一种挥发性有机物高效处理系统及方法

技术领域

本发明涉及挥发性有机物处理技术领域，特别是涉及一种挥发性有机物高效处理系统及方法。

背景技术

挥发性有机物是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。VOC是挥发性有机物的英文缩写，是一类会对环境和人体产生危害的物质。面对日益严重的环境污染情况，环保工作压力不断增加，为了加强环境监测力度，环保部门不仅要进行传统污染物监控，还要对挥发性有机物等进行监测和处理。

VOC广泛来源于大到化工厂、包装印刷厂，小到汽修厂、设备喷涂等，为了保证工业的发展，同时保护好人类赖以生存的环境，对过硬的废气处理设备与工艺需求日益增加。目前，现有的挥发性有机物处理设备普遍具有以下缺点：一方面，设备比较中大型化，运输、安装、转场等极不方便；另一方面，还存在VOC回收利用技术工艺路线复杂、智能化操作程度不高、设备操作复杂、启动时间慢、处理效率低等缺点。此外，传统的热力燃烧法、催化燃烧法等能源消耗大，不环保，因此，亟需研发一种更高效的挥发性有机物处理系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种挥发性有机物高效处理系统及方法，能够对挥发性有机物废气进行干式过滤、吸附净化、脱附催化处理，进一步提高废气处理效率和质量，并可进行状态监测，确保系统工作安全稳定。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种挥发性有机物高效处理系统，该系统包括：控制器、干式过滤器、活性炭吸附箱和催化氧化再生装置，所述活性炭吸附箱设置有多台，依次串联连通，所述干式过滤器与所述活性炭吸附箱的吸附进气口连通，挥发性有机物废气经所述干式过滤器过滤后进入所述活动炭吸附箱，所述活性炭吸附箱对所述挥发性有机物废气进行吸附处理，所述活性炭吸附箱的吸附出气口设置有PID检测仪，所述PID检测仪用于检测经活性炭吸附箱处理后的挥发性有机物浓度；所述活性炭吸附箱还连通所述催化氧化再生装置，所述催化氧化再生装置用于对所述活性炭吸附箱进行脱附再生处理；所述控制器分别与所述PID检测仪、干式过滤器、活性炭吸附箱、催化氧化再生装置电性连接。

进一步的，所述干式过滤器为三级过滤器，包括玻璃纤维板式过滤模块、第一合成纤维袋式过滤模块和第二合成纤维袋式过滤模块，过滤等级分别为G4、F7和F9。

进一步的，所述系统还包括压差变送器，所述压差变送器分别连接所述干式过滤器的进气口和出气口，所述压差变送器与所述控制器电性连接。

进一步的，所述活性炭吸附箱的进气口和出气口分别设置有第一温湿度传感器和第二温湿度传感器，所述第一温湿度传感器和第二温湿度传感器分别与所述控制器电性连接。

进一步的，所述系统还包括声光报警器和HMI触摸屏，所述声光报警器和HMI触摸屏分别与所述控制器电性连接。

进一步的，所述活性炭吸附箱内设置有蜂窝活性炭。

进一步的，所述催化氧化再生装置包括吸附风机、燃气加热器和催化氧化室，所述燃气加热器的出气口通过吸附风机与所述活性炭吸附箱的脱附进气口相连通，所述燃气加热器的进气口与所述催化氧化室的出气口相连通，所述催化氧化室的进气口与所述活性炭吸附箱的脱附出气口相连通，所述催化氧化室设置有高温排空阀和催化温度传感器，所述燃气加热器和活性炭吸附箱之间的管道上设置有脱附调节阀和脱附温度传感器，所述高温排空阀、催化温度传感器、脱附调节阀和脱附温度传感器分别与所述控制器电性连接。

