專利名稱：一種氯代烴尾氣收集處理器的制作方法
一種氯代烴尾氣收集處理器技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種氯代烴尾氣收集處理器。背景技術(shù)：
工業(yè)排放或產(chǎn)生的氣態(tài)氯代烴污染物是大氣污染的重要來源之一，其中有毒有害 氯代烴尾氣因具有“三致效應(yīng)”對人群健康和生態(tài)安全造成嚴(yán)重的威脅。近年來，我國通過 加速立法和加大科技研發(fā)投入，在有毒有害氣態(tài)污染物控制方面已經(jīng)取得了一定的成效， 但仍然不能滿足具有多樣性、復(fù)合性等特點(diǎn)的有毒有害工業(yè)氯代烴尾氣污染控制的技術(shù)需 求，迫切需要研究和開發(fā)適合我國國情，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的有毒有害氯代烴尾氣收集、 凈化技術(shù)和設(shè)備。目前，氯代烴尾氣收集和處理方法主要分為兩類一類是將氯代烴尾氣直接轉(zhuǎn)化 為CO2和H2O,如直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法雖然運(yùn)行費(fèi)用較低，但 由于燃燒溫度高，容易在燃燒過程中發(fā)生爆炸，并且浪費(fèi)熱能，產(chǎn)生二次污染，因此目前較 少采用。熱力燃燒法通過熱交換器回收了熱能，降低了燃燒溫度，但當(dāng)氯代烴尾氣濃度較低 時(shí)，需人工添加輔助燃料，以維持正常的燃燒溫度，從而增大了運(yùn)行費(fèi)用；催化燃燒法由于 具有起燃溫度低、節(jié)能、凈化率高、操作方便、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用較多，但僅適用于高 溫或高濃度的氯代烴尾氣處理。另一類是將氯代烴尾氣收集、凈化并回收。這類方法有冷凝法、吸收法、和吸附回 收法等。冷凝法是利用不同溫度下有機(jī)物的飽和蒸汽壓的不同，通過降溫的方法使有機(jī)物 冷凝下來而達(dá)到處理尾氣的目的。其優(yōu)點(diǎn)是投資少，缺點(diǎn)是只適用于特別高濃度的有機(jī)尾 氣(幾百克/m3以上)，因而，只作為預(yù)處理方法使用；吸收法是將排出的氯代烴尾氣與吸收 劑接觸，或采取噴淋，或采取逆流在吸收塔內(nèi)完成，適合中高濃度O000mg/m3以上)和中小 排風(fēng)量(10000m7h以下)的治理，對低濃度、大風(fēng)量氯代烴尾氣治理效率低，最大問題是吸 收液后處理麻煩，并會(huì)帶來二次污染和二次治理問題；吸附回收法是用多孔吸附材料對氯 代烴尾氣進(jìn)行吸附凈化，尤其對低濃度尾氣的吸附最為有效，吸附可達(dá)PPm級，吸附后有機(jī) 物用水蒸氣進(jìn)行脫附，冷凝回收。但其僅限于高濃度O000mg/m3以上)單組分有機(jī)物回收 處理。高性能第三代活性炭材料-活性炭纖維(簡稱ACF)的誕生在整個(gè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)是一 場革命。ACF是以粘膠基纖維為原料，經(jīng)高溫碳化、活化后制成的纖維狀新型吸附材料，與社 會(huì)上公認(rèn)的吸附材料-顆粒狀活性炭(GAC)相比，ACF具有以下顯著特點(diǎn)(1)比表面積大，有效吸附量高。由于相同質(zhì)量的纖維表面積是GAC的近百倍，所 以需要填充的活性碳纖維質(zhì)量非常小，然而吸附效率卻非常高，根據(jù)處理氣體種類的不同， 其吸附率介于85 98%，多級吸附甚至可達(dá)到99. 99%，遠(yuǎn)高于GAC吸附(最高吸附率為 88% )，而且體積及總質(zhì)量也很?。?2)吸附、脫附行程短，速度快；脫附、再生耗能低。ACF對有機(jī)氣體吸附量比GAC 大幾倍至幾十倍，對無機(jī)氣體也有很好的吸附能力，并能保持較高的吸附脫附速度和較長的使用壽命。如用水蒸氣加熱6 10分鐘，即可完全脫附，耐熱性能好，惰性氣體中耐高溫 IOOO0C以上，空氣中著火點(diǎn)達(dá)500°C以上；(3)形狀可變，使用方便。由于活性碳纖維可以做成氈式，所以更換起來非常方便， 不會(huì)對人體造成任何危害；(4)可根據(jù)需要生產(chǎn)出具有特殊性能的專用ACF ；強(qiáng)度好，不會(huì)造成二次污染。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氯代烴尾氣收集處理器。