废气处理系统技术方案

一种用于处理包含待处理物质的废气的排气系统，该系统包括：用于提供废气流的第一气体入口；用于提供加热气体流的第二气体入口；用于以可释放方式储存该物质的多个吸附剂床；用于分解该物质的一种或多种催化剂；第一废气出口和第二废气出口；阀门系统，该阀门系统被配置为在第一构造或第二构造下为每个吸附剂床单独建立流体连通，其中：(i)在该第一构造下，来自该第一气体入口的废气流接触用于储存该物质的吸附剂床，然后通向第一气体出口；并且(ii)在该第二构造下，来自该第二气体入口的加热气体流接触用于释放该物质的吸附剂床，通向一种或多种催化剂中的一种催化剂处，然后通向该第二废气出口；其中，该阀门系统被配置为确保至少一个吸附剂床处于该第一构造下，并且优选地，至少一个其它吸附剂床处于该第二构造下。下。下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气处理系统
[0001]本专利技术涉及一种用于处理废气的系统和方法，具体地，涉及处理包含相对低浓度的需要处理的物质的废气。该系统可具体用于处理回收的排放物，该排放物包含如氨和甲醛的物质，该物质以低浓度从一些来源产生，诸如从畜舍产生的氨或从供热、通风和空调(HVAC)系统中而来的甲醛。
[0002]动物通常饲养在相对较小的空间中，诸如牲口棚、笼子或棚屋(“畜舍”)。此有限的空间可能导致其所包含的气体环境中具有高浓度污染物。典型的污染物包括NH3、VOC、H2S和生物气溶胶，诸如有机或无机颗粒，其可从饲料和粪肥颗粒中产生并可能含有细菌等。因此，牲口棚内的空气质量对于动物和工人的健康而言是需要考虑的问题。此外，向外排出的排放物可能引起问题并且可能受到排放限制。
[0003]例如，在家禽饲养中，要求家禽呼吸空气中的NH3应当限制在25ppm(在美国则需要遵守OSHA标准)。虽然这一要求不难达到，但也存在高达50ppm至200ppm的浓度的情况。通常而言，排放物并非恒定不变，而是随着动物的数量、年龄和活跃度而增加(根据VDI 4255指导方针第2部分)。
[0004]对于动物饲养而言，牲口棚/畜舍中的空气交换速率取决于外部温度。在夏季，交换速率可能较高，而在较冷的天气下，交换速率通常非常低，从而避免产生过大的风，因为这可能影响动物健康。较低的空气交换速率使动物/工人呼吸的空气中的污染物浓度更高。
[0005]因此，目前令人尤为关注的是降低牲口棚内的污染物浓度以及减少向外的排放物。使这些有机和无机空气污染物达到最小化的现有最先进技术依赖于具有相关的高投资成本的洗涤器和生物过滤器系统。在操作中，由于使用相对大量的淡水，因此会产生大量的有机污染的灰水。
[0006]存在类似问题的另外的应用领域是建筑室内空气的清洁，其中甲醛、一氧化碳以及生物气溶胶对人类健康形成了威胁。
[0007]专利申请DE 4427491 A1涉及一种用于固定处理可吸收化合物的方法，该方法包括：对包含所述化合物和臭氧的流体流进行紫外线光分解。可通过催化转化器处理所述光分解的多余副产物如NO
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。
[0008]专利申请EP 2581127 A1涉及一种空气净化方法，其中，通过紫外线辐射，优选地通过光致氧化反应分解污染物，优选地为VOC，以及可通过催化转化器氧化残余污染物。
[0009]专利申请US 2015/118138 A1涉及一种用于分解超低浓度的挥发性有机化合物的装置和方法。
[0010]相应地，本文希望提供一种改进的用于处理此类废气的系统和方法，和/或解决与现有技术相关的至少部分问题，或至少提供一种商业上可行的替代方案。具体地，本专利技术的目的在于直接在气相中实现污染物的催化分解，以使空气再循环回到内部或排放到外部。
[0011]根据第一方面，提供了一种用于处理包含待处理物质的废气的排气系统，该系统包括：
[0012]用于提供废气流的第一气体入口；
[0013]用于提供加热气体流的第二气体入口；
[0014]用于以可释放方式储存物质的多个吸附剂床；
[0015]用于分解该物质的一种或多种催化剂；
[0016]第一废气出口和第二废气出口；和
[0017]阀门系统，该阀门系统被配置为在第一构造或第二构造下为每个吸附剂床单独建立流体连通，其中：
[0018](i)在该第一构造下，来自该第一气体入口的废气流接触用于储存该物质的吸附剂床，然后通向第一气体出口；并且
[0019](ii)在该第二构造下，来自该第二气体入口的加热气体流接触用于释放该物质的吸附剂床，通向一种或多种催化剂中的一种催化剂处，然后通向该第二废气出口；
[0020]其中，该阀门系统被配置为确保至少一个吸附剂床处于该第一构造下，并且优选地，至少一个其它吸附剂床处于该第二构造下。
[0021]现在将进一步描述本专利技术。在以下段落中，更详细地定义了本专利技术的不同方面。除非有明确相反的指示，否则如此定义的每个方面均可以与任何其他一个或多个方面进行组合。具体地，任何被指示为优选或有利的特征可与任何其他被指示为优选或有利的一个或多个特征组合。
