一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【專利摘要】一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，包括在VOCs凈化處理設(shè)備前設(shè)置緩沖調(diào)節(jié)裝置，該緩沖調(diào)節(jié)裝置為固定床單向式、固定床雙向式、旋轉(zhuǎn)床式，緩沖調(diào)節(jié)裝置中填裝有吸附材料，吸附材料在常溫常壓下對(duì)VOCs濃度負(fù)荷進(jìn)行“削峰平谷”的緩沖調(diào)節(jié)。本發(fā)明的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，保證了后續(xù)運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了VOCs處理工藝的處理效率和操作安全性。
【專利說(shuō)明】
一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)廢氣(VOCs)處理領(lǐng)域，具體涉及一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致空氣污染問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。近年來(lái)，我國(guó)精細(xì)化工行業(yè)發(fā)展迅速，在部分地區(qū)已成為支柱產(chǎn)業(yè)，而由此產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)氣體(VolatiIe Organic Compounds，VOCs)的污染問(wèn)題也成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]精細(xì)化工廢氣的排放與生產(chǎn)裝置的運(yùn)行情況密切相關(guān)，具有成分復(fù)雜、總排放量大、排放規(guī)律差、廢氣濃度波動(dòng)大等特點(diǎn)。多數(shù)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)在工程應(yīng)用中都面臨著一個(gè)難點(diǎn)，即由于廢氣間歇排放、濃度的波動(dòng)幅度大等特點(diǎn)，治理設(shè)施的規(guī)模不易精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，處理效率難以得到持續(xù)保證，裝置的穩(wěn)定性亦受到影響。這種廢氣排放濃度的波動(dòng)變化對(duì)處理設(shè)備的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn):若按平均排放濃度設(shè)計(jì)，則在高峰期會(huì)導(dǎo)致處理效率降低；若按峰值濃度設(shè)計(jì)則會(huì)大大增加成本。
[0004]以焚燒法為例，蓄熱式氧化爐(RTO)因爐膛高溫對(duì)有機(jī)成分破壞比較徹底，且對(duì)廢氣成分的選擇性不高，在眾多廢氣處理技術(shù)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。但RTO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為固定，處理能力有其特定的適用范圍，在設(shè)計(jì)焚燒爐時(shí)，需精準(zhǔn)計(jì)算處理風(fēng)量及濃度，來(lái)獲得最佳處理效果。而實(shí)際生產(chǎn)中，排放濃度的動(dòng)態(tài)變化給廢氣處理系統(tǒng)的安全性和處理效率帶來(lái)難度。若排放濃度超出RTO的負(fù)荷能力，不僅可能超標(biāo)排放，而且會(huì)帶來(lái)燃爆安全隱患。若排放濃度過(guò)低，則會(huì)增大輔助燃料的消耗，經(jīng)濟(jì)性大打折扣。
[0005 ]本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有工業(yè)廢氣治理技術(shù)中凈化裝置運(yùn)行穩(wěn)定性差、安全隱患大、處理成本高、處理效率低的問(wèn)題，提供一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置。該裝置用于工業(yè)VOCs氣體治理中，具有裝置穩(wěn)定性高、安全隱患小、成本低、處理效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，包括在VOCs凈化處理裝置前設(shè)置填裝有吸附材料的緩沖調(diào)節(jié)裝置，該緩沖調(diào)節(jié)裝置為固定床單向式、固定床雙向式、旋轉(zhuǎn)床式，其中吸附材料具有可逆吸附脫附的動(dòng)態(tài)吸附容量為50-500 mg/g，當(dāng)VOCs濃度較高時(shí)，吸附材料吸附有機(jī)分子，而當(dāng)VOCs濃度較低時(shí)，吸附材料內(nèi)則發(fā)生脫附，釋放所吸附的有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs濃度負(fù)荷進(jìn)行“削峰平谷”的緩沖調(diào)節(jié);所述緩沖調(diào)節(jié)裝置在常溫常壓下運(yùn)行。
