一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法及系統(tǒng)，所述方法先去除混合氣體中的漆霧，再將去除漆霧后的氣體升溫至320~350℃、在催化劑的催化條件下進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，使混合氣體熱分解為含有碳氧化合物和氫氧化合物的高溫?zé)煔夂笈懦?。所述系統(tǒng)包括用以去除噴涂VOCs混合氣體中漆霧的漆霧去除裝置、用以加熱噴涂VOCs混合氣體的加熱單元、催化氧化反應(yīng)室和集中排放裝置，所述漆霧去除裝置上設(shè)置有噴涂VOCs混合氣體進(jìn)氣口和出氣口，漆霧去除裝置的出氣口與所述加熱單元的進(jìn)氣口相連，加熱單元的出氣口與催化氧化反應(yīng)室的進(jìn)氣口相連，催化氧化反應(yīng)室的出氣口與集中排放裝置相連通，催化氧化反應(yīng)室內(nèi)填充有催化劑和蓄熱體。
【專利說(shuō)明】
一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于有機(jī)廢氣污染處理或控制領(lǐng)域，涉及一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的汽車生產(chǎn)基地之一，在汽車制造工藝中，噴涂過(guò)程是對(duì)環(huán)境造成污染最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)。一般噴涂車間所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)混合物(VOCs)是一種在25°C，飽和蒸汽壓力Ps多0.133kpa的有機(jī)物，其主要由苯、甲苯以及二甲苯等組成的一種烴類可燃混合物，該類物質(zhì)嚴(yán)重制約著人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展并威協(xié)到人類賴以生存的自然環(huán)境。
[0003]當(dāng)前超低濃度VOCs的治理技術(shù)主要有吸附、吸收、冷凝、膜分離、熱破壞、等離子體、生物以及光催化氧化法等等。針對(duì)噴涂車間產(chǎn)生的VOCs廢氣具有成分復(fù)雜、量大、濃度低以及不穩(wěn)定的特征，熱破壞成為治理VOCs的主流技術(shù)。
[0004]當(dāng)前濃縮催化燃燒法運(yùn)用最廣泛，主要由吸附一一脫附一一濃縮一一燃燒四個(gè)步驟組成，該處理方法雖然能很好地將排放的VOCs很好地?zé)o害化處理，但該方式中的吸附、脫附和濃縮裝置龐大，且這些環(huán)節(jié)均需要大量的外加能量才能實(shí)現(xiàn)。因此，采用熱破壞法中的直接催化燃燒技術(shù)具有很好的發(fā)展前景，然而一般情況下，噴涂空間中產(chǎn)生的VOCs濃度在300mg/Nm 3-600mg/Nm3之間，如果直接采用催化燃燒的方式，該濃度范圍內(nèi)的VOCs很難實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)的自熱運(yùn)行。此外，噴涂車間中產(chǎn)生的不完全是VOCs混合氣體，還混有部分漆霧，它的存在給吸附過(guò)程中的介質(zhì)帶來(lái)了巨大的破壞，由于漆霧具有一定粘性，一般漆霧會(huì)覆蓋在吸附物質(zhì)表面不易脫落，不僅會(huì)使系統(tǒng)處理VOCs效率的大幅度降低降，甚至還可能對(duì)后續(xù)設(shè)備造成不可逆破壞。
[0005]針對(duì)有機(jī)廢氣的處理，陳波、王培申請(qǐng)的專利《一種凈化揮發(fā)性有機(jī)廢氣的預(yù)熱式催化燃燒系統(tǒng)》，該發(fā)明專利公開(kāi)了一種凈化揮發(fā)性有機(jī)廢氣的預(yù)熱式催化燃燒系統(tǒng)，有機(jī)廢氣經(jīng)干式過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入活性炭吸附裝置，吸附凈化后的廢氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)利用排氣筒高空達(dá)標(biāo)排放;催化燃燒系統(tǒng)經(jīng)預(yù)熱后，活性炭吸附的揮發(fā)性有機(jī)物被熱空氣加熱脫附后輸送到催化燃燒室進(jìn)行低溫催化氧化分解，有機(jī)物經(jīng)充分燃燒分解為無(wú)害化的COjPH2O等物質(zhì)后進(jìn)行高空排放;噴涂空間所產(chǎn)生的漆霧濕度較大，處理濕度較大的有機(jī)廢氣，以上發(fā)明專利中采用的干式過(guò)濾裝置，很容易導(dǎo)致漆霧黏結(jié)在過(guò)濾裝置中，從而導(dǎo)致結(jié)塊而無(wú)法工作。
