一种处理复杂组分废气的沸石转轮及其沸石转轮浓缩装置的制作方法

文档序号:15714390发布日期:2018-10-19 21:52阅读:158来源:国知局

本实用新型涉及废气吸附处理技术领域,尤其涉及一种处理复杂组分废气的沸石转轮及其沸石转轮浓缩装置。



背景技术:

沸石转轮是一种吸附废气中挥发性有机物的装置,其沸石轮芯为圆盘状,分为吸附区、脱附区、冷却区,沸石转轮按照一定的转速转动,在上述各个区内连续运转。废气通过废气入口进入沸石轮芯处,然后沸石转轮的吸附区的吸附剂吸附去除废气中挥发性有机物,净化后的废气从沸石转轮的处理区间排出。吸附于沸石转轮中的挥发性有机物在脱附区经预热气体处理而被脱附、浓缩到5-30倍的程度并随着预热气体被排放至后续燃烧装置中进行处理。沸石转轮在冷却区被冷却,其热量被回收利用。

传统的沸石转轮对挥发性有机物的吸附具有一定的局限性,一种特定型号的沸石转轮只能主要针对某种特定组分的挥发性有机物废气进行高效吸附,如中国实用新型专利201621008699.7,名称为一种沸石转轮吸附浓缩净化装置,该专利中公开了使用串联的两块材质相同的沸石转轮对废气进行处理,通过使得两块沸石转轮的速度不同,提高废气中组分的吸收效率,但是,当遇到废气中有至少两种不同类别的挥发性有机物组分都含量较高时,此种结构还是无法同时高效处理多种组分,导致吸附总效率较低,因此,当待处理的挥发性有机物废气中具有一种以上待吸附的不同类别的挥发性有机物组分含量较高时,即为复杂组分时,一种型号的沸石转轮不能吸附废气中的多种不同类别的挥发性有机物组分,导致废气的吸附总效率较低。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种处理复杂组分废气的沸石转轮及其沸石转轮浓缩装置,能够处理复杂组成的挥发性有机物废气,提高沸石转轮的吸附总效率。

本实用新型提供的技术方案如下:

一种处理复杂组分废气的沸石转轮,包括:第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯,所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯负载不同类型的沸石分子筛粉末,所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯同步转动;脱附区框,所述脱附区框分为依次排列的第一脱附区框、第二脱附区框和第三脱附区框,所述第一级沸石轮芯夹设在所述第一脱附区框与第二脱附区框之间,所述第二级沸石轮芯夹设在所述第二脱附区框与第三脱附区框之间,所述第一级沸石轮芯相应所述脱附区框的区域为第一级沸石脱附区,所述第二级沸石轮芯相应所述脱附区框的区域为第二级沸石脱附区,所述第一脱附区框、第一级沸石脱附区、第二脱附区框、第二级沸石脱附区和第三脱附区框依次连通;所述第一脱附区框上设有预热气体入口,所述第三脱附区框上设有浓缩废气出口;冷却区框,所述冷却区框分为依次排列的第一冷却区框、第二冷却区框和第三冷却区框,所述第一级沸石轮芯夹设在所述第一冷却区框与第二冷却区框之间,所述第二级沸石轮芯夹设在所述第二冷却区框与第三冷却区框之间,所述第一级沸石轮芯相应所述冷却区框的区域为第一级沸石冷却区,所述第二级沸石轮芯相应所述冷却区框的区域为第二级沸石冷却区,所述第一冷却区框、第一级沸石冷却区、第二冷却区框、第二级沸石冷却区和第三冷却区框依次连通;所述第一冷却区框上设有冷却气体入口,所述第三冷却区框上设有冷却气体出口;所述脱附区框与冷却区框相邻,且从所述脱附区框指向所述冷却区框的方向为所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯转动的方向;当所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯相对于地面同步转动时,所述脱附区框和冷却区框相对于所述地面为静止的。

