低浓度大风量废气浓缩及减风系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其设有废气预处理单元、吸附浓缩单元、脱附冷却单元和控制单元；所述废气预处理单元包括依次连通的进气电磁阀、进气风机、过滤器和冷却器；所述吸附浓缩单元包括驱动电机、皮带、三通连接管、由分子筛制成的沸石转轮，所述驱动电机与所述控制单元电性连接，所述驱动电机通过皮带与所述沸石转轮连接；所述沸石转轮内部呈蜂窝结构，该蜂窝结构分成三个区，分别为吸附区、再生区和冷却区；所述吸附浓缩单元、脱附冷却单元采用串联方式连接，同时还可以并联接所述第二吸附浓缩单元和第二脱附冷却单元。本发明具有处理费用低，脱附效果佳、效率高、设备简单、体积小的优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废气处理设备【技术领域】，尤其涉及一种低浓度大风量废气浓缩及减风 系统。 低浓度大风量废气浓缩及减风系统
【背景技术】
[0002] 低浓度、大风量的VOCs排放在目前我国的有机废气污染中占了很大的比例，吸附 浓缩技术是低浓度废气治理中最为经济有效的技术途径。但VOCs的种类繁多、成分复杂、 性质各异，在很多情况下采用一种净化技术往往难以达到治理要求，而且也不经济。利用不 同单元治理技术的优势，采用组合治理工艺，不仅可以满足排放要求，而且可以降低净化设 备的运行费用。因此，在有机废气治理中，采用两种或多种净化技术的组合工艺近年来得到 了迅速发展。沸石转轮吸附浓缩技术就是针对低浓度VOCs的治理而发展起来的一种新技 术，与焚烧技术（催化燃烧或高温焚烧）或冷凝技术进行组合，形成了 "沸石转轮吸附浓缩 +焚烧技术"和"沸石转轮吸附浓缩+冷凝回收技术"。
[0003] 工业废气中含有多种高沸点物质、聚合物质，且含有一定固体颗粒，脱附热量不 足，固体颗粒堵塞孔道，聚合物占据吸附位难于脱附，造成沸石失活，影响吸附效率。
[0004] 美国专利4957721等对其进行改进，将失活的沸石转轮拆卸后用高温脱附，但拆 卸程序繁杂，沸石易损坏、劣化粉碎。
[0005] 目前沸石转轮适用于大风量，低浓度的废气处理，但沸石转轮均存在浓缩比不高， 浓缩后废气中VOCs浓度不足，致其燃烧不足以供应热量或维持燃烧，需要加入大量辅助燃 料，操作成本极高。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供低浓度大风量废气浓缩及减风系 统，具有处理费用低，脱附效果佳、效率高、设备简单、体积小的优点。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其设有废气预处理单元、吸附浓缩单元、脱附 冷却单元和控制单元；所述废气预处理单元包括依次连通的进气电磁阀、进气风机、过滤器 和冷却器；所述吸附浓缩单元包括驱动电机、皮带、三通连接管、由分子筛制成的沸石转轮， 所述驱动电机与所述控制单元电性连接，所述驱动电机通过皮带与所述沸石转轮连接；所 述沸石转轮内部呈蜂窝结构，该蜂窝结构分成三个区，分别为吸附区、再生区和冷却区；所 述三通连接管设有三个端口，分别为第一进气端口、第一出气端口和第二出气端口，所述第 一进气端口与所述冷却器连通，所述第一出气端口与所述沸石转轮所设的吸附区一端面连 通，所述第二出气端口与所述再生区一端面连通，所述脱附冷却单元包括再生气出管、加热 器、热再生气进管、出气管、排风机；所述再生气管一端与所述沸石转轮所设的再生区另一 端面连通，所述再生气管的另一端与所述加热器连通，所述热再生气管一端与所述沸石转 轮的冷却区一端面连通，所述热再生气管另一端与所述加热器另一端连通，所述出气管连 接在所述沸石转轮所设冷却区另一端面与所述排风机之间；所述控制单元均电性连接于所 述进气电磁阀、排风机。
[0009] 进一步，所述第二出气端口与所述沸石转轮所设的再生区一端面通过第一分支管 14连通。