[0006]針對(duì)有機(jī)廢氣的處理，徐紀(jì)清等人申請(qǐng)的專利《一種有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)》，該發(fā)明涉及廢氣處理領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)及方法;工作時(shí)，漆霧預(yù)處理系統(tǒng)中的旋風(fēng)分離器對(duì)尾氣中的漆霧顆粒進(jìn)行離心處理，使漆霧顆粒粘附到分離器器壁;精密過(guò)濾器對(duì)尾氣進(jìn)一步過(guò)濾，去除尾氣中的殘余漆霧組分，之后吸附/解吸裝置通過(guò)吸附、解吸工藝對(duì)尾氣中的有機(jī)組分進(jìn)行凈化處理，將經(jīng)過(guò)吸附的尾氣排放，將經(jīng)過(guò)解吸濃縮的尾氣輸送至燃燒系統(tǒng);尾氣在燃燒系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過(guò)蓄熱裝置的升溫后在燃燒裝置中進(jìn)行高溫燃燒反應(yīng)，將部分燃燒后的氣體引出用于吸附/解吸裝置解吸氣加熱。該漆霧去除裝置過(guò)于龐大，且漆霧中還含有較多的有機(jī)物，可能會(huì)造成二次污染。
[0007]工業(yè)噴涂工藝中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣濃度低、量大，以上發(fā)明專利中所需要的吸附設(shè)備龐大，不易布置，且在運(yùn)行中脫附過(guò)程還需不斷地為系統(tǒng)提供新鮮空氣，使系統(tǒng)更復(fù)雜，增加額外的電耗和噪聲，由此可見(jiàn)，現(xiàn)有對(duì)噴涂揮發(fā)性混合氣體的處理方法存在著一定的不足和缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)處理漆霧VOCs混合氣體的處理方法所用到的裝置龐大、耗費(fèi)的能量多，且對(duì)漆霧去除效果和效率不高，也沒(méi)有針對(duì)漆霧中含有的有機(jī)物進(jìn)行處理，會(huì)造成二次污染的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單緊湊、能量消耗低、對(duì)漆霧VOCs混合氣體的處理效率高，且在減少氣體污染物排放的過(guò)程中盡量減少對(duì)環(huán)境其它污染的噴涂VOCs混合氣體的處理方法及系統(tǒng)。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法，包括如下步驟:
1)采用漆霧去除裝置去除噴涂VOCs混合氣體中的漆霧；
2)采用加熱單元將步驟I)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體升溫至320~350°C，在催化劑的催化條件下對(duì)噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，使噴涂VOCs混合氣體熱分解為含有碳氧化合物和氫氧化合物的高溫?zé)煔猓?br> 3)將步驟2)催化氧化反應(yīng)后的所述高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)集中排放裝置進(jìn)行排放，完成噴涂VOCs混合氣體的處理。
[0010]針對(duì)現(xiàn)有噴涂VOCs混合氣體的處理方法多采用吸脫附方法進(jìn)行濃縮，使用的裝置復(fù)雜、占地面積大，且能源消耗大的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明先通過(guò)漆霧去除裝置對(duì)噴涂VOCs氣體中的漆霧進(jìn)行去除，并針對(duì)噴涂VOCs氣體中主要組分為苯、甲苯、二甲苯等物質(zhì)，本發(fā)明系統(tǒng)選用諸如CuMn2O4之類的復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物和T12為附載體制成的催化劑，僅在320?350°C的催化反應(yīng)溫度下，即可分解混合氣體中主要組份為碳氧化合物(CO2等)和氫氧化合物(水等)的高溫?zé)煔猓瑹o(wú)需對(duì)其加熱到更高的燃燒溫度，可有效降低起動(dòng)燃料的投入量，進(jìn)一步通過(guò)加熱裝置對(duì)噴涂VOCs氣體進(jìn)行加熱，使混合氣體的溫度達(dá)到催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度范圍，在催化燃燒的作用下把原先有毒污染氣體轉(zhuǎn)化為不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的無(wú)毒清潔型氣體，完成噴涂VOCs氣體的清潔化處理。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法僅需要采用漆霧去除裝置、加熱裝置和催化反應(yīng)室，而無(wú)需采用現(xiàn)有技術(shù)中體積龐大的吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和濃縮系統(tǒng)，也無(wú)需為了將揮發(fā)性氣體從吸附材料中脫附出來(lái)而不斷地為脫附系統(tǒng)提供大量新鮮空氣和額外的電耗，相比于現(xiàn)有技術(shù)而言，處理時(shí)間短、處理效果優(yōu)異，且反應(yīng)裝置更加簡(jiǎn)單，易于布置，在運(yùn)行過(guò)程中能耗低。
