CN209341276U - 一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有机废气处理技术领域，尤其是指一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其包括预处理箱、第一处理塔、第二处理塔、燃烧室和烟囱，所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于吸附有机物的第一吸附床和第二吸附床，第一吸附床和第二吸附床分别将第一处理塔和第二处理塔内部分隔成上层空间和下层空间，所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于对第一吸附床和第二吸附床喷射阻燃冷却介质的多个第一喷头和多个第二喷头，所述第一处理塔外设有用于容纳阻燃冷却介质的储料箱，多个所述第一喷头和多个所述第二喷头分别与储料箱连通。本实用新型可以避免避免第一吸附床和第二吸附床自燃损坏，安全系数较高。

Description

一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理技术领域，尤其是指一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置。

背景技术

有机废气主要来源于石油和化工行业生产过程中排放的废气，特点是数量较大，有机物含量波动性大、可燃、有一定毒性，有的还有恶臭，而氯氟烃的排放还会引起臭氧层的破坏。石油和化工工厂及石化产品的存储设施，印刷及其他与石油和化工有关的行业，使用石油、石油化工产品的场合和燃烧设备，以石油产品为燃料的各种交通工具都是有机废气的源头。有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。

吸附法具有效率高、净化彻底、易于推广实用、环境效益和经济效益良好等优点。有机废气通过活性炭、疏水硅胶等吸附剂时，有机废气组分吸附在吸附剂表面，然后再经过减压脱附或热脱附，富集的有机废气被抽吸到储罐或用其他方法液化，而未被吸附的尾气直接排人大气，从而实现有机废气和空气的分离。

吸附-催化燃烧工艺是20世纪末发展起来的常规吸附方法与催化燃烧方法的组合工艺。该工艺原理是当吸附剂吸附达到饱和后，用热气流将有机物从吸附剂上脱附下来，使其再生，解吸释放的高浓度有机废气送往催化器催化燃烧，燃烧过程中产生的热量，一部分用于预热解吸后的高浓度有机废气，另一部分用于热解吸。

但是由于有机污染物容易燃烧，目前的吸附-催化燃烧装置在脱附加热过程中不可避免的会出现升温不均匀、局部温度过高，甚至燃烧***等的安全隐患。因而现有的吸附-催化燃烧装置的安全性能还有待提高。

发明内容

本实用新型提供一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，装置不易发生自燃或者***，安全系数较高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其包括预处理箱、第一处理塔、第二处理塔、燃烧室和烟囱，

所述预处理箱设有第一吸附进气管和第二吸附进气管分别与第一处理塔和第二处理塔底部连通，第一处理塔和第二处理塔顶部分别设有第一吸附出气管和第二吸附出气管连通吸附风机，所述吸附风机的出风口与烟囱连通；

所述第一处理塔和第二处理塔顶部分别设有第一脱附进气管和第二脱附进气管，所述第一处理塔和第二处理塔底部分别设有第一脱附出气管和第二脱附出气管与燃烧室连通，所述燃烧室设有排气管连通脱附风机，所述脱附风机的出风口设有第一排气支管与烟囱连通，所述燃烧室设有用于催化分解有机物的催化床；

所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于吸附有机物的第一吸附床和第二吸附床，第一吸附床和第二吸附床分别将第一处理塔和第二处理塔内部分隔成上层空间和下层空间，所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于对第一吸附床和第二吸附床喷射阻燃冷却介质的多个第一喷头和多个第二喷头，所述第一处理塔外设有用于容纳阻燃冷却介质的储料箱，多个所述第一喷头和多个所述第二喷头分别与储料箱连通。

进一步地，所述储料箱设有用于控制多个第一喷头和多个第二喷头喷射阻燃冷却介质的控制器，所述第一吸附床和第二吸附床分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器电连接，当第一温度传感器或第二温度传感器的检测值大于预先设定值时，第一温度传感器或第二温度传感器向控制器输出第一信号或第二信号，所述控制器控制多个第一喷头或多个第二喷头喷射阻燃冷却介质。

