一种烘干车间有机废气治理装置及方法与流程

本发明涉及有机气体治理技术领域，尤其涉及一种烘干车间有机废气治理装置及方法。

背景技术：

在涂布、喷涂行业，在油墨、涂料喷涂工序会使用大量有机溶剂，有机溶剂种类繁多，且大多有害，如甲苯、二甲苯、异丙醇、丁醇、乙酸酯类等。涂布、喷涂完成后，产品送至烘干房进行烘干。在烘干过程中，会挥发大量高浓度有机废气，有机废气会随烘干热风带出烘干房，排放到大气中，对人体和环境带来一系列安全危害。

近年来随着国内各地区有机废气新排放标准及差别化排污收费制度的颁布实施，对治理方法的净化率提出了更高的要求，甚至99％以上的净化率。针对烘干室废气，传统的处理方式主要有焚烧法、活性炭吸附-溶剂回收工艺。这两种工艺方式均采用一级净化装置，虽然能达到99％以上的净化率，但仍存在治理难度或不达标风险。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种烘干车间有机废气治理装置，能满足vocs高净化率要求及废气治理需求。

本发明的问题之一，是这样实现的：

一种烘干车间有机废气治理装置，包括车间、废气排放管道、蓄热式焚烧设备、助燃风机、助燃燃料源、燃烧器、第一换热单元、第二换热单元、催化氧化设备、排气筒、一级风机、二级风机、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述车间与废气排放管道的入口连接，所述废气排放管道的出口通过第二阀门与一级风机的入口相连，所述一级风机的出口与蓄热式焚烧设备的入口相连，所述蓄热式焚烧设备的第一出口与第一换热单元的冷侧入口相连，所述蓄热式焚烧设备的第二出口通过第四阀门与第二换热单元的热侧入口相连，所述蓄热式焚烧设备与燃烧器相连，所述燃烧器分别与助燃风机和助燃燃料源相连；所述第一换热单元的冷侧出口与第二换热单元的冷侧入口相连，所述第一换热单元的热侧出口与二级风机的入口相连，所述二级风机的出口与排气筒相连；所述第二换热单元的热侧出口与催化氧化设备的入口相连，所述催化氧化设备的出口与第一换热单元的热侧入口相连；所述废气排放管道的出口还通过第一阀门与排气筒相连；新鲜空气依次通过所述第三阀门和一级风机同蓄热式焚烧设备的入口相连。

进一步地，还包括管道阻火器，所述管道阻火器的一端连接至第二阀门，所述管道阻火器的另一端分别与第一阀门和废气排放管道连接。

进一步地，还包括控制器、液晶触摸屏和带信号传输的仪器仪表，所述控制器分别与液晶触摸屏、带信号传输的仪器仪表、燃烧器、助燃燃料源、助燃风机、一级风机、二级风机、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门连接。

进一步地，所述控制器为plc控制器或dcs控制器。

进一步地，所述带信号传输的仪器仪表包括热电偶/阻、差压变送器、压力变送器或可燃性气体浓度检测仪。

进一步地，所述蓄热式焚烧设备为两床式、三床式、多床式或旋转式蓄热式热力焚烧炉。

进一步地，所述第一换热单元为列管式或板式换热单元，所述第二换热单元为列管式或板式换热单元。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种烘干车间有机废气治理方法，能满足vocs高净化率要求及废气治理需求。

本发明的问题之二，是这样实现的：

一种烘干车间有机废气治理方法，所述方法需提供上述的一种烘干车间有机废气治理装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1、当蓄热式焚烧设备和催化氧化设备处于运行状态时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门和第四阀门开启，所述第三阀门根据蓄热式焚烧设备的炉膛温度调整其开度，所述燃烧器和助燃燃料源根据炉膛温度调整其开启或关闭，所述一级风机、二级风机及助燃风机开启；

有机废气由所述车间通过废气排放管道，再依次经第二阀门和一级风机进入蓄热式焚烧设备，所述助燃燃料源供给燃料，所述助燃风机提供燃烧所需氧气，由所述燃烧器进行设备预热及运行期间设备运行温度较低时的能量补充，在所述蓄热式焚烧设备内对高浓度有机废气进行高温氧化处理，有机废气中的有害成分高温氧化后，温度升高，热量大部分蓄积在蓄热式焚烧设备的蓄热体中，经蓄热式焚烧设备焚烧后的一部分烟气自蓄热式焚烧设备的第一出口通过第四阀门排出到第二换热单元，同所述第二换热单元换热后进入催化氧化设备进行低温氧化处理；经所述蓄热式焚烧设备焚烧后的另一部分烟气自蓄热式焚烧设备的第二出口排出到第一换热单元，同所述第一换热单元换热后的烟气，再经所述第二换热单元混合升温后，进入催化氧化设备进行低温氧化处理，在催化氧化设备中将上一次氧化未净化的有机废气进行彻底氧化后，将催化氧化设备处理后的催化氧化净化的烟气再经第一换热单元换热后，通过二级风机进入排气筒排出；

