一种选择性VOCs净化系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种选择性VOCs净化系统及运行方法。系统包括气体检测调控装置、分子筛转轮吸附装置、蓄热燃烧装置、热量回收装置和高能离子反应装置。高能离子反应装置包括若干个高能离子反应单元。气体检测调控装置包括VOCs浓度传感器和控制阀，气体经VOCs浓度传感器检测后，通过控制阀分为两路管路。高浓度有机气体直接进入蓄热燃烧装置燃烧，或者经过分子筛转轮吸附装置进一步浓缩VOCs后再进入蓄热燃烧装置燃烧。燃烧烟气通过热量回收装置回收热量后进入高能离子反应装置进一步净化烟气。低浓度有机气体或分子筛吸附后的微污染气体进入高能离子反应装置净化。本发明专利技术具有全工况处理VOCs气体污染物、操作便捷等优点。

A selective VOCs purification system and operation method

The invention discloses a selective VOCs purification system and operation method. The system includes gas detection and control device, molecular sieve wheel adsorption device, heat storage combustion device, heat recovery device and high energy ion reaction device. The high energy ion reaction device includes several high energy ion reaction units. The gas detection and control device includes a VOCs concentration sensor and a control valve. After the gas is detected by a VOCs concentration sensor, it is divided into two pipelines through the control valve. High concentration organic gas directly enters the regenerative combustion device for combustion, or further concentrates VOCs through the molecular sieve wheel adsorption device before entering the regenerative combustion device for combustion. The combustion flue gas recovers the heat through the heat recovery device and then enters the high energy ion reaction device to further purify the flue gas. The low concentration organic gas or the micro polluted gas adsorbed by molecular sieve enters the high energy ion reaction device for purification. The invention has the advantages of treating VOCs gas pollutants under all working conditions, convenient operation, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种选择性VOCs净化系统及运行方法
本专利技术涉及一种选择性VOCs净化系统及运行方法，属于气体污染物处理领域。
技术介绍
挥发性有机化合物（简称VOCs），是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在50~260℃以内的有机化合物。VOCs主要来源于工业生产活动、机动车排放、固定燃烧等，其中工业生产活动是一个极为重要的VOCs排放来源。工业VOCs主要来源于石油化工、合成材料、印刷包装、制药、制鞋、装备制造喷涂、服装家具等行业。蓄热式催化燃烧装置（RCO）可直接应用于中高浓度（1000mg/m3－10000mg/m3）的有机废气净化，也可应用于活性炭吸附浓缩催化燃烧系统，用于替代催化燃烧和加热器部分。RCO处理技术特别适用于热回收率需求高的场合，也适用于同一生产线上因产品不同，废气成分经常发生变化或废气浓度波动较大的场合。非平衡态高能离子技术在常温常压条件下即可产生大量高能电子、羟基自由基、氧自由基等强氧化性的活性粒子，与VOCs废气反应降解生成CO2、H2O等小分子物质，在处理低浓度废气（＜1000mg/m3）时相对其他处理技术的科技性和高效性，具有设备投资少、工艺简单、能耗低、处理效果好及二次污染少等优点，逐渐被广泛应用于实际生产中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种选择性VOCs净化系统及运行方法，通过VOCs浓度传感器的实时检测结果控制控制阀的切换，使高浓度VOCs气体和低浓度VOCs气体切换进入不同处理路径，达到全工况运行的效果。