上述结构中,当挥发性有机物废气中具有一项以上不同类别的挥发性有机物组分的含量较高时,单纯使用单种类型的沸石转轮只能有效吸收其中一项组分,无法实现复杂组分的挥发性有机物废气的处理,因此,本实用新型通过将沸石转轮由两种负载有不同类型的沸石分子筛粉末的沸石轮芯叠加而成,并使其在工作状态时同步转动,每个沸石轮芯分别用于去除不同类别的挥发性有机物组分,从而实现处理复杂组分的挥发性有机物废气,相较于现有技术中需要单独设置两套吸附脱附管道,本实用新型的只需要设置一套吸附脱附管道即可,减少了装置数量,节约了购置成本与运行成本,大大节约了占地面积,而且经过本实用新型的沸石转轮的处理后的废气可以直接外排,符合环境要求。而且,位于脱附区的第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯温度较高,然后经过冷却区框,对第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯的热量进行回收,节约能源。

优选地,所述第一级沸石轮芯以陶瓷纤维或者玻璃纤维制成的瓦楞结构为载体;所述第二级沸石轮芯以陶瓷纤维或者玻璃纤维制成的瓦楞结构为载体。

优选地,所述第一级沸石轮芯的轴线与第二级沸石轮芯的轴线重合。

优选地,所述处理复杂组分废气的沸石转轮还包括:转轴,所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯均固定套设在所述转轴上,且所述转轴的轴线与所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯的轴线重合;驱动装置,所述驱动装置与所述转轴连接,带动所述转轴沿着其自身的轴线转动。

驱动装置通过一根转轴同轴同步带动第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯同时转动,相较于每个沸石轮芯都对应一台驱动装置进行驱动,上述结构中的第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯的转动一致性好且减少了一台驱动装置,间接节约了设备购置成本和能源。

优选地,所述第一脱附区框靠近所述第一级沸石轮芯的一端开口,所述第二脱附区框靠近所述第一级沸石轮芯的一端开口,所述第二脱附区框靠近所述第二级沸石轮芯的一端也开口,所述第三脱附区框靠近所述第二级沸石轮芯的一端开口;所述第一冷却区框靠近所述第一级沸石轮芯的一端开口,所述第二冷却区框靠近所述第一级沸石轮芯的一端开口,所述第二冷却区框靠近所述第二级沸石轮芯的一端也开口,所述第三冷却区框靠近所述第二级沸石轮芯的一端开口。

一种装有处理复杂组分废气的沸石转轮的沸石转轮浓缩装置,还包括:壳体,所述壳体上设有废气入口;沸石转轮位于所述壳体内,且脱附区框和冷却区框与所述壳体固定连接。

优选地,所述壳体上设有供维修人员通过的维修入口。

通过设置维修入口,能够在沸石转轮浓缩装置需要维修时,维修人员打开该维修入口进入壳体内,便于设备的维修。

提供另一种处理复杂组分废气的沸石转轮,包括:N块沸石轮芯,N块所述沸石轮芯内至少有两块沸石轮芯负载不同类型的沸石分子筛粉末,且N块所述沸石轮芯同步转动,其中,N≥3;脱附区框,所述脱附区框被N块所述沸石轮芯依次分割为N+1块子脱附区框,N+1块所述子脱附区框与N块所述沸石轮芯间隔排列且依次连通;位于N块所述沸石轮芯的第一端的所述子脱附区框上设有预热气体入口,位于N块所述沸石轮芯的第二端的所述子脱附区框上设有浓缩废气出口;冷却区框,所述冷却区框被N块所述沸石轮芯依次分割为N+1块子冷却区框,N+1块所述子冷却区框与N块所述沸石轮芯间隔排列且依次连通;位于N块所述沸石轮芯的第一端的所述子冷却区框上设有冷却气体入口,位于N块所述沸石轮芯的第二端的所述子冷却区框上设有冷却气体出口;所述脱附区框与冷却区框相邻,且从所述脱附区框指向所述冷却区框的方向为所述第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯转动的方向;当所述沸石轮芯相对于地面同步转动时,所述脱附区框和冷却区框相对于所述地面为静止的。

