一种有机废气脱附催化燃烧一体机的制作方法

本发明涉及脱附催化燃烧一体机技术领域，尤其涉及一种应用于苯、甲苯、二甲苯、烷烃等有机废气治理的脱附催化燃烧一体机。

背景技术：

吸附是气体结合到固体上去的质量传递过程。气体（吸附质）进入固体（吸附剂）的孔隙中但并未进入其晶格内。吸附过程可能是物理过程，也可能是化学过程。

物理吸附主要是范德华引力起作用，一般没有选择性，在吸附过程中没有电子转移，没有化学键的生成与破坏。化学吸附实际上是一种化学反应，具有选择性，在化学吸附过程中，气体和固体表面发生了化学反应。最普遍使用的吸附剂是活性炭、分子筛、硅胶和活性氧化铝。这些吸附剂经过处理后表面积极大，可有效吸附碳氢化合物等污染物。其缺点是对水有优先选择性吸附作用。所有的吸附剂在一定的高温下会发生变化。在这些温度下，其吸附能力很弱，污染物可以被解脱出来，从而使吸附剂的活性得到再生，这个过程成为脱附。

为了进行连续操作，一般提供两个或多个吸附床。一个或几个吸附床在吸附时，另一个或几个吸附床则进行再生。在吸附过程中，被收集的污染物滞留在吸附床中，只要吸附床有足够的容量，污染物就不会释放出来。但是当吸附床中的污染物浓度达到饱和时，污染物便开始释放出来，这种现象称为穿透，达到饱和的吸附床需要进行再生，一般采用加热的气体对吸附床进行脱附，一方面使吸附床重新具有活性，一方面是污染物被解脱出来进行回收或分解处理，现有的吸附-脱附-催化燃烧工艺通过上述两种工艺的分析，可以得到上述两个处理工程的特点：吸附工艺：适合低浓度情况，需要提供能量进行脱附再生，脱附出来的高浓度污染物需要进行再处理。燃烧工艺：适合高浓度情况，合适的设计工艺可以在只需要补充少量能源情况下维持燃烧，并且可以产生富裕能量，可以彻底分解污染物，催化燃烧的运行费用更低。结合上述两种工艺特点进行组合，得到吸附-脱付-催化燃烧工艺，可以扬长避短有效地将两种工艺应用到不同有机污染物处理场合，尤其是在大风量、低浓度的voc废气处理方面，是目前具有最高性价比的处理工艺方式。

但现在普遍的脱附系统是以热风通过吸附-脱附箱来升温，加热升温时间长热量损失大，前期加热升温过程有机废气浓度低，催化燃烧系统运行时间长，前期脱附升温过程耗能高。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种应用于苯、甲苯、二甲苯、烷烃等有机废气治理的脱附催化燃烧一体机。

本发明提出的一种有机废气脱附催化燃烧一体机，包括脱附装置、位于脱附装置一侧的催化燃烧装置和电控装置，所述脱附装置包括脱附壳体，脱附壳体的底部内壁上安装有进气管道，且脱附壳体的一侧外壁上开设有空气进气口，空气进气口的内壁连接有高压变频脱附风机的出气端，所述脱附壳体的底部内壁上焊接有脱附换热器，且脱附壳体的一侧外壁上连接有净化气体出气罩，净化气体出气罩远离脱附壳体的一端开有净化气体出口，所述净化气体出气罩的顶部通过导管连接有单向气动流量调节阀，且单向气动流量调节阀远离净化气体出气罩的一端脱附气体出气罩，所述脱附气体出气罩与脱附壳体外壁的上部连接，且脱附气体出气罩远离脱附壳体的一端开有脱附气体出口，脱附气体出气罩顶部通过导气管连接有高压变频补风风机的出气端，所述脱附壳体的顶部内壁嵌装有脱附电加热器，且脱附壳体靠近脱附电加热器一侧内壁上固定有第四温度传感器，所述催化燃烧装置包括催化壳体，且催化壳体顶部与脱附壳体靠近脱附电加热器一侧外壁连接，催化壳体外壁底部远离空气进气口的一侧开设有废气进气口，且废气进气口的内壁连接有位于催化壳体内的废气管道，所述催化壳体内壁的下部通过螺丝固定有催化换热器，且催化壳体顶部内壁的一侧嵌装有催化电加热器，催化壳体内壁上部从上往下依次固定有第六温度传感器和压差传感器，所述催化壳体顶部内壁的另一侧嵌装有催化反应床，且催化壳体远离脱附装置的一侧外壁上开设有爆破口，爆破口的内壁上安装有爆破片，所述催化壳体靠近爆破口的一侧内壁上固定有第七温度传感器，且催化壳体内壁上部远离爆破片的一侧固定有第五温度传感器。