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种选择性VOCs净化系统，包括气体检测调控装置以及依次相连的蓄热燃烧装置、热量回收装置和高能离子反应装置；所述气体检测调控装置包括VOCs浓度传感器和控制阀，所述VOCs浓度传感器出口通过所述控制阀分别设有第一管路、第二管路与所述蓄热燃烧装置和所述高能离子反应装置相连，且能够通过所述控制阀选择连通第一管路或第二管路；所述蓄热燃烧装置内设置有蓄热区和燃烧区；所述高能离子反应装置包括高能离子反应器壳体、高能离子电源模块和高能离子反应单元，形成高能离子场。上述技术方案中，所述系统还包括分子筛转轮吸附装置；所述分子筛转轮吸附装置连接在所述控制阀与所述蓄热燃烧装置之间，使得所述VOCs浓度传感器出口能够通过所述控制阀和第一管路与所述分子筛转轮吸附装置相连；所述分子筛转轮吸附装置还设有气体通道与所述高能离子反应装置相连；所述热量回收装置设有热工质通道与所述分子筛转轮吸附装置相连。上述技术方案中，所述分子筛转轮吸附装置内设置有分子筛转轮，所述分子筛转轮布置有分子筛；所述反应装置壳体内包括吸附浓缩区、脱附再生区和冷却区，所述分子筛转轮能够在所述吸附浓缩区、脱附再生区和冷却区旋转切换；所述热量回收装置的热工质通道与所述脱附再生区连通。上述技术方案中，所述脱附再生区还连接有再生加热器及热风管道。上述技术方案中，所述蓄热区选用陶瓷材料填充。上述技术方案中，所述燃烧区设置有燃烧器。上述技术方案中，所述蓄热燃烧装置还设置有装填催化剂的催化剂填料。上述技术方案中，所述高能离子反应单元设置若干个，且若干高能离子反应单元呈并联和/或串联设置。一种选择性VOCs净化系统运行方法，所述方法包括：使含有VOCs的待处理气体进入气体检测调控装置并通过所述VOCs浓度传感器检测，实时获得VOCs浓度值；当VOCs浓度值大于等于1000mg/Nm3，通过控制阀使所述待处理气体作为高浓度有机气体通过第一管路进入所述蓄热燃烧装置燃烧，生成包括水和二氧化碳气体的高温烟气；燃烧产生的一部分热量被蓄热燃烧装置的蓄热区和燃烧区积蓄使得其内部温度升高，其余热量则随着高温烟气通过热量回收装置使换热工质吸热升温成为热工质进行后续利用；高温烟气温度降低后进入高能离子反应装置；当VOCs浓度值小于1000mg/Nm3，通过控制阀使所述待处理气体作为低浓度有机气体通过第二管路进入所述高能离子反应装置；使温度降低后的高温烟气中残存的污染物或低浓度有机气体中的VOCs在所述高能离子反应装置的高能离子场的作用下分解转化成无害气体。上述技术方案中，当所述系统还包括分子筛转轮吸附装置；所述分子筛转轮吸附装置连接在所述控制阀与所述蓄热燃烧装置之间，使得所述VOCs浓度传感器出口能够通过所述控制阀和第一管路与所述分子筛转轮吸附装置相连；所述分子筛转轮吸附装置还设有气体通道与所述高能离子反应装置相连；所述热量回收装置设有热工质通道与所述分子筛转轮吸附装置相连；所述方法包括：使含有VOCs的待处理气体进入气体检测调控装置并通过所述VOCs浓度传感器检测，实时获得VOCs浓度值；当VOCs浓度值大于等于1000mg/Nm3，通过控制阀使所述待处理气体作为高浓度有机气体通过第一管路进入所述分子筛转轮吸附装置中，将高浓度有机气体中的VOCs吸附浓缩并转换成浓缩气体，同时所述高浓度有机气体成为微污染气体并进入高能离子反应装置；使浓缩气体进入所述蓄热燃烧装置燃烧，生成包括水和二氧化碳气体的高温烟气；燃烧产生的一部分热量被蓄热燃烧装置的蓄热区和燃烧区积蓄使得其内部温度升高，其余热量则随着高温烟气通过热量回收装置使换热工质吸热升温成为热工质，所述热工质携带热量回到所述分子筛转轮吸附装置成为浓缩气体中VOCs的载气；高温烟气温度降低后进入高能离子反应装置；当VOCs浓度值小于1000mg/Nm3，通过控制阀使所述待处理气体作为低浓度有机气体通过第二管路进入所述高能离子反应装置；使微污染气体中的污染物、温度降低后的高温烟气中残存的污染物或低浓度有机气体中的VOCs在所述高能离子反应装置的高能离子场的作用下分解转化成无害气体。上述技术方案中，当所述分子筛转轮吸附装置内设置有分子筛转轮，所述分子筛转轮布置有分子筛；所述反应装置壳体内包括吸附浓缩区、脱附再生区和冷却区，所述分子筛转轮能够在所述吸附浓缩区、脱附再生区和冷却区旋转切换；所述热量回收装置的热工质通道与所述脱附再生区连通；所述方法还包括：使所述高浓度有机气体通过第一管路进入所述分子筛转轮吸附装置，所述高浓度有机气体中的VOCs在吸附浓缩区被所述分子筛转轮的分子筛吸附，使得高浓度有机气体成为微污染气体；使吸附了VOCs的分子筛转轮旋转进入脱附再生区，在来自热量回收装置热工质通道的热工质的加热下VOCs从分子筛脱附进入热工质中成为VOCs浓缩气体，分子筛获得再生；使分子筛转轮继续旋转进入冷却区冷却；使浓缩气体进入蓄热燃烧装置燃烧，生成包括水和二氧化碳气体的高温烟气；燃烧产生的一部分热量被蓄热燃烧装置的蓄热区301和燃烧区302积蓄使得其内部温度升高，其余热量则随着高温烟气通过热量回收装置使换热工质吸热升温成为热工质，所述热工质携带热量回到所述分子筛转轮吸附装置脱附再生区加热分子筛，使分子筛吸附的VOCs脱附进入热工质成为浓缩气体，热工质作为浓缩气体中VOCs的载气。