[0022]本专利技术可实现在气相中对待处理物质直接进行催化剂处理。具体地，本专利技术使得空气污染物的处理直接在气相中以低浓度和低温进行，而不像在洗涤器或生物过滤器系统中一样使用液相。低温催化气体处理系统可仅用风扇和气体加热器的电力进行操作，并且除了消耗的吸附剂材料或催化剂之外不具有任何持续产生的副产物。
[0023]使用催化剂直接处理低温废气可能具有较低转化效率。在远高于环境温度的温度下，已知的催化剂可更有效地进行操作。为了使输入的能量高效加热废气，处理含有低浓度水平污染物的大量废气是不理想的。专利技术人发现，本文所述的系统和方法克服了上述问题。具体地，待处理物质(或“污染物”)的浓度可显著增加，使得加热的催化剂仅需要处理较少量的富含污染物的废气。
[0024]专利技术人发现，可以应用通常用于汽车排气领域的技术，诸如氨逃逸催化剂和储氨床，以处理低浓度水平的废气。该系统特别有利于处理以低温(诸如在环境温度下或其左右)和低浓度提供的(甚至低至10ppm的水平)气体。下列讨论将主要集中于来自畜舍的气体的氨处理，但应当理解，该系统的应用可比下文所指出的更为广泛。
[0025]本专利技术涉及一种用于处理包含待处理物质的废气的排气系统。废气为要排放或释放的气体。在本专利技术的上下文中，废气为含有累积污染物的气体，其需要经过处理以确保满足排放限制要求，或确保内部环境保持对于健康和安全考虑而言尚可的水平。在畜舍(例如，禽舍或猪舍)的情境下，废气为舍内部包含由动物产生的污染物如NH3的气体，其从舍内排出以在本文所描述的废气排放系统中进行处理，以排放到外部或再循环回到舍内气体环境中。
[0026]该系统包括用于提供废气流的第一气体入口。该第一气体入口提供待处理的废气。废气取自含有待处理物质的气体环境，诸如畜舍。废气可用风扇吸入到入口中，并且通常涉及如畜舍空气处理系统内的常规空气吸入。
[0027]该系统包括用于提供加热气体流的第二气体入口。该第二气体入口可从系统外部吸入新鲜空气，或者也可以依赖于从含有待处理物质的气体环境中吸入废气流。吸入新鲜
空气是有利的，因为这避免了污染物与热源的接触。例如，如果使用电感应加热器，其可能在使用期间被气载污染物降解。
[0028]在第二气体入口提供加热废气流(而不是新鲜空气)的情况下，优选地，第一气体入口和第二气体入口从单个气体入口彼此分开。即，诸如利用Y形管构造将单个废气流分开，以在气体流动路径中提供作为不同分岔的第一气体入口和第二气体入口。因此，单个气体入口从含有待处理物质的气体环境中吸入待处理的废气，并将其分成两部分，一部分通向第一入口，一部分通向第二入口。这是有利的，因为利用单个风扇可以依靠单个入口来循环气体。
[0029]与通过第一气体入口的气体量相比，通过第二气体入口的气体量可能减少。即，大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理包含待处理物质的废气的排气系统，所述系统包括：用于提供废气流的第一气体入口；用于提供加热气体流的第二气体入口；用于以可释放方式储存所述物质的多个吸附剂床；用于分解所述物质的一种或多种催化剂；第一废气出口和第二废气出口；和阀门系统，所述阀门系统被配置为在第一构造或第二构造下为每个吸附剂床单独建立流体连通，其中：(i)在所述第一构造下，来自所述第一气体入口的所述废气流接触用于储存所述物质的吸附剂床，然后通向第一气体出口；并且(ii)在所述第二构造下，来自所述第二气体入口的所述加热气体流接触用于释放所述物质的吸附剂床，通向所述一种或多种催化剂中的一种催化剂处，然后通向所述第二废气出口；其中，所述阀门系统被配置为确保至少一个吸附剂床处于所述第一构造下，并且优选地，至少一个其它吸附剂床处于所述第二构造下。2.根据权利要求1所述的排气系统，其中：(i)所述物质为氨，所述催化剂为氨氧化催化剂，并且其中每个吸附剂床包含储氨材料；或者(ii)所述物质为甲醛，所述催化剂为甲醛氧化催化剂，并且其中每个吸附剂床包含甲醛储存材料；或者(iii)所述物质为甲烷，所述催化剂为甲烷氧化催化剂，并且其中每个吸附剂床包含甲烷储存材料；或者(iv)所述物质包含VOC，所述催化剂为氧化催化剂，并且其中每个吸附剂床包含VOC储存材料。3.根据权利要求1或权利要求2所述的排气系统，其中，废气中所含的所述物质为1ppm至5000ppm。4.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中，所述废气处于至少25℃下，低于有效催化剂处理温度的温度，并且优选地处于环境温度下。5.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中，所述第二气体入口结合有用于提供所述加热气体流的加热设备。6.根据权利要求5所述的排气系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：庄信万丰催化剂德国有限公司，
类型：发明
国别省市：