一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置

摘要

一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置，包括在VOCs净化处理设备前设置缓冲调节装置，该缓冲调节装置为固定床单向式、固定床双向式、旋转床式，缓冲调节装置中填装有吸附材料，吸附材料在常温常压下对VOCs浓度负荷进行“削峰平谷”的缓冲调节。本发明的VOCs浓度负荷缓冲调节装置结构简单、操作方便，保证了后续运行设备的稳定运行，提高了VOCs处理工艺的处理效率和操作安全性。

权利要求

1.一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置，包括在VOCs 净化处理装置前设置填装有吸附材料的缓冲调节装置，所述缓冲调节装置为旋转床式，其中旋转床式装置为罐体旋转和阀门旋转式中的一种，其中罐体旋转指罐体在转动，不设置旋转阀门，罐体与管路之间靠密封圈连接，密封圈随罐体同步切换；阀门旋转式指罐体不动，利用旋转阀门实现气体的连续切换；所述吸附材料为聚合物树脂，其具有可逆吸附脱附的动态吸附容量为50-500 mg/g，当VOCs浓度较高时，吸附材料吸附有机分子，而当VOCs浓度较低时，吸附材料内则发生脱附，释放所吸附的有机物质，实现对VOCs浓度负荷进行“削峰平谷”的缓冲调节；所述缓冲调节装置在常温常压下运行。

2.根据权利要求1所述的VOCs浓度负荷缓冲调节装置，其特征在于阀门旋转式是通过在罐体与进出气管道间增设一个旋转阀门，通过旋转阀门的切换，实现罐体吸附脱附废气的连续变化。

3.根据权利要求1所述的VOCs浓度负荷缓冲调节装置，其特征在于吸附材料为大孔树脂和超高交联树脂中的一种或两者的混合物。

4.根据权利要求1所述的VOCs浓度负荷缓冲调节装置，其特征在于所述VOCs 净化处理装置为RTO、低温等离子、光氧化、生物净化装置中的一种。

说明书

一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置

技术领域

[0001] 本发明涉及有机废气（VOCs）处理领域，具体涉及一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置。

背景技术

[0002] 现代工业的快速发展导致空气污染问题日益突出，严重危害人体健康和生态环境。近年来，我国精细化工行业发展迅速，在部分地区已成为支柱产业，而由此产生的挥发性有机气体（Volatile Organic Compounds，VOCs）的污染问题也成为全社会关注的焦点。

[0003] 精细化工废气的排放与生产装置的运行情况密切相关，具有成分复杂、总排放量大、排放规律差、废气浓度波动大等特点。多数的有机废气治理技术在工程应用中都面临着一个难点，即由于废气间歇排放、浓度的波动幅度大等特点，治理设施的规模不易精准设计，处理效率难以得到持续保证，装置的稳定性亦受到影响。这种废气排放浓度的波动变化对处理设备的设计提出了挑战：若按平均排放浓度设计，则在高峰期会导致处理效率降低；若按峰值浓度设计则会大大增加成本。

[0004] 以焚烧法为例，蓄热式氧化炉（RTO）因炉膛高温对有机成分破坏比较彻底，且对废气成分的选择性不高，在众多废气处理技术中具有一定的优势。但RTO 系统结构较为固定，处理能力有其特定的适用范围，在设计焚烧炉时，需精准计算处理风量及浓度，来获得最佳处理效果。而实际生产中，排放浓度的动态变化给废气处理系统的安全性和处理效率带来难度。若排放浓度超出RTO 的负荷能力，不仅可能超标排放，而且会带来燃爆安全隐患。若排放浓度过低，则会增大辅助燃料的消耗，经济性大打折扣。

[0005] 本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有工业废气治理技术中净化装置运行稳定性差、安全隐患大、处理成本高、处理效率低的问题，提供一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置。该装置用于工业VOCs 气体治理中，具有装置稳定性高、安全隐患小、成本低、处理效率高的优点。