[0011]進(jìn)一步，步驟2)中所述加熱單元將燃料與助燃?xì)怏w混合燃燒得到的高溫氣體與步驟I)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行換熱，使噴涂VOCs混合氣體升溫至320~350°C。采用高溫氣體與混合氣體進(jìn)行混合換熱的方式，可以使混合氣體更快地達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度，縮短混合氣體的處理時(shí)間，使處理效率提高。
[0012]進(jìn)一步，采用部分所述噴涂VOCs混合氣體作為燃料的助燃?xì)怏w。利用噴涂VOCs混合氣體中含有部分氧氣的性質(zhì)，采用噴涂VOCs混合氣體作為氣體燃料的助燃?xì)怏w，避免了引入額外的空氣進(jìn)入系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)必須熱量投入，降低了能耗，更加節(jié)省能源。
[0013]再進(jìn)一步，將去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體與步驟2)催化氧化反應(yīng)得到的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，對(duì)噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行預(yù)熱，并將所述高溫?zé)煔獾臏囟冉抵?5?55°C，對(duì)降溫后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行排放。這樣，一方面可以對(duì)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行預(yù)熱，使預(yù)熱后的混合氣體更加容易達(dá)到320?350°C的催化氧化反應(yīng)溫度，節(jié)省了燃料的用量;另一方面，對(duì)高溫?zé)煔鈸Q熱降溫后再排放，充分利用VOCs混合氣體所產(chǎn)生的能量，避免了熱量的浪費(fèi)，有效減少了輔助燃料的添加量。
[0014]更進(jìn)一步，采用部分經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的噴涂VOCs混合氣體對(duì)黏附在漆霧去除裝置中的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱解。這樣，一方面采用混合氣體進(jìn)行反吹，使黏附在漆霧去除裝置上的漆料殘?jiān)鼜钠犰F去除裝置上脫離，保證后續(xù)待處理氣體的漆霧去除效率，另一發(fā)明利用預(yù)熱后的混合氣體所帶有的熱量，對(duì)殘存的漆料殘?jiān)M(jìn)行加熱，使漆料殘?jiān)械挠袡C(jī)物充分釋放，并與噴涂VOCs混合氣體混合，一起進(jìn)行后續(xù)的催化氧化反應(yīng)，有效降低了漆料殘?jiān)鶐?lái)的二次污染，使得噴涂VOCs混合氣體中有機(jī)物被處理地更加充分，效率更高。
[0015]一種噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，包括用以去除所述噴涂VOCs混合氣體中漆霧的漆霧去除裝置、用以加熱所述噴涂VOCs混合氣體的加熱單元、催化氧化反應(yīng)室和集中排放裝置，所述漆霧去除裝置上設(shè)置有噴涂VOCs混合氣體進(jìn)氣口和出氣口，所述漆霧去除裝置的出氣口與所述加熱單元的進(jìn)氣口相連通，所述加熱單元的出氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的進(jìn)氣口相連通，所述催化氧化反應(yīng)室的出氣口與所述集中排放裝置相連通，所述催化氧化反應(yīng)室內(nèi)填充有催化劑和蓄熱體。
[0016]本發(fā)明處理系統(tǒng)，從漆霧去除裝置的進(jìn)氣口處通入噴涂VOCs混合氣體，去除混合氣體中的漆霧，再將去除漆霧后的混合氣體通入加熱單元，使混合氣體的溫度上升至能夠進(jìn)行催化氧化反應(yīng)的反應(yīng)溫度后，將混合氣體通入催化氧化反應(yīng)室中，使混合氣體在催化氧化反應(yīng)室中填充的催化劑的催化作用下，熱分解為含有碳氧化合物和氫氧化合物的高溫?zé)煔?，為了保證混合氣體在催化反應(yīng)過(guò)程中能夠盡可能維持在最優(yōu)反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，本發(fā)明采用蓄熱體減少加熱后混合氣體的熱損失，有效保證催化氧化反應(yīng)效率最高，經(jīng)過(guò)催化氧化反應(yīng)后的高溫?zé)煔饨?jīng)集中排放裝置排放入大氣中，完成噴涂VOCs混合氣體的處理。
