基于梯级冷却区的沸石转轮增浓工艺的制作方法

本发明涉及废气处理工艺领域，具体为一种基于梯级冷却区的沸石转轮增浓工艺。

背景技术：

目前，沸石浓缩转轮为了保证废气处理效率，一般浓缩倍数在10～20倍，而原始喷漆线产生的废气一般在120mg/m³左右，浓缩后的浓度一般不超过2400mg/m³，浓缩后废气浓度依旧较低、风量偏大，导致后续的有机废气处理装置装机成本高、处理成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于梯级冷却区的沸石转轮增浓工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于梯级冷却区的沸石转轮增浓工艺，其特征在于：包括以下步骤：原始废气首先通过过滤装置进行过滤，然后将废气引入沸石转轮浓缩系统。过滤后的原始气体大部分通过转轮吸附区，将废气中的VOCs吸附在沸石材料里，形成净化气体；小部分通过冷却区队沸石材料进行冷却，冷却后的气体通过加热器加热至脱附温度后进入脱附区，将沸石材料里的VOCs脱附出来。经过脱附区后的脱附废气30%以上通过有机废气处理装置进行处理，70%以下脱附区后的脱附废气再次通过冷却区引入脱附区进行再浓缩，提高浓缩废气浓度后进入有机废气处理装置进行处理。

优选地，所述冷却区的解析风量通过引入部分高浓度废气的分量后，与原始冷却区的风量相同。

优选地，进入冷却区的浓缩废气风量可根据吸附区里的废气浓度进行调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在保证解析风（冷却、脱附）风量不变的前提下，引入部分浓缩后高浓度废气通过冷去区再进入脱附区进行再浓缩，提高浓缩废气浓度，降低处理风量，使得后续有机废气处理装置的装机、运行成本降低。

附图说明

图1为本发明的案例工艺流程原理图；

图2为本发明的沸石转轮区域分布示意图；

图3为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、2、3，本发明提供的一种实施例：

一种基于梯级冷却区的沸石转轮增浓工艺，其特征在于：包括以下步骤：原始废气首先通过过滤区进行过滤，过滤后连接至沸石转轮浓缩系统，一部分过滤后的原始气体通过吸附区形成净化气体，另一部分通过通过冷却区形成冷却气体，冷却气体通过加热器后进入脱附区，经过脱附区后的脱附废气30%以上通过有机废气处理装置进行处理，70%以下脱附区后的脱附废气再次通过冷却区引入脱附区进行再浓缩，提高浓缩废气浓度后进入有机废气处理装置进行处理。再浓缩气体的比例是根据净化后的有机废气浓度达标的情况进行调整。

进入冷却区的浓缩废气为根据吸附区里的废气浓度进行调整。

所述冷却区的解析风量通过引入部分高浓度废气的分量后，与原始冷却区的风量相同。

本发明引入部分浓缩后的高浓度废气进入冷去区进行再次浓缩循环（保证解析风风量不变的前提下），增加浓缩废气的浓度。引入部分高浓度废气的风量可根据吸附后的废气浓度自动调整，以保证处理效果达到环保要求。

假设原始废气风量为V1、原始废气浓度为C1 、浓缩倍数n、沸石浓缩转轮处理效率η、引入部分高浓度废气的风量是原浓缩风量的s倍、浓缩再循环后的废气浓度为C2、浓缩再循环后的废气风量V2=1/n×V1×(1－s)。浓度单位mg/Nm³，风量单位Nm³/h。

风量走向分布：（如图1所示）

使用本实施例理论计算如下：

C1×V1=C1×(1－η)×［(n－1)/n×V1＋1/n×V1×s］+C2×1/n×V1×(1－s）

C2= C1×{1＋［n/(1－s)－1］×η}

V2=1/n×V1×(1－s)

未使用本实施例理论计算如下：

原浓缩废气浓度C2＇=C1×{1＋［n－1］×η}

原浓缩废气风量V2＇=1/n×V1

以有机废气处理装置为蓄热式热力焚烧炉（RTO）为例:

RTO燃料耗量计算如下：单位kcal

RTO燃料耗量：Q1=废气量×0.31×温差（一般取50℃）×1.05(考虑散热损失）;

解析风加热燃料耗量：Q2=废气量×0.31×温差（一般取100℃）×1.05(考虑散热损失）;

RTO废气中有机物氧化热量：Q3=废气量×废气浓度×0.99(RTO去除率）×VOC发热量（一般取8000kcal/kg,或查各有机物参数）；

总能耗Q=Q1＋Q2－Q3。

由以上计算公式可得出以下结论：

1.蓄热室焚烧炉（RTO）设计风量可减少s/n×V1、冷启动能耗降低s×100%，RTO主风机的电能耗相应降低;

2.RTO运行能耗可降低sV1/n×［16.275－0.00792×C1×(1－η)］

由于使用本专利方案，可使得解析风前后温差低于100℃，理论上可节约更多的天然气。

以年产量为150000辆车，废气风量800000Nm³/h、浓度120mg/Nm³、浓缩20倍、处理效率95%为例，使用本专利引入50%浓缩后高浓度废气进入冷去区进行再浓缩，降低蓄热式热力焚烧炉（RTO）设计风量以及RTO成本；可降低能耗0.5×800000/20×［16.275－0.00792×120×(1－95%)］=325000 kcal/h；天然气热值按8500kcal/m³计算，相当于每小时节约38.3m³天然气。

以每年工作250天，两班制，每班8h，每年冷启动50次，每年可节约天然气80万元左右（天然气按4.7元/m³），RTO主风机的电能耗也将大大降低。

工作原理：沸石浓缩转轮装置分为吸附区、脱附区和冷却区，浓缩转轮在各个区内连续运转。含有VOCs的原始废气通过前置过滤装置后，送到浓缩转轮的吸附区，在吸附区VOCs被吸附材料吸附除去，废气被净化后从缩转轮的吸附区排出。吸附于浓缩转轮中的VOCs，在脱附区经热风处理而被脱附、浓缩（10～25倍的程度）；而且浓缩转轮在冷却区被冷却，经过冷却区的空气，再经过加热装置后作为脱附废气使用；经过脱附区后的脱附废气一部分通过有机废气处理装置进行处理，另一部分脱附废气再次引入冷却区进入脱附区进行再浓缩，提高浓缩废气浓度后进入有机废气处理装置进行处理，以此循环。（可根据净化后的有机废气浓度达标的情况下，调节相应的再浓缩气体的比例）。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。