进一步地，所述第一吸附进气管和第二吸附进气管分别第一吸附阀和第二吸附阀，所述第一吸附出气管和第二吸附出气管分别设有第三吸附阀和第四吸附阀；第一脱附进气管和第二脱附进气管分别设有第一脱附阀和第二脱附阀，所述第一脱附出气管和第二脱附出气管分别设有第三脱附阀和第四脱附阀。

进一步地，还包括用于制造氮气的制氮机组，所述制氮机组设有输氮管分别连通第一脱附进气管和第二脱附进气管。

进一步地，所述燃烧室内的催化床将燃烧室分隔成上层的燃烧空间和下层的加热空间，所述排气管连通燃烧空间，所述燃烧空间内设有第一预热管和第二预热管分别连通第一脱附出气管和第二脱附出气管，所述第一预热管和第二预热管分别远离第一脱附出气管和第二脱附出气管的一端位于加热空间，所述加热空间内设有加热管。

进一步地，所述排气管设有防火阀。

进一步地，所述燃烧室设有泄爆门，所述燃烧室内设有压强传感器与泄爆门电连接，当压强传感器检测到燃烧室内的压强大于预先设定值时，所述泄爆门启动为燃烧室泄压。

进一步地，所述第一排气支管设有第二排气支管分别连通第一脱附进气管和第二脱附进气管，所述第二排气支管上设有排气阀门。

进一步地，所述第一排气支管上设有混流换热器，所述混流换热器的换热管与第一支管连通，所述混流换热器的进气端连通有补冷分机，所述混流换热器的出气端与第二排气支管连通。

进一步地，所述预处理箱设有用于过滤灰尘的过滤网。

本实用新型的有益效果：

其一，采用吸附浓缩和催化燃烧组合工艺，整个装置实现了净化、脱附过程封闭循环，与回收类有机废气净化装置相比，无须配备压缩空气等附加能源，运行过程不产生二次污染，设备投资及运行费用低；

其二，第一吸附床和第二吸附床分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，当第一温度传感器或第二温度传感器的检测值大于预先设定值时，第一温度传感器或第二温度传感器向控制器输出第一信号或第二信号，控制器控制多个第一喷头或多个第二喷头喷射干冰，自动为第一吸附床或第二吸附床急速降温，避免第一吸附床和第二吸附床自燃损坏；

其三，在第一处理塔和第二处理塔的外面还设有用于制造氮气的制氮机组，所述制氮机组设有输氮管分别连通第一脱附进气管和第二脱附进气管。具体地，在第一处理塔或第二处理塔脱附过程时，间歇向其注入97%氮气，脱附程序完毕后向第一处理塔或者第二处理塔注入97%氮气，避免第一吸附床和第二吸附床由于活性炭自身蓄热自燃；

其四，燃烧室设有泄爆门，所述燃烧室内设有压强传感器与泄爆门电连接，当压强传感器检测到燃烧室内的压强大于预先设定值时，所述泄爆门启动为燃烧室泄压，避免压力过高产生***。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的第一处理塔和第二处理塔结构示意图；

