基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，该装置包括过滤器、主风机，主风机的输出端连接有多级并联的固定式分子筛吸附床；对于其中的任一级固定式分子筛吸附床——均设有两个输出端，其中一端连接有VOC在线监测系统Ⅰ，另一端顺次连接有三通阀、VOC在线监测系统Ⅱ、循环风机，循环风机输出端连接有两个分支管路，一路通过阀门连接至废气处理装置，且废气处理装置设有两个输出端，一端通过VOC在线监测系统Ⅱ直接输出至外界环境，另一端通过二次加热器连通至该级吸附床，另一路通过阀门连接至该级吸附床。该装置不具有二次污染，耗能低，耐高温吸附，废气脱附干净无残留，可重复利用且寿命很长。
【专利说明】
基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置
技术领域
[0001]本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置。
【背景技术】
[0002]挥发性有机物(VOCs)是一类沸点在50?260°C、室温下饱和蒸汽压超过133.3Pa的易挥发性有机化合物，对人体健康和生态环境具有很大的危害。若能有效治理VOCs，不仅能避免环境污染，而且还能变费为宝，降低企业成本，实现社会效益和经济效益的双赢。
[0003]现有技术中，活性炭吸附是常用的有机废气处理方法之一，然而这种方法在实际应用中存在较多的问题。其中主要存在的问题有:当空气中含有一定量的水蒸气时，会阻碍活性炭的吸附，当湿度超过50%时，抑制作用更明显，所以需要经常更换活性炭，增加成本且影响吸附效率；同时活性炭是易燃物，在吸附有机物后，遇高温更会加剧燃烧，所以不能采用高温气体对活性炭进行脱附，故高沸点VOCs难以从活性炭中脱附出来。时间一长，会导致活性炭的吸附能力下降，不利于活性炭的重复利用。
[0004]对于现有技术中其它处理有机废气的方式，比如采用洗涤器，会浪费过多的水量且对环境不友好;此外，中国专利文献CN 102188880A还公开了一种改进的挥发性有机物回收方法，该回收方法将混合气体密封回路之外所有的挥发性有机物泄露部位封闭起来，把泄露出来的挥发性有机物送入对气体中挥发性有机化合物有极好溶解度的溶剂循环喷淋的吸收塔中；该实用新型达到了较高的回收率，但是需要引入较多的有机溶剂，增加了二次污染。
[0005]因此，本领域技术人员亟需提供一种结构简单、对环境友好、回收效率高的基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置。
【实用新型内容】
[0006]针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，该装置具有不带来二次污染，对处理废气的湿度要求大大降低，耗能低，耐高温吸附，脱附干净无残留，耐重复利用，寿命很长的优点。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0008]—种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，该装置包括依次顺连的过滤器、主风机，所述主风机的输出端连接有多级并联的固定式分子筛吸附床；
[0009]对于其中的任一级固定式分子筛吸附床一一均设有两个输出端，其中一端通过阀门连接有VOC在线监测系统I，另一端通过阀门顺次连接有三通阀、VOC在线监测系统Π、循环风机；
[0010]循环风机输入端还连接有风阀、输出端连接有两个分支管路一一一路通过废气处理阀连接至废气处理装置，且废气处理装置设有两个输出端，一端通过排气阀连接VOC在线监测系统I直接输出至外界，另一端依次通过二次加热器、脱附阀连通至该级固定式分子筛吸附床;另一路通过冷却阀连接至该级固定式分子筛吸附床。
[0011]优选的，所述固定式分子筛吸附床中分子筛设为在蜂窝状分子筛块体或蜂窝成型的支撑体上的分子筛粉涂层。
[0012]进一步的，所述固定式分子筛吸附床中的分子筛采用具有选择吸附性的沸石或硅胶多孔材料;所述蜂窝成型的支撑体包括金属丝网、铝箔、陶瓷纤维纸、黏土。
[0013]优选的，当有机废气湿度大于70%时，过滤器与主风机之间加设用于除湿的表冷器。
[0014]优选的，所述废气处理装置的工作温度为300°C?800 °C
[0015]进一步的，所述废气处理装置为热力焚烧炉或催化氧化炉。
[0016]优选的，所述二次加热器的加热温度为130°C?350°C。
