一种VOCs气体处理系统的制作方法

本实用新型涉及VOCs治理技术领域，更具体地说，涉及一种VOCs气体处理系统。

背景技术：

电子、半导体、石油化工、涂装等行业在进行工业生产时，会产生大量的VOCs气体，这些气体种类繁多，其风量、浓度和温度都不一样，因此，处理方式也不同。

目前，针对大风量、低浓度的VOCs气体，市面上主流的处理方法有两种：第一种采用活性炭吸附；第二种利用沸石转轮吸附。然而，针对第一种方法，由于活性炭仅适用于吸附沸点为70～150℃的VOCs气体，对于其它种类的VOCs气体，则吸附效率较低。而利用沸石转轮的吸附方法，由于沸石转轮的成本较高、采用整体式安装不利于后期局部更换，且边吸附边脱附的方法，不适用于VOCs气体的间歇式生产排放。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种VOCs气体处理系统，可以实现VOCs气体的充分净化，且净化效率高、安全性好。

本实用新型提供一种VOCs气体处理系统，包括用以对VOCs气体进行初步过滤的过滤单元、用以对过滤后的VOCs气体进行净化的沸石单元，以及用以对净化后的VOCs气体进行催化氧化的催化氧化单元，所述过滤单元、所述沸石单元与所述催化氧化单元通过管路相通。

优选的，所述沸石单元包括至少三个吸附沸石模块、一个冷却沸石模块，以及一个脱附沸石模块；所述吸附沸石模块、所述冷却沸石模块和所述脱附沸石模块的底部均设有用以连通吸附冷却总路的吸附冷却支路及用以连通脱附总路的第一脱附支路，各所述沸石模块的顶部均设有用以连通第一达标排放总路的达标排放支路及用以连通所述脱附总路的第二脱附支路，所述吸附冷却支路与所述达标排放支路对角设置，且所述第一脱附支路与所述第二脱附支路对角设置；所述吸附冷却支路、所述第一脱附支路、所述达标排放支路以及所述第二脱附支路均安装有阀门；

所述脱附总路安装有用以分解VOCs气体的所述催化氧化单元和用以将VOCs气体加热至脱附温度的第一加热器。

优选的，所述过滤单元包括过滤装置和用以将VOCs气体供入所述过滤装置的第一风机，所述过滤装置的出口端连通于所述吸附冷却总路的入口端。

优选的，所述催化氧化单元包括换热器、用以对VOCs气体进行加热的第二加热器、用以对VOCs气体进行催化氧化反应的催化氧化反应器，所述换热器、所述第二加热器以及所述催化氧化反应器通过管路连通构成循环反应回路；还包括用以向所述换热器提供VOCs气体的第二风机。

优选的，所述过滤装置具体为三层过滤结构，包括不锈钢过滤网、玻璃纤维过滤棉和活性炭过滤棉。

优选的，还包括安装于所述第一达标排放总路出口端的紫外线照射灯。

优选的，还包括分设于所述紫外线照射灯左右两侧的第一浓度检测仪和第二浓度检测仪，所述紫外线照射灯、所述第一浓度检测仪，以及所述第二浓度检测仪均通过管路相连通。

优选的，所述吸附沸石模块、所述冷却沸石模块以及所述脱附沸石模块的内部均设有蜂窝状通气孔。

优选的，所述吸附沸石模块、所述冷却沸石模块以及所述脱附沸石模块均包括多个沸石块单元，多个所述沸石块单元横纵拼接；

所述沸石块单元包括底层拼接组块、第四层立方体沸石块、第三层立方体沸石块、第二层立方体沸石块，以及第一层立方体沸石块；所述底层拼接组块由四个所述立方体沸石块拼接组成，所述第四层立方体沸石块对齐于所述底层拼接组块中的一个所述立方体沸石块设置，所述第三层立方体沸石块、所述第二层立方体沸石块，以及所述第一层立方体沸石块相对于所述底层拼接组块自下至上逆时针排列。

优选的，所述吸附沸石模块、所述冷却沸石模块以及所述脱附沸石模块均包括多个沸石块单元，多个所述沸石块单元横纵拼接；

所述沸石块单元包括底层拼接组块、第四层立方体沸石块、第三层立方体沸石块、第二层立方体沸石块，以及第一层立方体沸石块；所述底层拼接组块由四个所述立方体沸石块拼接组成，所述第四层立方体沸石块对齐于所述底层拼接组块中的一个所述立方体沸石块设置，所述第三层立方体沸石块、所述第二层立方体沸石块，以及所述第一层立方体沸石块相对于所述底层拼接组块自下至上顺时针排列。

