本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢氣的處理系統(tǒng)和分離方法，尤其是一種含工業(yè)漆霧的VOCs預(yù)處理系統(tǒng)和方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

漆霧是一種在噴涂行業(yè)廣泛存在的復(fù)雜混合物，不合理的噴涂方法或設(shè)計(jì)不合理的噴涂工況往往會導(dǎo)致大量的漆霧；漆霧的產(chǎn)生不僅造成資源的大量浪費(fèi)，而且還對VOCs(有機(jī)混合氣體)的處理帶來一定的困難；

當(dāng)前噴涂工藝在人類生活中運(yùn)用越來越廣泛，然而噴涂工藝會產(chǎn)生大量對環(huán)境造成污染的有機(jī)混合氣體(VOCs)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，我國已成為世界的制造工廠，巨大經(jīng)濟(jì)效益后面伴隨的VOCs產(chǎn)量必將居高不下；受噴涂技術(shù)、噴涂方法以及所用噴涂原料各異等等因素的影響，噴涂空間產(chǎn)生的VOCs氣體勢必伴有部分漆霧，加之漆霧的粘度比較大，非常容易附著在物體表面而不方便清除；目前，國內(nèi)外對低濃度VOCs比較盛行的兩種處理辦法是催化燃燒或濃縮處理后再燃燒，如果直接對其進(jìn)行濃縮或者催化燃燒，隨著處理的進(jìn)行，漆霧將對后續(xù)VOCs催化燃燒過程或濃縮工藝產(chǎn)生巨大的影響，大大降低VOCs處理效率，甚至造成設(shè)備的停運(yùn)，因此有效地將VOCs中的漆霧進(jìn)行分離是保證后續(xù)安全、高效處理VOCs的必要條件。

就目前而言，本著節(jié)能減排的目標(biāo)，處理漆霧的過程應(yīng)該從如下三方面進(jìn)行考慮：首先，必須解決漆霧與氣流的分離問題；其次，必須能夠很好地將分離出來的漆霧進(jìn)行回收利用；最后，還應(yīng)當(dāng)考慮處理工藝的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

近些年，針對漆霧的分離與收集，周小參申請的專利《一種多級式漆霧式捕集裝置及捕集分離過噴物的方法》，該發(fā)明提供一種多級式漆霧捕集裝置及其所應(yīng)用的干式噴涂系統(tǒng)，該漆霧捕集裝置內(nèi)垂直于空氣流方向布置至少兩種類型的漆霧捕集單元，漆霧捕集單元為整片結(jié)構(gòu)且每個漆霧捕集單元都覆蓋空氣的流通截面；該方法能夠極大地提高漆霧捕集裝置對漆霧的捕集容納能力和分離效果。

針對漆霧的分離與收集，蔡琦等人申請的專利《一種漆渣分離、再生系統(tǒng)與方法》，該發(fā)明公開了一種漆渣分離、再生系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以變廢為寶，而且還避免了對環(huán)境的二次污染。

雖然上述發(fā)明能很好地將VOCs中的漆霧過濾，但周小參發(fā)明的漆霧捕集裝置為一次性使用的產(chǎn)品，漆霧捕集裝置達(dá)到捕集容納極限之后，需要更換成新的漆霧捕集裝置，且過濾后沒能進(jìn)一步提出對漆霧進(jìn)行收集；另一方面蔡琦等人申請的發(fā)明在收集漆霧過程會產(chǎn)生大量的廢水，且由于VOCs的沸點(diǎn)在90℃左右，在漆渣烘干過程，漆渣中的VOCs會先于H₂O揮發(fā)，對環(huán)境造成一定的二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可高效的去除、收集漆霧系統(tǒng)和方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種含工業(yè)漆霧的VOCs預(yù)處理系統(tǒng)，包括葉輪式漆霧過濾裝置、輔助收集漆霧氣源裝置、漆霧收集裝置、二級過濾裝置、旋風(fēng)分離裝置、送風(fēng)機(jī)和換熱器，VOCs進(jìn)口與葉輪式漆霧過濾裝置相連；葉輪式過濾裝置出氣口通過管道與二級過濾裝置入口相連；二級過濾裝置出口與旋風(fēng)分離裝置入口相連；旋風(fēng)分離裝置出氣口通過管道與送風(fēng)機(jī)進(jìn)口相連；送風(fēng)機(jī)出口通過管路連接至換熱器；換熱器還與二級過濾裝置連接；葉輪式過濾裝置下部通過風(fēng)室同二級過濾裝置相連；輔助收集漆霧氣源裝置包括增壓系統(tǒng)和高壓VOCs儲氣系統(tǒng)，高壓VOCs儲氣系統(tǒng)一端與葉輪式漆霧過濾裝置連接，另一端與增壓系統(tǒng)連接。增壓系統(tǒng)與二級過濾裝置連接。

