一種節能型有機廢氣處理系統的制作方法

本發明涉及一種廢氣處理系統，特別涉及一種節能型有機廢氣處理系統。

背景技術：

烘干窯爐可以用于對工件表面的油漆及涂料進行加熱干燥處理。工件在高溫處理的過程中，工件中的揮發性有機化合物(VOC)氣體隨尾氣直接排出到環境中，將會對環境造成嚴重污染，同時會對該區域內的工作人員及居民造成身體損傷。

目前行業內主要采用冷凝法、吸附-真空脫附后吸收法、燃燒法、膜分離等治理手段，現有有機廢氣處理手段單一，要么處理效果很差，要么需要消耗大部分能源，提高處理成本。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述現技術存在的不足，提供一種可以徹底消除揮發性有機化合物(VOC)氣體排放污染，節能高效且更為環保的節能型有機廢氣處理系統。

為了實現上述目的，本發明是這樣實現的：一種節能型有機廢氣處理系統，包括廢氣排出管、濃縮裝置和燃燒分解爐，所述燃燒分解爐包括燃燒室，燃燒嘴和至少兩個蓄熱式換熱器，所述燃燒嘴安裝于燃燒室內，且與燃料輸送管連接，兩個所述蓄熱式換熱器分別安裝于所述燃燒室一端側壁上，所述蓄熱式換熱器一端用于連接進氣管和排放管，另一端與所述燃燒室內腔相通；所述廢氣排出管通過管道與所述濃縮裝置的進氣口連接，所述濃縮裝置的出氣口通過管道分別與所述燃燒分解爐上的兩個蓄熱式換熱器連接，所述蓄熱式換熱器的排風口連接煙氣排放管，所述煙氣排放管通過氣體分配箱與煙囪連接；所述氣體分配箱通過余熱利用管與窯爐進氣管連接。廢氣排出管中含有揮發性有機化合物的氣體從先從其中一個蓄熱式換熱器的進風口進入燃燒室燃燒分解，然后從第二個蓄熱式換熱器的排風口輸出并通過煙氣排放管排放到煙囪中，高溫煙氣同時將經過的蓄熱式換熱器加熱；然后通過閥門控制切換，在第二個蓄熱式換熱器的進風口進氣，在所述蓄熱式換熱器中被加熱后在燃燒室燃燒，然后通過另一蓄熱式換熱器輸出到煙氣排放管排放的煙囪中。

所述換蓄熱式換熱器包括殼體和設置在殼體內的蓄熱介質，蓄熱介質吸收高溫氣體熱量，加熱低溫氣體。

所述蓄熱介質可以是陶瓷球或鑄鐵球，價格低廉，且換熱效果好。

所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器設置有一條帶著閥門的直通分支管路，用于直接將有機廢氣通過所述蓄熱式換熱器引入燃燒室內燃燒。

所述濃縮裝置，其包括一級濃縮部和二級濃縮部，所述一級濃縮部通過凈化排放口與二級濃縮部連接。煙氣通過一級濃縮部吸附濃縮后再經過二級濃縮部吸附濃度，可以將煙氣處理達到大氣排放標準后通過煙囪排放。

所述一級濃縮部內設置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊安裝于轉軸上，且所述一級濃縮部上設置有煙氣進口、凈化排放口、解吸進口和濃縮排出口，所述凈化排放口與二級濃縮部的進氣口連接，濃縮排放口通過管道與濃縮匯集箱連接，所述濃縮匯集箱與所述蓄熱式換熱器的進風口連接。

所述二級濃縮部包括第一吸附模塊和第二吸附模塊，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊上分別設置進氣口、凈化排放口、解吸進口和濃縮排出口，所述凈化排放口可以直接與煙囪連接，將凈化后符合排放標準的氣體通過煙囪排放；所述一級濃縮部的凈化排放口分別與所述第一吸附模塊和第二吸附模塊進氣口的連接，且在進氣的管道上分別設置有閥門；所述凈化排放口與煙囪之間的管道上分別設置有閥門；所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口可以與匯集箱連接，且在所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口與匯集箱連接的管路上分別設置有閥門；所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進口連接解吸進氣管，在所述解吸進氣管上安裝閥門。

