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CN105536428A - 一种有机废气净化系统及净化方法 - Google Patents

一种有机废气净化系统及净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机废气净化系统，包括进气装置，所述进气装置连接至少两个以上的沸石箱，所述沸石箱包括箱体，所述箱体内填装有沸石滤料，所述沸石箱分别连接排气装置与催化氧化装置。本发明采用沸石吸附浓缩、热空气无氧脱附和加氧催化燃烧三种组合工艺净化有机废气，实现吸附有机废气，并对吸附饱和的沸石滤料进行脱附处理，对脱附出的高浓度有机废气进行催化氧化，整个循环净化系统通过PLC控制，根据进口的废气浓度控制系统的吸脱附及催化燃烧时间，计算进入废气的体积，从而计算出沸石能够吸附废气的时间，具有智能化、高效化、安全性的优点。

Description

一种有机废气净化系统及净化方法
技术领域
本发明涉及有机废气净化领域，具体涉及一种有机废气净化系统及净化方法。
背景技术
工业排放的气态污染物是大气污染的重要来源之一，其中有机废气是一种排放量大、污染面广且对人体和环境都具有严重危害作用的气态污染物，它广泛来源于油漆、涂料、润滑油等化学制品的涂层作业。由于其对人体和自然环境的巨大破坏作用，已经逐渐得到了政府、企业和民众的关注。
有机废气净化技术目前常用的处理方法有燃烧法、化学氧化法、化学吸收法、吸附法、生物法等。其中吸附法是一种常用的有机废气净化有效方法，是利用各种固体吸附剂(如活性炭、活性炭纤维、分子筛等)对排放废气中的污染物进行吸附净化，其中沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，而且沸石的稳定性好，熔点高于有机废气，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂。
吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种传统的废气治理技术，也是目前应用最广的治理技术。吸附净化性能的优劣主要决定于吸附剂的性能，国内目前吸附剂通常为颗粒活性炭和活性炭纤维。
吸附相对应的就是脱附，现有的有机废气净化设备少有吸附于脱附集中一体的设备，脱附有加热脱附与催化氧化脱附两种，但是这两种方式均使有机废气处于含氧的高温环境内，会出现爆炸的情况，大大降低了设备的使用安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机废气净化系统及净化方，采用沸石吸附浓缩、热空气无氧脱附和加氧催化燃烧三种组合工艺净化有机废气，废气处理系统通过PLC控制，具有智能化、高效化、安全性的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种有机废气净化系统，包括进气装置，所述进气装置连接至少两个以上的沸石箱，所述沸石箱包括箱体，所述箱体内填装有沸石滤料，所述沸石箱分别连接排气装置与催化氧化装置。
进一步的，所述进气装置包括阻火器，用于阻止火焰(爆燃或爆轰)通过，防止设备内的有机废气爆炸，增加安全性，所述阻火器连接气流分布器，气流分布器用于均匀的分布气流，增加整体的除尘效果，所述气流分布器连接过滤器，过滤掉混合气体中烟尘与固体颗粒，所述过滤器连接所述沸石箱。
进一步的，所述排气装置包括集气器，所述集气器与多个所述沸石箱相连接，所述集气器的排气端连接排风机，可控的排防净化后的空气。