[0017]作為優(yōu)化，所述加熱單元包括燃料儲(chǔ)存裝置、助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置、燃燒室和換熱裝置，所述燃燒室的進(jìn)氣口分別與所述燃料儲(chǔ)存裝置和所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置相連通，所述燃燒室的出氣口與所述換熱裝置的進(jìn)氣口相連通，所述換熱裝置的進(jìn)氣口還與所述漆霧去除裝置的出氣口相連通，所述換熱裝置的出氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的進(jìn)氣口相連通。采用這樣的加熱單元，先在燃燒室內(nèi)將燃料和助燃?xì)怏w混合并進(jìn)行燃燒，將燃燒產(chǎn)生的高溫氣體引入換熱裝置中，同時(shí)將去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體也引入換熱裝置中，使高溫氣體和噴涂VOCs混合氣體在換熱裝置中混合換熱，最終使得噴涂VOCs混合氣體的催化氧化反應(yīng)溫度達(dá)到320?350 °C。
[0018]作為優(yōu)化，還包括用于對(duì)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體與催化氧化反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱的余熱換熱裝置，所述余熱換熱裝置的熱程進(jìn)氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的出氣口相連通，所述熱程的出氣口與所述集中排放裝置相連通，所述余熱換熱裝置的冷程進(jìn)氣口與所述漆霧去除裝置的出氣口相連通，所述冷程的出氣口與所述換熱裝置的進(jìn)氣口相連通。所述熱程為通入兩者中溫度較高的氣體的管程，所述冷程為通入兩者中溫度較低一方氣體的管程，采用余熱換熱裝置可以使高溫?zé)煔馀c去除漆霧但還未進(jìn)行催化氧化反應(yīng)的新噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行換熱。一方面，采用換熱的方式使得新噴涂VOCs混合氣體得到預(yù)熱，預(yù)熱后的噴涂VOCs混合氣體在后續(xù)的催化氧化反應(yīng)過(guò)程中更容易達(dá)到反應(yīng)溫度，節(jié)省了燃料的使用量，降低了能耗;另一方面，經(jīng)換熱使得高溫?zé)煔獾臏囟认陆担缓笤賹?duì)煙氣進(jìn)行集中排放，有效降低熱污染。
[0019]作為優(yōu)化，所述余熱換熱裝置的冷程出氣口還與所述燃燒室的進(jìn)氣口相連通。這樣，可以先采用助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置內(nèi)的助燃?xì)怏w作為助燃?xì)怏w，與燃料混合，使燃料燃燒，并且在使催化氧化反應(yīng)室的反應(yīng)溫度穩(wěn)定后，切斷助燃?xì)怏w的輸入，改為使用部分冷程出氣口排除的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的噴涂VOCs混合氣體作為助燃?xì)怏w，在燃燒室內(nèi)與燃料進(jìn)行混合燃燒，將產(chǎn)生的熱量用于維持反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)溫度穩(wěn)定，節(jié)省了助燃?xì)怏w的使用量。
[0020]作為又一優(yōu)化，所述漆霧去除裝置上還設(shè)置有反吹氣體進(jìn)氣口和反吹氣體出氣口，所述余熱換熱裝置的冷程出氣口還通過(guò)管路與所述反吹氣體進(jìn)氣口相連通，所述管路上設(shè)置有用于使冷程出氣口排出的氣體單向流向反吹氣體進(jìn)氣口的止回裝置。這樣，將冷程出氣口經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的噴涂VOCs混合氣體反向通入漆霧去除裝置中，可以對(duì)黏附在漆霧去除裝置上的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱分解，使漆料殘?jiān)軌驈钠犰F去除裝置上脫落下來(lái)，并且使漆料殘?jiān)械挠袡C(jī)物充分釋放，有效降低漆料殘?jiān)鼛?lái)的二次污染。
[0021]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明方法首先采用漆霧去除裝置對(duì)噴涂VOCs氣體中的漆霧進(jìn)行去除，并針對(duì)噴涂VOCs氣體中主要組分為苯、甲苯、二甲苯等物質(zhì)，本發(fā)明系統(tǒng)在320~350°C的催化反應(yīng)溫度下，即可將VOCs分解為碳氧化合物(CO2等)和氫氧化合物(水等)高溫?zé)煔猓M(jìn)一步通過(guò)換熱裝置對(duì)噴涂VOCs氣體進(jìn)行加熱，使混合氣體的溫度達(dá)到催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度范圍，經(jīng)催化燃燒作用把有毒污染氣體分解為對(duì)環(huán)境無(wú)害的碳氧化合物(CO2等)和氫氧化合物(水等)，完成噴涂VOCs氣體的清潔化處理，本發(fā)處理方法相比傳統(tǒng)的揮發(fā)性氣體處理方法而言，減少了 VOCs傳統(tǒng)處理方法的吸附、脫附和濃縮方法步驟，降低了處理系統(tǒng)復(fù)雜程度，使處理方法更加簡(jiǎn)便，處理時(shí)間更加短，處理效率更高。
