一种低浓度VOCs吸附-原位变温催化臭氧氧化处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低浓度VOCs吸附

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度VOCs吸附
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原位变温催化臭氧氧化处理系统


[0001]本技术涉及废气处理领域，具体涉及一种低浓度VOCs吸附
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原位变温催化臭氧氧化处理系统。

技术介绍

[0002]工业废气是大气污染物的主要来源之一，其中的挥发性有机物(VOCs)对人体健康和环境均存在巨大危害。VOCs进入人体后主要对呼吸系统和神经系统造成损害；VOCs进入环境后，则易在大气中发生化学反应，形成二次污染物，其氧化过程中产生的二次有机气溶胶是PM
2.5
的重要构成物。同时VOCs还是臭氧层空洞和光化学烟雾的主要诱因之一。在过去的几十年中，我国的VOCs工业排放量逐年提升，排放标准也愈发严格。
[0003]目前针对低浓度大风量的VOCs废气，工业上常采用生物降解、化学降解、吸附等工艺进行处理，其中生物法成本较低，二次污染小，但适用浓度窄，抗波动性差；化学降解法去除彻底，但能耗、物耗较高；吸附法去除效率高，运行成本低，但需要对使用后的吸附剂进行固废处置或进行脱附、再生后循环利用。吸附剂再生过程一般采用热脱附法，并通过后续工艺处理脱附下的高浓度VOCs，处理过程能耗高且易产生二次污染。因此，本专利技术基于具备吸附和催化臭氧氧化VOCs双重功能的整体式催化剂进行设计，形成能耗低、物耗低，不产生固体废物或二次污染的吸附浓缩
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原位变温催化臭氧氧化工艺。
[0004]目前，采用臭氧降解VOCs的工艺中，大部分进行周期性吸附和催化，为实现不间断处理连续流废气的目的至少需两床吸附床交替使用，如CN104492255A、CN107158909A、CN108096994A、CN211988018U；部分工艺采用两段式工艺，如专利CN108079780A，于前段进行富集吸附，饱和后脱附并在后段进行臭氧氧化。上述双塔或双床的设计普遍占地面积大，建造成本高昂，运行过程复杂。部分应用中采用类似催化燃烧的单床设计工艺，将臭氧与废气混合后通入催化剂床层。但是，低温条件下CO2选择性较低、副产物多、催化剂失活迅速，且臭氧稀释后与低浓度VOCs反应不充分；高温条件下体系能耗较高，臭氧在高温下自分解迅速，造成臭氧大量浪费，物耗较高。此外，由于通入的臭氧浓度难以与波动的VOCs浓度匹配，尾气VOCs和臭氧浓度波动明显，易超标排放。