优选地，所述高压变频脱附风机的进气端连接有脱附风机空气过滤器，且高压变频补风风机的进气端套接有补风风机空气过滤器。

优选地，所述净化气体出气罩和脱附气体出气罩的内壁上分别通过螺丝固定有第一温度传感器和第三温度传感器，且脱附气体出口的内壁上固定有第二温度传感器。

优选地，所述进气管道和废气管道的底部内壁上均焊接有等距离分布的均流板，均流板用于使气流均匀分布。

优选地，所述电控装置包括电控箱，电控箱的内壁上安装有plc控制器，且电控箱顶部嵌装有plc控制面板，plc控制面板与plc控制器连接，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器和压差传感器的信号输出端分别通过信号线与plc控制器的信号输入端连接，且高压变频脱附风机、单向气动流量调节阀、高压变频补风风机、脱附电加热器、催化电加热器均通过开关与plc控制器连接。

优选地，所述电控箱的顶部一侧安装有声光报警器，且声光报警器与plc控制器连接。

优选地，所述脱附电加热器和催化电加热器由u型翅片状的电加热管加工而成，电加热管分组独立控制，可根据实际需求开启或关闭其中一组或几组电加热管。

优选地，所述单向气动流量调节阀将部分净化废气通入脱附气体出口用于有机废气吸附箱体的脱附，通过调节单向气动流量调节阀控制气体流量大小。

优选地，所述脱附气体出口内气体温度超过℃，plc控制器控制高压变频补风风机补充新风使脱附气体出口内气体温度控制在℃-℃之间，也可通过控制单向气动流量调节阀或控制脱附电加热器和催化电加热器上电加热管的工作数量来调节脱附气体出口内气体温度。

本发明中，脱附装置能够对催化燃烧装置内点燃后的废气进行余热回收，避免热量白白散失，对热量利用充分，降低了能耗和运行成本，通过脱附电加热器加热脱附装置内部空气，加速脱附过程，缩短了脱附处理时间，能够缩短点火装置工作时间，催化燃烧装置与加热脱附装置合为一体，一体化设备，结构简单，节省了空间，通过plc控制器控制温度在合理范围内，全自动化运行，安全可靠操作简单。

附图说明

图1为本发明提出的一种有机废气脱附催化燃烧一体机的结构示意图；

图2为本发明提出的一种有机废气脱附催化燃烧一体机的电控装置结构示意图。

图中：1进气管道、2空气进气口、3高压变频脱附风机、4脱附风机空气过滤器、5脱附换热器、6第一温度传感器、7净化气体出口、8单向气动流量调节阀、9脱附气体出口、10第二温度传感器、11高压变频补风风机、12补风风机空气过滤器、13第三温度传感器、14第四温度传感器、15第五温度传感器、16脱附电加热器、17催化电加热器、18第六温度传感器、19催化反应床、20爆破片、21第七温度传感器、22压差传感器、23催化换热器、24声光报警器、25电控箱、26废气进气口、27废气管道、28均流板。

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。

参照图1-2，一种有机废气脱附催化燃烧一体机，包括脱附装置、位于脱附装置一侧的催化燃烧装置和电控装置，脱附装置包括脱附壳体，脱附壳体的底部内壁上安装有进气管道1，且脱附壳体的一侧外壁上开设有空气进气口2，空气进气口2的内壁连接有高压变频脱附风机3的出气端，脱附壳体的底部内壁上焊接有脱附换热器5，且脱附壳体的一侧外壁上连接有净化气体出气罩，净化气体出气罩远离脱附壳体的一端开有净化气体出口7，净化气体出气罩的顶部通过导管连接有单向气动流量调节阀8，且单向气动流量调节阀8远离净化气体出气罩的一端脱附气体出气罩，脱附气体出气罩与脱附壳体外壁的上部连接，且脱附气体出气罩远离脱附壳体的一端开有脱附气体出口9，脱附气体出气罩顶部通过导气管连接有高压变频补风风机11的出气端，脱附壳体的顶部内壁嵌装有脱附电加热器16，且脱附壳体靠近脱附电加热器16一侧内壁上固定有第四温度传感器14，催化燃烧装置包括催化壳体，且催化壳体顶部与脱附壳体靠近脱附电加热器16一侧外壁连接，催化壳体外壁底部远离空气进气口2的一侧开设有废气进气口26，且废气进气口26的内壁连接有位于催化壳体内的废气管道27，催化壳体内壁的下部通过螺丝固定有催化换热器23，且催化壳体顶部内壁的一侧嵌装有催化电加热器17，催化壳体内壁上部从上往下依次固定有第六温度传感器18和压差传感器22，催化壳体顶部内壁的另一侧嵌装有催化反应床19，且催化壳体远离脱附装置的一侧外壁上开设有爆破口，爆破口的内壁上安装有爆破片20，催化壳体靠近爆破口的一侧内壁上固定有第七温度传感器21，且催化壳体内壁上部远离爆破片20的一侧固定有第五温度传感器15。