[0022]2、本發(fā)明可以使用噴涂VOCs氣體作為燃料的助燃?xì)怏w，相較于使用空氣等助燃?xì)怏w而言，避免了引入額外的空氣進(jìn)入系統(tǒng)，降低了方法運(yùn)行所必須投入的熱量，節(jié)省了能耗，降低了方法運(yùn)行成本。
[0023]3、本發(fā)明將經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的噴涂VOCs混合氣體回流入漆霧去除裝置，對(duì)黏附在漆霧去除裝置上的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱解，使漆料殘?jiān)鼜娜コb置上脫離，保證后續(xù)待處理氣體的漆霧去除效率，延長(zhǎng)漆霧去除裝置的運(yùn)行周期，并且采用預(yù)熱后的混合氣體所帶有的熱量，對(duì)殘存的漆料殘?jiān)M(jìn)行加熱，使漆料殘?jiān)械挠袡C(jī)物充分釋放，有效降低了因漆料殘?jiān)鴰?lái)的二次污染。
[0024]4、本發(fā)明將燃料直接燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體與噴涂VOCs混合氣體混合換熱后，一同進(jìn)入催化氧化反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，可以將燃料燃燒不完全產(chǎn)生的CO等產(chǎn)物進(jìn)一步催化反應(yīng)為對(duì)環(huán)境無(wú)污染的產(chǎn)物，減少了對(duì)環(huán)境的二次污染，更加環(huán)保。
[0025]5、本發(fā)明處理系統(tǒng)設(shè)備相較于傳統(tǒng)處理方法的系統(tǒng)而言更加緊湊，使用的裝置占地面積小，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，使系統(tǒng)控制更加精準(zhǔn);且本發(fā)明系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀況下，無(wú)需額外向系統(tǒng)中添加大量新鮮空氣，極大程度地節(jié)省了能源，降低了系統(tǒng)電耗，并減輕對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的噪聲污染。
[0026]6、本發(fā)明對(duì)使用的燃料無(wú)特殊要求，燃料適應(yīng)性廣，可采用天然氣(CH4)作為燃料，資源豐富、來(lái)源廣泛、易于獲取，成本更加低廉。
[0027]7、本發(fā)明系統(tǒng)及方法使用性強(qiáng)，適合于連續(xù)處理噴涂空間產(chǎn)生的含有漆霧的復(fù)雜氣體，運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)，且對(duì)噴涂VOCs的處理更加徹底完全。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例和說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施案例在以本發(fā)明技術(shù)為前提下進(jìn)行實(shí)施，現(xiàn)給出詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程來(lái)說(shuō)明本發(fā)明具有創(chuàng)造性，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以下的實(shí)施例。
[0030]參見(jiàn)圖1，一種噴涂VOCs混合氣體處理系統(tǒng)，包括用以去除所述噴涂VOCs混合氣體中漆霧的漆霧去除裝置1(可以選用干式過(guò)濾器或旋風(fēng)式離心機(jī))、燃料儲(chǔ)存裝置4、助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6、燃燒室8、換熱裝置9(可以選用接觸式換熱器)、催化氧化反應(yīng)室10、用于對(duì)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體與催化氧化反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱的余熱換熱裝置3(可以選用管式換熱器)和集中排放裝置12(可選用煙囪)，所述漆霧去除裝置I上設(shè)置有噴涂VOCs混合氣體進(jìn)