一种控温型废气净化系统的制作方法

1.本实用新型涉及废气净化装置技术领域，尤其涉及一种控温型废气净化系统。


背景技术：

2.以吸附材料为主体的废气净化装置或系统在国内应用较为广泛，并且大部分置于室外，在夏季工况时，废气经室外管线送至吸附模块装置时，吸附材料的工作温度同外界温度基本一致，另外由于吸附过程是一个放热过程，实际运行时，吸附材料温度要略高于室外温度，存在“闷燃”的安全隐患；而在冬季运行时，则出现吸附材料温度过低的现象。经现有技术可知，吸附材料的工作温度过高或过低，都会对吸附效果造成影响，只有在合适的工作温度下（活性炭工作温度为-25摄氏度至40摄氏度，最佳工作温度在25摄氏度左右），才能发挥最佳的吸附效果。
3.再者，现有的控温型废气净化系统仅能实现单独吸附或者单独再生中的一种功能，无法实现在吸附和再生之间自由切换，设备功能单一。
4.综上，本领域目前遇到的技术问题可总结为：1.现有设备无法对吸附材料的工况温度进行精准调整，无法实现最佳的吸附效果；2.现有的设备无法在吸附和再生之间自由切换，还无法实现吸附和再生同步进行，设备功能单一。