[0008]優(yōu)選的，所述吸附材料包括但不限于聚合物樹脂、活性炭、活性碳纖維、疏水沸石分子篩，進(jìn)一步優(yōu)選為聚合物樹脂。
[0009]優(yōu)選的，所述聚合物樹脂選自大孔樹脂和超高交聯(lián)樹脂中的一種或混合物。
[0010]優(yōu)選的，所述VOCs凈化處理裝置為RT0、低溫等離子、光氧化、生物凈化裝置中的一種。進(jìn)一步優(yōu)選為RTO。
[0011]優(yōu)選的，所述固定床單向式裝置包括進(jìn)氣管道、罐體、吸附材料、出氣管道。
[0012]固定床單向式裝置處于吸附或脫附狀態(tài)取決于進(jìn)氣濃度與吸附量之間的比較，當(dāng)吸附等溫線中進(jìn)氣濃度所對(duì)應(yīng)的飽和吸附量高于吸附材料的實(shí)時(shí)吸附量，則吸附緩沖裝置處于吸附狀態(tài)，反之則處于脫附狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選的，所述固定床雙向式裝置包括進(jìn)氣管道、雙向切換閥門、罐體、吸附材料、出氣管道。優(yōu)選的，VOCs廢氣從進(jìn)氣管道導(dǎo)入后，經(jīng)過(guò)雙向閥門，先從左端(A端)進(jìn)入罐體，向右端(B端)移動(dòng)；在吸附到一定程度時(shí)，切換轉(zhuǎn)向閥門，使得有機(jī)廢氣從右端(B端)進(jìn)入罐體，氣體右端(B端)進(jìn)入后被材料凈化成潔凈氣體，并向已吸附VOCs的左端(A端)吹動(dòng)，將左端(A端)吸附的VOCs分子脫附釋放出來(lái)。整個(gè)過(guò)程包括聯(lián)動(dòng)的吸附脫附過(guò)程，可將廢氣穿透控制在吸附罐內(nèi)，避免廢氣失控排放。
[0014]優(yōu)選的，所述固定床雙向式裝置的罐體可包括單罐或雙罐式。
[0015]優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)床式裝置為罐體旋轉(zhuǎn)和閥門旋轉(zhuǎn)式中的一種，其中罐體旋轉(zhuǎn)指罐體在轉(zhuǎn)動(dòng)，不設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門，罐體與管路之間靠密封圈連接，密封圈隨罐體同步切換；閥門旋轉(zhuǎn)式指罐體不動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)閥門實(shí)現(xiàn)氣體的連續(xù)切換。
[0016]優(yōu)選的，閥門旋轉(zhuǎn)式通過(guò)在罐體密封圈位置上增設(shè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥門，通過(guò)密封圈與旋轉(zhuǎn)閥門的同步切換，實(shí)現(xiàn)罐體吸附脫附廢氣的變化。旋轉(zhuǎn)閥門的設(shè)置可參考旋轉(zhuǎn)式RTO裝置中旋轉(zhuǎn)閥門的設(shè)置方式。
[0017]優(yōu)選的，罐體均分為8-12個(gè)扇形塊體結(jié)構(gòu)并形成相應(yīng)數(shù)量的吸附室。
[0018]以八室旋轉(zhuǎn)罐體吸附裝置為例，吸附罐體被均分為8個(gè)吸附室，其中有兩個(gè)吸附室在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)封閉，防止廢氣在同一個(gè)扇區(qū)中避免相鄰兩個(gè)吸附室出現(xiàn)風(fēng)向矛盾。氣體首先從6、7、8室進(jìn)入，經(jīng)吸附凈化，氣體通過(guò)罐體另一端的封閉空腔再進(jìn)入2、3、4室排出，此時(shí)第1、第5室密封;一定時(shí)間后，氣體切換到7、8、I室進(jìn)，3、4、5室出，第2、第6室密封。8個(gè)吸附室如此循環(huán)工作。罐體與VOCs廢氣管道之間通過(guò)帶有兩個(gè)吸附室密封蓋的密封圈連接。
[0019]采用了上述技術(shù)方案后本發(fā)明具有的有益效果:
1、本發(fā)明采用常溫常壓下具有較高動(dòng)態(tài)吸附容量和較快吸附脫附速率的吸附材料裝填在調(diào)節(jié)裝置中，對(duì)VOCs濃度負(fù)荷進(jìn)行“削峰平谷”的緩沖調(diào)節(jié)，減少高濃度時(shí)對(duì)后續(xù)凈化單元的沖擊，并在低濃度時(shí)，為后續(xù)單元提供穩(wěn)定的進(jìn)氣負(fù)荷，保證了后續(xù)運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)凈化單元的連續(xù)運(yùn)行，提高了處理效率和操作安全性。