[0017]进一步的，该装置还设有PLC控制系统，所述阀门、VOC在线监测系统1、三通阀、V0C在线监测系统Π、风阀、循环风机、废气处理装置、二次加热器、温度计、废气处理阀、排气阀、脱附阀、冷却阀均与PLC控制系统电联接。
[0018]进一步的，当固定式分子筛吸附床设为由第一级固定式分子筛吸附床和第二级固定式分子筛吸附床并联的两级时:
[0019]对于第一级固定式分子筛吸附床，主风机通过一级第一阀门连接至第一级固定式分子筛吸附床，第一级固定式分子筛吸附床通过一级第二阀门连接至VOC在线监测系统I;第一级固定式分子筛吸附床通过一级第三阀门连接三通阀；
[0020]对于第二级固定式分子筛吸附床，主风机通过二级第一阀门连接至第二级固定式分子筛吸附床，第二级固定式分子筛吸附床通过二级第二阀门连接至VOC在线监测系统I;第二级固定式分子筛吸附床通过二级第三阀门连接三通阀；
[0021]其中，一级第三阀门与二级第一阀门、二级第二阀门同时开启；二级第三阀门与一级第一阀门、一级第二阀门同时开启。
[0022]本实用新型的有益效果在于:
[0023]I)、本实用新型采用了固定式分子筛吸附床处理有机废气，不仅解决了活性炭需要经常更换的问题，降低了成本，还解决了其再生利用中脱附带来的一系列问题，如二次污染、不能用高温脱附以及不耐湿等缺点；且固定式分子筛吸附床耐高温、脱附干净无残留，耐重复利用，寿命很长。
[0024]2)、本实用新型采用多级并联的固定式分子筛吸附床对有机废气交替进行吸附脱附，具有极大的处理能力，且能保证在工厂不停产的条件下连续进行废气处理，大大提高了处理效率。
[0025]3)、本实用新型将废气处理装置中催化燃烧后的尾气进行二次加热后作为脱附气体，节约了能源，对环境友好。
[0026]4)、本实用新型可通过PLC控制系统对装置运行中的状态数据进行分析处理，然后相应作出输出指令，实现全程自动控制，大大提高处理效率。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的结构简示图。
[0028]图中标注符号的含义如下:
[0029]10-过滤器 11-表冷器 12-主风机 13-V0C在线监测系统I
[0030]14-三通阀15-V0C在线监测系统Π 16-风阀
[0031]17-循环风机18-废气处理装置180-废气处理阀181-排气阀
[0032]19-二次加热器190-脱附阀20-冷却阀
[0033]A-第一级固定式分子筛吸附床B-第二级固定式分子筛吸附床
[0034]Al-—级第一阀门A2-—级第二阀门A3-—级第三阀门
[0035]A4-—级第四阀门B1-二级第一阀门B2-二级第二阀门
[0036]B3-二级第三阀门M-二级第四阀门
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0038]如图1所示，为一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，该装置包括依次顺连的过滤器10、主风机12，所述主风机12的输出端连接有多级并联的固定式分子筛吸附床；
[0039]对于其中的任一级固定式分子筛吸附床一一均设有两个输出端，其中一端通过阀门连接有VOC在线监测系统113(从而过滤器10、主风机12、该级固定式分子筛吸附床、VOC在线监测系统113通过管道依次连接形成吸附管路)，另一端通过阀门顺次连接有三通阀14、VOC在线监测系统Π 15、循环风机17;
[0040]循环风机17输入端还连接有风阀16、输出端连接有两个分支管路一一一路通过废气处理阀180连接至废气处理装置18，且废气处理装置18设有两个输出端，一端通过排气阀181连接VOC在线监测系统113直接输出至外界，另一端依次通过二次加热器19、脱附阀190回连至该级固定式分子筛吸附床(从而该级固定式分子筛吸附床通过三通阀14、V0C在线监测系统Π 15、循环风机17与该分支管路顺连形成循环脱附回路)；另一路通过冷却阀20回连至该级固定式分子筛吸附床(从而该级固定式分子筛吸附床通过三通阀14、V0C在线监测系统Π 15、循环风机17与此另一分支管路顺连形成循环冷却回路)。
[0041]当有机废气湿度大于70%时，过滤器10与主风机12之间加设表冷器11进行除湿；当空气中的湿度小于70%时，不需要加表冷器11进行除湿。
[0042]固定式分子筛吸附床中分子筛设为在蜂窝状分子筛块体或蜂窝成型的支撑体上的分子筛粉涂层。固定式分子筛吸附床中的分子筛采用具有选择吸附性的沸石或硅胶多孔材料;蜂窝成型的支撑体包括金属丝网、铝箔、陶瓷纤维纸、黏土。