優(yōu)選的，所述的葉輪式漆霧過濾裝置包括過濾腔、高速驅(qū)動電機(jī)、高壓環(huán)形噴嘴、葉輪、混合風(fēng)室、離合器和高壓風(fēng)室；葉輪通過離合器和高速驅(qū)動電機(jī)同軸相連并處于過濾腔內(nèi)；高壓風(fēng)室與高壓環(huán)形噴嘴相連；高壓VOCs儲氣系統(tǒng)與高壓風(fēng)室連接。漆霧收集出口與漆霧收集裝置相連；混合風(fēng)室處于過濾腔的旁邊。

優(yōu)選的，所述的高速驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min以上，葉輪式漆霧過濾裝置前后進(jìn)氣、出氣管口設(shè)有擋板。

優(yōu)選的，所述的旋風(fēng)分離裝置的下端設(shè)有電動卸料閥；在旋風(fēng)分離裝置的出氣口處設(shè)置漆霧濃度探測器。

優(yōu)選的，在漆霧收集裝置、二級過濾裝置的進(jìn)出口和旋風(fēng)分離裝置中設(shè)有料位計(jì)；漆霧收集裝置中還設(shè)有防爆門。

優(yōu)選的，所述的二級過濾裝置包括床料松動系統(tǒng)以及床料再生系統(tǒng)；從連接送風(fēng)機(jī)和換熱器之間的管路引出至二級過濾裝置中下部位的管路系統(tǒng)構(gòu)成床料松動系統(tǒng)；從連接換熱器和VOCs處理系的管路引出至二級過濾裝置上部的管路系統(tǒng)構(gòu)成床料再生系統(tǒng)；用成型生物質(zhì)顆粒作為二級深度過濾床料，床料再生系統(tǒng)和床料松動系統(tǒng)的管路還包括調(diào)節(jié)門和單向閥。

一種含工業(yè)漆霧的VOCs分離方法，包括如下步驟：A)采用葉輪式過濾裝置對噴涂VOCs混合氣體中顆粒狀漆霧進(jìn)行沉降；B)經(jīng)步驟A)進(jìn)行沉降后的氣體再通過二級過濾裝置進(jìn)行深度過濾，；C)經(jīng)步驟B)深度過濾后的VOCs氣體和少部分床料顆粒一同進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置進(jìn)行氣固分離；更進(jìn)一步，過濾后的VOCs氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離裝置上部排出，完成對VOCs中漆霧的過濾；D)經(jīng)步驟C)分離后的氣體經(jīng)送風(fēng)機(jī)的加壓后進(jìn)入換熱設(shè)備與鍋爐來熱煙氣換熱，換熱后作為鍋爐燃燒用熱空氣待用。

優(yōu)選的，C)步驟的氣固分離后，所述的床料顆粒通過電動卸料閥再次被送往二級過濾裝置。

優(yōu)選的，A)步驟中，在葉輪式過濾裝置葉輪上的漆霧需要收集的時(shí)候，將高壓VOCs儲氣系統(tǒng)中的高壓空氣通過葉輪周邊的環(huán)形噴嘴氣噴出，形成一層空氣膜，然后啟動高速電機(jī)，高速電機(jī)通過離合器的連接作用帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，通過離心力的作用將漆霧從葉輪上脫落，并在高速壓縮空氣的作用下被帶到漆霧收集裝置中。

本發(fā)明一方面很好地將過濾過程同漆霧收集過程銜接起來，嚴(yán)格保證系統(tǒng)輸出氣體所含VOCs的濃度值在時(shí)間上為恒定值，從而為后續(xù)VOCs處理系統(tǒng)穩(wěn)定、高效工作提供了必要條件；另一方面對漆霧脫除效率高，流動阻力小，加之床料獲取方便、利用率高、床層阻力小且使用后的床料容易處理，不會產(chǎn)生二次污染；最后，漆霧收集方便、不會產(chǎn)生新的污染，且大大降低了漆霧粘附于壁面的機(jī)率，在很大程度實(shí)現(xiàn)了漆霧再回收利用。

