一种高含水蒸气VOCs废气产生及处理模拟系统的制作方法

一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统
技术领域
1.本发明属于挥发性有机物污染治理领域，尤其是涉及一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统。


背景技术：

2.近年来我国面临细颗粒物pm2.5和臭氧o3污染日益凸显的双重压力，特别是在夏季，臭氧o3已成为导致部分城市空气质量超标的首要因子，而vocs是形成臭氧o3的重要前体物，加强vocs治理是现阶段控制臭氧o3污染的有效途径，也是帮助企业实现节约资源、提高效益以及减少安全隐患的有力手段，国家发布了一系列的文件和标准规范，要求加快vocs污染治理，推动环境空气治理持续改进。
3.企业开停工、检维修、设备调试、生产异常等非正常工况，以及清洗、退料、吹扫、放空、晾干等环节敞开式作业过程中的vocs排放作为关键源项之一，获得越来越多的关注和重视，必须开展相关治理。但是检维修过程、清罐吹扫过程中的废气一般都高温高压，高含水蒸汽，操作处理过程中存在较高的安全隐患，同时高含水蒸汽的vocs废气成分不稳定，浓度前高后低，波动较大，且随着气体在管道中冷凝，vocs浓度将进一步波动变化，很多现有技术难以有效处理这类高含水蒸气的vocs废气，此外由于企业对厂区内现场试验、处理装置施工有极其严格的安全要求，因此难以在现场开展长期、大量的试验来找出合适的高含水蒸气的vocs废气处理方法。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，用于高含水蒸气vocs废气源的产生和处理过程的模拟和技术研究，以解决无法在企业现场进行反复试验的问题，可以开发出适用于高含水蒸气vocs废气的处理工艺和装置，实现对高含水蒸气vocs废气的处理和达标排放，推动非正常工况无组织vocs废气的污染治理。
5.一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，包括：依次连接的用于生成水蒸汽的蒸汽产生装置、用于生成水蒸气和vocs废气混合气体的高含水蒸气vocs废气产生装置、用于对混合气体进行降温的风冷装置、用于吸收混合气体中需去除物质的第一吸收装置、用于吸收混合气体中需去除物质的第二吸收装置、用于对混合气体进行降温的第一冷凝装置、用于对混合气体进行降温的第二冷凝装置以及用于重复吸附混合气体需去除物质的吸附再生装置。
6.进一步的，高含水蒸气vocs废气产生装置的容器表面分别设有第一水蒸汽入口、第一纯vocs物质入口、第一氮气入口以及第一气体出口；第一水蒸汽入口与蒸汽产生装置的蒸汽输出口连接；第一纯vocs物质入口一端连接外部的气态或液态vocs输入管道，第一纯vocs物质入口另一端连接设置在vocs废气产生装置容器内部的旋转喷头；第一氮气入口连接外部的氮气输入管道；第一气体出口与风冷装置的第一气体入口连接，风冷装置内部设有用于对混合气体进行冷却的空冷器，风冷装置的第二气体出口连接第一吸收装置容器
上的第二气体入口，第一吸收装置的容器底部与第一循环液箱相连，第一循环液箱通过第一喷淋循环泵与设置在第一吸收装置容器内的喷淋口连接；第一吸收装置的第三气体出口连接第二吸收装置容器上的第三气体入口，第二吸收装置的容器底部与第二循环液箱相连，第二循环液箱通过第二喷淋循环泵与设置在第二吸收装置容器内的喷淋口连接；第二吸收装置容器上的第四气体出口连接第一冷凝装置容器上的第四气体入口，第一冷凝装置容器内部设有与外部制冷机组连接的蒸发器，第一冷凝装置容器上的第五气体出口连接设置在第二冷凝装置容器上的第五气体入口，第二冷凝装置容器内部设有与外部制冷机组连接的蒸发器；第二冷凝装置容器上的第六气体出口与吸附再生装置容器的第六气体入口连接，吸附再生装置容器上设有第七气体出口、第二氮气入口、第二水蒸汽入口以及第八气体出口；第七气体出口连通外部空间，第二氮气入口连接外部的氮气输入管道，第二水蒸汽入口连接蒸汽产生装置的蒸汽输出口，第八气体出口与第一气体入口连接，第六气体入口通过真空泵与第一气体入口连接，吸附再生装置容器内部设有吸附材料。
7.进一步的，第一纯vocs物质入口上设有第一电磁阀，第一氮气入口上设有第二电磁阀。
8.进一步的，第一气体出口与风冷装置的第一气体入口之间通过流量计连接，流量计与第一气体出口之间设有第一温度传感器。
9.进一步的，第二气体出口与第二气体入口之间设有第二温度传感器，第三气体出口与第三气体入口之间设有第三温度传感器。
10.进一步的，第四气体出口与第四气体入口之间设有风机，风机与第四气体出口之间设有第四温度传感器。
11.进一步的，第五气体出口与第五气体入口之间设有第五温度传感器，第六气体出口与第六气体入口之间设有第六温度传感器。
12.进一步的，第二水蒸汽入口上设有第三电磁阀，第二氮气入口上设有第四电磁阀，第七气体出口上设有第五电磁阀。