本发明还提供了一种挥发性有机物高效处理方法，应用于上述的挥发性有机物高效处理系统，包括以下步骤：

S1，通过干式过滤器对挥发性有机物进行干式过滤，去除漆雾、漆渣、水雾、粉尘；

S2，通过活性炭吸附箱对过滤后的挥发有机物进行吸附净化；

S3，通过PID检测仪检测经活性炭吸附箱处理后的挥发性有机物浓度，设定饱和阈值，如果检测到的挥发性有机物浓度低于饱和阈值，则将将吸附净化后的气体排放入大气；

S4，如果检测到的挥发性有机物浓度高于饱和阈值，开启催化氧化再生装置对所述活性炭吸附箱进行脱附再生处理，直到挥发性有机物浓度达到气体排放标准。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的挥发性有机物高效处理系统，设置有干式滤波器能够去除VOC废气中的漆雾、漆渣、水雾、粉尘等，然后通过活性炭吸附箱做吸附净化处理，经净化后达标的气体经管道直接排到大气；当催化氧化再生装置根据PID监测到某活性炭吸附箱吸附有机物浓度达到饱和后，引入温热空气进行吹扫脱附，脱附后的浓缩废气再进入催化氧化室做催化氧化处理，催化氧化后的干净热气提供脱附所需要的热气，从而进行循环加热脱附，监测浓度到达设定值后停止脱附，活性炭完成脱附再生；进而从多方面确保了废气净化效果；此外，还可以通过温湿度传感器、压差变送器等实现系统各项参数的实时监测，可以及时进行故障预警，确保系统的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明实施例挥发性有机物高效处理系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种挥发性有机物高效处理系统及方法，能够对挥发性有机物废气进行干式过滤、吸附净化、脱附催化处理，进一步提高废气处理效率和质量，并可进行状态监测，确保系统工作安全稳定。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的挥发性有机物高效处理系统，包括：控制器、干式过滤器、活性炭吸附箱和催化氧化再生装置，所述活性炭吸附箱设置有多台，依次串联连通，所述干式过滤器与所述活性炭吸附箱的吸附进气口连通，挥发性有机物废气经所述干式过滤器过滤后进入所述活动炭吸附箱，所述活性炭吸附箱对所述挥发性有机物废气进行吸附处理，所述活性炭吸附箱的吸附出气口设置有PID检测仪，所述PID检测仪用于检测经活性炭吸附箱处理后的挥发性有机物浓度；所述活性炭吸附箱还连通所述催化氧化再生装置，所述催化氧化再生装置用于对所述活性炭吸附箱进行脱附再生处理；所述控制器分别与所述PID检测仪、干式过滤器、活性炭吸附箱、催化氧化再生装置电性连接。所述控制器为设置在控制柜中的PLC。

其中，所述干式过滤器为三级过滤器，包括玻璃纤维板式过滤模块、第一合成纤维袋式过滤模块和第二合成纤维袋式过滤模块，过滤等级分别为G4、F7和F9。

所述系统还包括压差变送器，所述压差变送器分别连接所述干式过滤器的进气口和出气口，所述压差变送器与所述控制器电性连接。

所述活性炭吸附箱的进气口和出气口分别设置有第一温湿度传感器和第二温湿度传感器，所述第一温湿度传感器和第二温湿度传感器分别与所述控制器电性连接。由于活性炭吸附能力与废气的温度关系很大，为保证废气的净化效率满足设计值，要求废气的温度不超过40℃，在正常运行过程中，PLC监控活性炭吸附箱脱附后温度变化(温度、升温速率，脱附前后温差变化)，并以此判断活性炭吸附箱是否存在焖燃。当活性炭吸附箱内温度超过高温报警上限值时，系统自动开启氮气吹扫，保证系统的安全。

所述系统还包括声光报警器和HMI触摸屏，所述声光报警器和HMI触摸屏分别与所述控制器电性连接。HMI触摸屏显示的内容主要包括：各部位的温度信息(设定温度值、实际温度值)，电加热工作状态、设备的运行状态(CO炉、风机、阀等)、设备故障状态(风机故障、超温报警等)等。