[0043]其中，废气处理装置18中设有温度计，保证废气处理装置18的工作温度为300°C?800°C; 二次加热器19上设有温度计，保证二次加热器19的加热温度为130°C?350°C。
[0044]该装置还设有PLC控制系统，所述阀门、VOC在线监测系统113、三通阀14、VOC在线监测系统Π 15、风阀16、循环风机17、废气处理装置18、二次加热器19、温度计、废气处理阀
180、排气阀181、脱附阀190、冷却阀20均与PLC控制系统电联接。
[0045]当固定式分子筛吸附床设为由第一级固定式分子筛吸附床A和第二级固定式分子筛吸附床B并联的两级时，第一级固定式分子筛吸附床A和第二级固定式分子筛吸附床B交替进行吸附脱附；可根据实际需要添加第三级固定式分子筛吸附床中、第四级固定式分子筛吸附床以及更多。
[0046]下面结合第一级固定式分子筛吸附床A和第二级固定式分子筛吸附床B交替进行吸附脱附的具体过程，对本实用新型作出进一步的详细说明。
[0047]本实用新型可通过PLC控制系统对装置运行中的状态数据进行分析处理，然后相应作出输出指令，实现全程自动控制。
[0048]如图1所示，当有机废气湿度大于70%时:
[0049]S1、开启主风机12，有机废气在主风机12的作用下依次进入过滤器10、表冷器11进行预处理，过滤器10除去废气中的粉尘和较大颗粒的杂质，表冷器11用于降低空气中的湿度;预处理后的有机废气经打开的一级第一阀门Al送入第一级固定式分子筛吸附床A进行吸附，打开一级第二阀门A2，将净化后的气体通过烟囱排放到大气中，此时第二级固定式分子筛吸附床B处于脱附再生阶段或者备用阶段，保证整个净化系统连续的运转，不影响车间正常生产；
[0050]S2、排放废气的浓度由VOC在线监测器113监控，第一级固定式分子筛吸附床A工作一段时间至排放废气的浓度到达当地排放标准上限后，关闭一级第二阀门A2和一级第一阀门Al，PLC控制系统开启二级第一阀门B1、二级第二阀门B2，使得第二级固定式分子筛吸附床B进入吸附阶段；
[0051]S3、同时，第一级固定式分子筛吸附床A进入脱附阶段，依次打开一级第三阀门A3、一级第四阀门A4，打开循环脱附回路中的三通阀14，使三通阀14处于负压状态下;开启废气处理装置18并升温至300°C?800°C，启动循环风机17，新鲜空气进入已经开启的废气处理装置18，在废气处理装置18内燃烧，并排放尾气；调节好风阀16的进气量和排气阀181的出气量，排放出来的吸附后净尾气一部分通过阀门11经过VOC在线监测系统Π 15检测安全后排出，另一部分进入二次加热器19中再次加热温升到130°C?350°C后，送入第一级固定式分子筛吸附床A进行脱附，脱附后气体的浓度由VOC在线监测系统Π 15进行检测，以防其浓度超过有机物废气爆炸下限的1/4(当VOC在线监测脱附废气的浓度超过有机物废气爆炸下限的1/4时，发出警报，循环脱附回路中停止加热，打开相对应的阀门，来降低VOC在管道中的浓度，其他操作不用停止)；通过循环风机17脱附后的废气持续进入废气处理装置18进行处理，燃烧中所消耗的氧气靠风阀16进行补充，如此进行循环脱附；
[0052]S4、脱附一定时间后，VOC在线监测系统Π 15检测到废气浓度为O时，停止脱附，关闭废气处理装置18，关闭连通废气处理装置18支路的废气处理阀180、排气阀181、二次加热器19输出端脱附阀190，开启连接至该级固定式分子筛吸附床形成循环冷却回路的冷却阀20，切换三通阀14使三通阀14处于正压状态，全开风阀16，在循环风机17的带动下，开启冷却模式，待固定分子筛床的温度降到室温时，冷却阶段完成;切换三通阀14，使其处于负压状态，关闭一级第三阀门A3、一级第四阀门A4，关闭冷却阀20，打开废气处理阀180、排气阀
181、脱附阀190，以备第二级固定床脱附使用；
[0053]S5、当VOC在线监测系统Π 15检测到第二级固定式分子筛吸附床B工作一段时间至排放废气的浓度到达当地排放标准上限后，依据S3中步骤，控制开启二级第三阀门B3、二级第四阀门B4，对第二级固定式分子筛吸附床B进行脱附；同时，控制相应阀门使第一级固定式分子筛吸附床A进入吸附阶段，从而在不停止处理有机废气的情况下，第一级固定式分子筛吸附床A与第二级固定式分子筛吸附床B连续进行交替吸附、脱附、冷却。
[0054]当固定式分子筛吸附床根据实际处理需要设为更多级别时，固定式分子筛吸附床之间同样依据如上处理工艺，交替进行吸附脱附。