技术实现要素：

5.本实用新型公开了一种控温型废气净化系统，其通过设计一套温度互补系统，可实现对吸附过程中的吸附材料进行温度调整，同时设计一套系统可实现吸附和再生之间自由切换以及同步进行。
6.本实用新型所述方案如下表述：一种控温型废气净化系统，其包括至少两个吸附模块，所述的吸附模块分别与废气源连接并独立开关控制，吸附模块内部连接着加热装置；所述的吸附模块连接催化模块后再与烟囱连接或者吸附模块与烟囱直连。
7.所述的吸附模块内连接的加热装置包括电加热器以及控温水箱系统，控温水箱系统和吸附模块之间实现独立开关控制。
8.所述的控温水箱系统包括控温水箱，控温水箱的内部设置有换热器与外部热源连接，控温水箱内还设置有电加热装置；控温水箱通过水泵和吸附模块内的换热管束连接并设置有独立阀门。
9.所述的外部热源采用空气源热泵机组，可实现制冷/制热双工况运行，使控温水箱内的水始终处于设定的温度范围。
10.所述的吸附模块包括一个保温箱体，在保温箱体的内部设置有阻隔板和吸附载体，吸附载体内部设置有换热管束与加热装置，保温箱体内的空腔内设置有加热装置。
11.所述的换热管束与加热装置呈平行设置或者为十字交叉设置。
12.所述的催化模块上连接着外部气体补偿口以及再生气体连接口。
13.所述的催化模块的内部设置有电加热装置以及催化剂层,催化模块内部还和氮气
罐连接。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过以上结构设置，其包括至少两个吸附模块，吸附模块分别与废气源连接并独立开关控制，吸附模块内部连接着加热装置，吸附模块连接催化模块后再与烟囱连接或者与烟囱直连；本装置通过以上结构设置后，吸附载体内部设置换热管束和电加热组，成交叉布置，可布置成“一字交叉”或是“十字交叉”等多种形式；可设定控温水箱内的水温范围，吸附载体内的换热管束内根据控温需求，通入冷流体或热流体，确保吸附载体在最佳温度范围内工作；空气源热泵机组可实现制冷/制热双工况运行，使控温水箱内的水始终处于设定的温度范围；系统配套多个吸附载体模块，通过阀门之间的切换，可实现单独吸附、单独再生或是吸附和再生同时运行三种工况，满足废气净化的多种需求；由于吸附载体内的温度设置在一定范围下运行，这样饱和空气含湿量也控制在一定范围内，可有效减少废气源头因天气原因湿度增大的影响。
附图说明
15.图1为本实用新型系统连接结构示意图；
16.图2为本实用新型吸附模块内部结构示意图；
17.图3为本实用新型控温水箱内部结构示意图；
18.图4为本实用新型催化模块内部结构示意图；
19.图中，1、废气源，11、外部控制系统，20、主阀，21、1号阀，22、2号阀，23、3号阀，24、4号阀，25、5号阀，26、6号阀，27、7号阀，28、8号阀，29、9号阀，30、10号阀，3、控温水箱系统，31、空气源热泵，32、换热器，33、水箱电加热器，34、补水口，35、温度传感器，36、排污口，37、溢流口，38、控温水箱，4、水泵，5、吸附模块ⅰ，51、换热管束，52、辅助电加热器，53、再生电加热器，54、硅酸铝保温材料，55、外防护板，56、阻隔板，57、废气入口，58、再生气体连接口，59、吸附载体，61、载体外加热器，62、氮气入口，63、废气出口，6、吸附模块ⅱ，7、氮气罐，71、氮气吸附阀，72、氮气催化阀，8、催化模块，80、催化密封箱体，81、催化电加热器，82、外部气体补偿口，83、气体进口，84、气体出口，85、催化剂，86、催化温度传感器，87、氮气入口，9、主风机，91、催化辅助风机，10、烟囱。
具体实施方式
20.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式。
21.如附图所示，一种控温型废气净化系统，其包括两个吸附模块，分别为吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6，所述的吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6的构造以及连接方式完全相同；以吸附模块ⅰ5为例，其上部连接有两组电加热器，分别为辅助电加热器52以及再生电加热器53，同时还连接有废气入口57、再生气体连接口58、氮气入口62以及废气出口63，吸附模块ⅰ5的外围是一个保温箱体，保温箱体由外防护板55与硅酸铝保温材料54包覆得到，保温箱体内部设置有阻隔板56以及吸附载体59，吸附载体59内部设置有换热管束51以及电加热装置，保温箱体内的空腔内还设置有外部电加热装置。如图2所示，当废气进入后，通过换热管束51以及电加热装置配合实现保温箱体内温度调整。两个吸附模块分别与废气源1连接并独立开关控制，两个吸附模块分别连接催化模块8后再通过催化辅助风机91与烟囱10连接，或者两个吸附模块分别直接连接主风机9，然后与烟囱10连接。
22.所述的催化模块8包括一个催化密封箱体80，在催化密封箱体80侧壁左右两侧分别设置有气体进口83，同时还设置有气体出口84以及氮气入口87，催化密封箱体80内部设置有催化电加热器81以及多层的催化剂85，同时还设置有催化温度传感器86对内部温度进行实时监测。
23.以上所述的吸附模块ⅰ5内连接的控温水箱系统3，控温水箱系统3和吸附模块之间实现独立开关控制。控温水箱系统3包括控温水箱38，控温水箱38的内部设置有换热器32与外部热源连接，控温水箱内还设置有水箱电加热器33、补水口34、温度传感器35、排污口36、溢流口37；控温水箱38通过水泵4和吸附模块内的换热管束51连接并设置有独立阀门。所述的换热管束51与加热装置呈平行设置或者为十字交叉设置，其可最大效率的实现换热。
24.所述的外部热源采用空气源热泵31，可实现制冷/制热双工况运行，使控温水箱内的水始终处于设定的温度范围。
25.进一步的，本装置还通过管路将氮气罐7与吸附模块ⅰ5、吸附模块ⅱ6以及催化模块8连接实现氮气供应。
26.本装置为吸附模块ⅰ5、吸附模块ⅱ6供应氮气的目的是实现氮气伴随吸附，提高吸附效率；在催化模块8中供应氮气的目的是：因氮气是惰性气体，结构稳定，不参与催化燃烧反应，不影响催化燃烧设备净化效率;而且当脱附温度过高时，可以利用氮气进行降温，来保障反应、设备正常运行。
27.实施例ⅰ（单独吸附工况流程）：打开1号阀21、2号阀22、9号阀29，废气通过管道，经1号阀21和2号阀22，进入吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6，经9号阀29后再经过主风机9进入烟囱10，完成吸附流程。针对吸附流程中的温度控制，当控温水箱38内的温度传感器35监测到温度低于/高于设定温度时，启动空气源热泵31，运行制热/制冷工况，以此实现吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6进实现吸附功能。
28.实施例ⅱ（单独再生工况流程）：打开5号阀25、6号阀26、7号阀27、8号阀28、10号阀30，废气通过管道，经1号阀21和2号阀22，进入吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6后再经7号阀27、8号阀28，经催化辅助风机91，经过10号阀30进入烟囱10，完成再生流程。针对再生流程中的温度控制，启动吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6中的再生电加热器53，再启动催化电加热器81，当催化模块达到设定温度范围时，逐步减少再生电加热器53以及催化电加热器81中的组数或者降低加热温度；当催化模块8温度异常时，超过一定限值，外部气体补偿口82上的阀门开启，快速稀释催化室内气体浓度，确保作业安全。
29.实施例ⅲ（吸附和再生同时进行流程）：举例以吸附模块ⅰ5作为吸附模块，以吸附模块ⅱ6作为再生模块。打开1号阀21、9号阀29、主风机9，关闭7号阀27，废气经1号阀21进入吸附模块ⅰ5、经过9号阀29再经主风机9排放至烟囱10；同时，关闭5号阀25，开启6号阀26、8号阀28、10号阀30、氮气催化阀72、催化辅助风机91，关闭氮气吸附阀71，室外空气经6号阀26进入吸附模块ⅱ6、此时吸附模块ⅱ6内的再生电加热器53开启、气体经8号阀28进入催化模块8、经催化辅助风机91、10号阀30排放至烟囱10。
30.以上实施例中，需注意的是：
31.1、电加热组启动情况：水箱电加热器在冬季临时停机时，根据控温水箱38内温度信号启停，防止控温水箱38结冰；吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6中的辅助电加热器52在空气源热泵机组升温阶段起到辅助加热的作用，根据控温水箱38内温度传感器35的温度信号启
停；吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6中的再生电加热器53，其作用是再生工况时，根据吸附模块内部温度信号启停；催化电加热器81的作用是：再生工况时，根据催化模块8内温度信号启停。
32.2、水泵4的启动情况：水泵4同空气源热泵31联动，制热时延迟机组30分钟启动，制冷时与空气源热泵31同时启动，确保供热温度与吸附模块ⅰ5和吸附模块ⅱ6持平；
33.本系统配套多个吸附载体模块，通过阀门之间的切换，可实现单独吸附、单独再生或是吸附和再生同时运行三种工况，满足废气净化的多种需求；由于吸附载体内的温度设置在一定范围下运行，这样饱和空气含湿量也控制在一定范围内，可有效减少废气源头因天气原因湿度增大的影响。