一种高效节能的VOCs吸附-催化燃烧系统的制作方法

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种高效节能的vocs吸附-催化燃烧系统。

背景技术：

有机废气中的挥发性有机化合物简称vocs，是气态污染物的一部分，在各种使用有机溶剂的场合，如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂、制药、塑料、橡胶、石油等加工生产场所都有排放。vocs废气通常具有成分复杂，排放浓度变化大，不易溶于水、含酸或碱的特点而难以处理。vocs废气对环境的污染以及给人类造成的危害已达到不可忽略的程度，有的已危害到人的生命。

目前，活性碳吸附法和燃烧法作为vocs废气的常规处理方法被广泛应用。活性炭吸附法净化率可达95％以上，适用于低浓度、大气量的vocs废气，但其很容易吸附饱和，为了保证生产的连续性，一般设计两个吸附床交替使用，吸附床体积大，吸附剂用量多，设备笨重且投资大；吸附饱和后再将吸附剂取出进行洗脱，操作麻烦。燃烧法适合于处理高浓度、小风量、组分复杂的vocs废气，而且要求气体的温度较高，为了提高废气温度，需要消耗大量的能源。对5000m³/h以上大风量、1000mg/m³以下浓度低而又不稳定的vocs废气，却没有一个好的治理方法，普遍存在处理效果差、能耗高、运转费用昂贵的问题。

现有的活性炭吸附装置通常都是网版结构的活性炭抽屉水平放置在吸附箱体内。如公开号为cn208694620u的现有技术“一种活性炭环保吸附装置”在对污染气体进行吸附时，活性炭水平放置在抽屉内，每个抽屉内设置水平的搅拌机，通过搅拌机的作用增加活性炭和气体的接触面。但此技术方案存在问题：搅拌机的作用下部分活性炭集聚在抽屉的四条边，大部分活性炭沉积在抽屉下层，污染空气经过抽屉上层时不经完全吸附便会排出，从而导致吸附不均匀、吸附效率低且吸附速度较慢。因此，为了达到更高的吸附效率和更好的吸附效果，需要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型设计了一种适用于大风量、低浓度、高效节能的vocs废气的吸附-催化燃烧系统。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高效节能的vocs吸附-催化燃烧系统，包括输送单元、吸附浓缩单元和催化燃烧单元，所述输送单元包括进气管道和排气管道；所述吸附浓缩单元包括连接进气管道的吸附风机、分别连接吸附风机和排气管道若干吸附浓缩装置，该若干吸附浓缩装置之间并联设置；所述催化燃烧单元包括连接若干吸附浓缩装置的脱附风机、与脱附风机连接的催化燃烧床，所述吸附浓缩装置包括转动轴线处于水平面上的箱体、与箱体构成转动配合的支撑架、吸附进气管道和吸附出气管道，所述箱体内设有若干均用于存放活性炭的吸附件，吸附件与箱体之间构成转动配合，该装置中还设置有驱动吸附件转动的驱动电机，吸附件的位于进出气方向的两端面均设置有隔网，每个吸附件所在的箱体上设置有可开合的门盖。

进一步的技术方案，该系统设置空气补偿单元，该空气补偿单元包括与吸附浓缩装置管道连通的补冷风机，还包括设置在吸附浓缩装置和补冷风机之间管道上的热电偶。

进一步的技术方案，所述催化燃烧床的出气管道与补冷风机、热电偶之间的管道连接。

进一步的技术方案，所述吸附浓缩装置采用的吸附剂为活性炭。

进一步的技术方案，所述催化燃烧床上带有催化剂，所述催化剂成颗粒状或蜂窝状。

进一步的技术方案，所述支撑架上设置有环绕箱体的套环，箱体上相应位置设置有与套环相适配的凹槽。

进一步的技术方案，所述吸附件中活性炭的体积占吸附件空间体积的70～90％。

进一步的技术方案，所述吸附进气管道和吸附出气管道上均设置有检测机和压差仪，用于控制观察废气处理情况及活性炭饱和程度。

进一步的技术方案，所述每一个吸附件均对应设置有一个驱动电机，相邻的吸附件之间的转速相异。

本实用新型相比现有技术的有益效果在于：

1、送经催化床进行氧化反应的vocs废气是从吸附浓缩装置上用热空气脱附下来的。脱附的温度和风量根据需要加以控制，以达到所需要的温度，使其在催化燃烧床能顺利的进行反应，并使其反应的放热足以维持其反应所需的温度，充分利用vocs废气的反应热，既能维持自身的反应温度，又能用它对吸附浓缩装置进行脱附再生，降低电耗，可实现自身热平衡运转。热能利用率高，无需外界补充热量，经济安全。

2、吸附浓缩单元设置有若干相同的吸附浓缩装置，刚开始是第1～第(n-1)个装置在吸附，第n个装置在脱附；一定时间后，切换为第2～第n个装置在吸附，第1个装置在脱附；如此反复循环运行，这样一方面保证生产的连续性，另一方面利用多单元的循环交替切换可使伺服机用量大大较少，不但使吸附浓缩装置的体积大大减少，而且高价碳纤维的使用量也不会造成造价高的问题。

3、本系统集吸附净化、脱附、浓缩催化燃烧于一体，吸附浓缩装置采用组装式结构，材料更换简单，整个系统占地面积小(30m²左右)，净化效率高，操作简单，性能可靠。

4、本系统净化彻底，不会造成二次污染。对工业卫生标准允许浓度以上的污染气体均可净化，处理风量可达30000m³/h，处理相同浓度和风量的污染气体，耗电量仅为普通催化燃烧法的1/5。

