CN108579330A - 一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***和方法，包括第一级吸附装置、第二级吸附装置和脱附装置，第二级吸附装置包括多个单独的分子筛吸附床并联排列，分子筛吸附床轮换吸附、脱附VOCs气体，可保证治理***连续工作。

Description

一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***及方法

技术领域

本发明涉及一种涂装车间废气治理***，尤其是一种用于针对大风量高浓度废气治理***及方法，属于涂装车间废气治理技术领域。

背景技术

船舶等行业的大型涂装车间有机废气治理的难点在于废气中VOCs气体的质量浓度忽高忽低波动范围大，且废气中的漆雾颗粒物数量大、粒径小，过滤的难度较大。在喷涂作业期间，涂装车间内常常漆雾弥漫，VOCs气体浓度的峰值可高达1000ppm左右；而在喷涂作业完成后的晾干阶段，涂装车间内的VOCs气体浓度的谷值只有30ppm。随着排放要求的日益严苛，常规的一级多孔活性炭吸附***有效使用寿命很短，几天的运行时间废气排放口的排放就会超标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是这样的，一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，包括第一级吸附装置、第二级吸附装置和脱附装置，所述的第二级吸附装置由多个并联的分子筛吸附床组成；所述的第一级吸附装置的输入端与喷漆废气吸入总管相连，第一级吸附装置的输出端与每个分子筛吸附床的第一输入端相连，每个分子筛吸附床的第一输出端与抽风风机相连；所述的每个分子筛吸附床第一输入端和第一输出端上分别设置有第二级入口阀门和第二级出口阀门；所述的脱附装置的输出端与每个分子筛吸附床第二输入端相连，每个分子筛吸附床第二输出端与脱附装置的输入端相连，所述的每个分子筛吸附床第二输入端和第二输出端上分别设置有脱附吹扫入口阀门和脱附吹扫出口阀门。

第一级吸附装置作为预处理缓冲器，为了提高其吸附效果，第一级吸附装置内部沿着喷漆废气运动方向设置有多孔活性炭吸附剂层，第一无纺过滤网层和第二无纺过滤网层。

为了全方位的对车间的各个区域进行废气的收集，还包括多个设置在车间各个区域的喷漆废气吸入支管，该喷漆废气吸入支管与喷漆废气吸入总管相连。

为了更好的对分子筛吸附床进行脱附操作和更快的将VOCs气体催化燃烧分解，脱附装置包括热交换器、催化燃烧反应器和脱附风机，分子筛吸附床的第二输出端通过出气管与热交换器冷媒入口相连，热交换器冷媒出口与催化燃烧反应器入口相连，催化燃烧反应器出口与热交换器热媒入口相连，热交换器热媒出口通过热风进管与脱附风机入口相连，脱附风机出口通过热风出管与分子筛吸附床的第二输入端相连，所述的热风出管上设置溢流管，该溢流管与净化废气排放管相连，所述的溢流管上设置有溢流阀，所述的脱附催化装置还包括并入热风进管的新空气补管，所述的新空气补管上设置有补充空气阀门。

该脱附装置中的热交换机预热脱附后的气体，脱附后的气体再被传送至催化燃烧反应器中进行催化燃烧分解；分解完成后的高温气体添加从补充空气阀门进入的新鲜空气降温到一个合适范围后再送入分子筛吸附床内，对分子筛吸附床中的填充物进行脱附处理；该***结构巧妙，催化反应快、能源利用率高。

为了更快的启动脱附装置，所述催化反应器带电加热功能，可用于装置的初始化运行。

为了保证脱附后的分子筛吸附床快速冷却，进行下步吸附工作，所述的脱附装置还包括与分子筛吸附床的第二输入端相连的冷却空气进管，所述的冷却空气进管上设置有冷却空气阀门。

为了避免脱附风机频繁启停，并保证脱附催化反应器处于合适的温度范围，还包括与脱附风机出口相连的内循环管，所述的内循环管并入脱附气出管，所述的脱附气出管上设置有内循环控制阀门。

本发明还提供了一种利用上述***处理的治理涂装车间废气的方法，

1)将喷漆废气通过喷漆废气吸入总管进入第一级吸附装置内，吸附喷漆废气中部分VOCs气体；

2)经第一级吸附装置预处理后的喷漆废气先进入第二级吸附装置的部分分子筛吸附床内，进一步吸附除去喷漆废气的其余部分的VOCs；以此同时，第二级吸附装置的另外部分分子筛吸附床在脱附装置输入的高温气体的作用下，将吸附的VOCs脱附，脱附后的VOCs气体经脱附装置分解后排放；

