本实用新型涉及环保设备技术领域，特别涉及一种用于处理含有VOCs的漆雾废气的热交换装置。
背景技术：
喷漆房和烤漆房在作业过程中产生大量的漆雾废气，漆雾废气具有VOCs（挥发性有机化合物的简称）浓度低、风量大的特点，这类漆雾废气直接排放会导致严重的环境污染。现有的做法一般是将漆雾废气通过水幕、水雾处理后，再进行高空排放处理，然而，通过水幕、水雾处理只能吸收其中一些颗粒物及微量的VOCs，大量的VOCs排放到大气中，无法做到清洁排放，造成环境污染。
可通过吸附设备将漆雾废气中的VOCs进行吸附，再通过脱附燃烧的方式来处理上述漆雾废气，达到清洁排放的要求，然而，现有的脱附燃烧设备需要消耗大量的电能，不利于节能环保。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种漆雾废气处理的节能效果好的热交换装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种漆雾废气的热交换装置，包括横向设置的冷流管道和纵向设置的热流管道，热流管道内设置有多根热交换管，热交换管的外壁上设置有多个散热片，热交换管从冷流管道内穿过；冷流管道的进气端自外而内具有逐渐增大的纵向横截面积；冷流管道的出气端自内而外具有逐渐缩小的纵向横截面积。
进一步的方案是，冷流管道内设置有辅助加热装置，辅助加热装置包括多根加热管，加热管与冷流管道的出气端邻接。
进一步的方案是，热流管道的进气端自外而内具有逐渐增大的横向横截面积；热流管道的出气端自内而外具有逐渐缩小的横向横截面积。
本实用新型的有益效果是：由于热交换管的外壁上设置有多个散热片，热交换管从冷流管道内穿过，能有效的将热交换管内的高温混合气体的热量传递至冷流管道中，冷流管道的空气吸收散热片上的热量，温度升高，通过热交换管对空气进行预热。经过预热的空气再经过辅助加热装置时，加热管进行简单加热后，空气便可达到脱附所需要的温度，大大降低了能量的消耗，有利于节能环保。
附图说明
图1是本实用新型的吸附系统实施例的结构示意图。
图2是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的结构示意图。
图3是本实用新型的吸附系统实施例的过滤装置的结构示意图。
图4是本实用新型的吸附系统实施例的吸附装置的结构示意图。
图5是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的脱附箱的结构示意图。
图6是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的催化燃烧装置的结构示意图。
图7是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的热交换装置的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
本实用新型的漆雾废气处理系统包括吸附系统和脱附燃烧系统，通过吸附系统的多重吸附，去除喷漆房和烤漆房在作业过程中的废气中的VOCs，达到清洁排放的标准，可直接排放；再通过脱附燃烧系统将VOCs脱附燃烧，转化为CO2和H2O进行排放。
参见图1，图1是本实用新型的吸附系统实施例的结构示意图。图1中的箭头表示气体的流动方向，喷漆房1中产生的漆雾废气经过进气管100引入水洗池2中，水洗池2为封闭池，水洗池2内盛有一定量的水，进气管100从水洗池2的侧壁进入并插入水面以下，进气管100内设置有管道风机101，通过管道风机101可将废气不断的引入水洗池2内，漆雾废气经过水洗池2水洗后，漆雾废气中的粉尘溶入水洗池2的水中，水洗池2的上端设置有出气管102，出气管102与废气管道103连接，废气管道103与过滤装置3的进气端连接，过滤装置3对漆雾废气进行过滤处理，去除油性物质。过滤装置3的出气端与吸附装置4的进气端连接，吸附装置4对漆雾废气中的VOCs进行吸附，去除VOCs，使得漆雾废气中的有害物质去除干净，可直接排放。吸附装置4的出气端与第一排气管5连接，吸附装置4和第一排气管5之间还设置有第一离心风机51，第一离心风机51为气体的流动提供动力，可通过变频控制调整排风量。过滤装置3、吸附装置4和第一排气管5之间通过管道连接。