步骤2、当有机废气不经过所述蓄热式焚烧设备和催化氧化设备时，所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭，有机废气由所述车间进入废气排放管道，再经第一阀门进入排气筒排出；

步骤3、当所述蓄热式焚烧设备和催化氧化设备由运行状态转入停机状态前，所述第一阀门和第三阀门打开，所述第二阀门和第四阀门关闭，所述燃烧器关闭，所述助燃燃料源供给关闭，所述一级风机、二级风机及助燃风机均开启，从而对所述蓄热式焚烧设备和催化氧化设备进行降温处理，待蓄热式焚烧设备的炉膛温度和催化氧化设备的温度降至安全温度后，所述一级风机、二级风机及助燃风机均关闭，并将所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门复位。

进一步地，所述步骤1之前还包括：

步骤11、预热过程：引入有机废气前，通过辅助加热系统对所述蓄热式焚烧设备和催化氧化设备进行预热处理。

本发明的优点在于：针对很高治理要求的中高浓度有机废气，本发明采用蓄热式焚烧工艺同催化氧化工艺组合的方式，达到99％以上的净化率；同时，由于有机废气浓度高，除维持蓄热式焚烧设备自热运行外，还可以提供热量作为催化氧化进气预热热源，能耗低。同时催化氧化设备无需单独配置辅助加热器，投资低。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种烘干车间有机废气治理装置的结构示意图。

图2为本发明中控制器自动化控制系统示意图。

图3为本发明一种烘干车间有机废气治理方法的执行流程图。

图中标号说明：

1-车间、2-废气排放管道、3-管道阻火器、4-排气筒；

101-一级风机、102-二级风机、201-蓄热式焚烧设备、301-第一换热单元、302-第二换热单元、401-助燃风机、402-助燃风燃料源、403-燃烧器、501-催化氧化设备、601-控制器、701-液晶触摸屏、801-带信号传输的仪器仪表；

v1-第一阀门、v2-第二阀门、v3-第三阀门、v4-第四阀门。

具体实施方式

为使得本发明更明显易懂，现以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

请参阅图1所示，本发明的一种烘干车间有机废气治理装置，包括车间1、废气排放管道2、管道阻火器3、排气筒4、蓄热式焚烧设备201、助燃风机401、助燃燃料源402、燃烧器403、第一换热单元301、第二换热单元302、催化氧化设备501、一级风机101、二级风机102、第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4；

所述车间1与废气排放管道2的入口连接，所述废气排放管道2的出口依次通过管道阻火器3和第二阀门v2与一级风机101的入口相连，在管道内设置管道阻火器3，其作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延；所述一级风机101的出口与蓄热式焚烧设备201的入口相连，所述蓄热式焚烧设备201的第一出口与第一换热单元301的冷侧入口相连，所述蓄热式焚烧设备201的第二出口通过第四阀门v4与第二换热单元302的热侧入口相连，所述第四阀门v4保证第二换热单元302的换热效果；所述蓄热式焚烧设备201与燃烧器403相连，所述燃烧器403分别与助燃风机401和助燃燃料源402相连，通过助燃风机401、助燃燃料源402和燃烧器403对蓄热式焚烧设备内的有机废气进行燃烧，从而对高浓度有机废气进行高温氧化处理；所述第一换热单元301的冷侧出口与第二换热单元302的冷侧入口相连，所述第一换热单元301的热侧出口与二级风机102的入口相连，所述二级风机102的出口与排气筒4相连；所述第二换热单元302的热侧出口与催化氧化设备501的入口相连，所述催化氧化设备501的出口与第一换热单元301的热侧入口相连；这一条路径是有机废气要经过蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501处理后排出所经过的路径；

所述废气排放管道2的出口还通过第一阀门v1与排气筒4相连；这一条路径是有机废气不经过蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501处理，直接排出所经过的路径；

新鲜空气依次通过所述第三阀门v3和一级风机101同蓄热式焚烧设备201的入口相连；所述第三阀门v3同蓄热式焚烧设备201的炉膛温度联锁，保证系统稳定运行，根据炉膛温度情况，调整第三阀门v3的开度。

具体的，所述蓄热式焚烧设备201为两床式、三床式、多床式或旋转式蓄热式热力焚烧炉，使得有机废气净化率高达99％，热量利用率90％以上。

燃烧器403：蓄热式焚烧设备201在开机阶段或废气浓度较低的时开启燃烧器403，保证有机废气氧化所需温度。助燃燃料源402可以为轻质柴油、天然气、有机溶剂等，助于燃烧。