5、吸附浓缩装置的电机开启后驱动箱体转动，转动的箱体带动活性炭转动，活性炭在两个隔网之间的空间内撒落，阻碍空气流动，从而和气体充分接触；多个吸附件共同作用，使得吸附效果佳，吸附效率高。

附图说明

图1是本实用新型vocs吸附-催化燃烧系统的一种结构图；

图2是本实用新型vocs吸附-催化燃烧系统的一种结构图；

图3是本实用新型vocs吸附-催化燃烧系统吸附浓缩装置的结构图；

附图标记如下：

附图中标记的含义如下：

1、箱体；2、支撑架；3、吸附进气管道；4、吸附出气管道；5、除尘网；6、吸附件；7、门盖；10、离心风机；11、套环；

21、进气管道；22、出气管道；23、吸附风机；24、第一吸附浓缩装置；25、第二吸附浓缩装置；26、补冷风机；27、热电偶；28、脱附风机；29、催化燃烧床；30、过滤器；31、集气罩；32、浓缩废气池；a/b/c/d/e/f/g/、蝶阀；h/i、多通阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种高效节能的vocs吸附-催化燃烧系统，包括输送单元、吸附浓缩单元和催化燃烧单元，所述输送单元包括进气管道21和排气管道22；所述吸附浓缩单元包括连接进气管道21的吸附风机23、分别连接吸附风机23和排气管道22的第一吸附浓缩装置24和第二吸附浓缩装置25，且第一吸附浓缩装置24和第二吸附浓缩装置25并联设置；第一吸附浓缩装置24和第二吸附浓缩装置25的一端通过多通阀与吸附风机23连通，另一端通过多通阀与排气管道22连通；所述催化燃烧单元包括连接第一吸附浓缩装置24和第二吸附浓缩装置25的脱附风机28、与脱附风机28连接的催化燃烧床29。所述催化燃烧床29设置有燃烧器，所述燃烧器朝向于催化燃烧床29。该废气处理系统还设置空气补偿单元，该空气补偿单元包括与吸附浓缩装置管道连通的补冷风机26，还包括设置在吸附浓缩装置和补冷风机26之间管道上的热电偶27。

实施例2

如图1所示，一种高效节能的vocs吸附-催化燃烧系统，其运作流程如下：vocs废气在吸附风机23的带动下，进入吸附浓缩装置，调整多通阀h使vocs废气进入第一吸附浓缩装置24进行吸附，调整多通阀i将吸附净化后的气体通过排气管道排入大气，第二吸附浓缩装置25处于脱附状态。首次吸附时，打开催化燃烧床29中的燃烧器，将催化燃烧床29预热到300℃。当第一吸附浓缩装置24的活性炭纤维吸附饱和之后，调整多通阀h使第二吸附浓缩装置25进行吸附，此时打开热电偶27进行加热，打开补冷风机26、打开蝶阀g、b和a，在120℃热风下将第一吸附浓缩装置24吸附的有机物进行吹扫脱附，在脱附风机28的带动下，解吸出的高浓度vocs废气进入到催化燃烧床29，在催化剂的催化作用下，燃烧分解为co2和h2o。净化后的高温气体既可以打开蝶阀e后经排气管道排出，也可以打开蝶阀f后进入热电偶27，补充新鲜空气后作为脱附热气吹扫吸附浓缩装置，此时可停止热电偶27和燃烧床29中的燃烧器的加热，并通过放空阀门和补冷风机26来实现整个催化燃烧系统的热平衡。

实施例3

在实施例1所述的一种高效节能的vocs吸附-催化燃烧系统的基础上进一步优化，如图2所示。在进气管道21上吸附风机23的前端设置有过滤器30，在进气管道1上吸附风机23的集气罩31，在脱附风机28和催化燃烧床29之间设置有浓缩废气池32。过滤器30可对vocs废气进行初步过滤，除去vocs废气中的大的悬浮物，防止阻塞管道；集气罩31和浓缩废气池32均设置有阀门，可以分别调节废气由集气罩31进入吸附浓缩装置的流量和流速、废气由浓缩废气池32进入到催化燃烧床29的流量和流速，使vocs废气既能充分处理，又不会浪费处理过程中产生的热能。

实施例4

为了使得该系统适合5000m³/h以上的大风量下使用，必须降低床层阻力。本系统采用图3中所示的吸附浓缩装置，所述吸附浓缩装置包括转动轴线处于水平面上的箱体1、与箱体1构成转动配合的支撑架2、吸附进气管道3和吸附出气管道4，所述吸附进气管道3上入风口的位置设置有除尘网5，所述箱体1内设有若干均用于存放活性炭的吸附件6，吸附件6与箱体1之间构成转动配合，该装置中还设置有驱动吸附件6转动的驱动电机，吸附件6的位于进出气方向的两端面均设置有隔网，每个吸附件6所在的箱体上设置有可开合的门盖7；所述吸附件6中活性炭的体积占吸附件空间体积的70～90％，所述吸附进气管道3和吸附出气管道4上均设置有检测机和压差仪，用于控制观察废气处理情况及活性炭饱和程度。

电机开启后驱动箱体转动，转动的箱体1带动活性炭转动，活性炭在两个隔网之间的空间内翻动撒落，从而和气体充分接触；多个吸附件共同作用，使得吸附效果佳，吸附效率高。在0.8m/s的线速度下，活性炭阻力较固定放置的粒状炭低十几倍，在10000m³/h风量下，吸附浓缩装置的过滤面积为2m²时，吸附浓缩装置的内部阻力不大于70mmh2o柱，这样不但使系统更适用于处理大风量的vocs废气，还使得吸附更充分、吸附效率更高。

以上所述仅为本实用新型实施案例，非因此即局限本实用新型的专利范围，故举凡用本实用新型说明书及图式内容所为的简易变化及等效变换，均应包含于本实用新型的专利范围内。