CN208541981U - 有机废气处理*** - Google Patents
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
本实用新型涉及一种有机废气处理***，有机废气处理***包括多个有机废气提供装置(1)、吸附脱附装置(2)、催化燃烧装置(3)以及控制装置(4)，吸附脱附装置(2)包括交替使用的第一吸附脱附室(11)和第二吸附脱附室(12)，催化燃烧装置(3)包括分风切割换热部分(28)、蓄热部分(37)和催化燃烧部分(40)，控制装置(4)包括控制流速或流量的变频器(46)，使得预定温度、第一和第二提升温度以及燃烧器加热的加热温度恒定在预定范围的恒温控制单元以及连接变频器(46)和恒温控制单元(47)的处理单元(78)，本方法同时对多个有机废气源进行自动地高效净化处理，既最大限度利用热量且净化效率高及净化效果稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于催化燃烧领域，特别涉及有机废气处理***。
背景技术
随着工业生产的发展，不可避免的排放出大量有机废气，有机废气一般包含碳烃化合物、苯及苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈、氰等。在石油炼制、涂料涂装、漆包线等化工行业以及电子、铸造、纺织、印刷、皮革、鞋业、家具及食品加工和饲料加工行业中这一问题尤其显得更加严重。例如，在钢(铝)板彩涂生产线生产时，涂敷涂料的钢带进入烘房对涂料进行固化烘干，涂料中有机溶剂在烘房内蒸发形成有机废气，随烘房的排风***排出，将对周围环境形成污染，有机废气排放到大气环境中通过系列化学反应引发环境污染。例如，一些活性强的有机废气可以与另一种大气污染物氮氧化物发生光化学反应，引起地表臭氧浓度升高，形成光化学烟雾污染；有机废气也可以经过复杂过程成核长大形成二次有机气溶胶，而二次有机气溶胶正是细颗粒物PM2.5的重要组成部分。有机废气本身对人体健康也能构成巨大威胁。例如，常见的如甲醛、苯、甲苯等具有致癌、致畸的危害。因此，要去除光化学烟雾，降低颗粒物污染，提高城市空气质量，保护民众的身体健康，有机废气排放控制和去除势在必行。
烘房排出的有机废气中含的有机物污染物，将其催化氧化产生的热量和油\气(天然气、柴油等)燃烧热量相当，因此，烘房排出有机废气除本身温度蕴含的能量外，其中所含有的有机物亦一同排出，这样既是能源浪费同时又对环境造成污染。
有机废气常用的处理方式包括活性炭吸附、直接燃烧以及催化燃烧技术。活性炭吸附是目前较为成熟、应用较广的有机废气处理技术，但其对于有机废气处理具有一定的局限性，饱和吸附剂若长期置于空气环境中，脱附出有机物质会对大气环境造成二次污染，由于容易饱和，无法处理大规模的有机废气。直接燃烧主要缺点是加热废气必须具有高浓度，要浪费一些燃料油或燃料气，其燃烧后的热量直接排放，造成能源更大的浪费。
催化燃烧法也称为无火焰燃烧，其实质是催化氧化反应，采用合适的催化剂，利用催化剂的深度催化氧化活性将有机组分在燃点以下的温度与氧化合，生成无毒的CO2和H2O，达到净化目的。但其缺点是有机废气燃烧后产生的热量未被利用，直接排放，造成能源浪费，将净化后的带有反应热的废气排空会造成严重的安全隐患，现有的催化燃烧装置还会导致部分废气未得到完全净化而排空，长此以往，仍对空气质量存在着隐患；有机废气产生的量和有机废气的浓度也在变化，催化燃烧装置处理有害气体的效果也时好时坏不稳定，有时不能满足国家环保局要求的排放标准。
专利文献1公开的一种优化的间接式催化焚烧烟气多级换热***，该***包括催化床、天然气燃烧器、换热器、吸附转轮、吸附风机、排烟风机和脱附风机，所述换热器包含四级换热单元，分别为第一级换热单元、第二级换热单元、第三级换热单元和第四级换热单元，所述第一级换热单元和第三级换热单元相互连通，第一级换热单元的冷侧出口作为浓缩废气出口，第三级换热单元的冷侧入口作为浓缩废气入口，所述第二级换热单元和第四级换热单元相互连通，第二级换热单元的冷侧出口作为脱附气出口，第四级换热单元的冷侧入口作为脱附气入口；所述吸附转轮包括轮转吸附区、轮转吹扫区和轮转脱附区，所述轮转吸附区出口通过所述吸附风机与排烟风机连接烟囱，所述轮转吹扫区出口与所述第四级换热单元冷侧入口相连通，所述轮转脱附区入口与所述第二级换热单元冷侧出口相连通，轮转脱附区出口通过所述脱附风机与所述第三级换热单元冷侧入口相连通，所述第一级换热单元的冷侧出口连接所述催化床的入口，催化床的出口连接所述天然气燃烧器的出口与换热器的热侧入口，换热器的热侧出口通过所述排烟风机连接至烟囱。该专利采用了吸附转轮和催化燃烧相结合，但由于吸附转轮的吸附脱附所需要的时间以及其处理的量和催化燃烧之间容易失衡，使得净化效率低且催化燃烧装置处理效果不稳定、热量浪费大，例如脱附时需要的热量和催化燃烧产生的热量不匹配等，间接换热的热量利用率低，无法自动地高效处理净化过程达到既最大限度利用热量且净化效率高。
