專利名稱：工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于有機污染物凈化系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用吸附系統(tǒng)與脫附催化燃燒系統(tǒng)聯(lián)合組成的凈化系統(tǒng)實現(xiàn)對大風量低濃度工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的治理，其主要結(jié)構(gòu)包括吸附系統(tǒng)中的過濾器、阻火器、吸附床、吸附主風機以及脫附催化燃燒系統(tǒng)中的脫附電加熱器、催化燃燒床、混流換熱器、脫附循環(huán)風機。吸附系統(tǒng)中的過濾器、阻火器、吸附床以及吸附主風機通過管道依次連接，實現(xiàn)對大風量低濃度工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的吸附，吸附床中的吸附劑達到飽和后，通過閥門動作，將吸附床切換到脫附催化燃燒系統(tǒng)，脫附循環(huán)風機將空氣通過管道依次引入混流換熱器以及脫附電加熱器，經(jīng)過升溫后的空氣進入吸附床實現(xiàn)脫附，脫附后的廢氣輸送進入催化燃燒床進行催化燃燒生成清潔達標的氣體，一部分清潔達標氣體排入大氣，另一部分清潔達標氣體進入混流換熱器提供熱能。該現(xiàn)有系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)大風量低濃度工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的處理，但存在如下問題1.由于通過脫附電加熱器升溫后的空氣在進入吸附床內(nèi)要對吸附劑、吸附質(zhì)以及吸附床金屬結(jié)構(gòu)同時進行加熱，這樣吸附床金屬結(jié)構(gòu)就消耗掉部分熱能，因而延長了脫附時間，降低了脫附效率，尤其是在北方的冬季，熱能損失較大，脫附時間更長，催化燃燒產(chǎn)生的余熱得不到充分利用還會加重對大氣環(huán)境的熱污染；2.在利用催化燃燒床排出的清潔達標高溫氣體的熱能時，由于采用混流換熱方式，高溫催化尾氣的存在降低了混合氣體的氧分壓，使參與催化反應(yīng)的活性氧減少，催化劑活性降低，因而影響到催化氧化反應(yīng)的持續(xù)穩(wěn)定性和反應(yīng)完全性，使凈化率降低、電加熱能耗增加；3.催化燃燒床的凈化率較低，催化劑使用壽命短，究其原因為工業(yè)可揮發(fā)有機污染物是從下方進入現(xiàn)有技術(shù)中的催化燃燒床，從上方排出，下層發(fā)生的催化燃燒對上層的催化床產(chǎn)生加熱作用，因而整體催化床上部區(qū)域容易因熱能積蓄而超過其允許的工作溫度，使催化劑失去活性，導致凈化率降低，催化劑使用壽命縮短；另外工業(yè)可揮發(fā)有機污染物催化燃燒過程自然對流方向是自下向上運行，經(jīng)過催化燃燒床層時，廢氣開始加速上升，導致廢氣與催化燃燒床層的接觸時間減少，導致凈化率降低。綜上所述三方面原因?qū)е抡麄€現(xiàn)有技術(shù)中的凈化系統(tǒng)能耗高、凈化率低、催化劑使用壽命縮短、脫附流程時間較長、凈化效率較低，運行成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效降低能耗、提高凈化率、延長催化劑使用壽命、縮短脫附流程時間、提高凈化效率，降低運行成本的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，包括過濾器、第一阻火器、吸附床、吸附主風機、催化燃燒床、混流換熱器、脫附電加熱器以及脫附循環(huán)風機，過濾器、阻火器、吸附床以及吸附主風機通過管道依次連接，催化燃燒床第一出風口通過管道連接混流換熱器第一進風口，混流換熱器出風口通過脫附電加熱器以及吸附床連接脫附循環(huán)風機， 其創(chuàng)新點在于(1)、吸附床包括進風擴口部、活性炭床體以及出風縮口部，活性炭床體相對的兩面分別連接進風擴口部以及出風縮口部，在進風擴口部上固裝有布風板，活性炭床體內(nèi)設(shè)置多層活性炭隔板，其中活性炭床體相對兩側(cè)壁均設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，活性炭隔板設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板，具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁連通，具有中空結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁上分別設(shè)置有熱風進口以及熱風出口 ；O)、催化燃燒床第二出風口通過管道連接一板式換熱器的熱源風進口，該板式換熱器的第一熱源風出口通過一吸附床加熱風機連接吸附床具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁熱風進 Π ；(3)、該板式換熱器設(shè)置有第一待加熱氣體進口，第一待加熱氣體出口、第二待加熱氣體進口以及第二待加熱氣體出口，其中第一待加熱氣體出口通過管道連接混流換熱器第二進風口，第二待加熱氣體進口連接脫附循環(huán)風機出口，第二待加熱氣體出口連接催化燃燒床進風口。而且，所述的催化燃燒床包括催化床體、進風口、出風口、催化電加熱器、布風板以及催化床層，其催化床體上端制有進風口，催化床體下端制有出風口，催化床體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有催化電加熱器、布風板以及催化床層，該催化床體外壁固裝耐高溫陶瓷纖維保
