[发明专利]一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置

说明书

本发明公开了一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，适用于大风量、低浓度的VOCs废气治理，其采用吸附作为VOCs废气排放控制手段，吸附解吸气去催化燃烧装置处理，催化燃烧的热尾气用作吸附热解吸气。装置主体包括吸附单元和催化燃烧单元，吸附单元设置两级吸附，催化燃烧单元设置催化燃烧器和相应换热设备、电加热设备、补氧系统和补冷系统。该成套装备能够适应大风量、低浓度的含VOCs废气治理，具有适应性广、排放指标控制严格等特点。

技术领域

本发明属于VOCs废气治理技术领域，特别涉及一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置。

背景技术

VOCs废气的治理方法有吸收法、冷凝法、膜分离法、吸附法和燃烧法。对于大风量、低浓度的VOCs废气治理，冷凝法由于要将气体温度降低，会需要极大的制冷量，造成设备耗能增加，且由于废气中可凝组分浓度低，不易直接液化。吸收法同样存在设备尺寸过大，净化效率低的问题。

吸附法可以适应低浓度VOCs废气的治理要求，但是普通的吸附剂，如颗粒状活性炭，其设备的气流空塔速度一般只取0.1～0.3m/s，解吸采用常规真空解吸，对于大风量的废气处理一方面需要极大的吸附器体积，一方面真空泵的抽气量也将随之增加，设备投资大大提高。

蜂窝状活性炭是由优质活性炭先进行粉碎，加入粘合剂及添加剂，经充分捏合后挤压成一种具有蜂窝状的规整块体，再进行固化、活化制成。

蜂窝状活性炭除具有与普通活性炭相近的吸附性能和较大的几何外表面积外，最大的特点是沿开孔方向气流阻力极小，在较高的气流流速（＞0.5m/s）下，其阻力仅为同比颗粒炭（4～6目）的1/10左右。蜂窝状活性炭为吸附剂时，设备的气流空塔速度可以在较大范围内选取，最大可取到2m/s，因此蜂窝状活性炭很适合应用在大风量条件下对有机废气进行净化。

燃烧法分热力燃烧和催化燃烧，热力燃烧适用于大风量、高浓度的VOCs废气治理场合，但为了达到较高的起燃温度，需要额外补充燃料。催化燃烧只需要较低的起燃温度，但大风量的场合需要的催化剂量也相应增大，且废气中可燃组分较低，不能维持自持燃烧时，有时需要外加热源。但是燃烧后的热尾气可用于蜂窝活性炭的脱附再生，以达到废热利用、节能的目的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，本发明采用两步耦合的处理方式来处理组分复杂的VOCs废气，尤其适合于处理大风量、低浓度的VOCs废气，能缩短处理时间，简化工艺流程，且处理效率高。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种吸附浓缩与催化燃烧耦合处理VOCs废气的装置，包括包括预处理单元、一级吸附单元、二级吸附单元、换热和加热单元、催化燃烧单元、补氧补冷单元、管道管件和控制单元；

所述预处理单元包括依次通过管道连接的废气流量计、干燥器和第一阻火器；

所述一级吸附单元包括至少2个并联的一级吸附箱，所述一级吸附箱与第一阻火器之间设有一级吸附箱入口阀；

所述二级吸附单元包括至少1个二级吸附箱，所述二级吸附箱内装有蜂窝状活性炭；所述一级吸附箱与二级吸附箱通过管道连接，管道上设有一级吸附箱出口阀和二级吸附箱入口阀；所述二级吸附箱通过管道依次与主排风机、第二阻火器、排气筒连通，且二级吸附箱与主排风机之间设有二级吸附箱出口阀；上述二级吸附单元的设置是用于对一级吸附后的尾气进行深度吸附，实现达标排放；

所述换热和加热单元包括通过管道连接的换热器和电加热器，且管道上设有第三温度变送器；所述换热器与一级吸附箱通过管道连接，且管道上依次设有一级吸附箱解析气出口阀、VOC浓度检测仪、氧气浓度检测仪和解吸气出口流量计；