同傳統(tǒng)漆霧處理方式相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(01)該系統(tǒng)操作簡單、維護(hù)方便，一級采用葉輪式進(jìn)行沉降，二級采用固定床進(jìn)行過濾，漆霧去除效率高；

(02)該系統(tǒng)采用二級過濾方式，大大降低二級過濾床料的負(fù)荷，從而提高床料的使用壽命；

(03)該系統(tǒng)漆霧回收率高，且大約70％以上的漆霧能夠回收再利用，小部分則和床料混合焚燒處理；

(04)該系統(tǒng)葉輪式過濾器在漆霧收集過程中采用高速電機(jī)驅(qū)動，然而在正常工作的時(shí)侯僅依靠流動的氣體撞擊葉片而轉(zhuǎn)動，因而更加節(jié)約電耗；

(05)過濾器中漆霧收集過程采用壓縮空氣將飛往壁面的漆霧顆粒托起，可有效避免漆霧粘在周圍壁面；

(06)二級過濾床料前半程為固定床處于整體式緩慢下移過程，有助于充分加熱使得床料再生；在后半程處于流態(tài)化狀態(tài)，增大了床料的孔隙率，降低了過濾阻力；

(07)二級過濾床料中生物質(zhì)密度相對較小、來源豐富，相比礦物燃料更易于流化，有效降低電耗；且生物質(zhì)在流化過程中不易磨損，產(chǎn)生的細(xì)微顆粒大大減少，方便分離；

(08)長時(shí)間使用后的帶有漆霧床料能夠用于集中燃燒處理，相比傳統(tǒng)的處理方式會大降低處理費(fèi)用和提高能量利用率；

(09)該系統(tǒng)有效地將不易分離的混合流體轉(zhuǎn)變?yōu)橐追蛛x的氣固兩相流動，從二級過濾裝置出來帶出來的部分床料顆粒能夠通過旋風(fēng)分離裝置有效分離、沉降；

(10)該裝置采用從送風(fēng)機(jī)出口引出的部分高壓VOCs混合氣體作為床料的松動風(fēng)和流化風(fēng)，避免引入新鮮空氣和增加新的風(fēng)機(jī)，降低電耗和噪音；

(11)該系統(tǒng)能夠從換熱器后的VOCs氣流中引入一部分作為床料再生氣使用；可有效使床料上粘附的漆霧中有機(jī)物深度揮發(fā)以及能夠很好地將床料進(jìn)行干燥，避免床料結(jié)塊、搭橋造成流動阻力過大；

(12)直接對過濾后的低濃度VOCs氣體壓縮存儲作為輔助收集漆霧的氣體源，確保在漆霧收集過程和過濾過程期間經(jīng)過濾系統(tǒng)輸出的VOCs濃度值維持在一個穩(wěn)定范圍內(nèi)，為后續(xù)VOCs處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了必要條件；

(13)該系統(tǒng)能夠有效地將噴涂空間中的漆霧進(jìn)行分離，并不需要添加額外的溶劑，既保證在漆霧收集過程中VOCs出口濃度基本維持恒定，又降低了處理成本，并不會對環(huán)境造成二次污染；