13.进一步的，第八气体出口与第一气体入口之间设有第六电磁阀，第六气体入口与真空泵之间设有第七电磁阀，第六气体出口与第六气体入口设有第八电磁阀。
14.进一步的，第一吸收装置容器内以及第二吸收装置的容器内均设有除雾器。
15.相对于现有技术，本发明一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，具有以下优势：
16.本发明公开的一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，可以不在企业现场，搭建高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，实现高含水蒸气vocs废气产生，模拟风冷、吸收、冷凝以及吸附再生等工艺组合，开发出适用于高含水蒸气vocs废气的处理工艺和装置，最终实现评价高含水蒸气vocs废气的处理质量。
附图说明
17.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
18.在附图中：
19.图1为本发明实施例一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统示意图。
20.附图标记说明：
21.1-蒸汽产生装置；2-第一电磁阀；3-第二电磁阀；4-第一温度传感器；5-流量计；6-风冷装置；7-第二温度传感器；8-第一吸收装置；9-第三温度传感器；10-第二吸收装置；11-第四温度传感器；12-第五温度传感器；13-第六温度传感器；14-第三电磁阀；15-第四电磁阀；16-第五电磁阀；17-吸附再生装置；18-第六电磁阀；19-第七电磁阀；20-第八电磁阀；21-真空泵；22-第二冷凝装置；23-第一冷凝装置；24-风机；25-第二喷淋循环泵；26-第一喷淋循环泵；27-高含水蒸气vocs废气产生装置。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.如图1所示，一种高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，其特征在于：包括：依次连接的用于生成水蒸汽的蒸汽产生装置1、用于生成水蒸气和vocs废气混合气体的高含水蒸气vocs废气产生装置27、用于对混合气体进行降温的风冷装置6、用于吸收混合气体中需去除物质的第一吸收装置8、用于吸收混合气体中需去除物质的第二吸收装置10、用于对混合气体进行降温的第一冷凝装置23、用于对混合气体进行降温的第二冷凝装置22以及用于重复吸附混合气体需去除物质的吸附再生装置17。
27.如图1所示，高含水蒸气vocs废气产生装置27的容器表面分别设有第一水蒸汽入口、第一纯vocs物质入口、第一氮气入口以及第一气体出口；第一水蒸汽入口与蒸汽产生装置1的蒸汽输出口连接；第一纯vocs物质入口一端连接外部的气态或液态vocs输入管道，第一纯vocs物质入口另一端连接设置在vocs废气产生装置27容器内部的旋转喷头；第一氮气入口连接外部的氮气输入管道；第一气体出口与风冷装置6的第一气体入口连接，风冷装置6内部设有用于对混合气体进行冷却的空冷器，风冷装置6的第二气体出口连接第一吸收装置8容器上的第二气体入口，第一吸收装置8的容器底部与第一循环液箱相连，第一循环液箱通过第一喷淋循环泵26与设置在第一吸收装置8容器内的喷淋口连接；第一吸收装置8的
第三气体出口连接第二吸收装置10容器上的第三气体入口，第二吸收装置10的容器底部与第二循环液箱相连，第二循环液箱通过第二喷淋循环泵25与设置在第二吸收装置10容器内的喷淋口连接；第二吸收装置10容器上的第四气体出口连接第一冷凝装置23容器上的第四气体入口，第一冷凝装置23容器内部设有与外部制冷机组连接的蒸发器，第一冷凝装置23容器上的第五气体出口连接设置在第二冷凝装置22容器上的第五气体入口，第二冷凝装置22容器内部设有与外部制冷机组连接的蒸发器；第二冷凝装置22容器上的第六气体出口与吸附再生装置17容器的第六气体入口连接，吸附再生装置17容器上设有第七气体出口、第二氮气入口、第二水蒸汽入口以及第八气体出口；第七气体出口连通外部空间，第二氮气入口连接外部的氮气输入管道，第二水蒸汽入口连接蒸汽产生装置1的蒸汽输出口，第八气体出口与第一气体入口连接，第六气体入口通过真空泵21与第一气体入口连接，吸附再生装置17容器内部设有吸附材料。
28.在本实施例中，vocs废气产生装置27容器内部的旋转喷头，把气态或液态vocs物质，均匀喷洒到容器内壁上，模拟容器内壁vocs物质的附着过程，同时通入蒸汽后，与容器内部vocs物质混合产生高温高压含水蒸气的vocs废气；
29.在本实施例中，蒸汽产生装置1采用二级电蒸汽发生系统，可以产生不同压力、不同温度、不同流量的高温高压水蒸气；