专利文献2公开的一种吸附催化一体化装置，它包括内设过滤网的过滤装置，过滤装置的进口连接废气源，过滤装置出口接吸附装置，吸附装置的出口经排风机接通大气，所述吸附装置包括两并联设置的吸附塔，吸附塔的进口和出口分别设有进口阀和出口阀，吸附塔内设有活性炭吸附滤料，进口阀后设有循环风出口，出口阀前设有循环风进口，循环风出口和循环风进口相应的管路上均设有截止阀，循环风出口和循环风进口之间经循环风管连接有阻火器、废气燃烧器、和循环风机，废气燃烧器的一部分经循环风机排入循环风进口，另一部分直排大气，在循环风进口一侧的循环风管上还设有可从外界补入冷却风的冷却风机。该专利利用了***内催化燃烧后的余热进行脱附，但该专利无法进行持续交替的净化处理，无法克服由于不同有机物成分及不同浓度的有机废气源带来的催化燃烧处理效果不稳定，热量利用效率低，无法自动地高效处理净化过程达到既最大限度利用热量且净化效率高。
专利文献3公开了一种有机废气处理装置，包括第一风机(1)、第二风机(2)、活性炭吸附单元(3)、催化氧化燃烧器(4)、换热器(5)、烟囱(6) 和控制器(7)，其中，所述活性炭吸附单元(3)内设有活性炭层(30)，所述第一风机(1)通过第一进风管道(11)与所述活性炭吸附单元(3)的第一进口(31)连接，所述第二风机(2)通过第二进风管道(21)与所述活性炭吸附单元(3)的第二进口(32)连接，所述活性炭吸附单元(3)的第一出口(33)通过第一出风管道(34)与所述烟囱(6)连接，所述活性炭吸附单元(3)的第二出口(35)通过第二出风管道(36)与所述催化氧化燃烧器(4)连接，所述催化氧化燃烧器(4)燃烧后的气体通过第一排气管道(41)进入所述换热器(5)进行热交换后排出，所述第一进风管道(11) 上设有第一阀门(k1)，第二进风管道(21)上设有第二阀门(k2)，第一出风管道(34)上设有第三阀门(k3)，第二出风管道(36)上设有第四阀门 (k4)，且所述第一阀门(k1)和第二阀门(k2)分别与所述控制器(7)连接通信，所述第一阀门(k1)与第三阀门(k3)连锁，所述第二阀门(k2) 与第四阀门(k4)连锁。该专利能够实现活性炭的重复使用，但该专利无法进行持续交替的净化处理，无法克服由于不同有机物成分及不同浓度的有机废气源带来的催化燃烧处理效果不稳定，热量利用效率低，无法自动地高效处理净化过程达到既最大限度利用热量且净化效率高。
因此，有必要提供一种可以自动地高效处理净化过程达到既最大限度利用热量且净化效率高及净化效果稳定的有机废气处理***。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：中国专利公开CN107830538A号
专利文献2：中国专利公开CN201295583Y号
专利文献3：中国专利公开CN107477600A号
实用新型内容
本实用新型人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本实用新型提供一种有机废气处理***，其包括多个有机废气提供装置、吸附脱附装置、催化燃烧装置以及控制有机废气处理的控制装置。
有机废气提供装置，其包括多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源、用于抽吸有机废气的第一风机和用于过滤有机废气的过滤器，有机废气源分别经由第一自动阀门组被第一风机抽吸以进入过滤器的入口，过滤器的出口设有测量排出的有机废气流量和浓度的第一流量传感器和第一浓度传感器，
吸附脱附装置，其包括交替使用的第一吸附脱附室和第二吸附脱附室，第一吸附脱附室和第二吸附脱附室分别设有用于吸附有机废气的水平布置的多层活性炭床、用于脱附的加热管道和测量多层活性炭床温度的第一温度传感器，多层活性炭床和加热管道在层向上间隔布置，吸附时，有机废气经由第二自动阀门进入第一吸附脱附室或经由第六自动阀门进入第二吸附脱附室，所述有机废气通过多层活性炭床吸附后经由第三自动阀门或第七自动阀门排出，连接所述第三自动阀门或第七自动阀门的第二风机连通排出口，所述排出口附近设有检测有机废气浓度的第二浓度传感器，脱附时，来自催化燃烧装置的热气流经由第四自动阀门或第八自动阀门输入加热管道以加热多层活性炭床到预定温度，脱附的有机废气经由第五自动阀门或第九自动阀门输入催化燃烧装置的废气入口；
催化燃烧装置，其包括：
分风切割换热部分，经由第三风机连接废气入口的分风切割换热部分包括一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元，其中，一级分风切割换热单元和/或二级分风切割换热单元分别包括用于均匀分风切割有机废气的分风切割流道、用于换热的换热单元、用于均匀换热的搅拌单元、用于热量补偿的补偿器和第二温度传感器，
蓄热部分，连接所述分风切割换热部分的蓄热部分设有用于蓄热的蓄热单元和测量蓄热单元温度的第三温度传感器，
催化燃烧部分，其包括用于催化燃烧的催化载体、提供加热的燃烧机、第二流量传感器和第四温度传感器，来自分风切割流道的有机废气按照预定流量进入催化燃烧部分催化反应预定时间形成热气流，所述热气流经由蓄热部分流入所述换热单元，流出换热单元的热气流一部分经由第四风机输入加热管道，另一部分向外供热；
控制装置，电连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门的控制装置包括：
变频器，其电连接第一至第四风机以控制流速或流量，
