本实用新型涉及有机废气处理技术领域，尤指一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统。
背景技术：
燃气轮机分布式能源站是指以天然气、焦炉煤气等为燃料，利用小型燃气轮机发电的系统。燃气轮机附带余热锅炉可以便捷地实现热电联产，灵活地满足用户的冷热电多重需要。并且燃气轮机的发电效率在33％左右，明显高于汽轮机的发电效率。同时燃气轮机产生的烟气中NOx无需脱氮处理即可达到排放标准。燃气轮机分布式能源站具有能源利用率高，组合灵活性高，环保效益好的优点，发展趋势越来越好。
有机废气特别是挥发性有机废气是空气主要污染源之一。近几年随着雾霾频发，政府和社会对大气环保越来越重视，挥发性有机废气的排放标准也越来越严格。处理成分复杂且风量大(≥100000Nm3/h)，浓度低(≤300mg/Nm3)的有机废气经常采用转轮浓缩加催化焚烧的方式，去除效率大于98％。催化焚烧需要保证催化焚烧室的温度在300至400℃摄氏度之间。
小型燃气轮机排出的烟气温度一般在500℃左右，烟气流量在78000kg/h至180000kg/h范围内，可以提供有机废气催化焚烧所需热量。将燃气轮机烟气余热利用与有机废气处理相结合，以实现一种利用烟气余热的新途径，在实现热电联产的同时产生良好的环保效益。
因此，本申请致力于提供一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统，创造性的利用燃气轮机热电联产的高温烟气所蕴含的热能来对进入焚烧子系统的有机废气进行温度补偿，以保证有机废气于焚烧子系统内的反应温度，从而使得焚烧子系统内的有机废气得以去除，从而在实现热电联产的同时还产生了良好的环保效益。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统，包括：
有机废气处理子系统、燃气轮机热电联产子系统和换热子系统；
所述有机废气处理子系统包括依次设置的废气预处理子系统和焚烧子系统；
所述燃气轮机热电联产子系统包括依次设置的燃气轮机产电子系统和烟气余热回收子系统；
从所述废气预处理子系统出来的有机废气与从所述燃气轮机产电子系统出来的烟气于所述换热子系统进行换热后，有机废气流向所述焚烧子系统，烟气流向所述烟气余热回收子系统。
本技术方案中，创造性的利用燃气轮机热电联产的高温烟气所蕴含的热能来对进入焚烧子系统的有机废气进行温度补偿，以保证有机废气于焚烧子系统内的反应温度，从而使得焚烧子系统内的有机废气得以去除，从而在实现热电联产的同时还产生了良好的环保效益。更优的是，换热后的烟气还可继续进行后续的烟气余热回收，从而实现烟气余热的阶梯式利用，大大提高了烟气的余热利用效率，从而实现变废为宝，实现了燃气轮机热电联产子系统的余热利用的优化，避免烟气的余热对外环境的热污染；还大大降低了有机废气处理子系统的能耗，积极响应了我国的相关政策(绿色环保、资源优化等)。
进一步优选地，还包括烟气分流支路，所述烟气分流支路与所述换热子系统并联后，分别与所述燃气轮机产电子系统和所述烟气余热回收子系统串联。
本技术方案中，当烟气的热量大于有机废气到达反应温度所需的热量时，此时可通过烟气分流支路将多余的烟气直接导入后续的余热回收子系统，从而保证了有机废气的良好反应温度，保证有机废气处理子系统运行的稳定性和良好的去除效率，保证了有机废气处理子系统安全性，进而保证了本系统的安全性。
进一步优选地，还包括烟气分流控制系统，其包括第一温度传感器和用于控制流向所述烟气分流支路和所述换热子系统的烟气的控制阀；所述第一温度传感器设于所述焚烧子系统的进口端。