30.在本实施例中，第一循环液箱可以采用水或氢氧化钠或次氯酸钠溶液进行化学反应，除去vocs废气中的硫化氢、氨气等物质，第一循环液箱内部加装ph计及过滤器；第二循环液箱采用柴油等油品，用于vocs废气的吸收处理；
31.在本实施例中，吸附再生装置17吸附饱和后，可以采用真空泵21抽真空的方式对吸附材料进行解析脱附，产生的废气通过真空泵21进入风冷装置6进行再次处理；
32.在本实施例中，吸附再生装置17可以采用蒸汽产生装置1产生的蒸汽对吸附材料进行蒸汽脱附，脱附产生的热蒸汽废气通过第八气体出口进入风冷装置6进行再次处理；
33.在本实施例中，第一温度传感器4、第二温度传感器7、第三温度传感器9、第四温度传感器11、第五温度传感器12及第六温度传感器13分别连接用于显示数值的显示屏。
34.在本实施例中，高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统工作前，对所有管路通入氮气，进行吹扫，以保证试验过程的安全；
35.高含水蒸气vocs废气产生装置27通入液相或气相vocs物质，停留一定时间，使vocs物质粘附在容器内壁及底部、气相均匀分布于内部；
36.蒸汽产生装置1通入水后，产生所需要压力、温度、流量的蒸汽，并通入高含水蒸气vocs废气产生装置27，产生出高含水蒸气的vocs废气；
37.高含水蒸气的vocs废气依次通过风冷装置6、第一吸收装置8、第二吸收装置10、第一冷凝装置23、第二冷凝装置22及吸附再生装置17采用不同的处理技术进行高含水蒸气的vocs废气的处理，可根据需要安装跨接管线，选择所需工艺进行废气处理，风冷装置6采用空冷器进行散热冷却，冷凝产生的污水通过废液管线排出，第一吸收装置8可采用水/碱液进行喷淋处理，以除去废气中硫化氢、氨气等物质，同时具有冷却降温功能，第二吸收装置10采用柴油等油品吸收废气中的易溶解的挥发性物质，第一冷凝装置23、第二冷凝装置22分别对通入的vocs废气进行深度冷凝，吸附再生装置17对废气进行进一步处理，最终实现废气的达标排放；
38.在实际的使用过程中，第一吸收装置8以及第二吸收装置10中的喷淋液，可以根据需要进行选择，对比得到最好的高含水蒸气的vocs废气处理效果。
39.在吸附再生装置17吸附饱和后，可以采用蒸汽解析和抽真空解析两种方式对吸附材料进行解析脱附，在脱附之后通入氮气进行吹扫，使吸附材料恢复吸附能力。
40.具体地，蒸汽产生装置1的蒸汽产生量为0～0.1t/h，可分为四挡调节，输出蒸汽温度为130～260℃，输出蒸汽压力为0～0.7mpa；通入高含水蒸气vocs废气产生装置27的vocs物质可以是甲苯、乙苯、柴油、汽油等物质，高含水蒸气vocs废气产生装置27排出的废气vocs体积含量等可以由通入vocs物质的量进行调节；第一冷凝装置23采用制冷剂-防冻液制冷机组，防冻液为外循环介质，防冻液冰点温度为-5℃，第二冷凝装置22采用制冷剂直冷机组，制冷剂直接做为冷凝器循环介质，经两级压缩可实现-60～-50℃的制冷温度，蒸发器盘管设置于容器内部，直接与工艺气体进行热交换；吸附再生装置17采用高性能颗粒活性炭作为吸附材料。
41.在实际的使用过程中，吸附材料可以根据需要进行选择，对比得到最好的高含水蒸气的vocs废气处理效果。
42.在本实施例中，蒸汽产生装置1为两级电加热方式，一级蒸汽发生器产生的蒸汽经过二级过热蒸汽发生器，达到需要的蒸汽温度。
43.如图1所示，第一纯vocs物质入口上设有第一电磁阀2，第一氮气入口上设有第二电磁阀3。
44.如图1所示，第一气体出口与风冷装置6的第一气体入口之间通过流量计5连接，流量计5与第一气体出口之间设有第一温度传感器4。
45.如图1所示，第二气体出口与第二气体入口之间设有第二温度传感器7，第三气体出口与第三气体入口之间设有第三温度传感器9。
46.如图1所示，第四气体出口与第四气体入口之间设有风机24，风机24与第四气体出口之间设有第四温度传感器11。
47.如图1所示，第五气体出口与第五气体入口之间设有第五温度传感器12，第六气体出口与第六气体入口之间设有第六温度传感器13。
48.如图1所示，第二水蒸汽入口上设有第三电磁阀14，第二氮气入口上设有第四电磁阀15，第七气体出口上设有第五电磁阀16。
49.如图1所示，第八气体出口与第一气体入口之间设有第六电磁阀18，第六气体入口与真空泵21之间设有第七电磁阀19，第六气体出口与第六气体入口设有第八电磁阀20。
50.如图1所示，第一吸收装置8容器内以及第二吸收装置10的容器内均设有除雾器。
51.综上所述，本发明公开的高含水蒸气vocs废气产生及处理模拟系统，可以实现vocs废气的产生，模拟vocs废气的处理过程，验证不同vocs废气的处理技术、不同vocs废气处理材料的处理效果，评价最终经过处理后vocs废气的环保质量。
52.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。