溫層ο而且，所述的催化床層包括催化劑載體以及催化劑，催化劑載體為蜂窩陶瓷體，催化劑為三氧化二鋁以及鉬、鈀。而且，所述的在板式換熱器的第二待加熱氣體出口與催化燃燒床進風口之間加裝
一第二阻火器。本實用新型的優(yōu)點和有益效果為1、本凈化系統(tǒng)的吸附床包括進風擴口部、活性炭床體以及出風縮口部，活性炭床體相對的兩面分別連接進風擴口部以及出風縮口部，在進風擴口部上固裝有布風板，活性炭床體內(nèi)設(shè)置多層活性炭隔板，其中活性炭床體相對兩側(cè)壁均設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，活性炭隔板設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板，具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁連通，具有中空結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁上分別設(shè)置有熱風進口以及熱風出口，催化燃燒床第二出風口通過管道連接一板式換熱器的熱風進口，該板式換熱器的第一熱風出口通過一吸附床加熱風機連接吸附床具有中空結(jié)構(gòu)側(cè)壁的熱風進口 ；該種結(jié)構(gòu)的熱風進口連接催化床尾氣出口，脫附過程利用催化尾氣加熱吸附床內(nèi)部的金屬構(gòu)件并通過傳導對流方式間接加熱吸附床內(nèi)的吸附劑和吸附質(zhì)，從而大幅縮短了脫附時間，減少了電能消耗，充分利用了催化燃燒過程產(chǎn)生的熱能，綠色環(huán)保，且大大降低了設(shè)備運行成本，提高了廢氣處理效率，并且可以有效解決在北方地區(qū)冬季氣溫低，脫附加熱時間延長，電能消耗增大，甚至使脫附流程不能正常運行的技術(shù)難題。2、本凈化系統(tǒng)采用板式換熱器，其設(shè)置有第一待加熱氣體進口，第一待加熱氣體出口、第二待加熱氣體進口以及第二待加熱氣體出口，其中第一待加熱氣體出口通過管道連接混流換熱器第二進風口，第二待加熱氣體進口連接脫附循環(huán)風機出口，第二待加熱氣體出口連接催化燃燒床進風口 ；該結(jié)構(gòu)能夠有效對低溫空氣進行換熱，使低溫空氣達到脫附溫度，并提高了進入催化床的VOCs氣體中的氧含量，提高了催化燃燒凈化率和脫附效率，充分利用了催化燃燒熱能的同時降低了對環(huán)境的熱污染。3、本凈化系統(tǒng)的催化燃燒床包括催化床體、進風口、出風口、催化電加熱器、布風板以及催化床層，其催化床體上端制有進風口，催化床體下端制有出風口，催化床體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有催化電加熱器、布風板以及催化床層，該催化床體外壁固裝耐高溫陶瓷纖維保溫層，該結(jié)構(gòu)有效提高了廢氣與催化床層的接觸時間，避免了催化床上部的過熱，使各個催化床層之間溫度均衡，提高了催化凈化率，而且催化床體外壁的耐高溫陶瓷纖維能夠有效降低熱能損耗，提高催化燃燒效率和自持燃燒穩(wěn)定性。4、本凈化系統(tǒng)在板式換熱器的第二待加熱氣體出口與催化燃燒床進風口之間加裝一第二阻火器，增加了系統(tǒng)的安全性以及可靠性，防止意外事故的發(fā)生。5、本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠有效降低能耗、提高凈化率、延長催化劑使用壽命、縮短脫附流程時間、提高凈化效率，降低運行成本，是一種安全可靠的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)。

圖1為本實用新型的工藝流程框圖；圖2為本實用新型吸附床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的右視圖(省略出風縮口部以及蜂窩狀活性炭)；圖4為圖2的俯視圖；圖5為本實用新型催化燃燒床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的俯視圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。