本技术方案中，通过温度传感器和控制阀来实现进入换热子系统和烟气余热回收子系统的烟气的控制，当温度传感器检测到的温度处于预设温度范围内时，则保持此时控制阀的工作状态；当温度传感器检测到的温度超出了预设温度范围内时，则可控制控制阀的开度，当温度大于预设温度范围时，则通过控制阀调大进入烟气分流支路的流量，降低进入换热子系统的烟气的流量，直至温度传感器检测到的处于预设范围值内；当温度小于预设温度范围时，则通过控制阀调小进入烟气分流支路的流量，提高进入换热子系统的烟气的流量，直至温度传感器检测到的处于预设范围值内；从而保证有机废气的温度处于适合的反应温度内，进而保证有机废气的处理效率。
进一步优选地，所述烟气分流控制系统还包括控制器和第二温度传感器；所述第二温度传感器设于所述废气预处理子系统的出口端；所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述控制阀连接。
本技术方案中，还可通过控制器通过第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温度，自行调节控制阀的开度，从而实现有机废气反应温度的智能化和自动化控制。
进一步优选地，所述废气预处理子系统包括依次设置的废气风机、过滤器、干燥器和转轮吸附浓缩装置；从所述焚烧子系统出来的尾气流向所述转轮吸附浓缩装置并对所述转轮吸附浓缩装置的有机废气进行脱附处理。
本技术方案中，有机废气经焚烧子系统处理后产生的废气还具有一定的热量，通过将这部分带有热能的尾气来实现转轮吸附浓缩装置中吸附浓缩的有机废气进行换热脱附处理，从而实现转轮吸附浓缩装置的脱附再生以及有机废气的浓缩，从而保证了进入焚烧子系统内的有机废气的浓度需要，降低了尾气对外环境的热污染，实现了尾气的余热回收以及有机废气的焚烧浓度的保证，保证了整个系统的处理效率和运行性能。
进一步优选地，所述干燥器内填充有再生干燥剂，从所述转轮吸附浓缩装置出来的尾气对所述再生干燥剂进行再生处理；和/或，所述转轮吸附浓缩装置的转速为2～6转/小时。
本技术方案中，当干燥器内填充有高温(针对再生干燥剂的再生温度而言)再生干燥剂时，当从转轮吸附浓缩装置出来的尾气的温度高于该再生干燥剂的再生温度时，则可再次实现尾气的余热的二次回收，大大降低了本系统的能耗以及尾气对外环境的热污染。
进一步优选地，所述烟气余热回收子系统包括余热锅炉。
本技术方案中，通过余热锅炉可提供水蒸汽或热水等。
进一步优选地，所述烟气余热回收子系统还包括烘干室，所述烘干室与所述余热锅炉依次设置，使得从所述换热子系统出来的烟气依次流经所述余热锅炉、所述烘干室后被排放。
本技术方案中，当本系统用于涂布工厂时，由于喷涂物上的涂料、颜料、油漆等需要进行烘干处理才能投入使用，因此，还可实现烟气的余热的三级阶梯式利用，提高烟气余热的利用率，避免热量的浪费以及烟气余热对外环境的热污染。
进一步优选地，所述燃气轮机产电子系统包括燃气提供装置、空气提供装置、燃气轮机和电装置；所述燃气提供装置、所述空气提供装置、所述电装置分别与所述燃气轮机连接。
进一步优选地，所述焚烧子系统包括催化焚烧炉、催化剂层和保温层；所述保温层设于所述催化焚烧炉的外壁处；所述催化剂层沿有机废气于所述催化焚烧炉的流向依次设置，使得所述催化焚烧炉内的有机废气流经所述催化剂层。
本技术方案中，保温层的设置可保证有机废气在焚烧炉内的反应温度，避免焚烧炉内的热量损失，从而使得有机废气的反应温度维持在较为稳定的范围值内。催化剂的设置不仅可以降低有机废气的反应温度，还可提高有机废气的处理效率，从而降低了有机废气处理子系统的能耗，还保证了有机废气的催化氧化，从而降低尾气对环境的危害程度。
本实用新型提供的一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本实用新型中，创造性的利用燃气轮机热电联产的高温烟气所蕴含的热能来对进入焚烧子系统的有机废气进行温度补偿，以保证有机废气于焚烧子系统内的反应温度，从而使得焚烧子系统内的有机废气得以去除，从而在实现热电联产的同时还产生了良好的环保效益。更优的是，换热后的烟气还可继续进行后续的烟气余热回收，从而实现烟气余热的阶梯式利用，大大提高了烟气的余热利用效率，从而实现变废为宝，实现了燃气轮机热电联产子系统的余热利用的优化，避免烟气的余热对外环境的热污染；还大大降低了有机废气处理子系统的能耗，积极响应了我国的相关政策(绿色环保、资源优化等)。