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種氯代烴尾氣收集處理器，包含五個(gè)部分，分別為空氣過濾器1、干燥機(jī)3、ACF 吸附脫附床I5、ACF吸附脫附床116、催化燃燒部分和尾氣排放部分，各單元之間采用PVC或 者不銹鋼材質(zhì)的管道、或者閥門進(jìn)行連接；所述的空氣過濾器1，為帶有隔板的耐濕型空氣過濾器，其外框?yàn)椴讳P鋼材質(zhì)，以 膠板紙作為分隔板，以超細(xì)玻璃纖維紙作為濾料；設(shè)置此裝置的主要作用是去除氯代烴尾 氣中攜帶的粉塵類雜質(zhì)；所述的干燥機(jī)3，為不銹鋼材質(zhì)的強(qiáng)化系列氣流干燥機(jī)，內(nèi)置有高速飛旋的風(fēng)機(jī)葉 輪；可對高速氣流進(jìn)行有效干燥除濕，兼有分散、攪拌和混合等作用，使脫附濃縮后的氯代 烴尾氣在進(jìn)入催化燃燒部分前得到充分干燥、除濕，以有效防止催化燃燒部分催化劑的中所述的ACF吸附脫附床15和ACF吸附脫附床116，為不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部充填整體式 ACF吸附材料，方便定期更換；該吸附脫附床為一常一備，輪流使用；整個(gè)床體各設(shè)置進(jìn)氣 口兩個(gè)，出氣口兩個(gè)，吸附時(shí)從左邊進(jìn)右邊出，吸附后的尾氣直接通過主排離心風(fēng)機(jī)13高 空排放；ACF吸附飽和后(吸附飽和時(shí)間的長短根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行確定)，利用從電加熱 室8排出的高溫氣體經(jīng)脫附離心風(fēng)機(jī)7和補(bǔ)冷離心風(fēng)機(jī)14調(diào)節(jié)流量后對吸附飽和的ACF 進(jìn)行脫附，脫附時(shí)從右下方進(jìn)左上方出，加熱6 10分鐘即可；一個(gè)床體吸附飽和后進(jìn)入脫 附周期，與此同時(shí)，另一床體進(jìn)入吸附周期；既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作；在空 氣過濾器1和ACF吸附脫附床之間設(shè)有三向旋塞閥2 ；在干燥機(jī)3和ACF吸附脫附床的之 間設(shè)有球形閥4 ；所述的催化燃燒部分，主要由阻火器11、溫度探測熱電偶9、電動(dòng)閥門、保溫管道、 電加熱室8、催化燃燒室12和熱交換室10組成；所述的阻火器為金屬絲網(wǎng)型阻火器，筒體內(nèi)部布置較多的金屬絲網(wǎng)，其主要作用 是防止外部火焰竄入催化燃燒裝置或防止回火而引起爆炸；所述的電加熱器8為碳鋼翅片管型電加熱器，催化燃燒時(shí)需電加熱起動(dòng)，起動(dòng)電 加熱時(shí)間大約為Ih左右，氯代烴在催化燃燒室燃燒開始后，其燃燒熱能可足以維持反應(yīng)所 需的溫度，此時(shí)電加熱器自行停止；所述的催化燃燒室12內(nèi)部充填400方孔/平方英寸的二氧化硅質(zhì)蜂窩陶瓷，陶瓷 表面負(fù)載優(yōu)質(zhì)貴金屬鈀和鉬作為催化劑，催化燃燒率達(dá)97%以上，催化劑使用壽命長(高 達(dá)7200h)，并且內(nèi)設(shè)減壓孔、熱電偶、報(bào)警器及自動(dòng)停機(jī)等保護(hù)裝置；其中的氯代烴尾氣在 催化劑的作用下于280 350°C左右轉(zhuǎn)化為(X)2和H2O,并釋放出大量熱量；
所述的熱交換器10為殼管式熱交換器，分解釋放的熱量經(jīng)高效熱交換器回收后 用于加熱進(jìn)入催化燃燒室12的高濃度氯代烴尾氣；所述的尾氣排放部分，為了充分利用催化燃燒產(chǎn)生的熱量，從電加熱室8排出的 高溫氣體一部分進(jìn)入高空排放管道，另一部分通過管道進(jìn)入ACF吸附脫附床供吸附飽和的 ACF脫附再生使用；另外，本發(fā)明所有管路上的閥門既可以人工手動(dòng)開閉，也可以自動(dòng)開閉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種氯代烴尾氣收集處理器，其結(jié)構(gòu)主要有空氣過濾器、干燥機(jī)、 ACF吸附脫附床、催化燃燒部分和尾氣排放部分，各單元之間用PVC或者不銹鋼材質(zhì)的管 道、閥門等進(jìn)行連接；其綜合了 ACF吸附技術(shù)及催化燃燒技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，采用新型吸附 材料ACF對氯代烴尾氣進(jìn)行吸附，在接近吸附飽和后引入熱空氣進(jìn)行脫附、解吸，脫附后氯 代烴尾氣引入催化燃燒室無焰燃燒，將其徹底凈化，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用，大大降低能 耗。