[0055]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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:该装置包括依次顺连的过滤器(10)、主风机(12)，所述主风机(12)的输出端连接有多级并联的固定式分子筛吸附床； 对于其中的任一级固定式分子筛吸附床一一均设有两个输出端，其中一端通过阀门连接有VOC在线监测系统I (13)，另一端通过阀门顺次连接有三通阀(14)、V0C在线监测系统Π(15)、循环风机(17); 循环风机(17)输入端还连接有风阀(16)，输出端连接有两个分支管路一一一路通过废气处理阀(180)连接至废气处理装置(18)，且废气处理装置(18)设有两个输出端，一端通过排气阀(181)连接VOC在线监测系统I (13)直接输出至外界，另一端依次通过二次加热器(19)、脱附阀(190)回连至该级固定式分子筛吸附床;另一路通过冷却阀(20)回连至该级固定式分子筛吸附床。2.根据权利要求1所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:所述固定式分子筛吸附床中分子筛设为蜂窝状分子筛块体或在蜂窝成型的支撑体上的分子筛粉末涂层。3.根据权利要求2所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:所述固定式分子筛吸附床中的分子筛采用具有选择吸附性的沸石或硅胶多孔材料；所述蜂窝成型的支撑体包括金属丝网、铝箔、陶瓷纤维纸、黏土。4.根据权利要求1所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:当有机废气湿度大于70%时，过滤器(10)与主风机(12)之间加设表冷器(11)。5.根据权利要求1所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:所述废气处理装置(18)中设有温度计，废气处理装置(18)的工作温度为300°C?800Γ。6.根据权利要求5所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:所述废气处理装置(18)为热力焚烧炉或催化氧化炉。7.根据权利要求1所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:所述二次加热器(19)上设有温度计，二次加热器(19)的加热温度为130°C?350°C。8.根据权利要求1?7任一项所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于:该装置还设有PLC控制系统，所述阀门、VOC在线监测系统I (13 )、三通阀(14)、V0C在线监测系统Π (15)、风阀(16)、循环风机(17)、废气处理装置(18)、二次加热器(19),温度计、废气处理阀(180)、排气阀(181)、脱附阀(190)、冷却阀(20)均与PLC控制系统电联接。9.根据权利要求8所述的一种基于固定式分子筛吸附床的有机废气处理装置，其特征在于，当固定式分子筛吸附床设为由第一级固定式分子筛吸附床(A)和第二级固定式分子筛吸附床(B)并联的两级时: 对于第一级固定式分子筛吸附床(A)，主风机(12)通过一级第一阀门(Al)连接至第一级固定式分子筛吸附床(A)，第一级固定式分子筛吸附床(A)通过一级第二阀门(A2)连接至VOC在线监测系统1(13);第一级固定式分子筛吸附床(A)通过一级第三阀门(A3)连接三通阀(14);对于第二级固定式分子筛吸附床(A)，主风机(12)通过二级第一阀门(BI)连接至第二级固定式分子筛吸附床(B)，第二级固定式分子筛吸附床(B)通过二级第二阀门(B2)连接至VOC在线监测系统1(13);第二级固定式分子筛吸附床(B)通过二级第三阀门(B3)连接三通阀(14); 其中，一级第三阀门(A3)与二级第一阀门(BI)、二级第二阀门(B2)同时开启；二级第三阀门(B3)与一级第一阀门(BI)、一级第二阀门(B2)同时开启。
【文档编号】B01D53/04GK205517124SQ201620273755
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】陈慰盛, 吴兰兰, 吴燕华, 王新, 张佳俊, 周天宇, 陈世璠
【申请人】苏州纳轮环保科技有限公司