2、本实用新型中，当烟气的热量大于有机废气到达反应温度所需的热量时，此时可通过烟气分流支路将多余的烟气直接导入后续的余热回收子系统，从而保证了有机废气的良好反应温度，保证有机废气处理子系统运行的稳定性和良好的去除效率，保证了有机废气处理子系统安全性，进而保证了本系统的安全性。
3、本实用新型中，通过温度传感器和控制阀来实现进入换热子系统和烟气余热回收子系统的烟气的控制，当温度传感器检测到的温度处于预设温度范围内时，则保持此时控制阀的工作状态；当温度传感器检测到的温度超出了预设温度范围内时，则可控制控制阀的开度，当温度大于预设温度范围时，则通过控制阀调大进入烟气分流支路的流量，降低进入换热子系统的烟气的流量，直至温度传感器检测到的处于预设范围值内；当温度小于预设温度范围时，则通过控制阀调小进入烟气分流支路的流量，提高进入换热子系统的烟气的流量，直至温度传感器检测到的处于预设范围值内；从而保证有机废气的温度处于适合的反应温度内，进而保证有机废气的处理效率。更优的，还可通过控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温度来自行调节控制阀的开度，从而实现有机废气反应温度的智能化和自动化控制。
4、本实用新型中，通过对烟气的余热的多阶段的利用以及催化焚烧炉内产生的尾气的余热的多阶段的利用；从而大大降低本系统对外环境的热污染，并提高本系统的余热的利用率，进而降低本系统的能耗，从而实现本系统的优化。
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，对基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本实用新型的一种实施例结构示意图；
图2是本实用新型的有机废气的预处理子系统的一种实施例结构示意图；
图3是本实用新型的燃气轮机热电联产子系统和换热子系统的一种实施例结构示意图；
图4是本实用新型的焚烧子系统的一种实施例结构示意图。
附图标号说明：
11.废气预处理子系统，111.废气风机，112.过滤器，113.干燥器，114.转轮吸附浓缩装置，12.焚烧子系统，121.催化焚烧炉，122.保温层，123.催化剂层，211.燃气轮机，22.烟气分流支路，221.余热锅炉，222.烘干室，3.换热子系统，41.控制阀。
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。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在实施例一中，如图1-4所示，一种基于燃气轮机烟气余热处理有机废气的系统，包括：有机废气处理子系统(图中未标示)、燃气轮机热电联产子系统(图中未标示)和换热子系统3；有机废气处理子系统包括依次设置的废气预处理子系统11和焚烧子系统12；燃气轮机热电联产子系统包括依次设置的燃气轮机产电子系统(图中未标示)和烟气余热回收子系统(图中未标示)；从废气预处理子系统11出来的有机废气与从燃气轮机产电子系统出来的烟气于换热子系统3进行换热后，有机废气流向焚烧子系统12，烟气流向烟气余热回收子系统。在实际应用中，由于小型的燃气轮机产电子系统产生的高温烟气(500℃左右)，且其烟气流烟气流量在78000kg/h至180000kg/h之间，而有机废气的焚烧温度一般在200-400℃，就可以达到良好的去除率；其排放量大(≥100000Nm3/h)，且其浓度低(≤300mg/Nm3)，因此，小型的燃气轮机就可以满足有机废气的温度需求，更不用说大型的燃气轮机。从而燃气轮机产电子系统出来的烟气和经过预处理后的有机废气于换热子系统3换热后，经过换热后被升温到预设范围温度值的有机废气进入焚烧子系统12进行焚烧处理，从而实现烟气余热的回收，经过换热后被降温的烟气可进入到烟气余热回收子系统进行二次余热回收，从而实现烟气余热的两次回收，大大提高了烟气的余热回收率，同时还降低了有机废气的能耗，变废为宝，还降低了烟气余热对外环境的热污染。