[0020]2、本發(fā)明設(shè)置的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0021]3、在旋轉(zhuǎn)床的設(shè)計(jì)下，廢氣在前段吸附床中吸附凈化，潔凈氣體經(jīng)過(guò)封閉空腔進(jìn)入后段吸附床對(duì)其中吸附的VOCs進(jìn)行脫附釋放;旋轉(zhuǎn)床裝置比固定床雙向式裝置可獲得濃度更加穩(wěn)定的排出氣體。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明的裝置布置圖。
[0024]圖2為固定床單向式緩沖調(diào)節(jié)裝置。
[0025]圖3為單罐固定床雙向式緩沖調(diào)節(jié)裝置。
[0026]圖4為8扇區(qū)罐體旋轉(zhuǎn)式緩沖調(diào)節(jié)裝置示意圖。
[0027]圖5為8扇區(qū)閥門旋轉(zhuǎn)式緩沖調(diào)節(jié)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029]實(shí)施例1
所用工藝裝置如附圖1所示，其中緩沖調(diào)節(jié)裝置為圖2所示固定床單向式緩沖調(diào)節(jié)裝置，凈化處理裝置為RT0，吸附材料為活性炭，其可逆吸附脫附的動(dòng)態(tài)吸附容量為100mg/g，緩沖調(diào)節(jié)裝置在常溫常壓運(yùn)行，VOCs廢氣中VOCs濃度在500-10000mg/m3范圍內(nèi)波動(dòng)，該VOCs廢氣經(jīng)緩沖調(diào)節(jié)處理裝置后的濃度為3000-7000mg/m3，RT0的穩(wěn)定運(yùn)行48小時(shí)未出現(xiàn)異常情況，RTO排放氣均符合環(huán)保要求。
[0030]除了舍去緩沖調(diào)節(jié)裝置外，其它操作與上述操作條件相同，在RTO運(yùn)行10小時(shí)后出現(xiàn)異常，RTO排放氣不符合環(huán)保要求。
[0031]實(shí)施例2
所用工藝裝置如附圖1所示，其中緩沖調(diào)節(jié)裝置為圖3所示單罐固定床雙向式緩沖調(diào)節(jié)裝置，凈化處理裝置為RT0，吸附材料為大孔樹脂，其可逆吸附脫附的動(dòng)態(tài)吸附容量為135mg/g，緩沖調(diào)節(jié)裝置在常溫常壓運(yùn)行，VOCs廢氣中VOCs濃度在500-10000mg/m3范圍內(nèi)波動(dòng)，VOCs廢氣從進(jìn)氣管道導(dǎo)入后，經(jīng)過(guò)雙向閥門，先從A端進(jìn)入罐體，向B端移動(dòng);在吸附到一定程度時(shí)，切換轉(zhuǎn)向閥門，使得有機(jī)廢氣從B端進(jìn)入罐體，氣體右端B端進(jìn)入后被吸附材料凈化成潔凈氣體，并向已吸附VOCs的A端吹動(dòng)，將A端吸附的VOCs分子脫附釋放出來(lái)。
[0032]該VOCs廢氣經(jīng)緩沖調(diào)節(jié)處理裝置后的濃度為4000-6000mg/m3，RT0的穩(wěn)定運(yùn)行80小時(shí)未出現(xiàn)異常情況，RTO排放氣均符合環(huán)保要求。
[0033]除了舍去緩沖調(diào)節(jié)裝置外，其它操作與上述操作條件相同，在RTO運(yùn)行10小時(shí)后出現(xiàn)異常，RTO排放氣不符合環(huán)保要求。
[0034]實(shí)施例3
所用工藝裝置如附圖1所示，其中緩沖調(diào)節(jié)裝置為圖4所示8扇區(qū)閥門旋轉(zhuǎn)式緩沖調(diào)節(jié)裝置，凈化處理裝置為RT0，吸附材料為超高交聯(lián)樹脂，其可逆吸附脫附的動(dòng)態(tài)吸附容量為150mg/g，緩沖調(diào)節(jié)裝置在常溫常壓運(yùn)行，VOCs廢氣中VOCs濃度在500-10000mg/m3范圍內(nèi)波動(dòng)，VOCs廢氣首先從6、7、8室進(jìn)入，經(jīng)吸附凈化，氣體通過(guò)罐體另一端的封閉空腔再進(jìn)入2、
3、4室排出，此時(shí)第1、第5室密封;一定時(shí)間后，氣體切換到7、8、1室進(jìn)，3、4、5室出，第2、第6室密封。8個(gè)吸附室如此循環(huán)工作。罐體與VOCs廢氣管道之間通過(guò)帶有兩個(gè)吸附室密封蓋的密封圈連接。該VOCs廢氣經(jīng)緩沖調(diào)節(jié)處理裝置后的濃度為4500-5500mg/m3，RT0的穩(wěn)定運(yùn)行96小時(shí)未出現(xiàn)異常情況，RTO排放氣均符合環(huán)保要求。