所述一級濃縮部的解吸進口通過混合裝置與煙囪連接，所述混合裝置設有用于引入空氣的空氣輸入管。所述二級濃縮部內的所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進口通過混合裝置與煙囪連接。通過引用部分已處理徹底的煙氣與空氣混合來解吸附，可以減少廢氣排放，及余熱回收利用，節約能源。在混合裝置中，空氣與煙氣的體積比為3：1-3，優選的，所述空氣與煙氣的體積比為3：1。

所述蓄熱式換熱器與氣體分配箱連接，所述氣體分配箱一出口與煙囪連接，另一出口與余熱利用管連接，所述氣體分配箱與煙囪之間的管道上設置有調節閥門，將排放煙氣中的50-70％的總排放煙氣回收窯爐內供烘干之用。

與現有技術相比，本發明具有的優點和有益技術效果如下：將含有VOC氣體的高溫煙氣全部通過濃縮處理后進入燃燒室進行燃燒降解，可以達到幾乎零排放標準；燃燒室設置有至少兩個切換式換蓄熱式換熱器，一個用于吸收排氣余熱，第二個用于加熱進氣，充分的回收利用燃燒室排放熱量，節能效果明顯，且VOC完全被燃燒降解，對環境不再造成污染；對現有窯爐系統改造方便，便于實施。

【附圖說明】

圖1為本發明一種節能型有機廢氣處理系統的系統結構圖；

圖2為本發明一種節能型有機廢氣處理系統的中的濃縮裝置的流程結構示意圖。

【具體實施方式】

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細的描述說明。

一種節能型有機廢氣處理系統，如圖1所示，可以用于烘干窯爐、噴涂車間固化爐以及其他具有有機廢氣排放系統，其包括與窯爐排氣口連接的廢氣排出管1和燃燒分解爐，所述廢氣排出管1排放的廢氣通過排氣管道引入燃燒分解爐中進行高溫燃燒處理，將廢氣中的有機物(特別是揮發性有機氣體)燃燒分解掉，然后再排放，可以極大的降低空氣污染。所述燃燒分解爐包括燃燒室6，燃燒嘴5和至少兩個蓄熱式換熱器4。所述燃燒嘴5安裝于燃燒室6內，且與用于輸送燃料的燃料輸送管連接。本發明因燃料需求很少，一般優選用天然氣作為燃料。兩個所述蓄熱式換熱器4分別安裝于所述燃燒室6側壁上，所述蓄熱式換熱器4的一端設置進風口和排風口，所述進風口與進氣管連接，所述進氣管與廢氣排出管1連接，所述排風口與排放管7連接；所述蓄熱式換熱器4的另一端與所述燃燒室6的內腔相通。所述廢氣排出管1與兩個蓄熱式換熱器4的進風口連接，兩個所述換蓄熱式換熱器4的排風口連接排放管7，所述排放管7與煙囪9連接，將處理后的廢氣排放。在工作時，廢氣排出管1中含有揮發性有機化合物的氣體先從其中一個蓄熱式換熱器4進入燃燒室6與所述燃燒嘴5噴出的燃料混合燃燒升溫到750℃到850℃，使VOC氣體充分分解，然后從另一個蓄熱式換熱器4的進口進入，經過蓄熱介質由排風口輸出并通過排放管7排放到煙囪中，高溫煙氣在經過蓄熱式換熱器7內的蓄熱介質時將蓄熱介質加熱到700℃-800℃。通過設定時間后通過閥門14控制切換，關閉當前蓄熱式換熱器4的進氣閥門，開啟排氣閥門，開啟第二個蓄熱式換熱器4進氣閥門，并且關閉其排氣閥門；含VOC氣體的廢氣被第二個蓄熱式換熱器4中的蓄熱介質加熱到650℃-750℃，然后在燃燒室4內燃燒后進入第一個蓄熱式換熱器4，再通過第一個蓄熱式換熱器4的排風口輸出通過排放管排放到煙囪9中，同時加熱第一個蓄熱式換熱器4內的蓄熱介質。在有機廢棄物的燃燒排放切換中充分利用了燃燒后的排放余熱對待處理的有機廢氣進行預熱，可以有效節約能源，提高處理效果。