在实施例二中，如图1-4所示，在实施例一的基础上，还包括烟气分流支路22，烟气分流支路22与换热子系统3并联后，分别与燃气轮机产电子系统和烟气余热回收子系统串联。在实际应用中，当燃气轮机热电联产子系统无法满足有机废气的反应温度的热量需求时，可通过调节进入换热子系统3的有机废气的流量和/或温度来保证进入焚烧子系统12的温度需求，如在有机废气于换热子系统3的进口端设置第二控制阀和/或预热处理子系统；当燃气轮机热电联产子系统的烟气的热量大于有机废气的热量需求时，则可通过烟气分流支路22将多余的烟气直接引入后续的烟气余热回收子系统；从而保证了有机废气的反应温度的稳定性和安全性。
在实施例三中，如图1-4所示，在实施例二的基础上，还包括烟气分流控制系统(图中未标示)，烟气分流控制系统包括第一温度传感器(图中未标示)和用于控制流向烟气分流支路22和换热子系统3的烟气的控制阀41；第一温度传感器设于焚烧子系统12的进口端。在实际应用中，通过第一温度传感器和控制阀41来实现进入换热子系统3和烟气余热回收子系统的烟气的控制，当第一温度传感器检测到的温度值处于预设温度范围内时，则保持此时控制阀41的工作状态；当第一温度传感器检测到的温度值超出了预设温度范围内时，则可控制控制阀41的开度，如当温度大于预设温度范围时，则通过控制阀41调大进入烟气分流支路22的流量，降低进入换热子系统3的烟气的流量，直至第一温度传感器检测到的温度值处于预设范围值内为止；当温度值小于预设温度范围时，则通过控制阀41调小进入烟气分流支路22的流量，提高进入换热子系统3的烟气的流量，直至第一温度传感器检测到的温度值处于预设范围值内；从而保证有机废气的温度处于适合的反应温度内，进而保证有机废气的处理效率。优选地，预设温度范围为200-400℃，进一步优选地，预设温度范围为250-300℃；进一步优选地，烟气分流控制系统还包括控制器(图中未标示)和第二温度传感器(图中未标示)；第二温度传感器设于废气预处理子系统11的出口端；控制器分别与第一温度传感器、第二温度传感器、控制阀41连接。通过控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器所检测到的数值来控制控制阀41的开度，从而实现有机废气反应温度的智能化和自动化控制。优选地，还包括流量传感器，流量传感器设于废气预处理子系统11的出口端，流量传感器、第二控制阀分别与控制器连接，因此，控制器还可通过控制第二控制阀的开度来实现有机废气流量的控制，从而即可通过控制控制阀41的开度来实现有机废气的反应温度的调控，还可通过控制第二控制阀的开度来实现有机废气的反应温度的调控。
在实施例四中，如图1-4所示，在实施例一、二或三的基础上，废气预处理子系统11包括依次设置的废气风机111、过滤器112、干燥器113和转轮吸附浓缩装置114；从焚烧子系统12出来的尾气流向转轮吸附浓缩装置114并对转轮吸附浓缩装置114的有机废气进行脱附处理。待处理的有机废气被废气风机111输送至过滤器112进行过滤，使得有机废气中的颗粒物被去除，然后有机废气通过干燥器113进行干燥后，进入转轮吸附浓缩装置114被吸附浓缩后再脱附，脱附后的有机废气就形成了浓缩的有机废气，优选地，转轮吸附浓缩装置114的转速为2～6转/小时。