通过第二级吸附装置中部分分子吸附床与另外部分分子筛吸附床的吸附与脱附的轮转，周而复始，使整个吸附过程保持连续。

有益效果：

针对车间污染物水平峰谷值差异较大，本发明采用两级吸附结构，通过吸附和解析的过程将瞬间脉冲转化为较为稳定的浓度进行后续处理，提高了整套设备的净化效率，确保在各负荷喷漆工况下都能排放达标；第一级分子筛吸附装置能调节进入第二级吸附装置废气中的VOCs浓度，使浓度变化的范围减小；第二级分子筛吸附装置为多模块并联轮转结构，通过阀门可以控制各模块轮流吸附、脱附；运行时，部分分子筛吸附床处于吸附工作状态，其余分子筛吸附床处于脱附工作状态，周而复始，从而保证第二级吸附装置一直保持较高的吸附能力，以此确保排放持续达标；大大延长了第二级吸附装置中填充物的更换周期，从而大幅度降低运行成本，提高了治理***的吸附效率和可靠性。

本发明结构简单、功能齐全、吸附效率高、可靠性高，第二级吸附装置为轮转结构，部分模块处于吸附工作状态，其余模块处于脱附工作状态，周而复始，从而保证第二级吸附装置一直保持较高的吸附能力，以此确保排放持续达标。增加了第二级吸附装置，第一级吸附装置吸附剂多孔活性炭的更换周期可以大幅度延长，从而大幅度降低运行成本。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的整体结构图；

图3为本发明工作情况1的结构示意图；

图4为本发的工作情况2的结构示意图；

图5为本发明工作情况3的结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示，一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，包括第一级吸附装置3、第二级吸附装置9和脱附装置14，所述的第二级吸附装置9由多个并联的分子筛吸附床8组成；第一级吸附装置内部沿着喷漆废气运动方向设置有多孔活性炭吸附剂层2，第一无纺过滤网层4和第二无纺过滤网层5；分子筛吸附床8内填充有蜂窝沸石。

所述的第一级吸附装置3的输入端与喷漆废气吸入总管1相连，第一级吸附装置3的输出端与每个分子筛吸附床的第一输入端相连，每个分子筛吸附床的第一输出端与抽风风机12相连；所述的每个分子筛吸附床8第一输入端和第一输出端上分别设置有第二级入口阀门6和第二级出口阀门11；所述的脱附装置的输出端与每个分子筛吸附床第二输入端相连，每个分子筛吸附床第二输出端与脱附装置的输入端相连，所述的每个分子筛吸附床第二输入端和第二输出端上分别设置有脱附吹扫入口阀门7和脱附吹扫出口阀门10。

为了全方位的对车间的各个区域进行废气的收集，所述的废气治理***还包括多个设置在车间各个区域与喷漆废气吸入总管相连的喷漆废气吸入支管(附图中未标出)。

如图2所述，所述的脱附装置包括热交换器17、催化燃烧反应器15和脱附风机19，每个分子筛吸附床8的第二输出端通过出气管与热交换器17冷媒入口相连，热交换器17冷媒出口与催化燃烧反应器15入口相连，催化燃烧反应器15出口与热交换器17热媒入口相连，热交换器17热媒出口通过热风进管与脱附风机19入口相连，脱附风机19出口通过热风出管与每个分子筛吸附床的第二输入端相连，所述的热风出管上设置溢流管，该溢流管与净化废气排放管相连，所述的溢流管上设置有溢流阀18，所述的脱附装置还包括并入热风进管的新空气补管，所述的新空气补管上设置有补充空气阀门16。

该脱附装置中的热交换机预热脱附后的气体，脱附后的气体再被传送至催化燃烧反应器中进行催化燃烧分解；分解完成后的高温气体添加从补充空气阀门进入的新鲜空气降温到一个合适范围后再送入分子筛吸附床内，对分子筛吸附床中的填充物进行脱附处理；该***结构巧妙，催化反应快、能源利用率高。

为了更快的启动脱附装置，所述催化反应器带电加热功能，可用于装置的初始化运行。

为了保证脱附后的分子筛吸附床快速冷却，还设有与分子筛吸附床的第二输入端相连的冷却空气进管，所述的冷却空气进管上设置有冷却空气阀门21。

为了避免脱附风机频繁启停，并保证脱附催化反应器处于合适的温度范围，还包括与脱附风机出口相连的内循环管，所述的内循环管并入脱附气出管，所述的内循环管上设置有内循环控制阀门20。

利用上述***的治理大风量高浓度涂装车间废气的方法：

1)将喷漆废气通过喷漆废气吸入总管1进入第一级吸附装置3内，吸附喷漆废气中部分VOCs气体；

2)经第一级吸附装置3预处理后的喷漆废气先进入第二级吸附装置9的部分分子筛吸附床8内，进一步吸附除去喷漆废气的其余部分的VOCs；以此同时，第二级吸附装置9的另外部分分子筛吸附床8在脱附装置输入的高温气体的作用下，将吸附的VOCs脱附，脱附后的VOCs气体经脱附装置分解后再经过排放检测13后排放；

