CN208066067U - 一种车载式VOCs再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载式VOCs再生装置，目的在于解决小企业所产生的VOCs气体量不大，通常只建有活性炭的吸附装置，当活性炭吸附饱和后，通常采用更换的方式，或者直接抛弃，不符合环保和节能减排要求的问题。将本实用新型与已吸附VOCs的活性炭吸附塔连接后，通过液化气气瓶和燃气燃烧器的配合，实现热气流吹扫，使活性炭吸附的VOCs脱附，脱附的VOCs再进入催化反应器进行催化燃烧，使VOCs反应得到去除。同时，基于处理流程的改变，使得本实用新型能够更好地控制进入活性炭吸附塔内气体的温度，保证设备正常运行，提高***整体的可靠性。本实用新型能够满足小而量大的VOCs污染物再生处理的需要，具有较高的应用价值和应用前景，值得大规模推广和应用。

Description

一种车载式VOCs再生装置

技术领域

本实用新型涉及环保领域，尤其是VOCs活性炭吸附再生领域，具体为一种车载式VOCs再生装置。本实用新型能够用于VOCs的治理，尤其适用于采用活性炭或活性炭纤维对VOCs进行吸附，且没有再生装置的企业，能够有效减少活性炭的浪费，降低VOCs的处理成本，满足企业的生产需要，具有较好的应用前景。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文缩写，其对环境及人体具有危害性，必须进行处理。基于经济性和高效性考虑，目前通常采用活性炭处理VOCs。

VOCs气体具有来源面广的特点，对于大型工厂和企业而言，一般都建有吸附和再生装置。然而，很多小企业所产生的VOCs气体量不大，且出于经济考虑，通常只建有活性炭的吸附装置。当活性炭吸附饱和后，通常采用更换的方式，甚至不更换，直接抛弃。

将吸附VOCs饱和的活性炭用一次就抛弃，一方面会导致VOCs气体的处理成本上升，企业的生产成本增加；另一方面，由于活性炭在生产过程中本身也有污染，而将活性炭使用一次就抛弃，显然也不符合环保和节能减排的要求。此外，当活性炭吸附VOCs到一定浓度后，就成为危废，而危废的装填、运输、处理都有严格的规范和要求，这必将导致企业的处理成本大幅上升。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对小企业所产生的VOCs气体量不大，通常只建有活性炭的吸附装置，当活性炭吸附饱和后，通常采用更换的方式，或者直接抛弃，使得企业的处理成本增加，并会对环境造成极大的危害，不符合环保和节能减排要求的问题，提供一种车载式VOCs再生装置。其包括引风机、催化燃烧反应器、液化气气瓶、燃气燃烧器、鼓风机等，这些设备均安装在底座上，能够进行便携的移动。将本实用新型与已吸附VOCs的活性炭吸附塔连接后，通过液化气气瓶和燃气燃烧器的配合，实现热气流吹扫，使活性炭吸附的VOCs脱附，脱附的VOCs再进入催化反应器进行催化燃烧，使VOCs反应得到去除。同时，基于处理流程的改变，使得本实用新型能够更好地控制进入活性炭吸附塔内气体的温度，保证设备正常运行，提高***整体运行的安全性、稳定性和可靠性。本实用新型构思巧妙，设计合理，体积小，移动方便，自带燃料，能够满足小而量大的VOCs污染物再生处理的需要，具有较高的应用价值和应用前景，值得大规模推广和应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种车载式VOCs再生装置，包括液化气储存装置、燃气燃烧器、用于与吸附塔相连的VOCs气体再生接口、再生进气管道、引风机、催化燃烧反应器、净化管道、混合器、用于与吸附塔相连并为吸附塔提供净烟气的净烟气接口、用于将空气加入净化管道内的鼓风机、预热管道、净烟气排放管道，所述催化燃烧反应器内设置有燃气燃烧室、催化层、余热利用室；

所述液化气储存装置与燃气燃烧器相连，所述燃气燃烧器与催化燃烧反应器内的燃气燃烧室相连且液化气储存装置内的加热介质经燃气燃烧器后在燃气燃烧室内燃烧并使催化层达到起燃温度；