一種工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，包括過濾器、第一阻火器、吸附床、吸附主風機、催化燃燒床、混流換熱器、脫附電加熱器以及脫附循環(huán)風機，過濾器、阻火器、吸附床以及吸附主風機通過管道依次連接，催化燃燒床第一出風口通過管道連接混流換熱器第一進風口，混流換熱器出風口通過脫附電加熱器以及吸附床連接脫附循環(huán)風機， 其創(chuàng)新點在于(1)、吸附床包括進風擴口部12、活性炭床體5以及出風縮口部6，進風擴口部的小口徑端連接進風管1，該進風管可以通過三通以及閥門分別連接第一阻火器以及脫附電加熱器，出風縮口部的小口徑端連接出風管7，該出風管可以連接吸附主風機和脫附循環(huán)風機，出風縮口部下部開設(shè)有人孔8，該人孔安裝有換料門，活性炭床體上部開設(shè)有防爆泄壓口 3，活性炭床體相對的兩面分別連接進風擴口部以及出風縮口部，在進風擴口部上固裝有布風板11，該布風板可以根據(jù)現(xiàn)場的實際工況進行布置，其主要是將含有工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的廢氣均勻引向活性炭隔板上的活性炭，活性炭床體內(nèi)設(shè)置多層活性炭隔板，該活性炭隔板上放置蜂窩狀活性炭10，活性炭床體側(cè)壁上均布設(shè)置有測溫熱電阻連接件14，用于連接熱電阻，從而第一時間監(jiān)測吸附床各部溫度數(shù)據(jù)，活性炭床體四角采用截面為矩形的鋼管作為支撐，方便活性炭床體的成型，為后續(xù)結(jié)構(gòu)的連接打好基礎(chǔ)，活性炭床體相對兩側(cè)壁均設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁13，活性炭隔板設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板9， 具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁連通，具有中空結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁上分別設(shè)置有熱風進口 2以及熱風出口 4，連通后的具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁能夠達到熱風從熱風進口進入在具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板以及具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁流動后從熱風出口排出，該熱風進口、熱風出口、具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板以及具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁結(jié)合起來主要用于引入催化燃燒尾氣加熱吸附床金屬結(jié)構(gòu)。在使用時如果需要給本吸附裝置快速降溫，以提高使用效率，還可以從熱風進口直接通過三通以及風機引入空氣進行冷卻，從而更快速地從脫附過程進入再吸附過程；O)、催化燃燒床第二出風口通過管道連接一板式換熱器的熱源風進口，該板式換熱器的第一熱源風出口通過一吸附床加熱風機連接吸附床具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁熱風進口， 板式換熱器設(shè)置有第二熱風出口，用于直接排放經(jīng)過熱交換的達標氣體；(3)、該板式換熱器設(shè)置有第一待加熱氣體進口，第一待加熱氣體出口、第二待加熱氣體進口以及第二待加熱氣體出口，其中第一待加熱氣體出口通過管道連接混流換熱器第二進風口，第二待加熱氣體進口連接脫附循環(huán)風機出口，第二待加熱氣體出口連接催化燃燒床進風口，在板式換熱器的第二待加熱氣體出口與催化燃燒床進風口之間加裝一第二阻火器；所述的催化床體21、進風口 15、出風口 20、電加熱器16、布風板17以及催化床層 18，催化床體外壁固裝有保溫層19，該保溫層為耐高溫陶瓷纖維，出風口設(shè)置為3個，催化床層包括催化劑載體以及催化劑，催化劑載體為蜂窩陶瓷載體，催化劑為三氧化二鋁以及鉬、鈀，三氧化二鋁為一載，鉬、鈀為二載，其催化床體上端制有進風口，催化床體下端制有出風口，催化床體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有電加熱器、布風板以及催化床層，催化燃燒床設(shè)置第三出風口用于直接排出達標氣體。本實用新型在使用時，工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的廢氣源通過管道依次經(jīng)過過濾器、第一阻火器到達吸附床，工業(yè)可揮發(fā)有機污染物的廢氣經(jīng)過吸附床處理后的氣體可以達到排放標準直接排放，當吸附床上的蜂窩狀活性炭達到飽和后，電控箱通過預設(shè)程序以及線路控制相應(yīng)吸附設(shè)備切換進入脫附流程，啟動脫附催化燃燒系統(tǒng)，打開脫附循環(huán)風機新鮮空氣從管道新風進口進入通過混流換熱器以及脫附電加熱器進入吸附床進行脫附，脫附后的氣體通過板式換熱器以及第二阻火器進入催化燃燒床進行催化燃燒凈化，從催化燃燒床中出來的尾氣已經(jīng)達到排放標準，為實現(xiàn)余熱利用、節(jié)能降耗，將該高溫尾氣繼續(xù)引入板式換熱器以及混流換熱器提供熱源，這時從新風進口進入的新鮮空氣首先可以通過板式換熱器進行熱交換，再通過混流換熱器輔助加熱進入吸附床，由于流過混