通过第二级吸附装置中部分分子吸附床8与另外部分分子筛吸附床8的吸附与脱附的轮转，周而复始，使整个吸附过程保持连续。

为了更好的解释工作流程，以下优选六组并联运行分子筛吸附床进行举例说明。

工作情况1、

如图3所示，在车间VOCs水平处于峰值时，第一级吸附装置预处理缓冲器将大部分的VOCs吸附，其余部分的VOCs再经过第二级吸附装置分子筛吸附装置吸附去除大部分；此时为了及时将VOCs气体吸收，第二级吸附装置9中的d、e、f三个分子筛吸附床8的第二级入口阀门6和第二级出口阀门11打开，脱附吹扫入口阀门7和脱附吹扫出口阀门10关闭；a、b、c三个分子筛吸附床8的第二级入口阀门6和第二级出口阀门11关闭，脱附吹扫入口阀门7和脱附吹扫出口阀门10打开；此时d、e、f三个分子筛吸附床8进行吸附操作，a、b、c三个分子筛吸附床8进行脱附操作

工作情况2、

如图4所示，当车间中VOCs浓度较低时，第一级吸附装置预处理缓冲器将大部分的VOCs吸附，第二级吸附装置中的a号分子筛吸附床处于吸附状态，另外部分的模块与脱附装置连通，处于脱附状态。VOCs气体经过第二级吸附装置分子筛开启的吸附装置吸附去除大部分，处于脱附状态的模块进行脱附操作，将该部分模块吸附的VOCs分解为无害物质，从而保证排放达标。

工作情况3、

如图5所示，当第二级吸附装置中的a号分子筛吸附床处于吸附饱和状态时，轮换b号分子筛吸附床进行吸附操作。

相比于传统二级吸附治理***，本***只需要调整具体的分子筛吸附床的工作状态，即可满足峰谷时治理和连续工作的工作需求，适应能力强，结构简单可靠，整体造价低廉，运行成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，包括第一级吸附装置、第二级吸附装置和脱附装置，所述的第二级吸附装置由多个并联的分子筛吸附床组成；

所述的第一级吸附装置的输入端与喷漆废气吸入总管相连，第一级吸附装置的输出端与每个分子筛吸附床的第一输入端相连，每个分子筛吸附床的第一输出端与抽风风机相连；所述的每个分子筛吸附床第一输入端和第一输出端上分别设置有第二级入口阀门和第二级出口阀门；

所述的脱附装置的输出端与每个分子筛吸附床第二输入端相连，每个分子筛吸附床第二输出端与脱附装置的输入端相连，所述的每个分子筛吸附床的第二输入端和第二输出端上分别设置有脱附吹扫入口阀门和脱附吹扫出口阀门。

2.根据权利要求1所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，所述的第一级吸附装置内部沿着喷漆废气运动方向设置有多孔活性炭吸附剂层，第一无纺过滤网层和第二无纺过滤网层。

3.根据权利要求1所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，所述的分子筛吸附床内填充有蜂窝沸石。

4.根据权利要求1所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，还包括多个喷漆废气吸入支管，该喷漆废气吸入支管与喷漆废气吸入总管相连。

5.根据权利要求1所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，所述的脱附装置包括热交换器、催化燃烧反应器和脱附风机，每个分子筛吸附床的第二输出端通过出气管与热交换器冷媒入口相连，热交换器冷媒出口与催化燃烧反应器入口相连，催化燃烧反应器出口与热交换器热媒入口相连，热交换器热媒出口通过热风进管与脱附风机入口相连，脱附风机出口通过热风出管与每个分子筛吸附床的第二输入端相连，所述的热风出管上设置溢流管，该溢流管与净化废气排放管相连，所述的溢流管上设置有溢流阀，所述的脱附装置还包括并入热风进管的新空气补管，所述的新空气补管上设置有补充空气阀门。

6.根据权利要求5所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，还包括与分子筛吸附床的第二输入端相连的冷却空气进管，所述的冷却空气进管上设置有冷却空气阀门。

7.根据权利要求5所述的一种针对大风量高浓度涂装车间废气治理***，其特征在于，还包括与脱附风机出口相连的内循环管，所述的内循环管并入脱附气出管，内循环管上设置有内循环控制阀门。

8.利用权利要求1-7任一权利要求所述的***治理涂装车间废气的方法，其特征在于，

1)喷漆废气通过喷漆废气吸入总管进入第一级吸附装置内，吸附喷漆废气中部分VOCs气体；

2)经第一级吸附装置预处理后的喷漆废气进入第二级吸附装置的部分分子筛吸附床内，进一步吸附除去喷漆废气的其余部分的VOCs；以此同时，第二级吸附装置的另外部分分子筛吸附床在脱附装置输入的高温气体的作用下，将吸附的VOCs脱附，脱附后的VOCs气体经脱附装置分解后排放；

通过第二级吸附装置中部分分子吸附床与另外部分分子筛吸附床的吸附与脱附的轮转，周而复始，使整个吸附过程保持连续。