所述VOCs气体再生接口通过再生进气管道与催化燃烧反应器相连且吸附塔内热再生产生的气体能经再生进气管道能进入催化燃烧反应器内的催化层进行催化燃烧，所述引风机设置在再生进气管道上且引风机能够为吸附塔内热再生产生的气体进入催化燃烧反应器提供动力；

所述催化燃烧反应器通过净化管道与净烟气接口相连且催化燃烧反应器内催化层进行催化燃烧所产生的净烟气能依次经净化管道、净烟气接口进入吸附塔内，所述鼓风机与净化管道相连且鼓风机能将空气加入净化管道内，所述混合器设置在净化管道上且鼓风机加入的空气能在混合器内与催化燃烧反应器产生的净烟气进行混合并通过净烟气接口进入吸附塔内；

所述预热管道的两端分别与再生进气管道、余热利用室相连且再生进气管道的气体能经预热管道进入余热利用室预热后再进入催化燃烧反应器内的催化层；

所述净烟气排放管道与净化管道相连且净化管道内的净烟气能经净烟气排放管道排出；

所述再生进气管道、净化管道上、净烟气排放管道、预热管道分别设置有阀门。

还包括阻火器，所述阻火器设置在再生进气管道上且阻火器位于VOCs气体再生接口与引风机之间。

所述阻火器呈金属网型或波纹板型。

所述催化层上设置的催化剂为贵金属催化剂，或贵金属催化剂与非贵金属催化剂联用。

所述引风机、鼓风机分别采用变频风机。

还包括控制***，所述阀门为电动阀，所述控制***分别与电动阀、引风机、鼓风机相连。

所述控制***为PLC控制***。

还包括与控制***相连的温度传感器，所述温度传感器分别设置在催化燃烧反应器、净化管道内。

还包括设置在催化燃烧反应器内的压力传感器，所述压力传感器与控制***相连。

还包括壳体，该车载式VOCs再生装置设置在壳体内。

针对前述问题，本实用新型提供一种车载式VOCs再生装置。本实用新型能够针对多个企业进行处理，具有适用范围广的优点。对于企业而言，企业只需建立吸附装置即可，其具有投资低的优点。已有吸附装置的企业可以继续使用原设备，不用增加新的处理设备。通过本实用新型的再生处理，活性炭可多次使用，有效降低企业的运行费用。另外，由于吸附饱和的活性炭不再需要从吸附塔里搬出、运走，也就不涉及危废处理的相关问题。

该装置包括液化气储存装置、燃气燃烧器、VOCs气体再生接口、再生进气管道、引风机、催化燃烧反应器、净化管道、混合器、净烟气接口、鼓风机、预热管道、净烟气排放管道。其中，催化燃烧反应器内设置有燃气燃烧室、催化层、余热利用室。其中，燃气燃烧室是加热介质（本实用新型中，加热介质为天然气或石油气）燃烧及与VOCs气体混合的地方；催化层是VOCs气体催化燃烧生成H₂O和CO₂的地方；余热利用室是反应后气体热量用于加热反应前气体的地方。

该装置中，VOCs气体再生接口、净烟气接口分别用于活性炭吸附塔相连；其中，净烟气接口用于为吸附塔提供净烟气，从而使活性炭吸附塔内的VOCs被置换出来；经置换出的气体再经VOCs气体再生接口进入本实用新型中进行再生处理。

同时，液化气储存装置与燃气燃烧器相连，燃气燃烧器与催化燃烧反应器内的燃气燃烧室相连。VOCs气体再生接口通过再生进气管道与催化燃烧反应器相连，引风机设置在再生进气管道上。催化燃烧反应器通过净化管道与净烟气接口相连，鼓风机与净化管道相连，混合器设置在净化管道上。