[0035]除了舍去緩沖調(diào)節(jié)裝置外，其它操作與上述操作條件相同，在RTO運(yùn)行10小時(shí)后出現(xiàn)異常，RTO排放氣不符合環(huán)保要求。
[0036]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，包括在VOCs凈化處理裝置前設(shè)置填裝有吸附材料的緩沖調(diào)節(jié)裝置，所述緩沖調(diào)節(jié)裝置為固定床單向式、固定床雙向式、旋轉(zhuǎn)床式，所述吸附材料具有可逆吸附脫附的動(dòng)態(tài)吸附容量為50-500 mg/g，當(dāng)VOCs濃度較高時(shí)，吸附材料吸附有機(jī)分子，而當(dāng)VOCs濃度較低時(shí)，吸附材料內(nèi)則發(fā)生脫附，釋放所吸附的有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs濃度負(fù)荷進(jìn)行“削峰平谷”的緩沖調(diào)節(jié);所述緩沖調(diào)節(jié)裝置在常溫常壓下運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于吸附材料選自聚合物樹脂、活性炭、活性炭纖維、疏水沸石分子篩中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于吸附材料包為聚合物樹脂，優(yōu)選為大孔樹脂和超高交聯(lián)樹脂中的一種或兩者的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于固定床單向式裝置包括進(jìn)氣管道、罐體、吸附材料、出氣管道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于固定床雙向式裝置包括進(jìn)氣管道、雙向切換閥門、罐體、吸附材料、出氣管道。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于VOCs廢氣從固定床雙向式裝置的進(jìn)氣管道導(dǎo)入后，經(jīng)過(guò)雙向閥門，先從A端進(jìn)入罐體，向B端移動(dòng);在吸附到一定程度時(shí)，切換轉(zhuǎn)向閥門，使得有機(jī)廢氣從B端進(jìn)入罐體，氣體從B端進(jìn)入后被吸附材料凈化成潔凈氣體，并向已吸附VOCs的A端吹動(dòng)，將A端吸附的VOCs分子脫附釋放出來(lái)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于固定床雙向式裝置的罐體為單罐或雙罐式。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)床式裝置為罐體旋轉(zhuǎn)和閥門旋轉(zhuǎn)式中的一種，其中罐體旋轉(zhuǎn)指罐體在轉(zhuǎn)動(dòng)，不設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門，罐體與管路之間靠密封圈連接，密封圈隨罐體同步切換；閥門旋轉(zhuǎn)式指罐體不動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)閥門實(shí)現(xiàn)氣體的連續(xù)切換。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于閥門旋轉(zhuǎn)式是通過(guò)在罐體與進(jìn)出氣管道間增設(shè)一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥門，通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥門的切換，實(shí)現(xiàn)罐體吸附脫附廢氣的連續(xù)變化。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的VOCs濃度負(fù)荷緩沖調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述VOCs凈化處理裝置為RTO、低溫等離子、光氧化、生物凈化裝置中的一種。
【文檔編號(hào)】B01D53/44GK105879574SQ201610322291
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】李大偉, 李愛民, 龍超, 戴建軍, 周慶, 賈李娟, 劉笑寒, 何宏磊, 李浩陽(yáng), 李志豪, 李錦陽(yáng)
【申請(qǐng)人】南京大學(xué), 江蘇國(guó)創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰? 南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院