一种VOC气体处理系统技术方案

本发明专利技术提供一种VOC气体处理系统，低温的脱附气体经过脱附气体管道中的加热装置加热并达到脱附温度,随后流入吸附有大量VOC的吸附装置。其中加热装置包括连接到一个太阳能加热组件的热交换器和一个电加热装置，太阳能加热组件包括多个串联的真空集热管，多个串联的真空集热管逐级加热载热液，使得载热液的温度高于脱附温度。一个控制器根据所述流入热交换器的载热液的温度和流量选择电加热装置的加热功率。

A VOC gas treatment system

The present invention provides a VOC gas treatment system, in which a low temperature desorption gas is heated by a heating device in a desorption gas pipeline to reach the desorption temperature, and then flows into an adsorption device for adsorbing a large amount of VOC. The heating device consists of a heat exchanger connected to a solar heating module and an electric heating device. The solar heating module comprises a plurality of vacuum heat collecting tubes in series, and a plurality of vacuum heat collecting tubes in series are used to heat the carrier liquid step by step, so that the carrier liquid temperature is higher than the desorption temperature. A controller selects the heating power of the electric heating device according to the temperature and flow rate of the carrying liquid flowing into the heat exchanger.

【技术实现步骤摘要】
一种VOC气体处理系统
本专利技术涉及废气处理领域，具体涉及一种利用太阳能加热脱附气体的VOC气体吸附和浓缩装置。
技术介绍
在半导体领域和化工领域存在许多会产生挥发性有机气体(VOC)的生产工艺，如半导体领域中需要涂覆的光刻胶，化工领域中油漆的制造和喷涂中均会产生大量的VOC。这些气体气味难闻，而且大量吸入人体危害身体健康，所以需要及时的处理。但是由于这些气体在空气中浓度很低，部分领域只有约15ppm，甚至更低，必须浓缩后才能进一步的处理。现有技术中最常见的是采用如图1所示的VOC气体处理系统，该处理系统包括一个由多孔材料制成的吸附滚轮20，其中多孔材料可以是有陶瓷材料或者活性炭等制成。一个处理气体管道一端通过一个风阀12连接到会产生VOC气体的施工空间，处理气体管道内设置有一个处理风机10，推动大量待处理气体F1快速流入吸附滚轮的第一端的吸附区域，随后VOC成分被吸附滚轮中的多孔材料表面吸附固定在吸附滚轮中，处理后的清洁气体通过吸附滚轮的第二端流出处理气体管道，被送回原有施工空间，使得施工空间内的空气质量满足工作人员需求。其中处理风机还将小部分处理气体F2分流送入一个冷却管道作为冷却气体，冷却气体管道通过一个第一密封端口将冷却气体送入吸附滚轮，吸附滚轮上被第一密封端口所围绕而构成滚轮上的冷却区域26，其中第一密封端口包括两个放射状的密封板27、25以及位于滚轮外缘的圆弧形密封板28，这几个密封板围绕构成一个扇形的密封开口。冷却气体管道还包括一个与第一密封端口相同的第二密封端口位于吸附滚轮的第二端。具有室温的冷却气体F2穿过冷却区域26后被加热到一定温度形成预热后的冷却气体F3，其中预热后的冷却气体F3具有100-120度的温度。冷却气体F3随后流入再生(regeneration)气体管道。再生气体管道内设有一个再生风机50用于驱动用于脱附的再生气体流入吸附满VOC气体成分的吸附滚轮20上的脱附再生区域24。再生气体管道内还设置有一个加热装置30用于加热来自冷却气体管道的经过预加热的冷却气体F3，使得再生气体的温度达到200-220度。加热后的再生气体F4加热扇形密封端口围绕而成的再生区域24，加热再生区域中的多孔材料同时使得吸附在多孔材料表面的VOC成分吸热挥发，被再生气体带走，吸附滚轮也得到再生可以在旋转到吸附区域时再次进行吸附。其中放射状密封板23、25、27和圆弧状密封板28共同围绕构成多个扇形的密封端口，实现滚轮上不同区域之间的气体密封。最终含有高浓度VOC成分的废气被一个排气装置40排出到外部或其它废气处理装置进行进一步处理。一个驱动装置驱动吸附滚轮20慢慢旋转，多个扇形密封端口扫过吸附滚轮20两端所有表面，使得吸附滚轮20上所有区域轮流实现气体吸附-脱附再生-滚轮冷却这样的循环，由于待处理气体F1的流量远大于冷却气体F3/再生气体F4的流量，所以最后排出的废气中VOC浓度也相对待处理气体的增大到原来的F1/F2倍，典型的为20倍，最终实现对VOC气体的浓缩。上述VOC气体处理系统能够很好的完成对施工空间的空气净化，但是还是存在严重的缺陷，即能源消耗过大，其中大量的能量被用来加热再生气体，所以运行成本高昂。其中加热器30上的电加热功率是主要的消耗部分，所以业内需要寻求一种新的VOC气体处理系统结构或者控制方法来大幅度减少电力消耗，降低运行成本。