所述換蓄熱式換熱器包括殼體和設置在殼體內的蓄熱介質，所述蓄熱介質吸收高溫氣體熱量，來加熱進入的低溫氣體。所述蓄熱介質可以是陶瓷球，具有耐火功能，且熱容量高、傳熱快，可將有機物和天然氣燃燒所產生的燃燒熱儲存在陶瓷蓄熱體內，并釋放熱量到低溫進氣氣流中，大幅減少燃燒VOCs所需要的能源；而蓄熱體還能緩沖VOCs燃燒時溫度的波動，如燃燒溫度在850℃，則燃燒室容許溫度短時間變化到1050℃，使系統可以保持安全穩定運轉。并使系統在高溫條件下燃燒VOCs時，適用于較低VOCs入口濃度及較短停留時間，可使燃燒室達到無火焰燃燒，可大幅降低燃料費用及NOx的產生。為了提高所述換蓄熱式換熱器的熱交換效果，還可采用不銹鋼或鑄鐵球作為蓄熱介質。

所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器4之間可以設置有濃縮裝置3，使待處理氣體經過濃縮裝置3濃縮后再通過所述蓄熱式換熱器4進入燃燒室6內燃燒，通過濃縮裝置3處理，可以使有機廢氣的有機廢氣濃度被濃縮到比較高濃度，然后再輸入到燃燒室6內燃燒，處理更為完全，且可以節約部分燃料。所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器4之間還設置有一條帶著閥門14的直通分支管路2，用于直接將有機廢氣通過所述蓄熱式換熱器4引入燃燒室6內燃燒，以提供多種處理方式，且可以在所述濃縮裝置3產生故障時備用。

所述煙氣排放管通過氣體分配箱15與煙囪連接；所述氣體分配箱通過余熱利用管10與窯爐進氣管11連接，用于回收部分具有高溫的排放氣體進入窯爐內助燃，可以使窯爐內的燃燒為高溫低氧燃燒，可以進一步減少有機氣體排放物。所述蓄熱式換熱器4與氣體分配箱15連接，所述氣體分配箱15一出口與煙囪連接，另一出口與余熱利用管10連接，所述氣體分配箱15與煙囪之間的管道上設置有調節閥門，通過閥門調節，可以將排放煙氣中的50-70％的總排放煙氣回收窯爐內供烘干之用。

所述濃縮裝置，如圖2所示，其包括一級濃縮部和二級濃縮部，所述一級濃縮部通過凈化排放口與二級濃縮部連接。煙氣通過一級濃縮部吸附濃縮后再經過二級濃縮部吸附濃度，可以將煙氣處理達到大氣排放標準后通過煙囪排放。

所述一級濃縮部內設置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊安裝于轉軸上，且所述一級濃縮部上設置有煙氣進口、凈化排放口、解吸進口和濃縮排出口，所述凈化排放口與二級濃縮部的進氣口連接，濃縮排放口通過管道與濃縮匯集箱連接，所述濃縮匯集箱與所述蓄熱式換熱器4的進口連接。含有VOC的煙氣從煙氣進口進入，通過所述第三吸附模塊的吸附面，然后用凈化排放口排出，可以將煙氣60-70％的VOC吸入去除掉；當需要解吸時，解吸氣體從解吸進口進入，第三吸附模塊繞轉軸轉動，使第三吸附模塊的解吸面對著解吸進口，解吸氣體將吸附在第三吸附模塊的高濃度VOC洗脫后從濃縮排放口進入濃縮匯集箱。所述一級濃縮部為轉輪式的，結構簡單，使用方便，且可以連續不斷的工作。