恒温控制单元，其连接所述第四自动阀门、第八自动阀门、补偿器和燃烧机使得预定温度、一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元的第一和第二提升温度以及燃烧器加热的加热温度恒定在预定范围，
处理单元，连接变频器和恒温控制单元的处理单元基于第一流量传感器和第一浓度传感器测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组一个或多个开启以及第二自动阀门开启使得有机废气进入第一吸附脱附室，当第二浓度传感器测量的第二浓度数据超过了预定浓度值，处理单元经由第三自动阀门关闭第一吸附脱附室且经由第六自动阀门开启第二吸附脱附室以开始吸附，热气流经由第四风机以预定流速输入加热管道加热第一吸附脱附室恒定到预定温度，来自废气入口的有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流，其经由蓄热部分流入所述换热单元，热气流部分地输入加热管道。
所述的有机废气处理***中，一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元分别设有PID执行机构，其通过连接布置在换热单元上的供热自动调节阀门控制热量使得有机废气依次提高到第一提升温度和第二提升温度，所述分风切割流道包括接收有机废气的主流道和多个用于分风切割的分支流道。
所述的有机废气处理***中，所述催化载体通过蜂窝状陶瓷结构浸没在第一溶液中30-40分钟后取出150度温度下烘干2-4小时后，蜂窝状陶瓷结构浸没在第二溶液70-80分钟后放入马弗炉在450度下干烧6-7小时形成，所述第一溶液为含有100g/l氧化锰、25g/l氧化镍和15g/l氧化铈的去离子水溶液，所述第二溶液为含有120g/l铂和360g/l钯的有机酸溶液。
所述的有机废气处理***中，第一、第二、第三和/或第四风机设有厚度为100-200毫米的硅酸铝保温层，水平的多层活性炭床的活性炭尺寸沿吸附方向逐渐变小。
所述的有机废气处理***中，有机废气源包括印花废气源、油漆辊涂废气源和油漆固化废气源，有机废气包括颗粒物、SO2、NOx、苯、甲苯、二甲苯和丙酮中的一种或多种，蓄热单元为圆柱形陶瓷体，所述圆柱形陶瓷体上均布朝换热单元方向延伸的通孔，所述控制装置包括液晶触摸屏。
所述的有机废气处理***中，所述控制装置为手机、pad或云端服务器，所述控制装置经由无线通信设备无线连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，所述移动通信网络设备包括2G/3G/4G无线通信芯片，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee或Wi-Fi模块中的一个。
所述的有机废气处理***中，所述预定温度为60-100℃，预定催化温度 220-280℃，所述第一提升温度为110-120℃，所述第二提升温度为150-160 ℃。
所述的有机废气处理***中，恒温控制单元和/或处理单元包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理单元包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器 RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
所述的有机废气处理***中，所述第五自动阀门和第九自动阀门与催化燃烧装置之间设有防止有机废气燃烧的阻火器，所述分风切割换热部分和催化燃烧部分的连接处设有防火板。
一种利用所述的有机废气处理***的处理方法，其包括以下步骤：
基于第一流量传感器和第一浓度传感器测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组一个或多个开启以及第二自动阀门开启,第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第一吸附脱附室吸附；
第二浓度传感器测量的第二浓度数据超过了预定浓度值时，第三自动阀门关闭第一吸附脱附室且经由第六自动阀门开启第二吸附脱附室，第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第二吸附脱附室吸附；
热气流经由第四风机以预定流速输入加热管道加热第一吸附脱附室恒定到预定温度；
来自第一吸附脱附室的有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元，使得有机废气依次提高到第一提升温度和第二提升温度，预定浓度的有机废气经由在催化燃烧部分中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流，其经由蓄热部分流入所述换热单元；
重复上述步骤使得第一吸附脱附室和第二吸附脱附室交替吸附脱附且催化燃烧装置催化燃烧有机废气并提供热气流。
本实用新型的技术效果如下：
