术方法，但投资运行成本高昂，工艺复杂占地较大，多用于电厂水泥厂等烟气中含有高浓度的CO2的工况实施，无法适用于VOCs治理领域，如何将VOCs深度达标净化的同时兼顾减少二氧化碳排放，目前尚无较为可行的方案，为此，我们提出一种基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统。
发明内容
本申请旨在克服现有技术的至少一个缺陷，提供基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，可满足有机废气节能高效的连续稳定达标排放和负碳处理，进而实现近零排放。
为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：
基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于，包括依次由管道连接的混流过滤箱、催化风机、一级换热器、加热器、一级反应器、二级反应器、二级换热器、CO2捕集器、空气过滤器及废气切断阀、新风调节阀、超温调节阀、超温排气阀和单向阀组成；其中所述混流过滤箱由废气入口、废气出口、空气入口、烟气入口和人孔构成；废气入口与废气切断阀连接，废气出口与催化风机入口连接，催化风机出口与一级换热器A口连接，一级换热器B口与加热器入口连接，加热器出口与一级反应器入口连接，一级反应器出口与二级反应器入口连接，二级反应器出口与一级换热器C口连接，一级换热器D口与二级换热器G口连接，二级换热器H口与CO2捕集器入口连接，CO2捕集器出口排向大气；其中，空气经空气过滤器后进入二级换热器E口，从二级过滤器F口出来后连接新风调节阀后进入空气入口；二级反应器出口管线旁路上还设有超温排气阀与混流过滤箱的烟气入口连接。
进一步的，所述催化风机出口与一级换热器A口之间和加热器出口与一级反应器入口之间设有带有单向阀和超温调节阀阀组的调温管线。
进一步的，所述一级反应器的下层填装马鞍型陶瓷环，中间用格栅将上层的蜂窝催化剂层隔开，其中马鞍型陶瓷环的填装型式是中间厚四周薄的天方地圆构造，以利于来自加热器的热气流能够均匀的进入蜂窝催化剂层并进一步过滤气体中的杂质。
进一步的，所述二级反应器内填装颗粒催化剂层与一级反应器的蜂窝催化剂层行程间距不低于0.5米。
进一步的，所述CO2捕集器中的填料是基于沸石分子筛13X和/或活性炭和/或硅胶和/或TiO2陶瓷膜为载体的化学负载型离子液体和/或物理负载型离子液体的一种或几种。
本申请的有益效果为：①通过将反应器设计为两级处理，延长待处理气体的停留时间，效率更高，同时增加马鞍形蓄热填料一方面起到蓄热节能功效，一方面缓冲气流起到均风除细小粉尘颗粒的作用；②在系统内设置多个控制阀门参与流程控制，保障系统出现超温飞温时，仍可连续稳定运行；③；设计预热通道，有效避免废气因反应温度达到不要求引起的超标问题；④净化后的气体接入CO2捕集装置，可将有机废气达标净化后协同减少CO2的排放，真正意义上实现减污降碳。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
附图1为本申请实施例中提供的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统的流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步的详细说明。附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本申请的基本结构和原理，因此其仅显示与本申请有关的构成。
实施例1
如图1所示，本申请提出的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，包括依次由管道连接的混流过滤箱(1)、催化风机(2)、一级换热器(3)、加热器(4)、一级反应器(5)、二级反应器(6)、二级换热器(7)、CO2捕集器(9)、空气过滤器(10)及废气切断阀(80)、新风调节阀(81)、超温调节阀(82)、超温排气阀(83)和单向阀(84)组成；其中所述混流过滤箱(1)由废气入口(101)、废气出口(102)、空气入口(103)、烟气入口(104)和人孔(105)构成；废气入口(101)与废气切断阀(80)连接，废气出口(102)与催化风机(2)入口连接，催化风机(2)出口与一级换热器(3)A口连接，一级换热器(3)B口与加热器(4)入口连接，加热器(4)出口与一级反应器(5)入口连接，一级反应器(5)出口与二级反应器(6)入口连接，二级反应器(6)出口与一级换热器(3)C口连接，一级换热器(3)D口与二级换热器(7)G口连接，二级换热器(7)H口与CO2捕集器(9)入口连接，CO2捕集器(9)出口排向大气；其中，空气经空气过滤器(10)后进入二级换热器(7)E口，从二级过滤器F口出来后连接新风调节阀(81)后进入空气入口(103)；二级反应器(6)出口管线旁路上还设有超温排气阀(83)与混流过滤箱(1)的烟气入口(104)连接。