且有机废气的浓缩倍数优选为1～20倍后再进入换热子系统3与高温的烟气进行换热，再之后进入焚烧子系统12进行焚烧处理，浓缩的有机废气经过焚烧处理后形成尾气，将尾气通向转轮吸附浓缩装置114，使得该尾气与吸附在转轮吸附浓缩装置114上的有机废气进行换热脱附，进而使得尾气的余热被利用。优选地，转轮吸附浓缩装置114内填充的吸附剂为沸石，优选地，当干燥器113内填充有可通过高温处理后的再生干燥剂时，如硅胶。还可进一步将从转轮吸附浓缩装置114出来的尾气对再生干燥剂进行再生处理。优选地，再生干燥剂与尾气通过换热器进行换热再生处理，优选地，再生干燥剂也包括干燥部分和再生部分，从而使得再生干燥剂如转轮吸附浓缩装置114一样一部分的再生干燥器113在干燥有机废气，另一部分的再生干燥剂则在与尾气换热时进行再生处理。从而保证了系统的连续进行，保证了本系统的工作效率。
在实施例五中，如图1-4所示，在实施例一、二、三或四的基础上，烟气余热回收子系统包括依次设置的余热锅炉221和烘干室222，使得从换热子系统3出来的烟气依次流经余热锅炉221、烘干室222后被排放。通过余热锅炉221可根据需要获取水蒸汽或热水，且烟气的余热在烘干室222中的进一步的换热，使得烟气的温度更低，进而使得进入外环境的烟气的温度较低，其热污染现象大大被弱化，从而降低了环境污染。优选地，当本系统应用于涂布工厂时，由于喷涂物上的涂料、颜料、油漆等需要进行烘干处理才能投入使用，因此，可将这些刚喷涂有涂料等的物件放置在烘干室222内进行烘干处理，从而实现烟气的余热的三级阶梯式利用。
在实施例六中，如图1-4所示，在实施例一、二、三、四或五的基础上，燃气轮机产电子系统包括燃气提供装置(图中未标示)、空气提供装置(图中未标示)、燃气轮机211和电装置(图中未标示)；燃气提供装置、空气提供装置、电装置分别与燃气轮机211连接。燃气提供装置提供的燃气可为天然气或焦炉煤气等燃料，优选为天然气，且天然气在燃气轮机211的表压优选为17～27bar，空气经过空气压缩机压缩后进入燃气轮机211中与天然气混合燃烧，产生的高温产生的高温烟气推动涡轮做功，进而带动发电机输出电能。其喷出的500℃左右的高温烟气经过控制阀41，一股进入余热锅炉221，另一股进入换热子系统3。优选地，焚烧子系统12包括催化焚烧炉121、催化剂层123和保温层122；保温层122设于催化焚烧炉121的外壁处；催化剂层123沿有机废气于催化焚烧炉121的流向依次设置，使得催化焚烧炉121内的有机废气流经催化剂层123。优选地，有机废气于催化焚烧炉121内的催化剂层123内为无火焰燃烧，且催化剂层123的载体优选为沸石，且为天然沸石，并以贵金属(如Pt、Pd)为主要活性成分的有机废气净化催化剂，且催化剂层123为多层依次垂直设于有机废气流向，从而保证催化剂层123与有机废气的充分接触反应。优选地换热子系统3为换热器，优选为排管式换热器，使得烟气和有机废气分别走不同的流道进行换热，优选地，烟气走换热器的壳程。
示例性的，如图1所示，有机废气通过废气风机111输送至过滤器112去除固体颗粒物，随后被干燥器113干燥并进入转轮吸附浓缩装置114浓缩10～20倍后进入排管式换热器与从燃气轮机211出来的一部分烟气进行换热处理，进入排管式换热器的浓缩的有机废气的大约为180℃；而从燃气轮机211出来的烟气的温度大约为500℃；其中一部分的烟气进入排管式换热器，而多余的烟气则流向余热锅炉221；从燃气轮机211出来的烟气直接进入到排管式换热器和余热锅炉221的比例通过控制阀41来调节；从排管式换热器出来的有机废气的温度范围值为250～300℃；从排管式换热器出来的烟气的温度范围值为300～350℃；从余热锅炉221出来的烟气进入烘干室222后被排放；从催化焚烧炉121出来的尾气的温度约为250℃，且将尾气依次通至转轮吸附浓缩装置114和干燥器113后排放。
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。