优选地,N块所述沸石轮芯的轴线重合,且所述沸石轮芯以陶瓷纤维或者玻璃纤维制成的瓦楞结构为载体。

提供另一种沸石转轮浓缩装置,还包括:壳体,所述壳体上设有废气入口,且所述壳体上设有供维修人员通过的维修入口;沸石转轮位于所述壳体内,且脱附区框和冷却区框与所述壳体固定连接。

本实用新型提供的一种处理复杂组分废气的沸石转轮及其沸石转轮浓缩装置,能够带来以下有益效果:

本实用新型通过将传统的单型号沸石转轮改成由负载不同类型的沸石分子筛粉末的沸石轮芯组成,能够处理复杂组分的挥发性有机物废气,提高了吸附总效率,相较于现有技术中需要串联多个废气处理装置逐一去除,本实用新型减少了装置的数量,节约了购置装置的成本且减少了装置占地面积,节约了能源。

附图说明

下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对处理复杂组分废气的沸石转轮及其沸石转轮浓缩装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的沸石转轮的结构示意图;

图2是本实用新型的沸石转轮浓缩装置的结构示意图。

附图标号说明:

1-第一级沸石轮芯,1a-第一级沸石吸附区,1b-第一级沸石脱附区,1c-第一级沸石冷却区,2-第二级沸石轮芯,2a-第二级沸石吸附区,3a-第一脱附区框,3b-第二脱附区框,3c-第三脱附区框,4a-第一冷却区框,4b-第二冷却区框,4c-第三冷却区框,5-壳体,6-废气入口,7-维修入口。

具体实施方式

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,下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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,并获得其他的实施方式。

为使图面简洁,各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。

【实施例1】

如图1所示,实施例1公开了一种处理复杂组分废气的沸石转轮的具体实施方式,其包括:第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2,该第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2以陶瓷纤维的瓦楞结构为载体,负载有不同类型的沸石分子筛粉末,第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2在工作状态时为同步转动。且第一级沸石轮芯1的轴线与第二级沸石轮芯2的轴线重合,当然了,若两者的轴线不重合也是可以的,只要保证两者具有相同转动的方向和速度即可,第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2也可以是以玻璃纤维制成的瓦楞结构为载体。

还包括:脱附区框,该脱附区框分为依次排列的第一脱附区框3a、第二脱附区框3b和第三脱附区框3c,第一级沸石轮芯1夹设在第一脱附区框3a与第二脱附区框3b之间,第二级沸石轮芯2夹设在第二脱附区框3b与第三脱附区框3c之间,第一级沸石轮芯1相对应的脱附区框的区域为第一级沸石脱附区1b,第二级沸石轮芯2相对应的脱附区框的区域为第二级沸石脱附区,第一脱附区框3a、第一级沸石脱附区1b、第二脱附区框3b、第二级沸石脱附区和第三脱附区框3c依次连通,且第一脱附区框3a上设有用于通入预热气体的预热气体入口,第三脱附区框3c上设有用于排出浓缩废气的浓缩废气出口,预热气体从外部的加热装置中通入第一脱附区框3a内,该预热气体依次通过第一脱附区框3a、第一级沸石脱附区1b、第二脱附区框3b、第二级沸石脱附区和第三脱附区框3c,将第一级沸石脱附区1b与第二级沸石脱附区处的已被吸附的组分脱附、并将其浓缩到5~30倍,最后将浓缩废气通过浓缩废气入口6排至后续废气处理装置中。

