有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统,包括预处理装置、活性炭吸附床、催化燃烧床、低温等离子净化装置；所述的预处理装置通过管道连接活性炭吸附床的废气进口，活性炭吸附床的废气出口通过管道连接低温等离子净化装置的进口，低温等离子净化装置的出口通过管道连接烟囱；所述的活性炭吸附床的脱附出口通过管道连接催化燃烧床的进口，催化燃烧床的出口通过管道连接活性炭吸附床的热气进口和烟囱。由于本实用新型同时设置活性炭吸附床和低温等离子净化装置，采用低温等离子作为深度处理，可以比利用单纯用有机废气活性炭吸附浓缩催化燃烧法整个停留时间缩短1/5，减少活性炭的使用量且净化效果好。
【专利说明】有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空气净化设备，特别是涉及一种有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统。
【背景技术】
[0002]有机废气的种类繁多、组成复杂、浓度多样，以挥发性有机物VOCs代表，主要含有苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等物质，其治理具有较大难度。目前，通常采用活性炭吸附浓缩催化燃烧法，尤其是大气量低浓度废气，但是采用该法具有以下问题:
[0003](I)为了处理达标，活性炭吸附床设计停留时间较长，活性炭耗量大。
[0004](2)对于大气量中高浓度的有机废气，活性炭容易吸附饱和，需经常更换，更换后的活性炭需送至有相关资质的固体废物处理公司，具有运行维护成本较高且不方便等缺点。
[0005](3)由于活性炭再生不太彻底，随着设备运行时间延长，活性炭吸附性能逐渐下降，而目前有机废气往往没有在线监测，如仅凭工程经验定期更换活性炭，容易产生超标排放问题。
[0006]近来，低温等离子作为新兴的有机废气处理技术，具有运行成本低、操作维护方便的特点，但该法适用于低浓度有机废气处理，对于中高浓度有机废气处理效果较差。如何将活性炭吸附浓缩催化燃烧法和低温等离子有机的结合，是本行业业者急需解决的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种净化效果好、运行成本低、操作维护方便的有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统。
[0008]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0009]本实用新型是一种有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，包括预处理装置、活性炭吸附床、催化燃烧床、低温等离子净化装置；所述的预处理装置通过管道连接活性炭吸附床的废气进口，活性炭吸附床的废气出口通过管道连接低温等离子净化装置的进口，低温等离子净化装置的出口通过管道连接烟囱；所述的活性炭吸附床的脱附出口通过管道连接催化燃烧床的进口，催化燃烧床的出口通过管道连接活性炭吸附床的热气进口和烟囱。
[0010]所述的活性炭吸附床有两台。
[0011]本实用新型还包括脱附风机、补冷风机、主风机；所述的脱附风机安装在活性炭吸附床的脱附出口与催化燃烧床的进口之间的管道上；所述的补冷风机旁接在催化燃烧床的出口与活性炭吸附床的热气进口之间的管道上；所述的主风机安装在低温等离子净化装置的出口与烟囱之间的管道上。
[0012]在催化燃烧床的出口与活性炭吸附床的热气进口之间的管道上设有阻火阀和风阀。
[0013]采用上述方案后，由于本实用新型主要由预处理装置、活性炭吸附床、催化燃烧床、低温等离子净化装置组成，将活性炭吸附床和低温等离子净化装置同时设置在本实用新型内，具有以下优点:
[0014](I)采用低温等离子作为深度处理，可以比利用单纯用有机废气活性炭吸附浓缩催化燃烧法整个停留时间缩短1/5，减少活性炭的使用量且净化效果好。
[0015](2)利用低温等离子设备运行简便，无需维护的特点，弥补活性炭吸附浓缩催化燃烧法的不足，可延长活性炭的更换周期。
[0016](3)不管在运行初期或间断运行，都不影响处理效果，抗冲击负荷能力强。解决了运行时间延长后，活性炭吸附性能下降导致超标排放问题。此外，随着排放标准越来越严，采用本实用新型也可达标，无需进行升级改造。
[0017](4)由于低温等离子无法直接处理大气量中高浓度气体，本实用新型将活性炭吸附浓缩催化燃烧装置作为高效预处理，降低有机废气浓度后再进入低温等离子装置，充分发挥低温等离子运行成本低、维护方便的优势。
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型是一种有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，包括预处理装置1、两台活性炭吸附床2、催化燃烧床3、低温等离子净化装置4、脱附风机5、补冷风机6、主风机7、烟囱8。
[0021]所述的预处理装置I通过管道分别连接两台活性炭吸附床2的废气进口 21，两台活性炭吸附床2的废气出口 22皆通过管道连接低温等离子净化装置4的进口，低温等离子净化装置4的出口通过管道连接烟囱8。所述的活性炭吸附床2的脱附出口 23通过管道连接催化燃烧床3的进口。所述的催化燃烧床3的出口管道分为两路，分别连接两台活性炭吸附床2的热气进口 24和烟囱8。
[0022]所述的脱附风机5安装在活性炭吸附床2的脱附出口 23与催化燃烧床3的进口之间的管道上。所述的补冷风机6旁接在催化燃烧床3的出口与活性炭吸附床2的热气进口 24之间的管道上。所述的主风机7安装在低温等离子净化装置4的出口与烟囱8之间的管道上。