技术实现思路
本专利技术公开一种VOC气体处理系统，包括：VOC气体吸附装置用于吸附VOC成分气体，一个脱附气体供应管道用于供应达到预设脱附温度的脱附气体，其中脱附气体供应管道中包括一个热交换器和一个电加热装置，脱附气体供应管道入口端流入的具有第一温度的脱附气体经过热交换器和/或电加热装置加热后达到所述预设脱附温度，其中所述脱附温度高于第一温度；所述热交换器通过一个第一管道连接到一个太阳能加热系统，所述太阳能加热系统包括多根真空集热管组成的太阳能加热组件，所述每根真空集热管包括一个输入端和一个输出端，其中输出端流出的载热液的温度高于输入端流入的载热液温度，至少一根真空集热管的输出端连接到相邻集热管的输入端，使得相邻几根真空集热管的输出端流出的载热液的温度逐级增高，从太阳能加热组件输出的流入所述第一管道的载热液温度高于所述预设脱附温度。其中所述太阳能加热系统还包括一个高温载热液存储罐，所述太阳能加热组件输出的载热液通过第二管道流入所述高温载热液存储罐，所述高温载热液存储罐通过所述第一管道输出高温载热液到热交换器。进一步地，所述太阳能加热系统还包括一个低温载热液存储罐，所述经过热交换器进行热交换后输出的低温载热液经过一个第三管道流入一个低温载热液存储罐，所述低温载热液存储罐还包括一个输出管道输出低温载热液到所述太阳能加热组件。所述输出管道上还包括一个驱动泵，以驱动所述载热液回流到太阳能加热组件中。所述高温载热液存储罐中的载热液温度大于200℃，低温载热液存储罐中的载热液温度小于等于190℃。所述第一管道上还可以设置一个可切换阀门，一旁路管道连接在所述可切换阀门和第三管道之间，当高温载热液存储罐中的载热液温度低于第一温度时，关闭第一管道流向所述热交换器的可切换阀门，使得载热液经过旁路管道流向低温载热液存储罐。本专利技术所述预设脱附温度大于等于120℃。所述太阳能加热组件包括至少三根真空集热管。所述载热液在大气压下的沸点大于250℃，在太阳能加热系统内不会气化形成高压气体。本专利技术还包括一个控制器，根据检测到的流出热交换器的脱附气体的温度或者流入热交换器的载热液的温度和流量数据，控制所述电加热装置的加热功率，使得从电加热装置输出的脱附气体高于所述脱附温度。附图说明图1为现有技术VOC气体处理系统结构示意图；图2为本专利技术VOC气体处理系统中加热器与太阳能加热系统的连接结构图；图3为本专利技术另一实施例的VOC气体处理系统中加热器与太阳能加热系统的连接结构图。具体实施方式以下以附图2和图3进一步说明本专利技术的具体实施例。为了减少VOC气体处理系统的功率消耗，本专利技术提出了一个太阳能加热系统100，传统的太阳能加热器包括多个真空管和水箱、冷热水管道等附属装置，但是传统的民用太阳能加热器只作为生活用水，所以输出的热水最高温只有70度左右，再高就容易造成对人身的伤害。所以多根真空集热管都是并联的，不同真空集热管中吸收太阳光能量加热后的水一起导入储水箱就可以作为生活用的热水源。本专利技术中需要对VOC气体进行脱附，为了保证脱附效率，必须保证在大气压下脱附气体的温度达到200℃以上，这与传统太阳能热水器的适用范围差距巨大。本专利技术提出的串联式高温太阳能加热系统100包括多根真空集热管101、103、105，真空集热管与传统太阳能热水器所用集热管类似，包括外层玻璃管，外层玻璃管内部的真空空间内包括用于吸收太阳能的内层玻璃管，内层玻璃管上镀有太阳光能量吸收材料以及减少红外线向外辐射的镀层。内层玻璃管内的空腔用于使得待载热液体流过，其中载热液体可以是沸点高于200℃的各种油或者其它液体。真空集热管101包括一个输入端连接到低温载热液存储罐130，还包括一个输出端经过管道102连接到真空集热管103的输入端。一个驱动泵140连接在低温载热液存储罐130与真空集热管101之间，以驱动载热液在不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOC气体处理系统，包括：VOC气体吸附装置用于吸附VOC成分气体，一个脱附气体供应管道用于供应达到预设脱附温度的脱附气体，其中脱附气体供应管道中包括一个热交换器和一个电加热装置，脱附气体供应管道入口端流入的具有第一温度的脱附气体经过热交换器和/或电加热装置加热后达到所述预设脱附温度，其中所述脱附温度高于第一温度；所述热交换器通过一个第一管道连接到一个太阳能加热系统，所述太阳能加热系统包括多根真空集热管组成的太阳能加热组件，所述每根真空集热管包括一个输入端和一个输出端，其中输出端流出的载热液的温度高于输入端流入的载热液温度，至少一根真空集热管的输出端连接到相邻集热管的输入端，使得相邻几根真空集热管的输出端流出的载热液的温度逐级增高。