与上述背景技术相比，本实用新型提供一种VOCs气体处理系统，包括过滤单元、沸石单元和催化氧化单元，VOCs气体经由过滤单元的过滤作用，将大颗粒物质过滤掉，然后经由输送管路进入至沸石单元，沸石单元是以天然沸石粉末为原料制备出的具有蜂窝孔状的泡沫沸石材料制成，VOCs气体流经时，其内部的有毒物质得以被吸附，由此得以净化；净化后的VOCs气体经由输送管路进入催化氧化单元内部最终被光解，从而实现VOCs气体的充分净化。因此，本实用新型所提供的VOCs气体处理系统，可以实现VOCs气体的充分净化，且净化效率高、安全性好，由此解决了VOCs气体净化不彻底的问题。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的VOCs气体处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的沸石块单元的结构示意图；

图3为由图2中的沸石块单元拼接构成的沸石模块的结构示意图。

其中，1-吸附冷却总路、2-吸附冷却支路、3-脱附总路、4-第一脱附支路、5-第一达标排放总路、6-达标排放支路、7-第二脱附支路、8-阀门、9-第一加热器、10-过滤装置、11-第一风机、12-换热器、13-第二加热器、14-催化氧化反应器、15-第二风机、16-紫外线照射灯、17-第一浓度检测仪、18-第二浓度检测仪、19-沸石块单元、191-底层拼接组块、192-第四层立方体沸石块、193-第三层立方体沸石块、194-第二层立方体沸石块、195-第一层立方体沸石块、20-第二达标排放总路。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种VOCs气体处理系统，解决了VOCs气体净化不彻底的问题，且净化效率高、安全性好。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1、图2和图3，图1为本实用新型所提供的VOCs气体处理系统的结构示意图；图2为本实用新型所提供的沸石块单元的结构示意图；图3为由图2中的沸石块单元拼接构成的沸石模块的结构示意图。

本实用新型提供一种VOCs气体处理系统，包括过滤单元、沸石单元和催化氧化单元，过滤单元、沸石单元和催化氧化单元通过管路连通成循环回路。过滤单元用以对VOCs气体进行初步过滤，沸石单元用以对经由过滤单元过滤后的VOCs气体进行吸附，从而将VOCs气体中的有害物质去除，由此实现了对VOCs气体的二次净化；最后，VOCs气体经由管路的运输而进入至催化氧化单元内部，与其内部的吸附剂发生化学反应，从而将VOCs气体分解，由此实现了VOCs气体的三次净化。由此可见，本实用新型所提供的VOCs气体处理系统，通过向过滤单元、沸石单元及催化氧化单元内部循环通入VOCs气体，VOCs气体依次经由过滤单元的初步过滤、沸石单元的吸附净化和催化氧化单元的化学分解作用，从而得到洁净的气体。

上述沸石单元包括至少三个沸石模块，任一一块沸石模块的底部均安装有吸附冷却支路2和第一脱附支路4，优选为，吸附冷却支路2设置于沸石模块的左端，第一脱附支路4设置于沸石模块的右端，并且，任一一块沸石模块的顶部均安装有达标排放支路6和第二脱附支路7，优选的，第二脱附支路7设于沸石模块的顶部左侧、达标排放支路6设于沸石模块的顶部右侧，否论位置如何，需要保证的是，吸附冷却支路2与达标排放支路6对角设置，相同的，第一脱附支路4与第二脱附支路7对角设置。吸附冷却支路2、第一脱附支路4、达标排放支路6以及第二脱附支路7上均安装有阀门8，与阀门8通过导线相连接还设有控制电路，在控制电路的控制下，可以实现各支路上阀门8的开启或闭合，从而更改气体流向，以实现吸附、冷却和脱附模式之间的转换，并且可以满足连续式排放和间歇式排放的需求，增加了净化模式。

各沸石模块底部的吸附冷却支路2、第一脱附支路4分别与吸附冷却总路1以及脱附总路3相连通，并且，各沸石模块顶部的达标排放支路6、第二脱附支路7分别与第一达标排放总路5以及脱附总路3相连通，VOCs气体经由吸附冷却总路1以及阀门8开启状态下的吸附冷却支路2而进入至相应的沸石模块中，在沸石的吸附力作用下，将VOCs气体中的有害气体除去，得到的达标气体经由达标排放支路6以及第一达标排放总路5而排出装置外部，从而实现VOCs气体的净化。