[0010] 本发明还包括第二吸附浓缩单元、第二脱附冷却单元和排气单元；所述排气单元 包括排气管一、排气管二和第五电磁阀，所述第五电磁阀连接在所述排气管一和排气管二 之间，所述排气管另一端与所述沸石转轮的吸附区另一端面连通；所述第二吸附浓缩单元 包括第一三通连接管、第二三通连接管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第二沸石转 轮、第二皮带、第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述控制单元电性连接，所述第二驱动 电机通过第二皮带与所述第二沸石转轮连接；所述第二沸石转轮内部设有一个由分子筛制 成的第二蜂窝结构，该第二蜂窝结构分别三个区，分别为第二吸附区、第二再生区和第二冷 却区，所述第二三通连接管设有三端口，分别为第二进气端口、第三出气端口和第四出气端 口，所述第一电磁阀连接在所述第三出气端口与所述第一进气端口之间，所述第二进气端 口与所述冷却器连接；所述第三三通连接管设有三个端口，分别为第三进气端口、第五出气 端口和第六出气端口，所述第二电磁阀设于所述第四出气端口与所述第三进气端口之间， 所述所述第六出气端口与所述第二沸石转轮所设的吸附区一端面连通，所述第五出气端口 通过第四电磁阀与所述排气管一连通；所述第二吸附冷却单元包括第二再生出气管、第二 加热器、第二热再生气进管、第二出气管、分支管，，所述第六出气端口与所述第二沸石转轮 所设的吸附区一端面连通，所述第三电磁阀设于所述第六出气端口与所述分支管一端之 间，所述分支管另一端与所述第二沸石转轮所设的第二再生区区一端面连通，所述第二再 生气出管连接在所述第二沸石转轮所设吸附区另一端面连通，所述第二加热器连接在所述 第二再生出气管与所述第二热再生气进管之间，所述第二热再生气进管另一端与所述沸石 转轮所设冷却区一端面连通，所述第二出气管连接在所述第二沸石转轮所设的冷却区另一 端面与所述出气管之间。
[0011] 所述沸石转轮与所述第一出气端口之间连接有第一限流阀。
[0012] 所述加热器上安装有第一温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元电性连 接。
[0013] 进一步，所述加热器为蒸汽式加热器或为电加热器；所述第二加热器为蒸汽式加 热器或为电加热器。若所述加热器或者第二加热器为电加热器，那么所述加热器与控制单 元电性连接，或所述第二加热器与所述控制单元电性连接。
[0014] 进一步，本发明还包括有两个温度传感器，分别设于加热器和第二加热器处，以备 监控温度，所述温度传感器与所述控制单元电性连接。
[0015] 操作步骤
[0016] 一、并联操作，适用于大风量过程
[0017] 1、废气预处理过程
[0018] 通过控制单元开启进气电磁阀1、第一电磁阀5、第二电磁阀8、第五电磁阀9、关闭 第四电磁阀10。启动进气风机2。进气风机2将从车间排放的含挥发性有机溶剂的废气先 流经过滤器3进行过滤除尘3,再送入冷却器4,进行降温处理。
[0019] 2、吸附浓缩过程
[0020] 经降温的废气，由并联管路进入沸石转轮6的吸附区6a、和第二沸石转轮11的第 二吸附区11a，吸附后的洁净气体经排气管一和第二出气管引致烟囱排放。利用驱动电机和 第二驱动电机使沸石转轮和第二沸石转轮在适当时间间隔以步进或连续方式旋转，使需要 再生的蜂窝结构和第二蜂窝结构进入脱附再生区6c和第二脱附区11c。
[0021] 3、脱附冷却过程
[0022] 打开排风机13,开启程控阀14、15,引出部分废气作为脱附气体，其流量为主管路 流量的1/10-1/20。部分废气先经过冷却区6b，11b，使沸石冷却，废气预热，打开加热器7、 12,将预热的废气升温至180-280°C。高温废气进入再生脱附区6c，11c，使沸石吸附的有机 物脱附。脱附后的气体进后处理。
[0023] 二、串联操作，适用于提供高浓缩比的过程
[0024] 1、废气预处理过程
[0025] 开启程控阀1、5、10、关闭阀门8、9。启动引风机2。引风机将从车间排放的含挥发 性有机溶剂的废气先经过过滤除尘3,再送入表冷器4,进行降温处理。