流換熱器的空氣已經(jīng)達到了脫附要求的溫度，所以可以關(guān)閉脫附電加熱器，也就是說剛開始啟動脫附催化燃燒系統(tǒng)時，需要開啟脫附電加熱器，催化燃燒過程啟動成功并穩(wěn)定后，即可以關(guān)閉脫附電加熱器，節(jié)省電能，另外催化燃燒床排出的尾氣通過板式換熱器后溫度仍在100°C左右，通過吸附床加熱風機直接將其送入吸附床熱風進口，該熱風從具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板以及具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁內(nèi)流動，從熱風出口排出，通過直接加熱吸附床內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)，使吸附床脫附升溫速度加快，通過充分利用催化燃燒余熱實現(xiàn)節(jié)能降耗，在北方地區(qū)冬季運行時效果尤為顯著。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，包括過濾器、第一阻火器、吸附床、 吸附主風機、催化燃燒床、混流換熱器、脫附電加熱器以及脫附循環(huán)風機，過濾器、阻火器、 吸附床以及吸附主風機通過管道依次連接，催化燃燒床第一出風口通過管道連接混流換熱器第一進風口，混流換熱器出風口通過脫附電加熱器以及吸附床連接脫附循環(huán)風機，其特征在于(1)、吸附床包括進風擴口部、活性炭床體以及出風縮口部，活性炭床體相對的兩面分別連接進風擴口部以及出風縮口部，在進風擴口部上固裝有布風板，活性炭床體內(nèi)設(shè)置多層活性炭隔板，其中活性炭床體相對兩側(cè)壁均設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，活性炭隔板設(shè)置為具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板，具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁連通，具有中空結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁上分別設(shè)置有熱風進口以及熱風出口；(2)、催化燃燒床第二出風口通過管道連接一板式換熱器的熱源風進口，該板式換熱器的第一熱源風出口通過一吸附床加熱風機連接吸附床具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁熱風進口 ；(3)、該板式換熱器設(shè)置有第一待加熱氣體進口，第一待加熱氣體出口、第二待加熱氣體進口以及第二待加熱氣體出口，其中第一待加熱氣體出口通過管道連接混流換熱器第二進風口，第二待加熱氣體進口連接脫附循環(huán)風機出口，第二待加熱氣體出口連接催化燃燒床進風口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的催化燃燒床包括催化床體、進風口、出風口、催化電加熱器、布風板以及催化床層，其催化床體上端制有進風口，催化床體下端制有出風口，催化床體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有催化電加熱器、布風板以及催化床層，該催化床體外壁固裝耐高溫陶瓷纖維保溫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的催化床層包括催化劑載體以及催化劑，催化劑載體為蜂窩陶瓷體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的在板式換熱器的第二待加熱氣體出口與催化燃燒床進風口之間加裝一第二阻火器。
專利摘要本實用新型涉及一種工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)，其(1)吸附床具有中空結(jié)構(gòu)的活性炭隔板與具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁連通，具有中空結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁上分別設(shè)置有熱風進口以及熱風出口；(2)催化燃燒床連接一板式換熱器，該板式換熱器通過吸附床加熱風機連接吸附床具有中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁熱風進口。本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠有效降低能耗、提高凈化率、延長催化劑使用壽命、縮短脫附流程時間、提高凈化效率，降低運行成本，是一種安全可靠的工業(yè)可揮發(fā)有機污染物高效節(jié)能凈化系統(tǒng)。
文檔編號F23G7/07GK202087196SQ20112008174
公開日2011年12月28日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者馮炘, 劉光明, 劉宗瑜, 周艷, 岳俊杰, 朱殿興, 李玲 申請人:天津理工大學