在一种具体实施例中，上述沸石模块的数量具体为五个，五个沸石模块相互独立，并通过各管路相通。五个沸石模块可以同时完成吸附、脱附和冷却功能，也可以独立完成三种功能。

具体来说，当五个沸石模块同时完成吸附、脱附和冷却功能时，五个沸石模块分别为三个吸附沸石模块、一个冷却沸石模块和一个脱附沸石模块，三个吸附沸石模块、冷却沸石模块和脱附沸石模块依次沿气体流动方向依次设置，也即，沿如图1所示的从左至右的方向依次设置，用以吸附的三个吸附沸石模块，其中两个吸附沸石模块的达标排放支路6开启，另外一个吸附沸石模块的达标排放支路6关闭，从而增加VOCs气体于吸附沸石模块内部的滞留时间，使得VOCs气体与吸附沸石模块充分接触。关闭阀门8的沸石模块可以为三个沸石模块中的任一个，优选为最后一个沸石模块，也即，图1所示的第三个沸石模块。

当装置实现连续式生产时，也即，沸石模块的吸附、脱附和冷却三种功能同时进行时，每个沸石模块相互独立，且通过管道相通，每个沸石模块均具有吸附、脱附和冷却的功能，控制电路存储有预设时间，按照预设时间控制各阀门8的启闭过程，在任何时段下，三个吸附沸石模块进行吸附，脱附沸石模块进行脱附、最后一个冷却沸石模块进行冷却。三个吸附沸石模块中的两个，其达标排放支路6上的阀门8开启，以排出达标气体，第一脱附支路4和第二脱附支路7上的阀门8关闭，以使废气与沸石块充分接触，以增加滞留时间。

更具体地说，在阀门8的控制作用下，五个沸石模块均能进行吸附、脱附和冷却过程，由于阀门8的开启和关闭有多种组合方式，以下述一种方式为例进行说明。

图1中的从左至右的三个沸石模块为吸附沸石模块，第四个沸石模块为冷却模块，第五个沸石模块为脱附模块。三个吸附沸石模块同时吸附，此时，前两个吸附冷却支路2、达标排放支路6上的阀门8均开启，第三个吸附沸石模块的吸附冷却支路2上的阀门8开启、达标排放支部6上的阀门8关闭，且其余阀门8关闭，以增加气体的滞留时间；与此同时，冷却沸石模块上的吸附冷却支路2和第二脱附支路7开启，其余阀门8关闭，以实现对沸石的冷却；冷却后的气体经由脱附总路3而输送至后催化氧化单元中，进行催化氧化处理；与此同时，脱附沸石模块上的第一脱附支路4和第二脱附支路7上的阀门8开启，其余阀门8关闭，经脱附处理的气体进入至催化氧化单元中，进行催化氧化处理。

当装置实现间歇式生产时，即沸石模块的吸附、脱附和冷却三种功能分开单独进行时，也就是说，五个沸石模块同时执行吸附动作、或者同时执行冷却动作、亦或者同时执行脱附动作。

当五个沸石模块同时执行吸附动作时，五个沸石模块均为吸附沸石模块，其中，四个沸石模块的吸附冷却支路2及达标排放支路6上的阀门8开启，其余阀门8关闭，另一个沸石模块的吸附冷却支路2开启，达标排放支路6以及其他支路上的阀门8关闭，以增加气体的滞留时间。

相似的，五个沸石模块都同时冷却时，五个沸石模块上的吸附冷却支路2和第二脱附支路7上的阀门8均开启，其余支路上的阀门8暂时关闭，气体进入后催化氧化单元中，进行催化氧化处理，最终排出达标气体。

相似的，五个沸石模块都同时脱附时，五个沸石模块上的第一脱附支路4和第二脱附支路7上的阀门8均开启，其余支路上的阀门8暂时关闭，气体进入后催化氧化单元中，进行催化氧化处理，最终排出达标气体。

脱附总路3上安装有上述催化氧化单元，以及用以将VOCs气体加热至脱附温度的第一加热器9，催化氧化单元与第一达标排放总路5之间连接有第二达标排放总路20，脱附总路3一端与沸石模块顶部的第二脱附支路7相连通，另一端与沸石模块底部的第一脱附支路4相连通，脱附总路3上连通有上述各第一脱附支路4和第二脱附支路7，这样一来，当相应阀门8开启时，进入至后处理系统中的VOCs气体被分解，一部分VOCs气体被第一加热器9加热至脱附温度，例如50℃～200℃，经由脱附总路3以及各第一脱附支路4而从阀门8开启状态下的沸石模块的底部进入至沸石模块中，配合相应阀门8的开启和闭合，从而实现对沸石模块的脱附；另一部分VOCs气体经由第二达标排放总路20而排出装置外部。

