一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，其主要涉及废气处理领域，包括依次连通的压缩储存单元、吸附单元和催化燃烧单元，通过三个单元对VOCs废气进行处理，既能够保证净化效率，由能够减少热能的损失，而且也有利于回收有机溶剂，从而大幅度提高了VOCs废气处理的经济效益。

A preheating catalytic combustion system for purifying volatile organic waste gas

The invention discloses a preheating catalytic combustion system for purifying VOCs waste gas, which mainly relates to the field of waste gas treatment, including a sequentially connected compression storage unit, an adsorption unit and a catalytic combustion unit, through which the waste gas of VOCs is treated, the purification efficiency can be guaranteed and the heat energy can be reduced. Loss, but also conducive to the recovery of organic solvents, thus greatly improving the economic benefits of VOCs waste gas treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统
本专利技术涉及领域废气处理领域，更具体地说，它涉及一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统。
技术介绍
挥发性有机物(Volatileorganiccompounds，VOCs)通常是指在25℃时，饱和蒸汽压大于133Pa的有机化合物，其主要成分为烃类、卤代烃类、氧烃类、硫烃类、氮烃类、芳香烃和多环芳烃。VOCs是一类在石油化工行业、喷涂喷漆行业、油漆涂料生产加工行业、橡胶生产加工行业、印刷印染行业等生产过程中的常用试剂，由此产生的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。目前，针对VOCs的常规处理方法有：冷凝法，主要用于回收高浓度、高沸点、小气量的单组分气体，对复杂组分的废气回收率低；吸收法，主要针对大气量、高浓度、溶解性的废气，但对溶解性差的废气处理效率低；活性炭吸附法，适用于低浓度、大气量的VOCs废气，活性炭很容易吸附饱和，更换吸附剂的费用昂贵并且吸附饱和后的活性炭需作为一种危险废物处理；燃烧法，主要针对高浓度、复杂组分的有机废气，该方法工艺简单、去除效率高。而吸附、燃烧结合法，不仅适合处理不同浓度和不同组分的废气，同时，其去除效率高。且吸附、燃烧结合法处理VOCs废气的传统装置有两种运行方式：(1)直排式，直接将脱附后的有机废气输送到换热器和催化燃烧室进行燃烧降解，该方法的不足在于系统启动初期由于催化燃烧室的温度较低，部分有机废气由于不能充分燃烧而生成有害中间产物，或未经燃烧被直接排放，且尾气中的热能难以充分利用；(2)内循环式，脱附后的有机废气燃烧后循环进入到活性炭吸附装置作为脱附气进行脱附，该方法的不足之处在于系统结构较复杂，循环气体可能会造成活性炭吸附装置内部有机废气浓度过高，局部温度过高，导致爆炸、起火等安全隐患。因而，有必要提供一种安全高效且又能够节省大量资源的废气处理系统。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，其不仅能够快速有效地去除废气中的VOCs废气，同时其也能够对回收大量的有机溶剂，因而提高环境保护和资源节约方面都具有较高的效益。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，依次连通有压缩储存单元、吸附单元和催化燃烧单元，所述压缩储存单元包括容器腔、将VOCs废气通入至容器腔中的鼓风机和连通容器腔与吸附单元的调节阀，并且容器腔与鼓风机之间带有干燥剂容器；所述吸附单元包括依次连通的冷凝器和活性碳吸附装置，所述活性炭吸附装置内带有加热器，且活性炭吸附装置分别与催化燃烧单元和鼓风机相连通；所述催化燃烧单元包括催化床和燃烧器，所述燃烧器朝向于催化床，所述催化床与烟囱相连通，且所述烟囱中带有换热器，所述换热器的冷流管与吸附单元和燃烧器相连通。通过采用上述技术方案，鼓风机将VOCs废气以较高流速吹入到容器腔中，然后操作调节阀，以改变容器腔的进气速度和出气速度之间的关系，从而使得VOCs废气能够在容器腔中进行缓冲，避免了VOCs废气在系统中流速过大，而影响到净化的效率，进而减少了对系统造成侵蚀的可能性。其次，冷凝器能够对从容器腔出来的VOCs废气进行冷凝，而活性炭吸附装置能够对废气中剩余的VOCs成份进行吸附，之后剩余的废气就会进入到催化燃烧单元中。等到活性炭吸附装置吸附饱和的时候，此时，关闭VOCs废气的进入，并利用加热器对活性炭吸附装置中的活性炭进行加热，使得被吸附的VOCs废气解吸出来，并且回流至鼓风机处。而进入到催化燃烧单元的VOCs废气，其首先会经过换热器被预热，之后其就会流至到燃烧器处被点燃，之后废气就会流至催化床处，在催化剂和余温的作用下，剩余的有机废气就会被催化氧化。经过上述处理之后的最终废气，其还会再经过换热器，利用余热对进入换热器中的VOCs废气进行加热，从而有助于增加VOCs废气的温度，进而不仅提高了最终废气的燃烧效率，同时也减少了热能的浪费。优选为，所述容器腔的顶部与底部之间设置有若干液体附着网，同时，容器腔的底部带有卸料阀。通过采用上述技术方案，液体附着网是由钢丝编制而成的网，其能够为VOCs废气提供附着点，从而一方面方便了VOCs废气在液体附着网上液化，从而对液化后的有机溶剂进行了导流作用。另一方面，液体附着网也能够对VOCs废气起到过滤作用，减少过大的固体杂物进入到系统中，而造成系统的损坏。再者，当容器腔中的有机溶剂过多的时候，工作人员只要打开卸料阀，就能够使有机溶剂在容器腔内的压力作用下，输送至指定地点，从而也就提高了输送效率。优选为，所述容器腔的外周面上分布用于冷却容器腔内部废气的冷却管道。通过采用上述技术方案，冷却管道能够从容器腔外对容器腔内的VOCs废气进行冷凝，由于容器腔内的环境是高压低温的情况，所以VOCs废气更容易发生液化。从而有利于提高VOCs废气的净化效率。优选为，所述活性炭吸附装置的数量多于一个，且是并联设置的。通过采用上述技术方案，这样当其中一个活性炭吸附装置吸附饱和的时候，工作人员只要将VOCs废气切换到另外的活性炭吸附装置即可，从而一方面能够保证对VOCs废气的连续化处理，另一方面也不会影响到活性炭吸附装置的解吸操作。进而提高了吸附单元的整体操作效率。优选为，所述加热器为与烟囱相连通的热风管和加热丝，所述热风管朝向于活性炭吸附装置的活性炭，而加热丝位于热风管与活性炭之间。通过采用上述技术方案，由于烟囱出来的废气基本上已是无机废气了，但是其还带有大量的余热，因而利用它来对活性炭吸附装置进行解吸操作，能够进一步提高对热能的合理利用率。同时，加热丝能够对热风管出来的热风进行加热，以保证其能够达到所需的温度。优选为，所述催化床上带有催化剂，所述催化剂为蜂窝状，且催化剂的孔朝向于燃烧器。通过采用上述技术方案，由于催化剂是成蜂窝状的，这样有利于增大燃烧后的废气与催化剂接触的面积，从而提高了废气的催化氧化效率。优选为，所述催化床和燃烧器之前设有阻火罩，所述阻火罩的罩口朝向于燃烧器一侧。通过采用上述技术方案，阻火罩有利于对火焰起到一定的阻挡作用，这样能够避免火焰直接燃烧到催化床，而造成催化剂的损坏。而阻火罩朝向于燃烧器，这样能够对火焰起到反向引导作用，从而进一步降低了火焰燃烧到催化床的可能性。优选为，所述催化剂由镍铬合金、黏土和陶瓷微珠组成，且三者的质量比为10：7：3。通过采用上述技术方案，镍铬合金是良好的催化氧化的催化剂，而黏土的加入不仅能够提高催化剂的成型率，同时其有利于提高催化剂内部的粘结强度，从而有助于延长催化剂的使用寿命。而且，由于陶瓷微球的表面有很多的孔隙，因而其也有利于提高催化剂与废气的接触面积。优选为，所述催化床和燃烧器之前设有阻火罩，所述阻火罩的罩口朝向于燃烧器一侧。通过采用上述技术方案，阻火罩有利于对火焰起到一定的阻挡作用，这样能够避免火焰直接燃烧到催化床，而造成催化剂的损坏。而阻火罩朝向于燃烧器，这样能够对火焰起到反向引导作用，从而进一步降低了火焰燃烧到催化床的可能性。优选为，所述烟囱与催化床之间带有喷淋塔，所述喷淋塔的喷淋液为双氧水和饱和氢氧化钙的混合液。通过采用上述技术方案，由于双氧水在酸性或中性的情况下容易发生自身的分解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，依次连通有压缩储存单元(1)、吸附单元(2)和催化燃烧单元(3)，其特征在于：所述压缩储存单元(1)包括容器腔(12)、将VOCs废气通入至容器腔(12)中的鼓风机(11)和连通容器腔(12)与吸附单元(2)的调节阀(13)，并且容器腔(12)与鼓风机(11)之间带有干燥剂容器（14）；所述吸附单元(2)包括依次连通的冷凝器(21)和活性碳吸附装置，所述活性炭吸附装置(22)内带有加热器(221)，且活性炭吸附装置(22)分别与催化燃烧单元(3)和鼓风机(11)相连通；所述催化燃烧单元(3)包括催化床(31)和燃烧器(32)，所述燃烧器(32)朝向于催化床(31)，所述催化床(31)与烟囱(4)相连通，且所述烟囱(4)中带有换热器(33)，所述换热器(33)的冷流管与吸附单元(2)和燃烧器(32)相连通。