根据本实用新型的有机废气处理***，可以对多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源进行自动地高效净化处理，既最大限度利用热量且净化效率高及净化效果稳定，基于第一流量传感器和第一浓度传感器测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组一个或多个开启以及第二自动阀门开启,第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第一吸附脱附室吸附；第二浓度传感器测量的第二浓度数据超过了预定浓度值时，第三自动阀门关闭第一吸附脱附室且经由第六自动阀门开启第二吸附脱附室，第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第二吸附脱附室吸附，本实用新型的第一吸附脱附室和第二吸附脱附室交替使用且脱附热源来自催化燃烧产生的热量，吸附脱附装置可以持续地净化有机废气，恒温控制单元使得热气流经由第四风机以预定流速输入加热管道加热第一吸附脱附室恒定到预定温度，不仅提高了脱附效率和吸附效能，而且提供了吸附脱附使用寿命，一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元通过分风切割流道均匀分风切割有机废气，通过与换热单元高效地直接换热，提高了热效率且通过热量补偿的补偿器使得有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，这有利于提高净化效果的稳定性，蓄热部分能够对换热单元持续稳定补充热量，进一步提高了热量利用率，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流显著提高了净化效果稳定性，另外，本实用新型的催化载体通过蜂窝状陶瓷结构浸没在第一溶液中30-40分钟后取出150度温度下烘干2-4小时后，蜂窝状陶瓷结构浸没在第二溶液70-80分钟后放入马弗炉在450度下干烧6-7小时形成，所述第一溶液为含有100g/l氧化锰、 25g/l氧化镍和15g/l氧化铈的去离子水溶液，所述第二溶液为含有120g/l铂和360g/l钯的有机酸溶液，本实用新型的催化载体能够使得有机废气在催化温度220-280℃范围内催化反应成无毒的CO2和H2O，达到净化目的，由于其催化反应温度低，对加热源加热要求低，进一步节约了热量，本实用新型通过电连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门的控制装置能够实现自动控制持续交替吸附脱附以及催化燃烧的精确催化以及其热量的高效利用。
附图说明
图1为本实用新型有机废气处理***的一实施方式的整体结构示意图。
图2为本实用新型有机废气处理***的一实施方式的催化燃烧装置的结构示意图。
符号说明：
1 有机废气提供装置；
2 吸附脱附装置；
3 催化燃烧装置；
4 控制装置；
5 有机废气源；
6 第一风机；
7 过滤器；
8 第一自动阀门组；
9 第一流量传感器；
10 第一浓度传感器；
11 第一吸附脱附室；
12 第二吸附脱附室；
13 多层活性炭床；
14 加热管道；
15 第一温度传感器；
16 第二自动阀门；
17 第六自动阀门；
18 第三自动阀门；
19 第七自动阀门；
20 第二风机；
21 排出口；
22 第二浓度传感器；
23 第四自动阀门；
24 第八自动阀门；
25 第五自动阀门；
26 第九自动阀门；
27 废气入口；
28 分风切割换热部分；
29 第三风机；
30 一级分风切割换热单元；
31 二级分风切割换热单元；
32 分风切割流道；
33 换热单元；
34 搅拌单元；
35 补偿器；
36 第二温度传感器；
37 蓄热部分；
38 蓄热单元；
39 第三温度传感器；
40 催化燃烧部分；
41 催化载体；
42 燃烧机；
43 第二流量传感器；
44 第四温度传感器；
45 第四风机；
46 变频器；
47 恒温控制单元；
48 处理单元；
49 阻火器
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本实用新型实施例的限定。
具体而言，如图1所示本实用新型的有机废气处理***，一种有机废气处理***包括多个有机废气提供装置1、吸附脱附装置2、催化燃烧装置3 以及控制有机废气处理的控制装置4。
有机废气提供装置1，其包括多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源5、用于抽吸有机废气的第一风机6和用于过滤有机废气的过滤器7，有机废气源分别经由第一自动阀门组8被第一风机6抽吸以进入过滤器7 的入口，过滤器7的出口设有测量排出的有机废气流量和浓度的第一流量传感器9和第一浓度传感器10，
吸附脱附装置2，其包括交替使用的第一吸附脱附室11和第二吸附脱附室12，第一吸附脱附室11和第二吸附脱附室12分别设有用于吸附有机废气的水平布置的多层活性炭床13、用于脱附的加热管道14和测量多层活性炭床温度的第一温度传感器15，多层活性炭床13和加热管道14在层向上间隔布置，吸附时，有机废气经由第二自动阀门16进入第一吸附脱附室11或经由第六自动阀门17进入第二吸附脱附室12，所述有机废气通过多层活性炭床13吸附后经由第三自动阀门18或第七自动阀门19排出，连接所述第三自动阀门18或第七自动阀门19的第二风机20连通排出口21，所述排出口 21附近设有检测有机废气浓度的第二浓度传感器22，脱附时，来自催化燃烧装置3的热气流经由第四自动阀门23或第八自动阀门24输入加热管道14 以加热多层活性炭床13到预定温度，脱附的有机废气经由第五自动阀门25 或第九自动阀门26输入催化燃烧装置3的废气入口27；