另外，预热管道的两端分别与再生进气管道、余热利用室相连，净烟气排放管道与净化管道相连，再生进气管道、净化管道上、净烟气排放管道、预热管道分别设置有阀门。

该装置工作时，液化气储存装置内的天然气/石油气先经燃气燃烧器在燃气燃烧室内燃烧，并使催化层达到起燃温度。吸附塔内热再生产生的气体则经再生进气管道能进入催化燃烧反应器内的催化层进行催化燃烧，引风机为吸附塔内热再生产生的气体进入催化燃烧反应器提供动力。

同时，催化燃烧反应器内催化层进行催化燃烧所产生的净烟气则依次经净化管道、净烟气接口进入吸附塔内，以对吸附塔内的活性炭进行再生。鼓风机则将空气加入净化管道内，并经混合器与催化燃烧反应器产生的净烟气进行混合，混合后的气体通过净烟气接口进入吸附塔内，而燃烧产生的部分的净烟气则经净烟气排放管道排出。即，从催化燃烧反应器出来的净化后的气体分成两路，一路通过净烟气排放管道排入大气中，另一路作为活性炭脱附的热源利用。

另外，在反应前期，再生进气管道的气体先经预热管道进入余热利用室预热后，再进入催化燃烧反应器内的催化层。当催化燃烧产生的烟气温度超过设定温度值时，关闭预热管道上的阀门，以防止催化层的燃烧温度过高。

本实用新型在设计时，脱附后VOCs采用催化燃烧进行处理。催化燃烧比起热力燃烧具有起燃温度低，燃烧温度低的优点，能够有效节约大量燃料。但在催化燃烧开始和结束阶段，也需要对装置和再生气体进行加热，这部分能源消耗较多。申请人发现，若采用电加热装置，其存在加热效率低、加热速度慢，且需要设置单独的加热电源装置，将极大限制本实用新型的应用范围。为此，本实用新型采用液化气储存装置与燃气燃烧器相配合的方式，以液化气提供能源。本实用新型中，液化气不仅具有燃烧热值高的优点，而且液化气直接燃烧，还兼具热利用率高的优点。另外，由于液化气体积小，易于充填，本装置带有液化气储存装置，不需要企业增加和准备再生需要的能源，能够有效降低企业的生产和运行成本。

另外，本实用新型中，为实现对***温度的有效控制，对整体结构进行了相应的优化设计，其能根据燃烧过程的改变，进行相应的调节，并保证***整体运行的稳定、安全和可靠性。

本实用新型提供专业的再生设备，其具有处理效率高、效果好的优点，需再生的企业只要采用本实用新型，就能解决活性炭再生的问题，有效降低企业的运营成本。

进一步，本实用新型还包括阻火器，阻火器设置在再生进气管道上，且阻火器位于VOCs气体再生接口与引风机之间。采用该结构，能够避免回火对***造成危害。进一步，阻火器为金属网型或波纹板型。

进一步，催化层上采用的催化剂可只采用贵金属催化剂，也可非贵金属催化剂与贵金属催化剂联用。同时，本实用新型采用燃气燃烧器加热，且燃气燃烧器功率可调。

进一步，引风机、鼓风机分别采用变频风机。采用该结构，能够有效调节风量和压力。

进一步，还包括控制***，阀门为电动阀，控制***分别与电动阀相连；控制***可以为PLC控制***。采用该结构，能够对***进行自动控制与调节。

进一步，还包括与控制***相连的温度传感器，温度传感器分别设置在催化燃烧反应器、净化管道内。通过温度传感器，能够有效监测***中各部分的温度，保证***的安全运行，避免温度过高对***造成损害。

还包括设置在催化燃烧反应器内的压力传感器，压力传感器与控制***相连。采用该结构，能够有效监测***中各部分的压力，保证装置的安全、稳定运行，并有效调节引风机、鼓风机的进气量，使***处于最佳运行状态。