所述第一换热单元301为列管式或板式换热单元，所述第二换热单元302为列管式或板式换热单元。

催化氧化设备501不需配置燃烧器，利用从蓄热式焚烧设备201炉膛抽取的高温烟气为催花氧化设备501提供辅助热源，有机废气净化率高达99％。

如图2所示，本装置可采取自动控制，该装置还包括控制器601、液晶触摸屏701和带信号传输的仪器仪表801，所述控制器601为plc控制器或dcs控制器，所述带信号传输的仪器仪表801为热电偶/阻、差压变送器、压力变送器或可燃性气体浓度检测仪，可以选用其中的一种或多种，还可以采用其他用于传输信号的仪器仪表；所述控制器601分别与液晶触摸屏701、带传输信号的仪器仪表801、燃烧器403、助燃燃料源402、助燃风机401、一级风机101、二级风机102、第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4连接；采取plc或dcs控制系统，配套液晶触摸屏701操作，由带信号传输的仪器仪表801(热电偶/阻、差压变送器、压力变送器、可燃性气体浓度检测仪等)来采集本装置内的温度/差压、压力/浓度信号，并传输给控制器601，该控制器601接收到该信号后，根据信号的情况发出相应的指令给燃烧器403、助燃燃料源402、助燃风机401、一级风机101、二级风机102、第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4，来自动控制各部件的开启或关闭，燃烧器403、助燃燃料源402、助燃风机401、一级风机101、二级风机102、第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4将自身的运行信号反馈给控制器601，以实现系统自动运行。

如图3所示，本发明的装置对应的方法主要有以下内容：

1)预热过程：引入有机废气前，通过辅助加热系统对蓄热式焚烧设备201、催化氧化设备501预热；

2)废气氧化过程：首先采用蓄热式焚烧设备201对高浓度有机废气高温氧化，高温氧化后的烟气经换热单元升温后进入催化氧化设备501低温氧化；

3)换热过程：催化氧化处理后的烟气经换热单元换热后排空。

本发明的一种烘干车间有机废气治理方法，所述方法需提供上述的一种烘干车间有机废气治理装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1、当所述蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501处于运行状态时，即有机废气经过蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501处理后排出的过程中，所述第一阀门v1关闭，所述第二阀门v2和第四阀门v4开启，所述第三阀门v3根据蓄热式焚烧设备201的炉膛温度调整其开度，所述燃烧器403和助燃燃料源402根据炉膛温度调整其开启或关闭，所述一级风机101、二级风机102及助燃风机401开启；

有机废气由所述车间1通过废气排放管道2，再依次经第二阀门v2和一级风机101进入蓄热式焚烧设备201，所述助燃燃料源402供给燃料，所述助燃风机401提供燃烧所需氧气，由所述燃烧器403进行设备预热及运行期间设备运行温度较低时的能量补充，在所述蓄热式焚烧设备内对高浓度有机废气进行高温氧化处理，有机废气中的有害成分高温氧化后，温度升高，热量大部分蓄积在蓄热式焚烧设备201的蓄热体中，使得蓄热式焚烧设备201的排气温度比入口温度高40-70℃；由于废气浓度较高，除维持自热运行外，还可释放部分热量，此部分热量以高温烟气的形式排出蓄热式焚烧设备201，经所述蓄热式焚烧设备201焚烧后的一部分烟气自蓄热式焚烧设备201的第一出口通过第四阀门v4排出到第二换热单元302，同所述第二换热单元302换热后进入催化氧化设备501进行低温氧化处理；经所述蓄热式焚烧设备201焚烧后的另一部分烟气自蓄热式焚烧设备201的第二出口排出到第一换热单元301，同所述第一换热单元301换热后的烟气，再经所述第二换热单元302混合升温后，进入催化氧化设备501进行低温氧化处理，在催化氧化设备501中将上一次氧化未净化的有机废气进行彻底氧化后，将所述催化氧化设备501处理后的催化氧化净化的烟气再经第一换热单元301换热后，通过二级风机102进入排气筒4排出；

步骤2、当有机废气不经过所述蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501时，即因系统维护或其他原因不能经过蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501处理，所述第一阀门v1打开，所述第二阀门v2关闭，有机废气由所述车间1进入废气排放管道2，再经第一阀门v1进入排气筒4排出；

步骤3、当所述蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501由运行状态转入停机(不工作状态)前，需要对蓄热式焚烧设备201、催化氧化设备501降温，此时所述第一阀门v1和第三阀门v3打开，所述第二阀门v2和第四阀门v4关闭，所述燃烧器403关闭，所述助燃燃料源402供给关闭，所述一级风机101、二级风机102及助燃风机401均开启，从而对所述蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501进行降温处理，待蓄热式焚烧设备201的炉膛温度和催化氧化设备501的温度降至安全温度后，所述一级风机101、二级风机102及助燃风机401均关闭，并将所述第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4复位，即所述第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3和第四阀门v4均关闭。

有机废气在引入氧化系统之前，需在步骤1之前，对氧化设备进行预热，使氧化设备内部达到一定温度：

步骤11、预热过程：引入有机废气前，通过辅助加热系统对所述蓄热式焚烧设备201和催化氧化设备501进行预热处理。

综上所述，本发明的优点如下：

针对很高治理要求的中高浓度有机废气，本发明采用蓄热式焚烧工艺同催化氧化工艺组合的方式，达到99％以上的净化率；同时，由于有机废气浓度高，除维持蓄热式焚烧设备自热运行外，还可以提供热量作为催化氧化进气预热热源，能耗低。同时催化氧化设备无需单独配置辅助加热器，投资低。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。