进一步的，所述催化风机(2)出口与一级换热器(3)A口之间和加热器(4)出口与一级反应器(5)入口之间设有带有单向阀(84)和超温调节阀(82)阀组的调温管线(85)。
进一步的，所述一级反应器(5)的下层填装马鞍型陶瓷环(52)，中间用格栅将上层的蜂窝催化剂层(51)隔开，其中马鞍型陶瓷环(52)的填装型式是中间厚四周薄的天方地圆构造，以利于来自加热器(4)的热气流能够均匀的进入蜂窝催化剂层(51)并进一步过滤气体中的杂质。
进一步的，所述二级反应器(6)内填装颗粒催化剂层(61)与一级反应器(5)的蜂窝催化剂层(51)行程间距不低于0.5米。
进一步的，所述CO2捕集器(9)中的填料(91)是基于沸石分子筛13X和/或活性炭和/或硅胶和/或TiO2陶瓷膜为载体的化学负载型离子液体和/或物理负载型离子液体的一种或几种。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请披露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于，包括依次由管道连接的混流过滤箱(1)、催化风机(2)、一级换热器(3)、加热器(4)、一级反应器(5)、二级反应器(6)、二级换热器(7)、CO2捕集器(9)、空气过滤器(10)及废气切断阀(80)、新风调节阀(81)、超温调节阀(82)、超温排气阀(83)和单向阀(84)组成；其中所述混流过滤箱(1)由废气入口(101)、废气出口(102)、空气入口(103)、烟气入口(104)和人孔(105)构成；废气入口(101)与废气切断阀(80)连接，废气出口(102)与催化风机(2)入口连接，催化风机(2)出口与一级换热器(3)A口连接，一级换热器(3)B口与加热器(4)入口连接，加热器(4)出口与一级反应器(5)入口连接，一级反应器(5)出口与二级反应器(6)入口连接，二级反应器(6)出口与一级换热器(3)C口连接，一级换热器(3)D口与二级换热器(7)G口连接，二级换热器(7)H口与CO2捕集器(9)入口连接，CO2捕集器(9)出口排向大气；其中，空气经空气过滤器(10)后进入二级换热器(7)E口，从二级过滤器F口出来后连接新风调节阀(81)后进入空气入口(103)；二级反应器(6)出口管线旁路上还设有超温排气阀(83)与混流过滤箱(1)的烟气入口(104)连接。
2.根据权利要求1所述的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于：所述催化风机(2)出口与一级换热器(3)A口之间和加热器(4)出口与一级反应器(5)入口之间设有带有单向阀(84)和超温调节阀(82)阀组的调温管线(85)。
3.根据权利要求1所述的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于：所述一级反应器(5)的下层填装马鞍型陶瓷环(52)，中间用格栅将上层的蜂窝催化剂层(51)隔开，其中马鞍型陶瓷环(52)的填装型式是中间厚四周薄的天方地圆构造，以利于来自加热器(4)的热气流能够均匀的进入蜂窝催化剂层(51)并进一步过滤气体中的杂质。
4.根据权利要求1所述的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于：所述二级反应器(6)内填装颗粒催化剂层(61)与一级反应器(5)的蜂窝催化剂层(51)行程间距不低于0.5米。
5.根据权利要求1所述的基于碳中和的CO2协同有机废气近零排放处理系统，其特征在于：所述CO2捕集器(9)中的填料(91)是基于沸石分子筛13X和/或活性炭和/或硅胶和/或TiO2陶瓷膜为载体的化学负载型离子液体和/或物理负载型离子液体的一种或几种。
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