[0026] 2、吸附浓缩过程
[0027] 经降温的废气，由管路进入沸石转轮6的吸附区6a，吸附后气体在进入沸石转轮 11的吸附区11a。洁净气体经管道引致烟囱排放。利用驱动组件使转轮在适当时间间隔以 步进或连续方式旋转，使需要再生的转轮进入脱附再生区6c，11c。
[0028] 3、脱附冷却过程
[0029] 打开引风机13,开启第一分支管14和分支管15,引出部分废气作为脱附气体，其 流量为主管路流量的1/10-1/20。部分废气先经过冷却区6b，第二冷却区11b，使沸石冷 却，废气预热，打开加热器7、第二加热器12,将预热的废气升温至180-280°C。高温废气进 入再生脱附区6c，第二脱附区11c，使沸石吸附的有机物脱附。脱附后的气体进后处理。
[0030] 本发明采用上述结构，具有处理费用低，脱附效果佳、效率高、设备简单、体积小的 优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为本发明结构示意图。
[0032] 以下通过附图和【具体实施方式】来对本发明作进一步描述。
【具体实施方式】
[0033] 如图1所示，本发明低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其废气预处理单元、吸附 浓缩单元、脱附冷却单元和控制单元；所述废气预处理单元包括依次连通的进气电磁阀1、 进气风机2、过滤器3和冷却器4;所述吸附浓缩单元包括驱动电机、皮带、三通连接管、由分 子筛制成的沸石转轮6,所述驱动电机与所述控制单元电性连接，所述驱动电机通过皮带与 所述沸石转轮6连接；所述沸石转轮6内部呈蜂窝结构，该蜂窝结构分成三个区，分别为吸 附区6a、再生区6c和冷却区6b ;所述三通连接管设有三个端口，分别为第一进气端口、第一 出气端口和第二出气端口，所述第一进气端口与所述冷却器4连通，所述第一出气端口与 所述沸石转轮6所设的吸附区6a -端面连通，所述第二出气端口与所述再生区6c -端面 连通，所述脱附冷却单元包括再生气出管、加热器7、热再生气进管、出气管、排风机13 ;所 述再生气管一端与所述沸石转轮6所设的再生区6c另一端面连通，所述再生气管的另一端 与所述加热器7连通，所述热再生气管一端与所述沸石转轮6的冷却区6b -端面连通，所 述热再生气管另一端与所述加热器7另一端连通，所述出气管连接在所述沸石转轮6所设 冷却区6b另一端面与所述排风机13之间；所述控制单元均电性连接于所述进气电磁阀1、 排风机13。
[0034] 进一步，所述第二出气端口与所述沸石转轮6所设的再生区6c -端面通过第一分 支管14连通。
[0035] 本发明还包括第二吸附浓缩单元、第二脱附冷却单元和排气单元；所述排气单元 包括排气管一、排气管二和第五电磁阀9,所述第五电磁阀连接在所述排气管一和排气管二 之间，所述排气管另一端与所述沸石转轮6的吸附区6a另一端面连通；所述第二吸附浓缩 单元包括第一三通连接管、第二三通连接管、第一电磁阀5、第二电磁阀8、第三电磁阀15、 第二沸石转轮11、第二皮带、第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述控制单元电性连接， 所述第二驱动电机通过第二皮带与所述第二沸石转轮11连接；所述第二沸石转轮11内 部设有一个由分子筛制成的第二蜂窝结构，该第二蜂窝结构分别三个区，分别为第二吸附 区11a、第二再生区11c和第二冷却区11b，所述第二三通连接管设有三端口，分别为第二 进气端口、第三出气端口和第四出气端口，所述第一电磁阀5连接在所述第三出气端口与 所述第一进气端口之间，所述第二进气端口与所述冷却器4连接；所述第三三通连接管设 有三个端口，分别为第三进气端口、第五出气端口和第六出气端口，所述第二电磁阀8设于 所述第四出气端口与所述第三进气端口之间，所述所述第六出气端口与所述第二沸石转轮 11所设的吸附区11a-端面连通，所述第五出气端口通过第四电磁阀10与所述排气管一 