图3为本实用新型的燃烧室结构示意图；

图4为本实用新型的第一温度传感器、第二温度传感器、控制器、第一喷头、第二喷头和补冷分机的电连接示意图；

图5为本实用新型的压强传感器和泄爆门的电连接结构示意图。

附图标记说明：100、预处理箱；110、第一吸附进气管；111、第一吸附阀；120、第二吸附进气管；121、第二吸附阀；130、过滤网；200、第一处理塔；210、第一吸附出气管；211、第三吸附阀；220、第一脱附进气管；221、第一脱附阀；230、第一脱附出气管；231、第三脱附阀；240、第一吸附床；250、第一喷头；300、第二处理塔；310、第二吸附出气管；311、第四吸附阀；320、第二脱附进气管；321、第二脱附阀；330、第二脱附出气管；331、第四脱附阀；340、第二吸附床；350、第二喷头；400、燃烧室；401、燃烧空间；402、加热空间；410、排气管；420、催化床；431、第一预热管；432、第二预热管；440、加热管；450、防火阀；460、泄爆门；461、压强传感器；500、烟囱；510、排气风机；610、吸附风机；620、脱附风机；621、第一排气支管；622、第二排气支管；623、排气阀门；710、储料箱；720、控制器；730、第一温度传感器；740、第二温度传感器；750、制氮机组；751、输氮管；760、混流换热器；761、补冷分机。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其包括预处理箱100、第一处理塔200、第二处理塔300、燃烧室400和烟囱500，所述预处理箱100设有第一吸附进气管110和第二吸附进气管120分别与第一处理塔200和第二处理塔300底部连通，第一处理塔200和第二处理塔300顶部分别设有第一吸附出气管210和第二吸附出气管310连通吸附风机610，所述吸附风机610的出风口与烟囱500连通；所述第一处理塔200和第二处理塔300顶部分别设有第一脱附进气管220和第二脱附进气管320，所述第一处理塔200和第二处理塔300底部分别设有第一脱附出气管230和第二脱附出气管330与燃烧室400连通，所述燃烧室400设有排气管410连通脱附风机620，所述脱附风机620的出风口设有第一排气支管621与烟囱500连通，所述燃烧室400设有用于催化分解有机物催化床420（参见图3）；所述第一处理塔200和第二处理塔300内分别设有用于吸附有机物的第一吸附床240和第二吸附床340（参见图2），第一吸附床240和第二吸附床340分别将第一处理塔200和第二处理塔300内部分隔成上层空间和下层空间（图中没有标注）。

具体工作时，对于吸附：吸附风机610运行，有机废气首先经过预处理到达第一处理塔200和第二处理塔300，第一处理塔200和第二处理塔300内分别第一吸附床240和第二吸附床340可以吸附有机废气内的有机物，处理后的气体从烟囱500排出；对于脱附：待第一吸附床240或第二吸附床340饱和时，脱附风机620运行，用热气流将有机物从第一吸附床240和第二吸附床340上脱附下来使活性炭再生，脱附下来的有机物进入到燃烧室400的催化床420上进行加热分解，最后排出烟囱500。

优选地，这里的第一吸附床240和第二吸附床340由蜂窝状活性炭构成，蜂窝状活性炭用活性炭和辅助材料制成，蜂窝状结构，产品体积小、比表面积大、吸附效率高、风阻系数小，可降低吸附床的造价和运行成本，同时对废气处理的净化效率高，净化后气体完全满足环保排放要求。作为一种新型环保吸附材料，主要应用于中低浓度、大风量的各种有机废气净化。

如图1所示，所述预处理箱100设有用于过滤灰尘的过滤网130，过滤网130可以对进入第一处理塔200和第二处理塔300的有机废气进行初步过滤处理，去除有机废气中的灰尘。

如图1、图2和图4所示，所述第一处理塔200和第二处理塔300内分别设有用于对第一吸附床240和第二吸附床340喷射阻燃冷却介质的多个第一喷头250和多个第二喷头350，所述第一处理塔200外设有用于容纳阻燃冷却介质的储料箱710，这里的阻燃冷却介质为干冰，多个所述第一喷头250和多个所述第二喷头350分别与储料箱710连通。所述储料箱710设有用于控制多个第一喷头250和多个第二喷头350喷射阻燃冷却介质的控制器720，所述第一吸附床240和第二吸附床340分别设有第一温度传感器730和第二温度传感器740，第一温度传感器730和第二温度传感器740分别与控制器720电连接，当第一温度传感器730或第二温度传感器740的检测值大于预先设定值时，第一温度传感器730或第二温度传感器740向控制器720输出第一信号或第二信号，所述控制器720控制多个第一喷头250或多个第二喷头350喷射阻燃冷却介质。

具体地，第一吸附床240和第二吸附床340内的活性炭吸附达到饱和后需要热气流脱附，脱附气流温度较高，在某些时段由于气流分布不均匀造成局部温度上升过快，可能引发活性炭自燃，需要阻燃和降温。第一吸附床240和第二吸附床340分别设有第一温度传感器730和第二温度传感器740，当第一温度传感器730或第二温度传感器740的检测值大于预先设定值时，第一温度传感器730或第二温度传感器740向控制器720输出第一信号或第二信号，控制器720控制多个第一喷头250或多个第二喷头350喷射干冰，自动为第一吸附床240或第二吸附床340急速降温，避免第一吸附床240和第二吸附床340自燃损坏。