图2为本实用新型有机废气处理***的一实施方式的催化燃烧装置的结构示意图，催化燃烧装置3，其包括：
分风切割换热部分28，经由第三风机29连接废气入口27的分风切割换热部分28包括一级分风切割换热单元30和二级分风切割换热单元31，其中，一级分风切割换热单元30和/或二级分风切割换热单元31分别包括用于均匀分风切割有机废气的分风切割流道32、用于换热的换热单元33、用于均匀换热的搅拌单元34、用于热量补偿的补偿器35和第二温度传感器36，
蓄热部分37，连接所述分风切割换热部分28的蓄热部分37设有用于蓄热的蓄热单元38和测量蓄热单元温度的第三温度传感器39，
催化燃烧部分40，其包括用于催化燃烧的催化载体41、提供加热的燃烧机42、第二流量传感器43和第四温度传感器44，来自分风切割流道32 的有机废气按照预定流量进入催化燃烧部分40催化反应预定时间形成热气流，所述热气流经由蓄热部分37流入所述换热单元33，流出换热单元33 的热气流一部分经由第四风机45输入加热管道14，另一部分向外供热；
控制装置4，电连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门的控制装置4包括：
变频器46，其电连接第一至第四风机以控制流速或流量，
恒温控制单元47，其连接所述第四自动阀门、第八自动阀门、补偿器 35和燃烧机42使得预定温度、一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元的第一和第二提升温度以及燃烧器加热的加热温度恒定在预定范围，
处理单元48，连接变频器46和恒温控制单元47的处理单元78基于第一流量传感器8和第一浓度传感器10测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组8一个或多个开启以及第二自动阀门16开启使得有机废气进入第一吸附脱附室11，当第二浓度传感器22测量的第二浓度数据超过了预定浓度值，处理单元48经由第三自动阀门18关闭第一吸附脱附室11 且经由第六自动阀门17开启第二吸附脱附室12以开始吸附，热气流经由第四风机45以预定流速输入加热管道14加热第一吸附脱附室11恒定到预定温度，来自废气入口27的有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元30和二级分风切割换热单元31使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分40中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流，其经由蓄热部分37流入所述换热单元22，热气流部分地输入加热管道14。
本实用新型的有机废气处理***可以对多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源进行自动地高效处理净化过程，既最大限度利用热量且净化效率高及净化效果稳定，有机废气提供装置1，其包括多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源5可以提供例如不同来源形成的总量变化的有机废气，通过第一自动阀门组8以及第一风机6抽吸使得进入吸附脱附装置2的有机废气稳定可控且与吸附脱附装置2的吸附能力相匹配，提高吸附效率且不降低吸附效果，吸附脱附装置2中的第一吸附脱附室11和第二吸附脱附室12可以实现持续交替吸附净化处理，多层活性炭床13和加热管道14在层向上间隔布置提高了热量的利用率，且由于恒温控制单元的控制提高了脱附效果以及延长了使用寿命，催化燃烧装置3能够克服由于不同有机物成分及不同浓度的有机废气源带来的催化燃烧处理效果不稳定及热量利用效率低的缺陷，其通过包括一级分风切割换热单元30和二级分风切割换热单元31的分风切割换热部分28进行两级直接换热，且通过分风切割流道32均匀分风切割有机废气提高换热效果、搅拌单元34均匀换热、在恒温控制单元的控制下，通过补偿器35热量补偿使得有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，这有利于提高净化效果的稳定性，连接所述分风切割换热部分28的蓄热部分37可以稳定地向换热单元补充热量，提高热量利用率，在处理单元的控制下，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流显著提高了净化效果稳定性，控制装置能够实现自动控制持续交替吸附脱附以及催化燃烧的精确催化以及其热量的高效利用，多余的热气流携带的热量还可以向***外进行供热。
催化燃烧部分40，其包括用于催化燃烧的催化载体41、提供加热的燃烧机42、第二流量传感器43和第四温度传感器44，来自分风切割流道32 的有机废气按照预定流量进入催化燃烧部分40催化反应预定时间形成热气流，所述热气流经由蓄热部分37流入所述换热单元33，流出换热单元33 的热气流一部分经由第四风机45输入加热管道14，另一部分向外供热；