参见图2，图2是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的结构示意图。图2中的箭头表示气体的流动方向，脱附燃烧系统包括脱附箱6、催化燃烧装置7和热交换装置8，脱附箱6、催化燃烧装置7和热交换装置8之间通过管道进行连接。其中，热交换装置8包括冷流管道80和热流管道81，热流管道81从冷流管道80中穿过。冷流管道80的进气端与鼓风机82连接，冷流管道80的出气端与脱附箱6的进气端连接，脱附箱6和催化燃烧装置7之间设置有第二离心机52，催化燃烧装置7的进气端与脱附箱6的出气端连接，催化燃烧装置7的出气端与热流管道81的进气端连接，热流管道81的出气端与第二排气管9连接，脱附箱6内设置有活性炭棉安装位。
参见图3，图3是本实用新型的吸附系统实施例的过滤装置的结构示意图。同时参见图1，过滤装置3的内部为中空结构，在过滤装置3的中部设置有过滤腔30，沿竖直方向上（图3的Y轴方向），过滤腔30内自下而上间隔设置有三层第一固定支架31、32、33，第一固定支架31、32、33横向（图3的X轴方向）设置在过滤腔30内，第一固定支架31可以使用栅板或其他的可透气的固定架，第一固定支架31、32、33上均设置有漆雾棉300。
在靠近过滤装置3的进气端37的一端，第一固定支架31和第一固定支架32之间设置有第一封闭板301，第一固定支架33和过滤装置3的顶壁34之间设置有第二封闭板302；在靠近过滤装置3的出气端38的一端，第一固定支架31和过滤装置3的底壁35之间设置有第三封闭板303，第一固定支架32和第一固定支架33之间设置有第四封闭板304。第一固定支架31、第三封闭板303和底壁35之间围成第一腔体311，第一腔体311具有与进气端37连通的第一开口321；第一固定支架31、第一封闭板301和第一固定支架32之间围成第二腔体312，第二腔体312具有与出气端38连通的第二开口322；第一固定支架32、第四封闭板304和第一固定支架33之间围成第三腔体313，第三腔体313具有与进气端37连通的第三开口323；第一固定支架33、第二封闭板302和顶壁34之间围成第四腔体314，第四腔体314具有与出气端38连通的第四开口324。
过滤装置3的进气端37自外而内具有逐渐增大的纵向横截面积；过滤装置3的出气端38自内而外具有逐渐缩小的纵向横截面积。过滤装置3内的气体流动方向如图3中的箭头所示，漆雾废气从进气端37进入过滤装置3内，在进气端37的内部，漆雾废气分别从第一开口321和第三开口323进入第一腔体311和第三腔体313中。进入第一腔体311内的漆雾废气，穿过第一固定支架31后进入出气端38；进入第三腔体313内的漆雾废气，一部分穿过第一固定支架32后进入出气端38，另一部分穿过第一固定支架33后进入出气端38。由于第一固定支架31、32、33上均设置有漆雾棉300，漆雾棉300对漆雾废气中的油性物质及颗粒物具有很好的吸附性，因此，漆雾废气经过漆雾棉300后，其中的油性物质和颗粒物均被过滤。可根据实际需要，在过滤腔30内设置三层以上的第一固定支架，并在每层第一固定支架上均设置漆雾棉。由于第一固定支架横向设置，大大的减小了过滤装置的体积，漆雾废气进入过滤装置后被分为多股气流，每一股气流只通过一层第一固定支架，减小了漆雾废气的阻力，有利于漆雾废气快速从过滤装置内通过。过滤装置内的多层结构，大大提高了漆雾棉的有效过滤面积。