【技术特征摘要】
1.一种VOC气体处理系统，包括：VOC气体吸附装置用于吸附VOC成分气体，一个脱附气体供应管道用于供应达到预设脱附温度的脱附气体，其中脱附气体供应管道中包括一个热交换器和一个电加热装置，脱附气体供应管道入口端流入的具有第一温度的脱附气体经过热交换器和/或电加热装置加热后达到所述预设脱附温度，其中所述脱附温度高于第一温度；所述热交换器通过一个第一管道连接到一个太阳能加热系统，所述太阳能加热系统包括多根真空集热管组成的太阳能加热组件，所述每根真空集热管包括一个输入端和一个输出端，其中输出端流出的载热液的温度高于输入端流入的载热液温度，至少一根真空集热管的输出端连接到相邻集热管的输入端，使得相邻几根真空集热管的输出端流出的载热液的温度逐级增高。2.如权利要求1所述的VOC气体处理系统，其特征在于，所述太阳能加热系统还包括一个高温载热液存储罐，所述太阳能加热组件输出的载热液通过第二管道流入所述高温载热液存储罐，所述高温载热液存储罐通过所述第一管道输出高温载热液到热交换器。3.如权利要求2所述的VOC气体处理系统，其特征在于，所述太阳能加热系统还包括一个低温载热液存储罐，所述经过热交换器进行热交换后输出的低温载热液经过一个第三管道流入一个低温载热液存储罐，所述低温载热液存储罐还包括一个输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宜东，李天笑，罗力，
申请(专利权)人：中微惠创科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31