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，一级分风切割换热单元30和二级分风切割换热单元31分别设有PID执行机构，其通过连接布置在换热单元33上的供热自动调节阀门控制热量使得有机废气依次提高到第一提升温度和第二提升温度，所述分风切割流道32包括接收有机废气的主流道和多个用于分风切割的分支流道。通过PID执行机构精确地控制热量使得有机废气温度精确稳定提升，大大降低了燃烧机的供热量以及提高了热量的利用率，且提高了催化燃烧的稳定性。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，所述催化载体 41通过蜂窝状陶瓷结构浸没在第一溶液中30-40分钟后取出150度温度下烘干2-4小时后，蜂窝状陶瓷结构浸没在第二溶液70-80分钟后放入马弗炉在 450度下干烧6-7小时形成，所述第一溶液为含有100g/l氧化锰、25g/l氧化镍和15g/l氧化铈的去离子水溶液，所述第二溶液为含有120g/l铂和360g/l 钯的有机酸溶液。本实施例的催化载体41显著地降低了催化反应温度，使得在220-280℃的范围下，特别是240-260℃之间的温度下，催化反应能够顺利进行，降低了所需燃烧机的供热量且催化燃烧效果好，其处理效果在99％以上，由于降低了催化反应温度，相应地延长了催化载体的使用寿命。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，第一、第二、第三和/或第四风机设有厚度为100-200毫米的硅酸铝保温层，水平的多层活性炭床13的活性炭尺寸沿吸附方向逐渐变小。这进一步提高了本***的热量使用率以及吸附效果。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，有机废气源包括印花废气源、油漆辊涂废气源和油漆固化废气源，有机废气包括颗粒物、 SO2、NOx、苯、甲苯、二甲苯和丙酮中的一种或多种，蓄热单元38为圆柱形陶瓷体，所述圆柱形陶瓷体上均布朝换热单元33方向延伸的通孔，所述控制装置4包括液晶触摸屏。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，所述控制装置 4为手机、pad或云端服务器，所述控制装置4经由无线通信设备无线连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，所述移动通信网络设备包括2G/3G/4G无线通信芯片，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee 或Wi-Fi模块中的一个。本实施例通过无线连接能够更方便地控制***运行。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，所述预定温度为60-100℃，预定催化温度220-280℃，所述第一提升温度为110-120℃，所述第二提升温度为150-160℃。本***在改进过程中研究得到，预定温度为 60-100℃时，热量利用和脱附作用能够得到平衡优化，所述第一提升温度为 110-120℃，所述第二提升温度为150-160℃的热量利用率最优化且催化反应效果好。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，恒温控制单元 47和/或处理单元48包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理单元48包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
本实用新型的所述的有机废气处理***的优选实施例中，所述第五自动阀门25和第九自动阀门26与催化燃烧装置3之间设有防止有机废气燃烧的阻火器49，所述分风切割换热部分28和催化燃烧部分40的连接处设有防火板。这提高了本实用新型的安全性。
一种利用所述的有机废气处理***的处理方法包括以下步骤：
基于第一流量传感器9和第一浓度传感器10测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组8一个或多个开启以及第二自动阀门16开启,第一风机6抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器7过滤后进入第一吸附脱附室11吸附；
第二浓度传感器22测量的第二浓度数据超过了预定浓度值时，第三自动阀门18关闭第一吸附脱附室11且经由第六自动阀门17开启第二吸附脱附室12，第一风机6抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器7过滤后进入第二吸附脱附室12吸附；
热气流经由第四风机45以预定流速输入加热管道14加热第一吸附脱附室11恒定到预定温度；
来自第一吸附脱附室11的有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元30和二级分风切割换热单元31，使得有机废气依次提高到第一提升温度和第二提升温度，预定浓度的有机废气经由在催化燃烧部分40中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流，其经由蓄热部分37流入所述换热单元33；