本發(fā)明具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、投資省、運(yùn)行成本低、維修方便等特點(diǎn)，為大風(fēng)量、低濃度或 濃度不穩(wěn)定的氯代烴尾氣的間歇(或連續(xù))收集處理提供了一種理想的、經(jīng)濟(jì)高效且具有 廣闊應(yīng)用前景的實(shí)用技術(shù)。
圖1氯代烴尾氣收集處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中的標(biāo)號分別為1、空氣過濾器，2、三向旋塞閥，3、干燥機(jī)，4、球形閥，5、ACF 吸附脫附床1，6、ACF吸附脫附床11，7、脫附離心風(fēng)機(jī)，8、電加熱室，9、熱電偶，10、熱交換 室，11、阻火器，12、催化燃燒室，13、主排離心風(fēng)機(jī)，14、補(bǔ)冷離心風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施方式以下提供本發(fā)明一種氯代烴尾氣收集處理器的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明設(shè)計(jì)作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)主要分為 空氣過濾器、干燥機(jī)、ACF吸附脫附床、催化燃燒部分和尾氣排放五個(gè)部分；具體操作過程 為氯代烴尾氣進(jìn)口首先經(jīng)過空氣過濾器除去粉塵類雜質(zhì)后，從左邊進(jìn)入ACF吸附脫附床I 進(jìn)行吸附，不管濃度高低，氯代烴尾氣都可被ACF有效地吸附，當(dāng)吸附的氯代烴尾氣達(dá)到接 近飽和吸附量時(shí)，則停止使用，并進(jìn)行脫附再生。為保證凈化過程連續(xù)進(jìn)行，設(shè)兩個(gè)吸附脫 附床，交替使用。吸附后的尾氣直接進(jìn)入主排離心風(fēng)機(jī)13管路進(jìn)行高空安全排放。待ACF 吸附脫附床I吸附飽和后，開啟ACF吸附脫附床II繼續(xù)進(jìn)行吸附，與此同時(shí)，將催化燃燒 排放的高溫氣體從床體右下部通入ACF吸附脫附床I，對其中的ACF填料進(jìn)行脫附處理，脫 附6 IOmin后ACF得到再生，將濃縮后的氯代烴尾氣從床體左上部排出，經(jīng)干燥劑干燥 后，進(jìn)入催化燃燒室在催化劑上于280 350°C范圍內(nèi)進(jìn)行燃燒，氯代烴被氧化轉(zhuǎn)化為CO2 和H2O,并釋放出大量熱量。其中脫附下來的尾氣中氯代烴濃度和脫附風(fēng)量都可進(jìn)行控制， 使脫附下來的氯代烴濃度較原始尾氣中的濃度提高10 15倍，風(fēng)量只是原來的1/10 1/20。這樣的高濃度、小風(fēng)量廢氣在催化劑上燃燒放出的熱量足以維持其反應(yīng)所需要的溫 度(300 350°C)，催化燃燒室只需要在開始反應(yīng)前進(jìn)行電加熱起燃，起燃后就無需再加熱；反應(yīng)后的熱廢氣除一部分高空排放外，其余的又可用來對吸附床進(jìn)行脫附再生，達(dá)到廢 熱利用。間歇式氯代烴尾氣處理實(shí)驗(yàn)分別配制初始濃度為lOOOmg/m3的氯乙烯(VC)、二 氯乙烯(DCE)、三氯乙烯(TCE)和1，1，1_三氯乙烷(TCA)模擬尾氣，在常溫20°C條件下進(jìn) 行間歇實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)尾氣流量0 80L/min，氯代烴污染物均達(dá)到零排放。連續(xù)氯代烴尾氣處理實(shí)驗(yàn)將濃度分別為lOOOmg/m3的TCE和TCA混合氣體按 20L/min的流速連續(xù)通入此收集處理器中，催化燃燒后熱空氣和吸附后尾氣中TCE、TCA去 除率均為100%，可見該氯代烴尾氣處理器對大風(fēng)量、低濃度氯代烴尾氣的間歇或者連續(xù)處 理均能做到氧化徹底、安全零污染排放。