参见图4，图4是本实用新型的吸附系统实施例的吸附装置的结构示意图。同时参见图1和图3，吸附装置4的内部为中空结构，吸附装置4的中部设置有吸附腔40，吸附腔40内自上而下倾斜地设置有六个第二固定支架41，活性炭棉42均匀的固定设置在第二固定支架41上，六个第二固定支架41依次首尾相连。第一层第二固定支架41与第二层第二固定支架41之间形成开口朝向进气端43的第一腔体401，第三层第二固定支架41与第四层第二固定支架41之间形成开口朝向进气端43的第二腔体402，第五层第二固定支架41与第六层第二固定支架41之间形成开口朝向进气端43的第三腔体403，第一层第二固定支架41与吸附装置4的顶壁之间形成开口朝向出气端44的第四腔体404，第二层第二固定支架41与第三层第二固定支架41之间形成开口朝向出气端44的第五腔体405，第四层第二固定支架41与第五层第二固定支架41之间形成开口朝向出气端44的第六腔体406，第六层第二固定支架41与吸附装置4的底壁之间形成开口朝向出气端44的第七腔体407。吸附装置4的进气端43自外而内具有逐渐增大的纵向横截面积，吸附装置4的出气端44自内而外具有逐渐缩小的纵向横截面积。吸附装置4内的气体流动方向如图4中的箭头所示，吸附装置4的进气端43与过滤装置3的出气端38连通，经过过滤装置3过滤后的漆雾废气从进气端43进入吸附装置4内，然后从第一腔体401分别通过第一层第二固定支架41和第二层第二固定支架41进入第四腔体404和第五腔体405，从第二腔体402分别通过第三层第二固定支架41和第四层第二固定支架41进入第五腔体405和第六腔体406，从第三腔体403分别通过第五层第二固定支架41和第六层第二固定支架41进入第六腔体406和第七腔体407，最后从第四腔体404、第五腔体405、第六腔体406和第七腔体407进入出气端44，由于第二固定支架41上设置的活性炭棉42对漆雾废气中的VOCs具有很强的吸附作用，漆雾废气通过吸附装置4后，其中的主要有害物质VOCs被吸附，可直接通过第一排气管5进行排放。在其他的实施方式中，还可根据实际需要，改变第二固定支架41的层数。由于第二固定支架41倾斜设置且首尾相连，大大提高了活性炭棉42的有效面积，减小了吸附装置4的体积。
参见图5，图5是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的脱附箱的结构示意图。同时参见图1、图2和图4，吸附系统在工作一段时间后，吸附装置4内的第二固定支架41上的活性炭棉42吸附了大量的VOCs，导致活性炭棉42的吸附效率下降，需要通过脱附燃烧系统对活性炭棉42上的VOCs进行脱附燃烧。吸附系统停止工作，打开吸附装置4的侧板，将吸附装置4内的第二固定支架41取出，并转移至脱附箱6中。脱附箱6的内部为中空结构，脱附箱6的中部设置有脱附腔60，脱附腔60内设置有第二固定支架41的固定安装位，通过固定安装位将第二固定支架41安装在脱附腔60内。在本实施例中，脱附腔60内安装两个第二固定支架41，两个第二固定支架41倾斜地设置在脱附腔60内，两个第二固定支架41首尾相连。在其他的实施方式中，脱附腔60内还可以设置两层以上的第二固定支架41。两个第二固定支架41将脱附腔60分隔成三个小的腔体，分别是两个开口朝向进气端61的第一腔体601、602和一个开口朝向出气端62的第二腔体603。脱附箱6的进气端61自外而内具有逐渐增大的纵向横截面积，脱附箱6的出气端62自内而外具有逐渐缩小的纵向横截面积。脱附箱6内的气体流动方向如图5中的箭头所示，热空气从进气端61进入第一腔体601、602内，与第二固定支架41的活性炭棉42接触，对活性炭棉42上的VOCs进行脱附，热空气在通过活性炭棉42时，VOCs与活性炭棉42分离，VOCs随着热空气一起进入第二腔体603内，然后从出气端62进入催化燃烧装置7内，脱附箱6和催化燃烧装置7之间的第二离心机52为气体的流动提供动力。第二固定支架41上的活性炭棉42经过脱附之后可重复使用，可再次放入吸附装置4中使用。