重复上述步骤使得第一吸附脱附室11和第二吸附脱附室12交替吸附脱附且催化燃烧装置3催化燃烧有机废气并提供热气流。
本实用新型可以同时对多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源进行自动地高效处理净化过程达到，既最大限度利用热量且净化效率高及净化效果稳定，基于第一流量传感器和第一浓度传感器测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组一个或多个开启以及第二自动阀门开启,第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第一吸附脱附室吸附；第二浓度传感器测量的第二浓度数据超过了预定浓度值时，第三自动阀门关闭第一吸附脱附室且经由第六自动阀门开启第二吸附脱附室，第一风机抽吸有机废气源使得有机废气先经由过滤器过滤后进入第二吸附脱附室吸附，本实用新型的第一吸附脱附室和第二吸附脱附室交替使用且脱附热源来自催化燃烧产生的热量，吸附脱附装置可以持续地净化有机废气，恒温控制单元使得热气流经由第四风机以预定流速输入加热管道加热第一吸附脱附室恒定到预定温度，不仅提高了脱附效率和吸附效能，而且提供了吸附脱附使用寿命，一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元通过分风切割流道均匀分风切割有机废气，通过与换热单元高效地直接换热，提高了热效率且通过热量补偿的补偿器使得有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，这有利于提高净化效果的稳定性，蓄热部分能够对换热单元持续稳定补充热量，进一步提高了热量利用率，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流显著提高了净化效果稳定性，本实用新型通过电连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门的控制装置能够实现自动控制持续交替吸附脱附以及催化燃烧的精确催化以及其热量的高效利用。本实用新型能够同时处理废气量2000-50000m3/h，适用不同量级规模的有机废气的处理，净化效率大于99％，和现有技术比，燃烧器的供热能够节约60％，节能效果显著。
工业实用性
本实用新型的有机废气处理***可以在有机废气处理领域制造并使用。
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (9)
1.有机废气处理***，其包括多个有机废气提供装置(1)、吸附脱附装置(2)、催化燃烧装置(3)以及控制有机废气处理的控制装置(4)，其特征在于，
有机废气提供装置(1)，其包括多个提供不同有机物成分及不同浓度的有机废气源(5)、用于抽吸有机废气的第一风机(6)和用于过滤有机废气的过滤器(7)，有机废气源分别经由第一自动阀门组(8)被第一风机(6)抽吸以进入过滤器(7)的入口，过滤器(7)的出口设有测量排出的有机废气流量和浓度的第一流量传感器(9)和第一浓度传感器(10)，
吸附脱附装置(2)，其包括交替使用的第一吸附脱附室(11)和第二吸附脱附室(12)，第一吸附脱附室(11)和第二吸附脱附室(12)分别设有用于吸附有机废气的水平布置的多层活性炭床(13)、用于脱附的加热管道(14)和测量多层活性炭床温度的第一温度传感器(15)，多层活性炭床(13)和加热管道(14)在层向上间隔布置，吸附时，有机废气经由第二自动阀门(16)进入第一吸附脱附室(11)或经由第六自动阀门(17)进入第二吸附脱附室(12)，所述有机废气通过多层活性炭床(13)吸附后经由第三自动阀门(18)或第七自动阀门(19)排出，连接所述第三自动阀门(18)或第七自动阀门(19)的第二风机(20)连通排出口(21)，所述排出口(21)附近设有检测有机废气浓度的第二浓度传感器(22)，脱附时，来自催化燃烧装置(3)的热气流经由第四自动阀门(23)或第八自动阀门(24)输入加热管道(14)以加热多层活性炭床(13)到预定温度，脱附的有机废气经由第五自动阀门(25)或第九自动阀门(26)输入催化燃烧装置(3)的废气入口(27)；
催化燃烧装置(3)，其包括：
分风切割换热部分(28)，经由第三风机(29)连接废气入口(27)的分风切割换热部分(28)包括一级分风切割换热单元(30)和二级分风切割换热单元(31)，其中，一级分风切割换热单元(30)和/或二级分风切割换热单元(31)分别包括用于均匀分风切割有机废气的分风切割流道(32)、用于换热的换热单元(33)、用于均匀换热的搅拌单元(34)、用于热量补偿的补偿器(35)和第二温度传感器(36)，
蓄热部分(37)，连接所述分风切割换热部分(28)的蓄热部分(37)设有用于蓄热的蓄热单元(38)和测量蓄热单元温度的第三温度传感器(39)，
催化燃烧部分(40)，其包括用于催化燃烧的催化载体(41)、提供加热的燃烧机(42)、第二流量传感器(43)和第四温度传感器(44)，来自分风切割流道(32)的有机废气按照预定流量进入催化燃烧部分(40)催化反应预定时间形成热气流，所述热气流经由蓄热部分(37)流入所述换热单元(33)，流出换热单元(33)的热气流一部分经由第四风机(45)输入加热管道(14)，另一部分向外供热；