附圖說明

圖1是本發(fā)明VOCs預(yù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是葉輪式漆霧過濾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：：1-葉輪式過濾裝置；2-二級過濾裝置；3-旋風(fēng)分離裝置；4-送風(fēng)機(jī)；5-換熱器；6-增壓系統(tǒng)；7-高壓VOCs儲氣系統(tǒng)；8-漆霧收集裝置；S1-葉輪式過濾裝置進(jìn)口擋板；S2-葉輪式過濾裝置出口擋板；s3-葉輪式過濾裝置漆霧收集裝置高壓氣體出口擋板；CA-飛輪裝置；FM-高速驅(qū)動電機(jī)；MV-電動卸料閥；TV1～TV5、TV11、TV12-調(diào)節(jié)閥；AV～AV4逆止閥；P1～P6、P11、P12-管路；A-風(fēng)室；B-高壓環(huán)形噴嘴；C:-漆霧收集出口；D-漆霧收集后的高壓VOCs混合風(fēng)室；W-葉輪；H-過濾腔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示：一種含工業(yè)漆霧的VOCs預(yù)處理系統(tǒng)，包括葉輪式漆霧過濾裝置1、輔助收集漆霧氣源裝置、漆霧收集裝置8、二級過濾裝置2、旋風(fēng)分離裝置3、送風(fēng)機(jī)4和換熱器5，VOCs進(jìn)口與葉輪式漆霧過濾裝置1相連；葉輪式過濾裝置1出氣口通過管道與二級過濾裝置2入口相連；二級過濾裝置2出口與旋風(fēng)分離裝置3入口相連；旋風(fēng)分離裝置3出氣口通過管道與送風(fēng)機(jī)4進(jìn)口相連；送風(fēng)機(jī)4出口通過管路連接至換熱器5；換熱器5還與二級過濾裝置2連接；葉輪式過濾裝置1下部通過風(fēng)室A同二級過濾裝置2相連；輔助收集漆霧氣源裝置包括增壓系統(tǒng)6和高壓VOCs儲氣系統(tǒng)7，高壓VOCs儲氣系統(tǒng)7一端與葉輪式漆霧過濾裝置1連接，另一端與增壓系統(tǒng)6連接。增壓系統(tǒng)6與二級過濾裝置2連接。送風(fēng)機(jī)4為變頻風(fēng)機(jī)，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)負(fù)荷變化需要，降低電耗

如圖2所示：所述的葉輪式漆霧過濾裝置包括過濾腔H、高速驅(qū)動電機(jī)FM、高壓環(huán)形噴嘴B、葉輪W、漆霧收集后的高壓VOCs混合風(fēng)室D、離合器和過濾后的高壓VOCs風(fēng)室A；葉輪W通過離合器和高速驅(qū)動電機(jī)FM同軸相連并處于過濾腔H內(nèi)；過濾后的高壓VOCs風(fēng)室A與高壓環(huán)形噴嘴B相連；高壓VOCs儲氣系統(tǒng)7與過濾后的高壓VOCs風(fēng)室A連接。漆霧收集出口與漆霧收集裝置8相連；漆霧收集后的高壓VOCs混合風(fēng)室D處于過濾腔H的旁邊。

所述的高速驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min以上，葉輪式漆霧過濾裝置前后進(jìn)氣、出氣管口設(shè)有擋板S1和S2。

所述的旋風(fēng)分離裝置3的下端設(shè)有電動卸料閥MV；在旋風(fēng)分離裝置3的出氣口處設(shè)置漆霧濃度探測器。

在漆霧收集裝置8、二級過濾裝置2的進(jìn)出口和旋風(fēng)分離裝置3中設(shè)有料位計(jì)；漆霧收集裝置中還設(shè)有防爆門，在系統(tǒng)各相應(yīng)管路中還應(yīng)設(shè)置壓力表、調(diào)節(jié)閥和逆止閥；。

所述的二級過濾裝置2包括床料松動系統(tǒng)以及床料再生系統(tǒng)；從風(fēng)機(jī)出口管路通過管路系統(tǒng)和二級過濾裝置相連，用于對床料進(jìn)行松動；從換熱器出口的管路通過管路系統(tǒng)和二級過濾裝置相連，保證床料的再生以及增大床料的孔隙率；從連接送風(fēng)機(jī)和換熱器之間的管路引出至二級過濾裝置中下部位的管路系統(tǒng)構(gòu)成床料松動系統(tǒng)；從連接換熱器和VOCs處理系的管路引出至二級過濾裝置上部的管路系統(tǒng)構(gòu)成床料再生系統(tǒng)；用成型生物質(zhì)顆粒作為二級深度過濾床料，床料再生系統(tǒng)和床料松動系統(tǒng)的管路還包括調(diào)節(jié)門和單向閥。

一種含工業(yè)漆霧的VOCs分離方法，包括如下步驟：A)采用葉輪式過濾裝置對噴涂VOCs混合氣體中顆粒狀漆霧進(jìn)行沉降；B)經(jīng)步驟A)進(jìn)行沉降后的氣體再通過二級過濾裝置進(jìn)行深度過濾C)經(jīng)步驟B)深度過濾后的VOCs氣體和少部分床料顆粒一同進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置進(jìn)行氣固分離；更進(jìn)一步，過濾后的VOCs氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離裝置上部排出，完成對VOCs中漆霧的過濾；D)經(jīng)步驟C)分離后的氣體經(jīng)送風(fēng)機(jī)的加壓后進(jìn)入換熱設(shè)備與鍋爐來熱煙氣換熱，換熱后作為鍋爐燃燒用熱空氣待用。C)步驟的氣固分離后，所述的床料顆粒通過電動卸料閥再次被送往二級過濾裝置。