[0007] 本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

[0008] 一种VOCs浓度负荷缓冲调节装置，包括在VOCs 净化处理装置前设置填装有吸附材料的缓冲调节装置，该缓冲调节装置为固定床单向式、固定床双向式、旋转床式，其中吸附材料具有可逆吸附脱附的动态吸附容量为50-500 mg/g，当VOCs浓度较高时，吸附材料吸附有机分子，而当VOCs浓度较低时，吸附材料内则发生脱附，释放所吸附的有机物质，实现对VOCs浓度负荷进行“削峰平谷”的缓冲调节；所述缓冲调节装置在常温常压下运行。

[0009] 优选的，所述吸附材料包括但不限于聚合物树脂、活性炭、活性碳纤维、疏水沸石分子筛，进一步优选为聚合物树脂。

[0010] 优选的，所述聚合物树脂选自大孔树脂和超高交联树脂中的一种或混合物。

[0011] 优选的，所述VOCs 净化处理装置为RTO、低温等离子、光氧化、生物净化装置中的一种。进一步优选为RTO。

[0012] 优选的，所述固定床单向式装置包括进气管道、罐体、吸附材料、出气管道。

[0013] 固定床单向式装置处于吸附或脱附状态取决于进气浓度与吸附量之间的比较，当吸附等温线中进气浓度所对应的饱和吸附量高于吸附材料的实时吸附量，则吸附缓冲装置处于吸附状态，反之则处于脱附状态。

[0014] 优选的，所述固定床双向式装置包括进气管道、双向切换阀门、罐体、吸附材料、出气管道。优选的，VOCs废气从进气管道导入后，经过双向阀门，先从左端（A端）进入罐体，向右端（B端）移动；在吸附到一定程度时，切换转向阀门，使得有机废气从右端（B端）进入罐体，气体右端（B端）进入后被材料净化成洁净气体，并向已吸附VOCs的左端（A端）吹动，将左端（A端）吸附的VOCs分子脱附释放出来。整个过程包括联动的吸附脱附过程，可将废气穿透控制在吸附罐内，避免废气失控排放。

[0015] 优选的，所述固定床双向式装置的罐体可包括单罐或双罐式。

[0016] 优选的，旋转床式装置为罐体旋转和阀门旋转式中的一种，其中罐体旋转指罐体在转动，不设置旋转阀门，罐体与管路之间靠密封圈连接，密封圈随罐体同步切换；阀门旋转式指罐体不动，利用旋转阀门实现气体的连续切换。

[0017] 优选的，阀门旋转式通过在罐体密封圈位置上增设一个旋转阀门，通过密封圈与旋转阀门的同步切换，实现罐体吸附脱附废气的变化。旋转阀门的设置可参考旋转式RTO装置中旋转阀门的设置方式。

[0018] 优选的，罐体均分为8-12个扇形块体结构并形成相应数量的吸附室。

[0019] 以八室旋转罐体吸附装置为例，吸附罐体被均分为8个吸附室，其中有两个吸附室在旋转过程中动态封闭，防止废气在同一个扇区中避免相邻两个吸附室出现风向矛盾。气体首先从6、7、8室进入，经吸附净化，气体通过罐体另一端的封闭空腔再进入2、3、4室排出，此时第1、第5室密封；一定时间后，气体切换到7、8、1室进，3、4、5室出，第2、第6室密封。8个吸附室如此循环工作。罐体与VOCs废气管道之间通过带有两个吸附室密封盖的密封圈连接。

[0020] 采用了上述技术方案后本发明具有的有益效果：

[0021] 1、本发明采用常温常压下具有较高动态吸附容量和较快吸附脱附速率的吸附材料装填在调节装置中，对VOCs浓度负荷进行“削峰平谷”的缓冲调节，减少高浓度时对后续净化单元的冲击，并在低浓度时，为后续单元提供稳定的进气负荷，保证了后续运行设备的稳定运行，实现净化单元的连续运行，提高了处理效率和操作安全性。