连通；所述第二吸附冷却单元包括第二再生出气管、第二加热器12、第二热再生气进管、第 二出气管、分支管，，所述第六出气端口与所述第二沸石转轮6所设的吸附区11a -端面连 通，所述第三电磁阀15设于所述第六出气端口与所述分支管一端之间，所述分支管另一端 与所述第二沸石转轮11所设的第二再生区区一端面连通，所述第二再生气出管连接在所 述第二沸石转轮11所设吸附区11a另一端面连通，所述第二加热器12连接在所述第二再 生出气管与所述第二热再生气进管之间，所述第二热再生气进管另一端与所述沸石转轮11 所设冷却区lib -端面连通，所述第二出气管连接在所述第二沸石转轮11所设的冷却区 11c另一端面与所述出气管之间。
[0036] 所述沸石转轮6与所述第一出气端口之间连接有第一限流阀。
[0037] 所述加热器7上安装有第一温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元电性连 接。
[0038] 进一步，所述加热器7为蒸汽式加热器或为电加热器；所述第二加热器12为蒸汽 式加热器或为电加热器。若所述加热器7或者第二加热器12为电加热器，那么所述加热器 7与控制单元电性连接，或所述第二加热器12与所述控制单元电性连接。
[0039] 进一步，本发明还包括有两个温度传感器，分别设于加热器和第二加热器处，以备 监控温度，所述温度传感器与所述控制单元电性连接。
[0040] 操作步骤
[0041] 一、并联操作，适用于大风量过程
[0042] 1、废气预处理过程
[0043] 通过控制单元开启进气电磁阀1、第一电磁阀5、第二电磁阀8、第五电磁阀9、关闭 第四电磁阀10。启动进气风机2。进气风机2将从车间排放的含挥发性有机溶剂的废气先 流经过滤器3进行过滤除尘3,再送入冷却器4,进行降温处理。
[0044] 2、吸附浓缩过程
[0045] 经降温的废气，由并联管路进入沸石转轮6的吸附区6a、和第二沸石转轮11的第 二吸附区11a，吸附后的洁净气体经排气管一和第二出气管引致烟囱排放。利用驱动电机和 第二驱动电机使沸石转轮和第二沸石转轮在适当时间间隔以步进或连续方式旋转，使需要 再生的蜂窝结构和第二蜂窝结构进入脱附再生区6c和第二脱附区11c。
[0046] 3、脱附冷却过程
[0047] 打开排风机13,开启程控阀14、15,引出部分废气作为脱附气体，其流量为主管路 流量的1/10-1/20。部分废气先经过冷却区6b，11b，使沸石冷却，废气预热，打开加热器7、 12,将预热的废气升温至180-280°C。高温废气进入再生脱附区6c，11c，使沸石吸附的有机 物脱附。脱附后的气体进后处理。
[0048] 二、串联操作，适用于提供高浓缩比的过程
[0049] 1、废气预处理过程
[0050] 开启程控阀1、5、10、关闭阀门8、9。启动引风机2。引风机将从车间排放的含挥发 性有机溶剂的废气先经过过滤除尘3,再送入表冷器4,进行降温处理。
[0051] 2、吸附浓缩过程
[0052] 经降温的废气，由管路进入沸石转轮6的吸附区6a，吸附后气体在进入沸石转轮 11的吸附区11a。洁净气体经管道引致烟囱排放。利用驱动组件使转轮在适当时间间隔以 步进或连续方式旋转，使需要再生的转轮进入脱附再生区6c，11c。
[0053] 3、脱附冷却过程
[0054] 打开引风机13,开启第一分支管14和分支管15,引出部分废气作为脱附气体，其 流量为主管路流量的1/10-1/20。部分废气先经过冷却区6b，第二冷却区11b，使沸石冷 却，废气预热，打开加热器7、第二加热器12,将预热的废气升温至180-280°C。高温废气进 入再生脱附区6c，第二脱附区11c，使沸石吸附的有机物脱附。脱附后的气体进后处理。
[0055] 本发明采用上述结构，具有处理费用低，脱附效果佳、效率高、设备简单、体积小的 优点。