参见图6，图6是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的催化燃烧装置的结构示意图。同时参见图2和图5，催化燃烧装置7包括外罩71、外壳72和内壳73，外壳72和内壳73设置在外罩71的内部，外罩71与外壳72之间形成环形的隔热腔710，外壳72与内壳73之间形成回形流道720。催化燃烧装置7的进气端711设置在外壳72的底部，回形流道720的入口721与进气端711连通，外壳72的底部设置有空气补充入口75，空气补充入口75位于回形流道720的入口721处。空气补充入口75与风机连接，向回形流道720内补充新鲜的空气。脱附箱6的出气端62与催化燃烧装置7的进气端711连接，VOCs气体经过进气端711进入回形流道720内，沿着图6中的箭头所示的方向流动，经过回形流道720后从回形流道720的出口722进入加热室730内，出口722与加热室730连通。经过发热管731加热后，VOCs气体可达到催化燃烧所需要的温度。加热后的VOCs气体进入催化燃烧室740内，催化燃烧室740内设置有三层催化块741，催化块741使用蜂窝状的金属催化块或陶瓷催化块，催化块741上附着有大量的贵金属催化剂，贵金属催化剂使用铂、钯、铑、银或钌等中的一种或多种。由于催化块741具有蜂窝状的结构，从而大大提高了VOCs气体与贵金属催化剂的接触面积，使得VOCs气体在在贵金属催化剂的催化作用下充分燃烧，转化为CO2和H2O，CO2和H2O中含有大量的热量，最后，CO2、H2O和空气的高温混合气体从设置在外壳72的顶部的出气端712进入热交换装置8中。
由于VOCs气体燃烧过程中产生大量的热量，催化燃烧室740内的热量经过内壳73的侧壁传递至回形流道720中，对回形流道720中VOCs气体进行预热，VOCs气体经过回形流道720后温度升高，有效地利用了催化燃烧室740内燃烧产生的热量，能量利用率高。另外，外罩71与外壳72之间形成的隔热腔710可以防止回形流道720中的热量向外散发，降低能量的损失。通过空气补充入口75向VOCs气体中补充新鲜的空气，提高VOCs气体中氧气的含量，有利于VOCs气体的充分燃烧。
参见图7，图7是本实用新型的脱附燃烧系统实施例的热交换装置的结构示意图。同时参见图2、图5和图6，热交换装置8包括横向设置的冷流管道80和纵向设置的热流管道81，热流管道81内设置有多根热交换管810，热交换管810的外壁上布满了散热片811，热交换管810从冷流管道8内穿过，热流管道81的进气端811与催化燃烧装置7的出气端712连接，进气端811自外而内具有逐渐增大的横向横截面积。VOCs在催化燃烧装置7中燃烧后的高温混合气体通过进气端811进入热流管道81内，经过热交换管810后从热流管道81的出气端812排出，出气端812与第二排气管9连接，出气端812自内而外具有逐渐缩小的横向横截面积。冷流管道80的进气端801与鼓风机82连接，进气端801自外而内具有逐渐增大的纵向横截面积。鼓风机82将空气源源不断的引入冷流管道80内，空气在冷流管道80内流动时，高温混合气体在热交换管810内流动，空气和高温混合气体之间发生热交换，由于热交换管810的外壁上布满散热片811，能有效的将热交换管810内的高温混合气体的热量传递至冷流管道80中，冷流管道80的空气吸收散热片811上的热量，温度升高，通过热交换管810对空气进行预热。冷流管道80内还设置有辅助加热装置，辅助加热装置包括多根加热管800，加热管800与冷流管道80的出气端802邻接，冷流管道80的出气端802与脱附箱6的进气端61连接。出气端802自内而外具有逐渐缩小的纵向横截面积。当经过出气端802的空气的温度没有达到脱附所需的温度时，再通过加热管800进行加热，以满足脱附箱6中活性炭棉42的VOCs的脱附温度。通过热交换装置8，热流管道81内的高温气体与冷流管道80内的低温气体发生热交换，充分利用了脱附燃烧系统自身的能量，降低了从第二排气管9排出的混合气体的温度。
当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，催化燃烧装置内不设置回形流道，催化燃烧装置的进气端直接与加热室连通；或者吸附系统还与烤漆房连接；再或者将水洗池改装成水幕房或水雾房。这些改变同样可以实现本实用新型的目的，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。