【技术特征摘要】
1.一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，依次连通有压缩储存单元(1)、吸附单元(2)和催化燃烧单元(3)，其特征在于：所述压缩储存单元(1)包括容器腔(12)、将VOCs废气通入至容器腔(12)中的鼓风机(11)和连通容器腔(12)与吸附单元(2)的调节阀(13)，并且容器腔(12)与鼓风机(11)之间带有干燥剂容器（14）；所述吸附单元(2)包括依次连通的冷凝器(21)和活性碳吸附装置，所述活性炭吸附装置(22)内带有加热器(221)，且活性炭吸附装置(22)分别与催化燃烧单元(3)和鼓风机(11)相连通；所述催化燃烧单元(3)包括催化床(31)和燃烧器(32)，所述燃烧器(32)朝向于催化床(31)，所述催化床(31)与烟囱(4)相连通，且所述烟囱(4)中带有换热器(33)，所述换热器(33)的冷流管与吸附单元(2)和燃烧器(32)相连通。2.根据权利要求1所述的一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，其特征在于：所述容器腔(12)的顶部与底部之间设置有若干根钢丝(123)，同时，容器腔(12)的底部带有卸料阀(121)。3.根据权利要求2所述的一种净化挥发性有机废气的预热方式催化燃烧系统，其特征在于：所述容器腔(12)的外周面上分布用于冷却容器腔(12)内部废气的冷却管(122)道。4.根据权利要求1所述的一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺新波，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33