[0023]所述的预处理装置I与两台活性炭吸附床2废气进口 21的连接管道上分别设有风阀91、92 ;两台活性炭吸附床2的废气出口 22与低温等离子净化装置4的连接管道上分别设有风阀93、94 ;所述的活性炭吸附床2的脱附出口 23与催化燃烧床3之间的管道上分别设有风阀95、96。所述的催化燃烧床3与烟囱8之间的管道上设有风阀97。在催化燃烧床3的出口与两台活性炭吸附床2的热气进口 24之间的管道上皆设有阻火阀101、102和风阀98,99ο
[0024]本实用新型的工艺流程
[0025](I)预处理
[0026]因废气中含有一定量的尘杂，若未经去除直接进入吸附装置，极易造成吸附材料(蜂窝状活性炭)的微孔堵塞，严重影响吸附效果、增加系统阻力、影响通风效果甚至给系统造成安全隐患，因此本工艺在吸附床前设置高效纤维过滤器作为预处理装置I，利用过滤器自身的精巧结构高效去除废气中的粉尘等物质，从而确保由进入的废气中所含尘杂在进入固定吸附床得到有效的拦截过滤。
[0027](2)活性炭吸附
[0028]去除尘杂的废气，经过合理的布风，使其均匀地通过固定吸附床内的活性炭层的过流断面，在一定的停留时间，由于活性炭表面与有机废气分子间相互引力的作用产生物理吸附(又称范德华吸附)，其特点是①吸附质(有机废气)和吸附剂(活性炭)相互不发生反应，②过程进行较快，③吸附剂本身性质在吸附过程中不变化，④吸附过程可逆；从而将废气中的有机成份吸附在活性炭的表面积，从而使废气得到净化。本实用新型设二台活性炭吸附床2，即废气从一台吸附床经过，另一台处于脱附再生阶段或备用阶段，从而使吸附过程可连续进行，不影响车间生产。
[0029](3)低温等离子
[0030]经过活性炭吸附处理后的废气，进入低温等离子净化装置4深度处理，经主风机送至烟囱达标排放。
[0031]低温等离子净化装置4其净化作用机理是在产生等离子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开些有害气体分子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子；等离子体中包含大量的高能电子，正负离子，激发态粒子和具有强氧化性的自由基，它些活性粒子和部分臭气分子碰撞结合，在电场作用下，使臭气分子处于激发状态。当臭气分子获得的能量大于其分子键能的结合时，臭气分子的化学键断裂，直接分解成单质原子构成得无害气体分子。同时产生的大量OH，H02，O等活性基和氧化性极强的03，与有害气体分子发生化学反应，最终生成无害产物。
[0032](4)脱附一催化燃烧
[0033]活性炭吸附床达到饱和状态应停止吸附，通过阀门切换进入脱附状态，过程如下:启动脱附风机5、开启相应阀门和电加热器，对催化燃烧床3内部的催化剂进行预热，同时产生一定量的热空气，当床层温度达到设定值时将热空气送入吸附床，活性炭受热解吸出高浓度的有机气体，经脱附风机引入催化燃烧床3，在贵金属催化剂的作用下于一个较低的温度进行无焰催化燃烧，将有机成分转化为无毒、无害的C02和H20，同时释放出大量的热量，利用催化燃烧床内的热交换器将部分热量回用于吸附床内活性炭的解吸再生，从而大大降低了能耗，可维持催化燃烧所需的起燃温度，使废气燃烧过程基本不需外加的能耗(电會泛)，
[0034]当活性炭脱附出来的浓缩废气浓度较高、反应温度较高时，自动开启补新风阀100，补充新鲜的冷空气以降低温度、确保催化燃烧床3安全、高效运行。
[0035]当活性炭吸附床2内的温度高于设定值时，补冷风机6会自动启动，补充冷风，降低吸附床内温度，确保安全运行。
[0036]当催化燃烧床3产生的高温气体(正常为150°C左右)进入活性炭吸附床2再生时，如果气体温度高于280°C时，阻火阀101、102中保险片会融化，随即阻火阀101、102会自动关闭，阻止高温气体进入活性炭吸附床，确保安全运行。
[0037]本实用新型的重点就在于:增设了低温等离子净化装置。
[0038]以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，活性炭吸附床的数量可需要而定，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，其特征在于:包括预处理装置、活性炭吸附床、催化燃烧床、低温等离子净化装置；所述的预处理装置通过管道连接活性炭吸附床的废气进口，活性炭吸附床的废气出口通过管道连接低温等离子净化装置的进口，低温等离子净化装置的出口通过管道连接烟囱；所述的活性炭吸附床的脱附出口通过管道连接催化燃烧床的进口，催化燃烧床的出口通过管道连接活性炭吸附床的热气进口和烟囱。
2.根据权利要求1所述的有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，其特征在于:所述的活性炭吸附床有两台。
3.根据权利要求1所述的有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，其特征在于:还包括脱附风机、补冷风机、主风机；所述的脱附风机安装在活性炭吸附床的脱附出口与催化燃烧床的进口之间的管道上；所述的补冷风机旁接在催化燃烧床的出口与活性炭吸附床的热气进口之间的管道上；所述的主风机安装在低温等离子净化装置的出口与烟囱之间的管道上。
4.根据权利要求1所述的有机废气吸附浓缩催化燃烧与低温等离子耦合净化系统，其特征在于:在催化燃烧床的出口与活性炭吸附床的热气进口之间的管道上设有阻火阀和风阀。
【文档编号】F23G7/07GK204247047SQ201420533821
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】吴俊斌, 邱才娣 申请人:厦门佰欧科技工程有限公司