[0022] 2、本发明设置的VOCs浓度负荷缓冲调节装置结构简单，操作方便。

[0023] 3、在旋转床的设计下，废气在前段吸附床中吸附净化，洁净气体经过封闭空腔进入后段吸附床对其中吸附的VOCs进行脱附释放；旋转床装置比固定床双向式装置可获得浓度更加稳定的排出气体。

附图说明

[0024] 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。

[0025] 图1为本发明的装置布置图。

[0026] 图2为固定床单向式缓冲调节装置。

[0027] 图3为单罐固定床双向式缓冲调节装置。

[0028] 图4为8扇区罐体旋转式缓冲调节装置示意图。

[0029] 图5为8扇区阀门旋转式缓冲调节装置。

具体实施方式

[0030] 下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

[0031] 实施例1

[0032] 所用工艺装置如附图1所示，其中缓冲调节装置为图2所示固定床单向式缓冲调节装置，净化处理装置为RTO，吸附材料为活性炭，其可逆吸附脱附的动态吸附容量为100mg/g，缓冲调节装置在常温常压运行，VOCs废气中VOCs浓度在500-10000mg/m3范围内波动，该3
VOCs废气经缓冲调节处理装置后的浓度为3000-7000mg/m ，RTO的稳定运行48小时未出现异常情况，RTO排放气均符合环保要求。

[0033] 除了舍去缓冲调节装置外，其它操作与上述操作条件相同，在RTO运行10小时后出现异常， RTO排放气不符合环保要求。

[0034] 实施例2

[0035] 所用工艺装置如附图1所示，其中缓冲调节装置为图3所示单罐固定床双向式缓冲调节装置，净化处理装置为RTO，吸附材料为大孔树脂，其可逆吸附脱附的动态吸附容量为135mg/g，缓冲调节装置在常温常压运行，VOCs废气中VOCs浓度在500-10000mg/m3范围内波动，VOCs废气从进气管道导入后，经过双向阀门，先从A端进入罐体，向B端移动；在吸附到一定程度时，切换转向阀门，使得有机废气从B端进入罐体，气体右端B端进入后被吸附材料净化成洁净气体，并向已吸附VOCs的A端吹动，将A端吸附的VOCs分子脱附释放出来。

[0036] 该VOCs废气经缓冲调节处理装置后的浓度为4000-6000mg/m3，RTO的稳定运行80小时未出现异常情况，RTO排放气均符合环保要求。

[0037] 除了舍去缓冲调节装置外，其它操作与上述操作条件相同，在RTO运行10小时后出现异常， RTO排放气不符合环保要求。

[0038] 实施例3

[0039] 所用工艺装置如附图1所示，其中缓冲调节装置为图4所示8扇区阀门旋转式缓冲调节装置，净化处理装置为RTO，吸附材料为超高交联树脂，其可逆吸附脱附的动态吸附容量为150mg/g，缓冲调节装置在常温常压运行，VOCs废气中VOCs浓度在500-10000mg/m3范围内波动，VOCs废气首先从6、7、8室进入，经吸附净化，气体通过罐体另一端的封闭空腔再进入2、3、4室排出，此时第1、第5室密封；一定时间后，气体切换到7、8、1室进，3、4、5室出，第2、第6室密封。8个吸附室如此循环工作。罐体与VOCs废气管道之间通过带有两个吸附室密封盖的密封圈连接。该VOCs废气经缓冲调节处理装置后的浓度为4500-5500mg/m3，RTO的稳定运行96小时未出现异常情况，RTO排放气均符合环保要求。

[0040] 除了舍去缓冲调节装置外，其它操作与上述操作条件相同，在RTO运行10小时后出现异常， RTO排放气不符合环保要求。

[0041] 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。