进一步的，所述催化净化装置的动力源为与所述沸石箱相连接的热风机，从沸石箱内脱附出浓缩的有机废气通过热风机吹动，先经过换热器进行换热升温，再进入预热器进行二次升温，其温度高与260°以上，最后高温混合气体到达催化床上进行催化氧化反应，得到气体温度高达360°-450°的高温空气，所述预热器吸收催化床的温度，所述催化床的排气口连接所述换热器，将高温气体再次送回换热器与所述热风机送来的低温有机废气进行热交换，将气体温度降到200°以下，所述换热器的排气口连接温度散热器，温度散热器通过散热风扇为气体降温，温度降低至50°-80°的微热气体，所述温度散热器通过电磁阀控制，选择排出或者进入所述沸石箱，该微热气体进入沸石箱内用于为沸石升温，以进行初步的催化氧化反应，将沸石箱内的氧气消耗干净，使脱附出的有机废气处于无氧环境内，保证了设备使用的安全性。
进一步的，所述催化床通过单向阀连接制氧机，由于是高温情况下对有机废气进行催化氧化反应，因此氧气的浓度需要控制在有机废气氧气引爆浓度的70％以下，防止爆炸，因此需要制氧机可控的为催化床补充氧气含量，当温度低于设定温度且氧气浓度高于设定浓度后，制氧机停止供氧。
进一步的，在所述催化净化装置内的气流路径上设置氧传感器，用于检测整个循环系统内氧气的含量。
一种沸石脱附废气的方法，包括以下步骤：
步骤一，将已经吸附饱和的沸石滤料升温至50°-80°之间，脱附出少量的有机废气，对所述有机废气进行催化氧化反应，直到所述有机废气内的氧气消耗殆尽；
步骤二，将沸石的温度升温至150°-200°，使所述沸石滤料充分脱附，脱附出高浓度有机混合气体；
步骤三，将所述高浓度有机混合气体升温至260°以上后与少量氧气混合进行催化氧化反应，得到洁净空气；
步骤四，将所述洁净空气换热降温到设定脱附温度后进行再循环，多余的所述洁净空气排出。
进一步的，步骤三中当催化床温度低于设定温度且氧气浓度高于设定浓度时，系统判定所述催化氧化反应结束且停止供氧。
进一步的，所述设定温度为300°，所述氧气设定浓度为5Vol。
进一步的，使用氧传感器检测氧气的浓度，在步骤一中若氧气浓度为0时，则系统判定系统环境为无氧环境，则进行步骤二。
本发明的有益效果为：采用沸石吸附浓缩、热空气无氧脱附和加氧催化燃烧三种组合工艺净化有机废气，实现吸附有机废气，并对吸附饱和的沸石滤料进行脱附处理，对脱附出的高浓度有机废气进行催化氧化，整个循环净化系统通过PLC控制，根据进口的废气浓度控制系统的吸脱附及催化燃烧时间，计算进入废气的体积，从而计算出沸石能够吸附废气的时间，具有智能化、高效化、安全性的优点。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述有机废气净化系统的系统结构图，图中A为有机混合气体，B为空气。
图中：
1、阻火器；2、气流分布器；3、过滤器；4、沸石箱；5、集气器；6、排风机；7、热风机；8、换热器；9、预热器；10、催化床；11、温度散热器；12、制氧机。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种有机废气净化系统，
一种有机废气净化系统，包括阻火器1，阻火器1连接气流分布器2，气流分布器2连接过滤器3，过滤器3通过并联连接的方式连接六个沸石箱4，其中每个沸石箱4均包括设置在外侧的箱体，所述箱体内填装有沸石滤料，所述沸石箱4分别连接排气装置与催化氧化装置，沸石箱4上的进气口与出气口处均设有电磁阀，控制其气路的打开与关闭。
所述排气装置包括集气器5，集气器5与多个所述沸石箱4相连接，所述集气器5的排气端连接排风机6。
所述催化净化装置的动力源为与所述沸石箱4相连接的热风机7，所述热风机7依次连接换热器8、预热器9与催化床10，所述催化床10的排气口连接所述换热器8，所述换热器8的排气口连接温度散热器11，所述温度散热器11通过电磁阀控制，选择排出或者进入所述沸石箱4；所述催化床10通过单向阀连接制氧机12，在所述热风机7、换热器8、预热器9、催化床10、温度散热器11上均可设置氧传感器，用于检测整个净化装置内的氧气含量。
工作时，其中一个沸石箱4处于脱附状态，其余沸石箱4处于吸附状态。沸石箱4中的吸、脱附操作由控制系统控制阀门切换。吸附饱和后，沸石脱附废气的方法包括热空气无氧脱附和加氧催化燃烧二种工艺实现，具体步骤如下：