所述二級濃縮部包括第一吸附模塊和第二吸附模塊，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊上分別設置進氣口、凈化排放口、解吸進口和濃縮排出口，所述凈化排放口可以直接與煙囪連接，將凈化后符合排放標準的氣體通過煙囪排放。所述一級濃縮部的凈化排放口分別與所述第一吸附模塊和第二吸附模塊進氣口的連接，且在進氣的管道上分別設置有閥門。所述凈化排放口與煙囪之間的管道上分別設置有閥門。所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口可以與匯集箱連接，且在所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口與匯集箱連接的管路上分別設置有閥門。所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進口連接解吸進氣管，在所述解吸進氣管上安裝閥門。

所述第一吸附模塊和第二吸附模塊在工作時，通過閥門控制，所述第一吸附模塊進行吸附過濾，而第二吸附模塊進行解吸，然后進行切換，在第一吸附模塊中進行解吸，在第二吸附模塊中進行吸附過濾。待處理的煙氣經吸附過濾后，可以達到排放標準，直接通過凈化排放口排放到煙囪中。第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸洗脫氣體含有更高濃度的揮發性有機化合物(VOC)。這樣可以減少氣體處理量，減少燃料消耗量，節約成本，且更加節能環保。

所述一級濃縮部的解吸進口通過混合裝置與煙囪連接，所述混合裝置設有用于引入空氣的空氣輸入管。所述二級濃縮部內的所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進口通過混合裝置與煙囪連接。通過引用部分煙氣與空氣混合來解吸附，可以減少廢氣排放，及余熱回收利用，節約能源。在混合裝置中，空氣與煙氣的體積比為3：1-3，優選的，所述空氣與煙氣的體積比為3：1。

所述一級濃縮部可以是沸石轉輪，所述沸石轉輪可以是通過調整脫附溫度、脫附氣流量等參數，進一步提高濃縮倍率、提高VOC去除效率和降低處理成本，為縮小濃縮后處理設備、減少能源損耗。所述一級濃縮部內設置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊內填充沸石。通過一級濃縮部可以將廢氣中的VOCs氣體濃度提高，這樣可以減少燃燒分解爐的燃料消耗量，所述燃燒分解爐內燃燒溫度約為730℃～900℃，利用高溫將VOC燃燒，燃燒反應生成無害的CO₂及H₂O。可使VOC進氣濃度達到蓄熱式焚燒系統自維持濃度，不須添加輔助燃料，大幅減少能源消耗；易于實現全自動控制，安全性高；允許待處理廢氣濃度大幅度波動。

所述二級濃縮部采用雙氣路連續工作，兩個吸附床(第一吸附模塊和第二吸附模塊)交替使用。先將有機廢氣用其中一個吸附床吸附，當快達到飽和時停止吸附，然后用解吸氣體將有機物從活性炭上脫附下來使活性炭再生；脫附下來的有機物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送往燃燒分解爐直燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。當有機廢氣的濃度達到500PPm以上時，有機廢氣在燃燒室可維持自燃，不用外加熱。燃燒后的尾氣經過換熱器加熱空氣，熱空氣被送往吸附床，用于活性炭再生。這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能，達到節能的目的。再生后的可進入下次吸附；在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，既適合于連續操作，也適合于間斷操作。

其中，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊可以為活性炭過濾器，或者蜂窩活性炭。

本發明廢氣排出管1排出的含有揮發性有機物的廢氣可以全部引入燃燒分解爐燃燒分解，可以全部通過所述濃縮裝置吸附排放，可以是總量的60％用于濃縮吸附，其余40％用于直接燃燒，可以提高voc氣體燃燒濃度，減少燃料消耗量。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例，應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明構思在現有技術基礎上通過邏輯分析、推理或者根據有限的實驗可以得到的技術方案，均應該在由本權利要求書所確定的保護范圍之中。