冷却区框,冷却区框分为依次排列的第一冷却区框4a、第二冷却区框4b和第三冷却区框4c,所述第一级沸石轮芯1夹设在第一冷却区框4a与第二冷却区框4b之间,第二级沸石轮芯2夹设在第二冷却区框4b与第三冷却区框4c之间,第一级沸石轮芯1相对应冷却区框的区域为第一级沸石冷却区1c,第二级沸石轮芯2相对应冷却区框的区域为第二级沸石冷却区,第一冷却区框4a、第一级沸石冷却区1c、第二冷却区框4b、第二级沸石冷却区和第三冷却区框4c依次连通,且第一冷却区框4a上设有用于通入冷却气体的冷却气体入口,第三冷却区框4c上设有用于排出冷却气体的冷却气体出口,在工作状态时,可以将外部常温空气通过冷却气体入口通入第一冷却区框4a内,该常温空气再依次经过第一冷却区框4a、第一级沸石冷却区1c、第二冷却区框4b、第二级沸石冷却区和第三冷却区框4c,将第一级沸石冷却区1c与第二级沸石冷却区的温度降低,此时,常温空气的温度升高,再从冷却气体出口被排出或者作为再生空气使用,进行热量的回收利用,节约能源。

脱附区框与冷却区框相邻,且从脱附区框指向冷却区框的方向为第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2转动的方向。

第一脱附区框3a靠近第一级沸石轮芯1的一端开口,第二脱附区框3b靠近第一级沸石轮芯1的一端开口,第二脱附区框3b靠近第二级沸石轮芯2的一端也开口,第三脱附区框3c靠近第二级沸石轮芯2的一端开口。

第一冷却区框4a靠近第一级沸石轮芯1的一端开口,第二冷却区框4b靠近第一级沸石轮芯1的一端开口,第二冷却区框4b靠近第二级沸石轮芯2的一端也开口,第三冷却区框4c靠近第二级沸石轮芯2的一端开口。

当沸石转轮处于工作状态时,第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2相对于地面是同步同轴转动的,即转动速度和方向都相同,此时,脱附区框和冷却区框相对于地面是静止的。

复杂组分废气依次经过第一级沸石轮芯1的第一级沸石吸附区1a与第二级沸石轮芯2的第二级沸石吸附区2a,将复杂组分废气的复杂组分进行吸附,得到的干净废气通过烟囱等外排。吸附于第一级沸石轮芯1的第一级沸石吸附区1a的组分在第一级沸石脱附区1b处被预热气体脱附再生,然后在第一级沸石冷却区1c被常温空气冷却,将热量回收利用。第二级沸石轮芯2的过程与第一级沸石轮芯1的过程一致。

根据需要处理的复杂组分废气中的组分的不同,分别对应使用不同类型的沸石轮芯组成沸石转轮,此处不再赘述。

通过负载不同类型的沸石分子筛粉末能够得到多种不同类型的沸石轮芯,各种不同的沸石轮芯如表1所示,并将其组合进行试验,同时,在相同条件下,对单种类型的沸石轮芯也进行试验,得到复杂组分废气的处理结果如表2所示:

【表1】

【表2】

实验中包含的废气成分选取的是具有代表性的同类型挥发性有机物中的一种,在实际使用中,同类轮芯不仅限于吸附实验中的废气成分,而是适用于其所代表的污染物大类中的所有污染物。

观察表1和表2可知,采用两种不同类型的轮芯组成沸石转轮并用来对复杂组分废气进行处理,其废气的总效率提高到94%以上,相较于现有技术中,仅采用单种轮芯,其总效率只有60~70%,大大低于本实用新型的总效率。

【实施例2】

实施例2在实施例1的基础上,实施例2还包括转轴和驱动装置,本实施例中,驱动装置可以是电机,电机的动力输出端与转轴的动力输入端连接,带动转轴绕着其自身的轴线旋转,第一级沸石轮芯与第二级沸石轮芯均固定套设在所述转轴上,随着转轴一起同步转动,因此,相对于每台驱动装置带动一个沸石轮芯,本实施例中仅需要一个驱动装置,减少了设备的数量,节约了设备的购置成本和运行成本。