如图2所示，所述第一吸附进气管110和第二吸附进气管120分别第一吸附阀111和第二吸附阀121，所述第一吸附出气管210和第二吸附出气管310分别设有第三吸附阀211和第四吸附阀311；第一脱附进气管220和第二脱附进气管320分别设有第一脱附阀221和第二脱附阀321，所述第一脱附出气管230和第二脱附出气管330分别设有第三脱附阀231和第四脱附阀331。具体工作时，第一处理塔200和第二处理塔300交替进行吸附和脱附，这样可以提高废气进化的连续性。第一处理塔200吸附和第二处理塔300脱附时，第一吸附阀111和第三吸附阀211打开，第二吸附阀121和第四吸附阀311关闭，第一脱附阀221和第三脱附阀231关闭，第二脱附阀321和第四脱附阀331打开。各个阀门之间采用plc自动控制，自动化程度较高。

如图1所示，在第一处理塔200和第二处理塔300的外面还设有用于制造氮气的制氮机组750，所述制氮机组750设有输氮管751分别连通第一脱附进气管220和第二脱附进气管320。具体地，在第一处理塔200或第二处理塔300脱附过程时，间歇向其注入97%氮气，脱附程序完毕后向第一处理塔200或者第二处理塔300注入97%氮气，避免第一吸附床240和第二吸附床340由于活性炭自身蓄热自燃。

如图1和图3所示，所述燃烧室400内的催化床420将燃烧室400分隔成上层的燃烧空间401和下层的加热空间402，催化床420由耐高温的陶瓷材料制得，催化床420上附着有金属钯、铂作催化剂，对有机物的催化燃烧率达97%以上，且催化剂寿命长，分解温度低，脱附预热时间短，能耗较低。

所述排气管410连通燃烧空间401，所述燃烧空间401内设有第一预热管431和第二预热管432分别连通第一脱附出气管230和第二脱附出气管330，所述第一预热管431和第二预热管432分别远离第一脱附出气管230和第二脱附出气管330的一端位于加热空间402，所述加热空间402内设有加热管440，这里采用电阻丝加热。具体地，脱附后的有机物进入到加热空间402后，加热管440对其加热以使其达到反应温度，方便有机物在催化床420上分解和燃烧。燃烧空间401内设有第一预热管431和第二预热管432，第一预热管431和第二预热管432呈S型，可以对有机物进行预热，减少加热管440使用过多的电能。

优选地，所述排气管410设有防火阀450，当出现高温时，防火阀450自动关机，避免设备损坏。

优选地，结合图5，脱附出来的污染物主要在催化床420内进行转化反应，燃烧室400需要承受一定的温度和压力，为避免温度和压力在某时段局部升高造成的破坏性影响，所述燃烧室400设有泄爆门460，所述燃烧室400内设有压强传感器461与泄爆门460电连接，当压强传感器461检测到燃烧室400内的压强大于预先设定值时，所述泄爆门460启动为燃烧室400泄压，避免压力过高产生***。

优选地，所述第一排气支管621设有第二排气支管622分别连通第一脱附进气管220和第二脱附进气管320，所述第二排气支管622上设有排气阀门623。燃烧室400燃烧有机物产生的带有热量的二氧化碳和水分一部分经第一排气支管621排至烟囱500，另一部分经第二排气支管622进入第一处理塔200或者第二处理塔300为脱附过程提供反应热量，加快脱附的速率。

优选地，所述第一排气支管621上设有混流换热器760，所述混流换热器760的换热管与第一支管连通，所述混流换热器760的进气端连通有补冷分机761，所述混流换热器760的出气端与第二排气支管622连通。具体工作时，冷风机为脱附过程提供空气，第一排气支管621上设有混流换热器760，可以充分利用第一排气支管621内的余温，对进入第一处理塔200或者第二处理塔300的空气进行简单预热，为脱附过程提供反应热量，加快脱附的速率。结合图4，这里的冷风机与控制器720电连接，当第一处理塔200或者第二处理塔300内的温度到达一个预先设定值时，冷风机可以加大风力为第一处理塔200或者第二处理塔300降温。

