[发明专利]一种吸附转轮与跨临界热泵循环复合气体净化装置及应用

说明书

本发明公开了一种吸附转轮与跨临界热泵循环复合气体净化装置，包括：吸附转轮、包括两个单级跨临界循环的复叠式热泵、工作区域空气循环回路，复叠式热泵的冷端的冷空气通入到工作区域空气循环回路中以实现工作区域的换气通风、温度调节以及VOCs气体的集聚；工作区域空气循环回路的输出风通入到吸附转轮的低温吸附区以实现对VOCs气体的吸附；复叠式热泵的热端的热空气通入到吸附转轮的高温脱附区以实现对吸附材料中VOCs气体的脱附；新风通入到吸附转轮的冷却再生区以实现对吸附材料的降温。本装置热泵循环系统冷热两端所提供的冷量和热量均可以得到很好的利用，与传统电热加热相比节能效果明显，达到了节能减排的目的。

技术领域

本发明涉及气体净化领域，具体涉及一种吸附转轮与跨临界热泵循环复合气体净化装置及应用。

背景技术

目前，在汽车喷涂等行业，通常会产生大量的有机废气，这些有机废气如果直接排放不仅会对环境造成严重的污染，而且直接危及到人的生命健康。工业处理有机废气时一般采用燃烧处理技术、吸收技术、生物处理技术、膜分离技术以及吸附技术等。

燃烧处理技术分为直接燃烧和催化燃烧，直接燃烧将VOCs气体直接通入到燃烧室中进行高温燃烧，会造成二次污染且存在明火，绝大部分化工企业不能采用；催化燃烧在较低温度下，用催化剂使VOCs气体氧化分解进而净化气体，其不存在燃烧火焰，安全性好，比直接燃烧法适用性广，但其对所处理的气体条件要求较高，气体中的浮灰或雾滴会影响催化剂的寿命和效率，且气体中不能含有使催化剂中毒的物质。

吸收技术利用吸收剂与废气充分接触从而分离其中的可溶于该吸收剂的VOCs气体组分，针对不同的有机废气要选用不同的吸收剂，此技术设备投资和运行成本很高。

生物处理技术用微生物降解或转化VOCs气体为无害或低害类物质，具有设备投资少、运行成本低、不产生二次污染的特点，但其处理能力较低，不适合处理高浓度和大风量的气体，不能回收VOCs气体。

膜分离技术使用对VOCs气体具有渗透选择性的聚合物复合膜分离废气中的有机分子，其固定设备投资费用高，一般只是用于有机废气的预处理。

吸附技术在目前有机废气处理工艺中应用最广，多用吸附剂与转轮结合使用。与其它技术方法相比净化率高、工艺简单、投资较低，但其高温脱附阶段所需能耗多且多来自电耗。

发明内容

本发明提供了一种吸附转轮与跨临界热泵循环复合气体净化装置及应用。该气体净化装置是将跨临界热泵与吸附转轮结合起来，将热泵热端的热空气通入吸附转轮的高温吸附区，充分利用热泵的热空气，且将热泵冷端的冷空气通入到工作区域中，充分利用热泵的冷空气，这样极大地提高能量的利用效率，节约能源。

本发明的技术方案为：

一种吸附转轮与跨临界热泵循环复合气体净化装置，包括：

吸附转轮；

包括两个单级跨临界循环的复叠式热泵；以及，

工作区域空气循环回路；

所述复叠式热泵的冷端的冷空气通入到工作区域空气循环回路中以实现工作区域的换气通风、温度调节以及VOCs气体的集聚；

所述工作区域空气循环回路的输出风通入到吸附转轮的低温吸附区以实现对VOCs气体的吸附；

所述复叠式热泵的热端的热空气通入到吸附转轮的高温脱附区以实现对吸附材料中VOCs气体的脱附；

室外新风通入到所述吸附转轮的冷却再生区以实现对吸附材料的降温。