【实施例3】

如图2所示,实施例3公开了一种装有实施例1~2中的任意一种处理复杂组分废气的沸石转轮的沸石转轮浓缩装置,还包括:壳体5,该壳体5上设有一个用于向壳体5内通入废气的废气入口6,沸石转轮设置在壳体5内部,其中,脱附区框和冷却区框与壳体5固定连接。脱附区框的预热气体入口与外部的加热装置等连接,且浓缩废气出口与外部的后续废气处理装置连通,对浓缩废气进行处理。冷却区框的冷却气体入口与外部环境连通,采用风机等抽风设备将常温空气鼓入冷却区框内,通过常温空气对第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2进行降温,对余热进行回收利用。

【实施例4】

实施例4在实施例3的基础上,实施例4是当沸石转轮浓缩装置中应用实施例2公开的沸石转轮时,其转轴与壳体转动连接,例如采用轴承连接,轴承的外圈与壳体固接,转轴与轴承的内圈固接。

【实施例5】

如图2所示,实施例5在实施例3~4的基础上,实施例5的壳体5上还设有供维修人员通过的维修入口7,当位于壳体5内部的设备出现问题需要维修时,可以通过维修入口7进入,便于维修。

【实施例6】

实施例6公开了一种处理复杂组分废气的沸石转轮的具体实施方式,其包括:3块沸石轮芯,3块所述沸石轮芯内有2块沸石轮芯负载不同类型的沸石分子筛粉末,且2块所述沸石轮芯同步转动。在其他具体实施例中,也可以设置4块沸石轮芯,其中只要至少有2块沸石轮芯负载不同类型的沸石分子筛粉末即可实现处理复杂组分废气,若复杂组分废气中的含量较高的组分为3种,则可以使用3种负载有不同类型的沸石分子筛粉末的沸石轮芯组成沸石转轮,此处不再赘述。

还包括:脱附区框,脱附区框被3块沸石轮芯依次分割为4块子脱附区框,4块子脱附区框与3块沸石轮芯间隔排列且依次连通。位于3块沸石轮芯的第一端的子脱附区框上设有预热气体入口,位于3块沸石轮芯的第二端的所述子脱附区框上设有浓缩废气出口,沸石轮芯的第一端为第一块沸石轮芯的前端,沸石轮芯的第二端为第三块沸石轮芯的后端。

冷却区框,冷却区框被3块沸石轮芯依次分割为4块子冷却区框,4块子冷却区框与3块沸石轮芯间隔排列且依次连通。位于3块沸石轮芯的第一端的子冷却区框上设有冷却气体入口,位于3块沸石轮芯的第二端的子冷却区框上设有冷却气体出口。

脱附区框与冷却区框相邻,且从脱附区框指向冷却区框的方向为第一级沸石轮芯1与第二级沸石轮芯2转动的方向。

当沸石轮芯相对于地面同步转动时,脱附区框和冷却区框相对于地面为静止的。

具体的,3块沸石轮芯的轴线重合,且均以陶瓷纤维或者玻璃纤维制成的瓦楞结构为载体。3块沸石轮芯均套设在同一根转轴上,且该转轴与驱动装置,如电机连接,转轴在电机的带动下旋转,从而带动3块沸石轮芯转动。

在其他具体实施例中,沸石转轮不局限于由3块沸石轮芯组成,也可以是4块或者更多,根据实际情况决定;也可以将沸石转轮串联起来使用,用以处理更加复杂组分的废气,具体沸石轮芯的组成和结构根据实际需要确定,此处不再赘述。

【实施例7】

实施例7公开了一种沸石转轮浓缩装置,除了设置有实施例6中的沸石转轮,还包括:壳体,该壳体上设有废气入口,且壳体上设有供维修人员通过的维修入口。实施例6中的沸石转轮位于该壳体内,且脱附区框和冷却区框与壳体固定连接。处理废气的过程与实施例3相似,此处不再赘述。

应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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