A)步驟中，在葉輪式過濾裝置葉輪上的漆霧需要收集的時(shí)候，將高壓VOCs儲氣系統(tǒng)中的高壓空氣通過葉輪周邊的環(huán)形噴嘴氣噴出，形成一層空氣膜，然后啟動高速電機(jī)，高速電機(jī)通過離合器的連接作用帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，通過離心力的作用將漆霧從葉輪上脫落，并在高速壓縮空氣的作用下被帶到漆霧收集裝置中。

噴涂VOCs氣體經(jīng)過如圖1所示進(jìn)口進(jìn)入空氣葉輪式過濾裝置，通過與葉輪之間的碰撞作用將混合氣體中顆粒狀的漆霧進(jìn)行沉降；對經(jīng)葉輪式過濾裝置過濾后的氣體再通過二級過濾裝置進(jìn)行深度過濾除去漆霧后的VOCs氣體和少部分床料顆粒一同進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置進(jìn)行氣固分離；固體床料通過電動卸料閥再次被送往二級過濾裝置；過濾后的VOCs氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離裝置上部排出，完成對VOCs中漆霧的過濾；經(jīng)分離后的VOCs氣體經(jīng)送風(fēng)機(jī)的加壓后進(jìn)入換熱設(shè)備換熱，最后再進(jìn)入VOCs廢氣焚燒處理系統(tǒng)；二級過濾裝置中的成型木屑顆粒床料還應(yīng)包括從風(fēng)機(jī)的出口管路通過管路P1引出一部分用于對床料進(jìn)行松動作用；另一方面還應(yīng)包括從換熱器出口通過管路P2引出一部分作為工作部分過濾床料加熱再生使用，使得床料上的漆霧在隨床料緩慢循環(huán)過程中不斷被干燥并使漆霧中的VOCs深度析出；VOCs增壓系統(tǒng)和高壓VOCs儲氣系統(tǒng)在對VOCs過濾期間開啟，從送風(fēng)機(jī)出口的管路上連接一根P3引出小部分VOCs進(jìn)行儲存和加壓，為漆霧收集過程提供充足的高壓氣體源；在對葉輪沉降下來的大塊漆霧進(jìn)行脫出過程期間，VOCs增壓系統(tǒng)和高壓VOCs儲氣系統(tǒng)停止工作。

在葉輪上的漆霧需要收集的時(shí)候，關(guān)閉葉輪式過濾裝置的進(jìn)出口擋板S1、S2，打開漆霧收集裝置到二級過濾裝置進(jìn)口管路的通道上的擋板S3，打開管路P5上的出口閥TV5,高壓空氣通過葉輪周邊的環(huán)形噴嘴將空氣噴出，形成一層空氣膜；進(jìn)一步啟動高速電機(jī)FM，高速電機(jī)FM通過飛輪CA的連接作用帶動葉輪W高速旋轉(zhuǎn)，通過離心力的作用將漆霧從葉輪上脫落，形成的氣膜阻止從葉輪上甩出來的漆霧顆粒與壁面接觸并在高壓空氣的作用下被帶到漆霧收集裝置。

在漆霧收集完畢后，關(guān)閉高速電機(jī)FM，逐漸打開葉輪式過濾裝置出口擋板S2，逐漸關(guān)閉漆霧收集裝置到二級過濾裝置進(jìn)口管路的通道上的擋板S3；進(jìn)一步緩慢開啟葉輪式過濾裝置進(jìn)口擋板S1，逐漸關(guān)小壓縮空氣至葉輪式過濾裝置管路P5上的閥門TV5；系統(tǒng)由漆霧收集過程恢復(fù)到VOCs過濾過程；待二級過濾裝置床層壓降升高到規(guī)定之后，應(yīng)該緩慢有序地進(jìn)行床料的更換，以保證床層阻力在規(guī)定范圍內(nèi)且有效脫除漆霧；噴涂工業(yè)漆霧的處理在VOCs氣體過濾、漆霧收集、再到VOCs氣體過濾、再到漆霧收集過程中無限循環(huán)完成。