所述活性炭吸附箱内设置有蜂窝活性炭。蜂窝活性炭安装在炭箱中，具有比表面积大、通孔阻力小、微孔发达、高吸附容量的特点，在适宜的低温时，废气与具之接触过程中，废气中的污染物被吸附截留在蜂窝炭内部，废气中的VOCs和干净的空气分离，即废气得到净化。

所述催化氧化再生装置包括吸附风机、燃气加热器和催化氧化室，所述燃气加热器的出气口通过吸附风机与所述活性炭吸附箱的脱附进气口相连通，所述燃气加热器的进气口与所述催化氧化室的出气口相连通，所述催化氧化室的进气口与所述活性炭吸附箱的脱附出气口相连通，所述催化氧化室设置有高温排空阀和催化温度传感器，所述燃气加热器和活性炭吸附箱之间的管道上设置有脱附调节阀和脱附温度传感器，所述高温排空阀、催化温度传感器、脱附调节阀和脱附温度传感器分别与所述控制器电性连接。

本系统还可以对催化氧化室内温度、催化氧化室出口温度、催化氧化室内部压力进行控制，对温度过载、VOC浓度超出限值和压力第过载时自动报警，能对各自温度、VOC浓度和压力显示和记录；其信号要求进入主控柜的PLC；对燃烧器启闭进行控制，对温度进行监控，能对启闭状态、温度显示和记录；其信号要求进入主控柜的PLC。

高温排空阀选用电动模拟量阀门，与催化温度传感器连锁；脱附调节阀选用电动模拟量阀门，与进入活性炭脱附管道上的脱附温度传感器连锁，PID控制；还设置有混风罐新风调节阀，选用电动模拟量阀门，与活性炭箱温度传感器进行连锁。

所述催化氧化再生装置的工作原理：蜂窝活性炭吸附容量是有极限的，当吸附达到饱和时，活性炭对废气净化能力变差，此时，引适量温度适宜的热气通过蜂窝活性炭，吸附在蜂窝结构中的VOCs随热气脱离蜂窝结构，回归并混合到热气体当中，脱离蜂窝结构的过程相当于蜂窝炭的再生过程。混合在气流中的VOCs分子在贵金属催化剂作催化作用下，将废气加热到VOCs的反应温度，污染物分子与氧气结合被分解生成水蒸汽和二氧化炭，水蒸汽和二氧化炭都属于环境友好物质，可以被安全的排放入大气中。

本发明提供了一种挥发性有机物高效处理方法，应用于上述的挥发性有机物高效处理系统，包括以下步骤：

S1，通过干式过滤器对挥发性有机物进行干式过滤，去除漆雾、漆渣、水雾、粉尘；

S2，通过活性炭吸附箱对过滤后的挥发有机物进行吸附净化；

S3，通过PID检测仪检测经活性炭吸附箱处理后的挥发性有机物浓度，设定饱和阈值，如果检测到的挥发性有机物浓度低于饱和阈值，则将将吸附净化后的气体排放入大气；

S4，如果检测到的挥发性有机物浓度高于饱和阈值，开启催化氧化再生装置对所述活性炭吸附箱进行脱附再生处理，直到挥发性有机物浓度达到气体排放标准。

本发明提供的挥发性有机物高效处理系统，设置有干式滤波器能够去除VOC废气中的漆雾、漆渣、水雾、粉尘等，然后通过活性炭吸附箱做吸附净化处理，经净化后达标的气体经管道直接排到大气；当催化氧化再生装置根据PID监测到某活性炭吸附箱吸附有机物浓度达到饱和后，引入温热空气进行吹扫脱附，脱附后的浓缩废气再进入催化氧化室做催化氧化处理，催化氧化后的干净热气提供脱附所需要的热气，从而进行循环加热脱附，监测浓度到达设定值后停止脱附，活性炭完成脱附再生；进而从多方面确保了废气净化效果；此外，还可以通过温湿度传感器、压差变送器等实现系统各项参数的实时监测，可以及时进行故障预警，确保系统的安全稳定运行。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。