进一步，还包括壳体，该车载式VOCs再生装置设置在壳体内。采用该方式，便于将设备放在汽车上，有利于整体的移动。

综上所述，在工作时，将本实用新型与已吸附VOCs的活性炭吸附塔连接后，通过热气流吹扫的方式，使活性炭吸附的VOCs脱附，脱附的VOCs再进入催化反应器进行催化燃烧，使VOCs通过反应得到去除。本实用新型体积小，移动方便，自带燃料，能够适于小而量大的VOCs污染物的再生处理需求，具有较高的处理价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标记：1、阻火器，2、引风机，3、催化燃烧反应器，4、液化气储存装置，5、燃气燃烧器，6、催化层，7、余热利用室，8、鼓风机，9、混合器，10、净烟气接口，11、VOCs气体再生接口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，该装置包括液化气储存装置、燃气燃烧器、用于与吸附塔相连的VOCs气体再生接口、再生进气管道、阻火器、引风机、催化燃烧反应器、净化管道、混合器、用于与吸附塔相连并为吸附塔提供净烟气的净烟气接口、用于将空气加入净化管道内的鼓风机、预热管道、净烟气排放管道，阻火器设置在再生进气管道上且阻火器位于VOCs气体再生接口与引风机之间。其中，催化燃烧反应器内设置有燃气燃烧室、催化层、余热利用室。

该装置中，液化气储存装置与燃气燃烧器相连，燃气燃烧器与催化燃烧反应器内的燃气燃烧室相连。催化燃烧反应器通过净化管道与净烟气接口相连，鼓风机与净化管道相连，混合器设置在净化管道上。本实施例中，液化气储存装置为液化气钢瓶，阻火器为金属网型或波纹板型；催化层上设置的催化剂为贵金属催化剂，或贵金属催化剂与非贵金属催化剂的混合物。

该装置工作时，液化气储存装置内的液化气首先经燃气燃烧器后在燃气燃烧室内燃烧，并使催化层达到起燃温度。同时，燃烧产生的热风依次经净化管道、净烟气接口进入活性炭吸附装置中，调节鼓风机，使进入活性炭吸附装置中的气体温度不超过120℃。

同时，VOCs气体再生接口通过再生进气管道与催化燃烧反应器相连，引风机设置在再生进气管道上，预热管道的两端分别与再生进气管道、余热利用室相连，再生进气管道、净化管道上、净烟气排放管道、预热管道分别设置有阀门。

该装置工作时，吸附塔内热再生产生的气体经再生进气管道能进入催化燃烧反应器内的催化层，进行催化燃烧，引风机能够为吸附塔内热再生产生的气体进入催化燃烧反应器提供动力。在装置开始过程中，再生进气管道的气体经预热管道进入余热利用室预热后，再进入催化燃烧反应器内的催化层；随着反应的继续进行，催化层排出烟气的温度超过600℃时，关闭预热管道上的阀门，再生进气管道内的气体不经余热利用室利用，而是直接经燃烧室进入催化层，以防止催化层温度过高。另外，净烟气排放管道与净化管道相连，净化管道内多余的净烟气经净烟气排放管道排出。

进一步，该装置还可以包括控制***，阀门为电动阀，引风机、鼓风机分别采用变频风机，控制***分别与电动阀、引风机、鼓风机相连。本实用新型中的控制***可以采用PLC控制***。

某企业的活性炭吸附装置处理VOCs气体一段时间后，活性炭已饱和或接近饱和。将该装置移动到该企业的活性炭吸附装置旁，将本实用新型的VOCs气体再生接口、净化烟气再生接口分别与活性炭吸附装置连接。然后，打开液化气储存装置和燃气燃烧器，天然气/石油气在催化燃烧反应器的燃气燃烧室里燃烧，产生的热量使催化层的温度达到起燃温度110～260℃；然后，打开引风机、鼓风机，使热风通过净烟气接口进入活性炭吸附装置，调节鼓风机的风量，使进入活性炭吸附装置的温度不超过120℃；热再生产生的VOCs气体通过VOCs气体再生接口进入本实用新型的再生装置，VOCs气体依次通过阻火器、引风机进入催化燃烧反应器，在燃气燃烧室里被燃烧的天然气/石油气加热，在催化层上，VOCs催化燃烧，生成H₂O和CO₂，得到净化，催化产生大量的热，使烟气温度升高；通过余热利用室，反应后的高温净烟气加热进入催化燃烧反应器的原烟气，净烟气温度降低，原烟气温度升高，净烟气从催化燃烧反应器出来后，分为两股，一股排放到大气，另一股作为热源与鼓风机鼓入的空气在混合器中混合均匀后，进入活性炭吸附装置。