如1所示，烟囱500的设有排气风机510，排气风机510的进气端与吸附分机的出风口和第一排气支管621连通，排气风机510可以为装置排出净化后的废气提供动力，方便气体流通。

综上所述，本实用新型采用吸附浓缩和催化燃烧组合工艺，整个装置实现了净化、脱附过程封闭循环，与回收类有机废气净化装置相比，无须配备压缩空气等附加能源，运行过程不产生二次污染，设备投资及运行费用低。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：包括预处理箱、第一处理塔、第二处理塔、燃烧室和烟囱，

所述预处理箱设有第一吸附进气管和第二吸附进气管分别与第一处理塔和第二处理塔底部连通，第一处理塔和第二处理塔顶部分别设有第一吸附出气管和第二吸附出气管连通吸附风机，所述吸附风机的出风口与烟囱连通；

所述第一处理塔和第二处理塔顶部分别设有第一脱附进气管和第二脱附进气管，所述第一处理塔和第二处理塔底部分别设有第一脱附出气管和第二脱附出气管与燃烧室连通，所述燃烧室设有排气管连通脱附风机，所述脱附风机的出风口设有第一排气支管与烟囱连通，所述燃烧室设有用于催化分解有机物的催化床；

所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于吸附有机物的第一吸附床和第二吸附床，第一吸附床和第二吸附床分别将第一处理塔和第二处理塔内部分隔成上层空间和下层空间，所述第一处理塔和第二处理塔内分别设有用于对第一吸附床和第二吸附床喷射阻燃冷却介质的多个第一喷头和多个第二喷头，所述第一处理塔外设有用于容纳阻燃冷却介质的储料箱，多个所述第一喷头和多个所述第二喷头分别与储料箱连通。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述储料箱设有用于控制多个第一喷头和多个第二喷头喷射阻燃冷却介质的控制器，所述第一吸附床和第二吸附床分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器电连接，当第一温度传感器或第二温度传感器的检测值大于预先设定值时，第一温度传感器或第二温度传感器向控制器输出第一信号或第二信号，所述控制器控制多个第一喷头或多个第二喷头喷射阻燃冷却介质。

3.根据权利要求1所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述第一吸附进气管和第二吸附进气管分别第一吸附阀和第二吸附阀，所述第一吸附出气管和第二吸附出气管分别设有第三吸附阀和第四吸附阀；第一脱附进气管和第二脱附进气管分别设有第一脱附阀和第二脱附阀，所述第一脱附出气管和第二脱附出气管分别设有第三脱附阀和第四脱附阀。

4.根据权利要求3所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：还包括用于制造氮气的制氮机组，所述制氮机组设有输氮管分别连通第一脱附进气管和第二脱附进气管。

5.根据权利要求1所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室内的催化床将燃烧室分隔成上层的燃烧空间和下层的加热空间，所述排气管连通燃烧空间，所述燃烧空间内设有第一预热管和第二预热管分别连通第一脱附出气管和第二脱附出气管，所述第一预热管和第二预热管分别远离第一脱附出气管和第二脱附出气管的一端位于加热空间，所述加热空间内设有加热管。

6.根据权利要求5所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述排气管设有防火阀。

7.根据权利要求5所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室设有泄爆门，所述燃烧室内设有压强传感器与泄爆门电连接，当压强传感器检测到燃烧室内的压强大于预先设定值时，所述泄爆门启动为燃烧室泄压。

8.根据权利要求5所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述第一排气支管设有第二排气支管分别连通第一脱附进气管和第二脱附进气管，所述第二排气支管上设有排气阀门。

9.根据权利要求8所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述第一排气支管上设有混流换热器，所述混流换热器的换热管与第一支管连通，所述混流换热器的进气端连通有补冷分机，所述混流换热器的出气端与第二排气支管连通。

10.根据权利要求1所述的一种有机废气吸附脱附催化燃烧装置，其特征在于：所述预处理箱设有用于过滤灰尘的过滤网。