控制装置(4)，电连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门的控制装置(4)包括：
变频器(46)，其电连接第一至第四风机以控制流速或流量，
恒温控制单元(47)，其连接所述第四自动阀门、第八自动阀门、补偿器(35)和燃烧机(42)使得预定温度、一级分风切割换热单元和二级分风切割换热单元的第一和第二提升温度以及燃烧器加热的加热温度恒定在预定范围，
处理单元(48)，连接变频器(46)和恒温控制单元(47)的处理单元(78)基于第一流量传感器(9)和第一浓度传感器(10)测量的第一流量数据和第一浓度数据控制第一自动阀门组(8)一个或多个开启以及第二自动阀门(16)开启使得有机废气进入第一吸附脱附室(11)，当第二浓度传感器(22)测量的第二浓度数据超过了预定浓度值，处理单元(48)经由第三自动阀门(18)关闭第一吸附脱附室(11)且经由第六自动阀门(17)开启第二吸附脱附室(12)以开始吸附，热气流经由第四风机(45)以预定流速输入加热管道(14)加热第一吸附脱附室(11)恒定到预定温度，来自废气入口(27)的有机废气分别以第一预定流速和第二预定流速依次通过一级分风切割换热单元(30)和二级分风切割换热单元(31)使得温度分别提高到第一提升温度和第二提升温度，预定浓度的有机废气经由催化燃烧部分(40)中以预定催化温度催化反应预定时间后生产热气流，其经由蓄热部分(37)流入所述换热单元，热气流部分地输入加热管道(14)。
2.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：一级分风切割换热单元(30)和二级分风切割换热单元(31)分别设有PID执行机构，其通过连接布置在换热单元(33)上的供热自动调节阀门控制热量使得有机废气依次提高到第一提升温度和第二提升温度，所述分风切割流道(32)包括接收有机废气的主流道和多个用于分风切割的分支流道。
3.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：所述催化载体(41)通过蜂窝状陶瓷结构浸没在第一溶液中30-40分钟后取出150度温度下烘干2-4小时后，蜂窝状陶瓷结构浸没在第二溶液70-80分钟后放入马弗炉在450度下干烧6-7小时形成，所述第一溶液为含有100g/l氧化锰、25g/l氧化镍和15g/l氧化铈的去离子水溶液，所述第二溶液为含有120g/l铂和360g/l钯的有机酸溶液。
4.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：第一、第二、第三和/或第四风机设有厚度为100-200毫米的硅酸铝保温层，水平的多层活性炭床(13)的活性炭尺寸沿吸附方向逐渐变小。
5.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：有机废气源包括印花废气源、油漆辊涂废气源和油漆固化废气源，有机废气包括颗粒物、SO2、NOx、苯、甲苯、二甲苯和丙酮中的一种或多种，蓄热单元(38)为圆柱形陶瓷体，所述圆柱形陶瓷体上均布朝换热单元(33)方向延伸的通孔，所述控制装置(4)包括液晶触摸屏。
6.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：所述控制装置(4)为手机、pad或云端服务器，所述控制装置(4)经由无线通信设备无线连接所述第一至第二流量传感器、第一至第二浓度传感器、第一至第四温度传感器、第一至第四风机、第一自动阀门组和第二至九自动阀门，所述无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，所述移动通信网络设备包括2G/3G/4G无线通信芯片，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee或Wi-Fi模块中的一个。
7.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：所述预定温度为60-100℃，预定催化温度220-280℃，所述第一提升温度为110-120℃，所述第二提升温度为150-160℃。
8.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：恒温控制单元(47)和/或处理单元(48)包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理单元(48)包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
9.根据权利要求1所述的有机废气处理***，其特征在于：所述第五自动阀门(25)和第九自动阀门(26)与催化燃烧装置(3)之间设有防止有机废气燃烧的阻火器(49)，所述分风切割换热部分(28)和催化燃烧部分(40)的连接处设有防火板。
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