上述技术方案中，所述方法还包括：将冷空气通入所述冷却区对所述分子筛转轮进行冷却，然后使冷却后的空气进入所述热量回收装置作为换热工质吸收高温烟气的热量成为热工质。本专利技术具有以下优点及有益效果：能够兼顾高低VOCs浓度有机气体的处理，反应器之间可以根据现场污染物工况和浓度实时进行切换，实现了VOCs高效无害本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述系统包括气体检测调控装置（1）以及依次相连的蓄热燃烧装置（3）、热量回收装置（4）和高能离子反应装置（5）；所述气体检测调控装置包括VOCs浓度传感器（101）和控制阀（102），所述VOCs浓度传感器（101）出口通过所述控制阀（102）分别设有第一管路、第二管路与所述蓄热燃烧装置（3）和所述高能离子反应装置（5）相连，且能够通过所述控制阀（102）选择连通第一管路或第二管路；所述蓄热燃烧装置（3）内设置有蓄热区（301）和燃烧区（302）；所述高能离子反应装置（5）包括高能离子反应器壳体（501）、高能离子电源模块和高能离子反应单元（502），形成高能离子场。

【技术特征摘要】
1.一种选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述系统包括气体检测调控装置（1）以及依次相连的蓄热燃烧装置（3）、热量回收装置（4）和高能离子反应装置（5）；所述气体检测调控装置包括VOCs浓度传感器（101）和控制阀（102），所述VOCs浓度传感器（101）出口通过所述控制阀（102）分别设有第一管路、第二管路与所述蓄热燃烧装置（3）和所述高能离子反应装置（5）相连，且能够通过所述控制阀（102）选择连通第一管路或第二管路；所述蓄热燃烧装置（3）内设置有蓄热区（301）和燃烧区（302）；所述高能离子反应装置（5）包括高能离子反应器壳体（501）、高能离子电源模块和高能离子反应单元（502），形成高能离子场。2.根据权利要求1所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述系统还包括分子筛转轮吸附装置（2）；所述分子筛转轮吸附装置（2）连接在所述控制阀（102）与所述蓄热燃烧装置（3）之间，使得所述VOCs浓度传感器（101）出口能够通过所述控制阀（102）和第一管路与所述分子筛转轮吸附装置（2）相连；所述分子筛转轮吸附装置（2）还设有气体通道与所述高能离子反应装置（5）相连；所述热量回收装置（4）设有热工质通道与所述分子筛转轮吸附装置（2）相连。3.根据权利要求2所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述分子筛转轮吸附装置（2）内设置有分子筛转轮（201），所述分子筛转轮（201）布置有分子筛；所述反应装置壳体（201）内包括吸附浓缩区（202）、脱附再生区（203）和冷却区（204），所述分子筛转轮（201）能够在所述吸附浓缩区（202）、脱附再生区（203）和冷却区（204）旋转切换；所述热量回收装置（4）的热工质通道与所述脱附再生区（203）连通。4.根据权利要求3所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述脱附再生区（203）还连接有再生加热器（205）及热风管道。5.根据权利要求1所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述蓄热区（301）选用陶瓷材料填充；所述燃烧区（302）设置有燃烧器（303）；所述蓄热燃烧装置（3）还设置有装填催化剂的催化剂填料。6.根据权利要求1所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述高能离子反应单元（502）设置若干个，所述若干高能离子反应单元（502）呈并联和/或串联设置。7.一种选择性VOCs净化系统运行方法，其使用如权利要求1所述的选择性VOCs净化系统，其特征在于，所述方法包括：使含有VOCs的待处理气体进入气体检测调控装置（1）并通过所述VOCs浓度传感器（101）检测，实时获得VOCs浓度值；当VOCs浓度值大于等于1000mg/Nm3，通过控制阀（102）使所述待处理气体作为高浓度有机气体通过第一管路进入所述蓄热燃烧装置（3）燃烧，生成包括水和二氧化碳气体的高温烟气；燃烧产生的一部分热量被蓄热燃烧装置（3）的蓄热区（301）和燃烧区（302）积蓄使得其内部温度升高，其余热量则随着高温烟气通过热量回收装置（5）使换热工质吸热升温成为热工质进行后续利用；高温烟气温度降低后进入高能离子反应装置（5）；当VOCs浓度值小于1000mg/Nm3，通过控制阀（102）使所述待处理气体作为低浓度有机气体通过第二管路进入所述高能离子反应装置（5）；使温度降低后的高温烟气中残存的污染物或低浓度有机气体中的VOCs在所述高能离子反应装置（5）的高能离子场的作用下分解转化成无害气体。8.根据权利要求7所述的选择性VOCs净化系统运行方法，其特征在于，所述系统还包括分子筛转轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹涛，袁前程，韩一伟，边文璟，张星，王若男，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11