过滤单元包括过滤装置10和第一风机11，第一风机11用以向过滤装置10供入VOCs气体，过滤装置10的出口端连通于吸附冷却总路1的入口端。过滤装置10可将废气中的大颗粒杂质初步过滤，初步过滤后的废气经由吸附冷却总路1和吸附冷却支路2而进入到各吸附沸石模块中。

进一步地，过滤装置10具有三层结构，第一层为不锈钢过滤网，第二层为玻璃纤维过滤棉，第三层为活性炭过滤棉；废气内的有害气体依次经过不锈钢过滤网、玻璃纤维过滤棉和活性炭过滤棉而被过滤，从而获得洁净的气体。

上述催化氧化单元包括换热器12、第二加热器13和催化氧化反应器14，换热器12通过热交换原理，对其内的气体进行散热，以降低气体温度；第二加热器13将冷却的气体进行升温，进入催化氧化反应器14内的气体，与其内的催化剂发生化学反应，对废气进一步分解过滤。换热器12、第二加热器13和催化氧化反应器14，三者通过管路连通成循环反应回路，也即，进入换热器12中的废气，依次经过冷却、升温和分解后，再次经过换热器12而排出管路，如此设置，可实现废气的循环净化。此外，还包括第二风机15，第二风机15安装于换热器12与脱附总路3之间，用以将气体持续地供入换热器12中，也即，第二风机15实现向换热器12所在的回路中持续地输入气体。

为了进一步提高净化率，可以在第一达标排放总路5的出口端安装紫外线照射灯16，当紫外线照射灯16处于开启状态时，其能够将VOCs气体中的有害物质进一步分解，保证了气体的净化效率。

此外，还可以在紫外线照射灯16的左右两侧分别安装第一浓度检测仪17和第二浓度检测仪18，第一浓度检测仪17、紫外线照射灯16以及第二浓度检测仪18通过管路相连通，第一浓度检测仪17和第二浓度检测仪18分别用以检测未经光解的气体浓度，以及经光解后的气体浓度，从而对比光解结果，获得光解后的气体浓度值。

上述吸附沸石模块、冷却沸石模块和脱附沸石模块由采用天然的沸石粉末为原料的人工沸石制成，沸石模块的内部具有蜂窝孔状结构，利用沸石材料的吸附性能，在与废气的接触中，将废气中的有害物质充分去除；通过切换阀门8，以及辅以第一加热器9和第二加热器13，可以实现对冷却沸石模块的冷却，以及对脱附沸石模块的脱附。

具体来说，上述吸附沸石模块、冷却沸石模块和脱附沸石模块均由多个如图2所示的沸石块单元19构成，多个沸石块单元19通过横纵拼接而构成各沸石模块，如图3所示，其拼接数量及拼接位置根据实际需求来确定。沸石块单元由底层拼接组块191、第四层立方体沸石块192、第三层立方体沸石块193、第二层立方体沸石块194及第一层立方体沸石块195构成，其中，底层拼接组块191为由四个立方体沸石块拼接成的方形块状结构；第四层立方体沸石块192、第三层立方体沸石块193、第二层立方体沸石块194和第一层立方体沸石块195，均为单个立方体沸石块，第四层立方体沸石块192对齐于底层拼接组块191中、四个立方体沸石块之中的任一个，第三层立方体沸石块193设置于第四层立方体沸石块192的上层结构中，第二层立方体沸石块194设于第三层立方体沸石块193的上层结构中，第一层立方体沸石块195设于第二层立方体沸石块194的上层结构中，并且，第四层立方体沸石块192、第三层立方体沸石块193、第二层立方体沸石块194以及第一层立方体沸石块195，沿逆时针方向螺旋阶梯上升分布，连通成如图3所示的自下至上螺旋上升的气体释放槽。该结构增加了气体与沸石间的接触面积，增加了废气的滞留时间，以使沸石块与废气充分接触，在循环往复中，实现了废气的循环净化。

上述各层立方体沸石块还可以为顺时针排列，也就是说，第四层立方体沸石块192对齐于底层拼接组块191中、四个立方体沸石块之中的任一个，第三层立方体沸石块193设置于第四层立方体沸石块192的上层结构中，第二层立方体沸石块194设于第三层立方体沸石块192的上层结构中，第一层立方体沸石块195设于第二层立方体沸石块194的上层结构中，并且，第四层立方体沸石块192、第三层立方体沸石块193、第二层立方体沸石块194以及第一层立方体沸石块195，沿顺时针方向螺旋阶梯上升分布。此种分布方式，同样能够达到与废气充分接触的效果。

以上对本实用新型所提供的VOCs气体处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。