步骤一，将已经吸附饱和的沸石滤料升温至50°-80°之间，脱附出少量的有机废气，所述有机废气经过催化床10进行催化氧化反应消耗掉脱附循环内的氧气，因无新氧气进入脱附循环，故当系统内的氧传感器检测到氧气浓度为0时系统判定氧气消耗完毕，所述有机废气处于无氧状态，脱附后的有机废气浓度可以无限提高而不会有发生爆炸的危险，解决了一直以来对进入吸附室的废气浓度过高时脱附出的废气浓度有可能达到爆炸浓度时发生爆炸的隐患。
步骤二，系统判定循环环境内处于无氧状态后，系统将沸石的温度升温至150°-200°，使所述沸石滤料充分脱附，脱附出高浓度有机混合气体，当沸石温度达到设定的脱附温度后，有机废气基本已从沸石中逸出，但由于处在无氧状态废气不会被分解。
步骤三，将所述高浓度有机混合气体输送到催化床10，并在输送的图中经过换热器8与预热器9进行逐级热交换，与已经发生催化氧化反应的高温洁净空气(反应后温度为350-450℃)进行热交换，升温至260°以上后与氧气混合进行催化氧化反应，得到空气，其中当温度传感器检测催化床10温度低于300°且氧传感器检测氧气浓度高于5Vol时，系统判定所述催化氧化反应结束且停止供氧，得到高温洁净空气(温度350-450℃)。
步骤四，将所述空气降温到80°以下后送回所述沸石箱4，进行循环利用，多余的洁净空气排出到大气。
由以上工艺流程均由PLC程序控制器进行自动控制，可使净化系统内的吸附循环、脱附循环、催化反应后余热循环不停机连续运行，实现智能化、自动化、高效化的优点。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气净化系统，其特征在于：包括进气装置，所述进气装置连接至少两个以上的沸石箱，所述沸石箱包括箱体，所述箱体内填装有沸石滤料，所述沸石箱分别连接排气装置与催化氧化装置。
2.根据权利要求1所述的有机废气净化系统，其特征在于：所述进气装置包括阻火器，所述阻火器连接气流分布器，所述气流分布器连接过滤器，所述过滤器连接所述沸石箱。
3.根据权利要求1所述的有机废气净化系统，其特征在于：所述排气装置包括集气器，所述集气器与多个所述沸石箱相连接，所述集气器的排气端连接排风机。
4.根据权利要求1所述的有机废气净化系统，其特征在于：所述催化净化装置的动力源为与所述沸石箱相连接的热风机，所述热风机吹动热气流依次经过换热器、预热器与催化床，所述催化床的排气口连接所述换热器，所述换热器的排气口连接温度散热器，所述温度散热器通过电磁阀控制，选择排出或者进入所述沸石箱。
5.根据权利要求4所述的有机废气净化系统，其特征在于：所述催化床通过单向阀连接制氧机。
6.根据权利要求1所述的有机废气净化系统，其特征在于：在所述催化净化装置内的气流路径上设置氧传感器。
7.一种沸石脱附有机废气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将已经吸附饱和的沸石滤料升温至50°-80°之间，脱附出少量的有机废气，对所述有机废气进行催化氧化反应，直到所述有机废气内的氧气消耗殆尽；
步骤二，将沸石的温度升温至150°-200°，使所述沸石滤料充分脱附，脱附出高浓度有机混合气体；
步骤三，将所述高浓度有机混合气体升温至260°以上后与少量氧气混合进行催化氧化反应，得到洁净空气；
步骤四，将所述洁净空气换热降温到设定脱附温度后进行再循环，多余的所述洁净空气排出。
8.根据权利要求7所述的沸石脱附有机废气的方法，其特征在于：步骤三中当催化床温度低于设定温度且氧气浓度高于设定浓度时，系统判定所述催化氧化反应结束且停止供氧。
9.根据权利要求8所述的沸石脱附有机废气的方法，其特征在于：所述设定温度为300°，所述氧气设定浓度为5％Vol。
10.根据权利要求7所述的沸石脱附废气的方法，其特征在于：使用氧传感器检测氧气的浓度。
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