本再生装置在开始运行时，需要燃气燃烧器工作，随着置换出来的VOCs增多，反应的热量增加到能维持催化燃烧的温度时，关闭燃气燃烧器。随着反应的继续进行，催化燃烧反应器排出烟气温度超过600℃时，进入催化燃烧反应器的烟气不再经过余热利用室，而是直接进入催化燃烧反应器，以防止催化燃烧反应器温度过高。在活性炭中的VOCs置换快完的时候，反应的热量不能维持催化燃烧的温度时，需再次打开燃气燃烧器，直到处理完成为止。本实用新型的启停和控制等都可以通过PLC进行自动控制，有效降低操作人员的劳动强度，保证***处于最佳的运行状态。

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

Claims (10)

1.一种车载式VOCs再生装置，其特征在于，包括液化气储存装置、燃气燃烧器、用于与吸附塔相连的VOCs气体再生接口、再生进气管道、引风机、催化燃烧反应器、净化管道、混合器、用于与吸附塔相连并为吸附塔提供净烟气的净烟气接口、用于将空气加入净化管道内的鼓风机、预热管道、净烟气排放管道，所述催化燃烧反应器内设置有燃气燃烧室、催化层、余热利用室；

所述液化气储存装置与燃气燃烧器相连，所述燃气燃烧器与催化燃烧反应器内的燃气燃烧室相连且液化气储存装置内的加热介质经燃气燃烧器后在燃气燃烧室内燃烧并使催化层达到起燃温度；

所述VOCs气体再生接口通过再生进气管道与催化燃烧反应器相连且吸附塔内热再生产生的气体能经再生进气管道能进入催化燃烧反应器内的催化层进行催化燃烧，所述引风机设置在再生进气管道上且引风机能够为吸附塔内热再生产生的气体进入催化燃烧反应器提供动力；

所述催化燃烧反应器通过净化管道与净烟气接口相连且催化燃烧反应器内催化层进行催化燃烧所产生的净烟气能依次经净化管道、净烟气接口进入吸附塔内，所述鼓风机与净化管道相连且鼓风机能将空气加入净化管道内，所述混合器设置在净化管道上且鼓风机加入的空气能在混合器内与催化燃烧反应器产生的净烟气进行混合并通过净烟气接口进入吸附塔内；

所述预热管道的两端分别与再生进气管道、余热利用室相连且再生进气管道的气体能经预热管道进入余热利用室预热后再进入催化燃烧反应器内的催化层；

所述净烟气排放管道与净化管道相连且净化管道内的净烟气能经净烟气排放管道排出；

所述再生进气管道、净化管道上、净烟气排放管道、预热管道分别设置有阀门。

2.根据权利要求1所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，还包括阻火器，所述阻火器设置在再生进气管道上且阻火器位于VOCs气体再生接口与引风机之间。

3.根据权利要求2所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，所述阻火器呈金属网型或波纹板型。

4.根据权利要求1所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，所述催化层上设置的催化剂为贵金属催化剂，或贵金属催化剂与非贵金属催化剂联用。

5.根据权利要求1所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，所述引风机、鼓风机分别采用变频风机。

6.根据权利要求1~5任一项所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，还包括控制***，所述阀门为电动阀，所述控制***分别与电动阀、引风机、鼓风机相连。

7.根据权利要求6所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，所述控制***为PLC控制***。

8.根据权利要求6所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，还包括与控制***相连的温度传感器，所述温度传感器分别设置在催化燃烧反应器、净化管道内。

9.根据权利要求6所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，还包括设置在催化燃烧反应器内的压力传感器，所述压力传感器与控制***相连。

10.根据权利要求1~5、7~9任一项所述车载式VOCs再生装置，其特征在于，还包括壳体，该车载式VOCs再生装置设置在壳体内。