[0056] 以上说明并非限制本发明的技术方案，凡是不脱离本发明精神的技术，均属于本 发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1. 低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其特征在于：设有废气预处理单元、吸附浓缩 单元、脱附冷却单元和控制单元；所述废气预处理单元包括依次连通的进气电磁阀、进气风 机、过滤器和冷却器；所述吸附浓缩单元包括驱动电机、皮带、三通连接管、由分子筛制成的 沸石转轮，所述驱动电机与所述控制单元电性连接，所述驱动电机通过皮带与所述沸石转 轮连接；所述沸石转轮内部呈蜂窝结构，该蜂窝结构分成三个区，分别为吸附区、再生区和 冷却区；所述三通连接管设有三个端口，分别为第一进气端口、第一出气端口和第二出气端 口，所述第一进气端口与所述冷却器连通，所述第一出气端口与所述沸石转轮所设的吸附 区一端面连通，所述第二出气端口与所述再生区一端面连通，所述脱附冷却单元包括再生 气出管、加热器、热再生气进管、出气管、排风机；所述再生气管一端与所述沸石转轮所设的 再生区另一端面连通，所述再生气管的另一端与所述加热器连通，所述热再生气管一端与 所述沸石转轮的冷却区一端面连通，所述热再生气管另一端与所述加热器另一端连通，所 述出气管连接在所述沸石转轮所设冷却区另一端面与所述排风机之间；所述控制单元均电 性连接于所述进气电磁阀、排风机。
2. 根据权利要求1所述低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其特征在于：还包括第二 吸附浓缩单元、第二脱附冷却单元和排气单元；所述排气单元包括排气管一、排气管二和第 五电磁阀，所述第五电磁阀连接在所述排气管一和排气管二之间，所述排气管另一端与所 述沸石转轮的吸附区另一端面连通；所述第二吸附浓缩单元包括第一三通连接管、第二三 通连接管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第二沸石转轮、第二皮带、第二驱动电机， 所述第二驱动电机与所述控制单元电性连接，所述第二驱动电机通过第二皮带与所述第二 沸石转轮连接；所述第二沸石转轮内部设有一个由分子筛制成的第二蜂窝结构，该第二蜂 窝结构分别三个区，分别为第二吸附区、第二再生区和第二冷却区，所述第二三通连接管设 有三端口，分别为第二进气端口、第三出气端口和第四出气端口，所述第一电磁阀连接在所 述第三出气端口与所述第一进气端口之间，所述第二进气端口与所述冷却器连接；所述第 三三通连接管设有三个端口，分别为第三进气端口、第五出气端口和第六出气端口，所述第 二电磁阀设于所述第四出气端口与所述第三进气端口之间，所述所述第六出气端口与所述 第二沸石转轮所设的吸附区一端面连通，所述第五出气端口通过第四电磁阀与所述排气管 一连通；所述第二吸附冷却单元包括第二再生出气管、第二加热器、第二热再生气进管、第 二出气管、分支管，，所述第六出气端口与所述第二沸石转轮所设的吸附区一端面连通，所 述第三电磁阀设于所述第六出气端口与所述分支管一端之间，所述分支管另一端与所述第 二沸石转轮所设的第二再生区区一端面连通，所述第二再生气出管连接在所述第二沸石转 轮所设吸附区另一端面连通，所述第二加热器连接在所述第二再生出气管与所述第二热再 生气进管之间，所述第二热再生气进管另一端与所述沸石转轮所设冷却区一端面连通，所 述第二出气管连接在所述第二沸石转轮所设的冷却区另一端面与所述出气管之间。
3. 根据权利要求1所述低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其特征在于：所述沸石转 轮与所述第一出气端口之间连接有第一限流阀。
4. 根据权利要求1所述低浓度大风量废气浓缩及减风系统，其特征在于：所述加热器 上安装有第一温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元电性连接。
【文档编号】B01D53/02GK104107618SQ201410385346
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】肖硕, 曹中强, 肖岗行 申请人:石家庄天龙环保科技有限公司