技术实现思路

[0005]本技术是针对上述存在的技术问题提供一种低浓度VOCs吸附
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原位变温催化臭氧氧化处理系统。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种低浓度VOCs吸附
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原位变温催化臭氧氧化处理系统，该系统包括吸附床层，所述的吸附床层的进口端和出口端均设有布气支撑层，布气支撑层之间设有填料，吸附塔体进口端和进口端的布气支撑层之间设有空气和臭氧的输入系统；在靠近吸附床层的位置分别设有温感探头、温控装置、VOCs浓度监测仪和臭氧浓度监测仪。
[0008]本技术技术方案中：所述的吸附塔体的进口管道上设有第一阀门以及气路加
热装置。
[0009]本技术技术方案中：填料所在塔体上下设有填料装卸口。
[0010]本技术技术方案中：所述的吸附塔体的出口管道上设有第二阀门。
[0011]本技术技术方案中：整个装置前后设计阀门用于控制装置的启用与关闭，进气管侧设有气路加热装置，进气管路通入吸附塔体。氧气输送系统与臭氧发生器相连，经单向阀控制后连入吸附塔体。吸附塔体内设有吸附床层，吸附床层内设有VOCs浓度监测仪和温感探头。温感探头将热信号传递给温控装置，温控装置控制气路加热装置调整温度。床层中后部设有VOCs浓度监测仪和臭氧浓度监测仪，用于准确控制反应进程。吸附床层两侧均设有布气支撑层，布气支撑层起分布气流和支撑填料的作用，布气支撑层与吸附塔体间通过密封圈密封，吸附塔体上设有填料装卸口用于填装材料
[0012]本技术的有益效果：
[0013]本技术的系统利用具有高吸附能力和催化臭氧氧化VOCs能力的双功能材料对低浓度VOCs废气进行吸附
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原位变温催化臭氧氧化再生，吸附过程VOCs去除率高，原位再生过程VOCs降解彻底，不产生固体废物，无二次污染，无需更换吸附剂。通过脉冲式通入臭氧、变温催化再生的方式实现单个吸附床不间断处理成分复杂、浓度波动剧烈的连续流工业废气，能耗较其他工艺均有明显降低，工程投资和运行成本均较低。
附图说明
[0014]图1是本专利技术低浓度VOCs废气的处理系统的结构示意图。
[0015]其中，1
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1第一阀门、1
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2第二阀门、2气路加热装置、3氧气输送系统、4臭氧发生器、5单向阀、6填料装卸口、7吸附床层8布气支撑层、9 VOCs浓度监测仪、10温感探头、11温控装置、12臭氧浓度监测仪、13吸附塔体。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本技术做进一步说明，但本技术的保护范围不限于此：
[0017]如图1，1
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1阀门、1
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2阀门用于控制装置的启用与关闭，2气路加热装置位于进气管侧，设置在1
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1阀门与13吸附塔体中间。3氧气输送系统与4臭氧发生器相连，经5单向阀控制后连入13吸附塔体。13吸附塔体内设有7吸附床层，7吸附床层内近出口处设有9VOCs浓度监测仪、12臭氧浓度监测仪和10温感探头。10温感探头将热信号传递给11温控装置，11温控装置控制2气路加热装置调整温度。7吸附床层两侧均设有8布气支撑层，8布气支撑层与13吸附塔体间通过密封圈密封，7吸附塔体上设有6填料装卸口用于填装材料。
[0018]废气从进气管道经1
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1阀门、2气路加热装置进入13吸附塔体，依次经过8布气支撑层、7吸附床层、8布气支撑层、9VOCs浓度监测仪、12臭氧浓度监测仪、10温感探头、8布气支撑层、8布气支撑层从尾气管路经1
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2阀门排出。再生阶段含高浓度臭氧的氧气由串联4臭氧发生器的3氧气输送系统提供，经5单向阀控制进入13吸附塔体，与通入的废气混合，一同进入吸附区域进行吸附态VOCs的催化降解，使吸附剂再生。
[0019]实施例1：
[0020]装置使用过程包括以下步骤：
[0021]S1：将甲苯浓度为100mg/m3废气通入装填有10kg催化剂吸附床层进行吸附，空速为20000h
‑1，经过吸附过程尾气排放甲苯浓度为2mg/m3，吸附效率达到98％。
[0022]S2：当吸附15小时后，位于床层靠近出口侧1/3处的VOCs(9)浓度监测仪显示浓度达到10mg/m3，进入低温再生过程。
[0023]S3：开启4臭氧发生器和3氧气输送系统，将含30g/m3臭氧的氧气经过单向阀(5)压入废气中，测量流量为废气流量的1/11。催化过程中温感探头测量温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低浓度VOCs吸附
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原位变温催化臭氧氧化处理系统，其特征在于：该系统包括吸附床层(7)，所述的吸附床层(7)的进口端和出口端均设有布气支撑层(8)，布气支撑层(8)之间设有填料，吸附塔体(13)进口端和进口端的布气支撑层(8)之间设有空气和臭氧的输入系统；在靠近吸附床层(7)的位置分别设有温感探头(10)、温控装置(11)、VOCs浓度监测仪(9)和臭氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙超，许博文，张健，邵琦，胡大波，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：新型
国别省市：