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，包含五個(gè)部分，分別為空氣過濾器、干燥 機(jī)、ACF吸附脫附床I、ACF吸附脫附床II、催化燃燒部分和尾氣排放部分，各單元之間采用 PVC或者不銹鋼材質(zhì)的管道或者閥門進(jìn)行連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的空氣過濾器 為帶有隔板的耐濕型空氣過濾器，其外框?yàn)椴讳P鋼材質(zhì)，以膠板紙作為分隔板，以超細(xì)玻璃 纖維紙作為濾料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的干燥機(jī)為不 銹鋼材質(zhì)的強(qiáng)化系列氣流干燥機(jī)，內(nèi)置有高速飛旋的風(fēng)機(jī)葉輪。
4.如權(quán)利要求1所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的ACF吸附脫附 床I和ACF吸附脫附床II，為不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部充填整體式ACF吸附材料；整個(gè)床體各設(shè)置 進(jìn)氣口兩個(gè)，出氣口兩個(gè)，吸附時(shí)從左邊進(jìn)右邊出，吸附后的尾氣直接通過主排離心風(fēng)機(jī)高 空排放。
5.如權(quán)利要求1所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的催化燃燒部 分由阻火器、溫度探測熱電偶、電動(dòng)閥門、保溫管道、電加熱室、催化燃燒室和熱交換室組 成。
6.如權(quán)利要求5所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的阻火器為金 屬絲網(wǎng)型阻火器，筒體內(nèi)部布置金屬絲網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求5所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的電加熱器為 碳鋼翅片管型電加熱器。
8.如權(quán)利要求5所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的催化燃燒室 內(nèi)部充填二氧化硅質(zhì)蜂窩陶瓷，陶瓷表面負(fù)載貴金屬鈀和鉬作為催化劑。
9.如權(quán)利要求1述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的熱交換器為殼 管式熱交換器。
10.如權(quán)利要求1所述的一種氯代烴尾氣收集處理器，其特征在于，所述的尾氣排放部 分，從電加熱室排出的高溫氣體一部分進(jìn)入高空排放管道，另一部分通過管道進(jìn)入ACF吸 附脫附床供吸附飽和的ACF脫附再生使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氯代烴尾氣收集處理器，包含五個(gè)部分，分別為空氣過濾器、干燥機(jī)、ACF吸附脫附床I、ACF吸附脫附床II、催化燃燒部分和尾氣排放部分，各單元之間采用PVC或者不銹鋼材質(zhì)的管道或者閥門進(jìn)行連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用新型吸附材料ACF對氯代烴尾氣進(jìn)行吸附，在接近吸附飽和后引入熱空氣進(jìn)行脫附、解吸，脫附后氯代烴尾氣引入催化燃燒室無焰燃燒，將其徹底凈化，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用，大大降低能耗。本發(fā)明具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、投資省、運(yùn)行成本低、維修方便等特點(diǎn)，為大風(fēng)量、低濃度或濃度不穩(wěn)定的氯代烴尾氣的間歇或連續(xù)收集處理提供了一種理想的、經(jīng)濟(jì)高效且具有廣闊應(yīng)用前景的實(shí)用技術(shù)。
文檔編號B01D46/00GK102049190SQ201010239138
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者劉莉莉, 呂樹光, 周嘯宇, 周鵬, 張衛(wèi), 張雯, 李炳智, 李輝, 林匡飛, 黃凱 申請人:華東理工大學(xué)