本发明中，高压变频脱附风机3的进气端连接有脱附风机空气过滤器4，且高压变频补风风机11的进气端套接有补风风机空气过滤器12，净化气体出气罩和脱附气体出气罩的内壁上分别通过螺丝固定有第一温度传感器6和第三温度传感器13，且脱附气体出口9的内壁上固定有第二温度传感器10，进气管道1和废气管道27的底部内壁上均焊接有等距离分布的均流板28，均流板28用于使气流均匀分布，电控装置包括电控箱25，电控箱25的内壁上安装有plc控制器，且电控箱25顶部嵌装有plc控制面板，plc控制面板与plc控制器连接，第一温度传感器6、第二温度传感器10、第三温度传感器13、第四温度传感器14、第五温度传感器15、第六温度传感器18、第七温度传感器21和压差传感器22的信号输出端分别通过信号线与plc控制器的信号输入端连接，且高压变频脱附风机3、单向气动流量调节阀8、高压变频补风风机11、脱附电加热器16、催化电加热器17均通过开关与plc控制器连接，电控箱25的顶部一侧安装有声光报警器，且声光报警器与plc控制器连接，脱附电加热器16和催化电加热器17由u型翅片状的电加热管加工而成，电加热管分组独立控制，可根据实际需求开启或关闭其中一组或几组电加热管，单向气动流量调节阀8将部分净化废气通入脱附气体出口9用于有机废气吸附箱体的脱附，通过调节单向气动流量调节阀8控制气体流量大小，脱附气体出口9内气体温度超过150℃，plc控制器控制高压变频补风风机11补充新风使脱附气体出口9内气体温度控制在130℃-150℃之间，也可通过控制单向气动流量调节阀8或控制脱附电加热器16和催化电加热器17上电加热管的工作数量来调节脱附气体出口9内气体温度。

空气经脱附风机空气过滤器4过滤除尘，经高压变频脱附风机3、空气进气口2进入进气管道1，经均流板28均流后，均匀通过脱附换热器5管内部进行预加热；预热空气经脱附电加热16加热升温，在脱附气体出口9附近与经单向气动流量调节阀8汇入的净化气体混合，混合气体温度控制在130-150℃，混合气体既可连入相关吸附设备用于有机废气的脱附。

脱附的有机废气经废气进气口26进入废气管道27，经均流板28，有机废气均匀通过催化换热器23管外侧，使有机废气温度进一步提高。随后有机废气经均流板28进入催化电加热器17，使有机废气温度加热到280℃-300℃，之后进入到催化反应床19与高效金属氧化物催化剂反应，有机废气反应被分解，反应后的高温气体通过催化换热器23管内侧，部分热量用于热交换加热进入催化系统的脱附有机废气；净化后的气体经过脱附换热器5，部分热量用于热交换加热进入脱附系统的脱附空气；净化后的气体经过两次热交换后温度降低，部分净化气体经净化出气口7外排，部分净化废气经单向气动流量控制阀8进入脱附出气口9用于有机废气的脱附。

温度传感器6用于检测废气出口7净化后废气排放时的温度，温度传感器10用于脱附出口10用于有机废气脱附的气体温度，温度传感器13用于检测脱附气体经过脱附电加热器16加热升温后的温度，温度传感器14用于检测脱附气体经过脱附换热器换热升温后的温度，温度传感器15用于检测脱附有机废气经过催化换热器23换热升温后的温度、温度传感器18用于检测脱附有机废气经过催化电加热器17加热升温后的温度、温度传感器21用于检测脱附有机废气经过催化反应床19反应后净化气体的温度、压差传感器22用于检测催化反应系统内部的压力变化。

电控箱25与第一温度传感器6、第二温度传感器10、第三温度传感器13、第四温度传感器14、第五温度传感器15、第六温度传感器18、第七温度传感器21、压差传感器22相连接，通过plc控制面板即可实时监控运行过程中的温度压力变化；电控箱25与高压变频脱附风机3、高压变频补风风机11、脱附电加热器16、催化电加热器17、单向气动流量控制阀8相连接，通过控制风机、电加热器、阀门来实现气体流量、温度的平衡。

当第二温度传感器10显示数值超过150℃时，电控箱25自动调小单向气动流量调节阀8减少净化废气的补充量，启动高压变频补风风机11增加新风补充量（冷风），减少脱附电加热器16电热管的数量，来降低脱附气体出口9混合废气的温度；当第二温度传感器10显示数值低于130℃时，电控箱25自动调大单向气动流量调节阀8增加净化废气的补充量，调小或关闭高压变频补风风机11减少新风补充量（冷风），增加脱附电加热器16电热管的数量，来升高脱附气体出口9混合废气的温度。通过自动控制来控制脱附气体出口9处混合气体温度在130-150℃范围内。

当第六温度传感器18显示数值超过320℃或者低于280℃时，电控箱25自动控制脱附电加热器16减少或增加电热管开启的数量，保证有机废气进入催化反应床19时达到反应温度300℃左右。

设备发生故障时，声光报警器24发出报警，提醒工作人员及时赶到现场检修设备；当设备发生突发爆炸事故时，催化装置侧面的爆破片20发生破裂，及时将压力泄出，将危险降到最低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。