氣口和出氣口，所述漆霧去除裝置I的出氣口與所述余熱換熱裝置3的冷程進(jìn)氣口相連通，所述余熱換熱裝置3的冷程出氣口與所述換熱裝置9的進(jìn)氣口相連通，所述余熱換熱裝置3的熱程進(jìn)氣口與所述催化氧化反應(yīng)室10的出口相連通，所述余熱換熱裝置3的熱程出氣口與所述集中排放裝置12相連通，所述燃燒室8的進(jìn)氣口分別與所述燃料儲(chǔ)存裝置4和所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6相連通，所述燃燒室8的出氣口與所述換熱裝置9的進(jìn)氣口相連通，所述換熱裝置9的出氣口與所述催化氧化反應(yīng)室10的進(jìn)氣口相連通，所述催化氧化反應(yīng)室10內(nèi)設(shè)置有流化床，流化床內(nèi)填充有催化劑(所述催化劑可以采用過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物，更好的選擇是表面附載有過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物的T12)和蓄熱體(可以為石英砂)。
[0031]本實(shí)施例還可以將所述漆霧去除裝置I上設(shè)置有反吹氣體進(jìn)氣口和反吹氣體出氣口，將所述余熱換熱裝置3的冷程出氣口連接有一個(gè)三通閥，三通閥連接有三個(gè)通路，其中一個(gè)通路與所述換熱裝置9的進(jìn)氣口相連通，一個(gè)通路與所述燃燒室8的進(jìn)氣口相連通，用于將經(jīng)過(guò)預(yù)熱的混合氣體作為燃料的助燃?xì)怏w使用，另一個(gè)通路通過(guò)管道與所述漆霧去除裝置I的反吹氣體進(jìn)氣口相連通，所述管道上設(shè)置有用于使冷程出氣口排出的氣體單向流向反吹氣體進(jìn)氣口的止回裝置(可以選用單向閥)，用于對(duì)黏附在所述漆霧去除裝置I上的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱解，一方面采用混合氣體進(jìn)行反吹，使黏附在漆霧去除裝置上的漆料殘?jiān)鼜钠犰F去除裝置上脫離，保證后續(xù)待處理氣體的漆霧去除效率，另一發(fā)明利用預(yù)熱后的混合氣體所帶有的熱量，對(duì)殘存的漆料殘?jiān)M(jìn)行加熱，使漆料殘?jiān)械挠袡C(jī)物充分釋放。
[0032]本實(shí)施例選用空氣作為助燃?xì)怏w，為了使助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6中的空氣含量在運(yùn)行過(guò)程中始終充足，能及時(shí)補(bǔ)充消耗掉的空氣量，本實(shí)施例處理系統(tǒng)還包括空氣壓縮機(jī)5，所述空氣壓縮機(jī)5和所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6相連通。
[0033]本實(shí)施例系統(tǒng)中還可以包括送風(fēng)機(jī)2和引風(fēng)機(jī)11，所述送風(fēng)機(jī)2和引風(fēng)機(jī)11均可以選用為變頻風(fēng)機(jī)，所述漆霧去除裝置I的出氣口通過(guò)送風(fēng)機(jī)2與所述余熱換熱裝置9的冷程進(jìn)氣口相連通，所述余熱換熱裝置9的熱程出氣口通過(guò)引風(fēng)機(jī)11與所述集中排放裝置12相連通。
[0034]本實(shí)施例系統(tǒng)還可以包括設(shè)置于燃料儲(chǔ)存裝置4出氣口處的流量調(diào)節(jié)閥1，設(shè)置于余熱換熱裝置3的冷程出氣口與所述燃燒室8的進(jìn)氣口相連通通路上的流量調(diào)節(jié)閥2，設(shè)置于余熱換熱裝置3的冷程出氣口與所述漆霧去除裝置I的反吹氣體進(jìn)氣口相連通通路上流量調(diào)節(jié)閥3，設(shè)置于所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6出氣口處的流量調(diào)節(jié)閥4，分別用以調(diào)節(jié)各通路氣體的流量。
[0035]本實(shí)施例系統(tǒng)中還可以包括VOCs氣體濃度檢測(cè)器，所述VOCs氣體濃度監(jiān)測(cè)器設(shè)置于所述換熱裝置9的進(jìn)氣口處，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)VOCs氣體的濃度，進(jìn)而對(duì)燃料的添加量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。
[0036]本實(shí)施例系統(tǒng)中還可以包括脈沖吹灰裝置7，所述脈沖吹灰裝置7的進(jìn)氣口與所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6的出氣口相連通，所述脈沖吹灰裝置7的出氣口與所述余熱換熱裝置3相連通，用助燃?xì)怏w去將覆蓋在余熱換熱裝置3管路上的灰塵吹走，避免因管路上聚集過(guò)多灰層而導(dǎo)致?lián)Q熱效率低現(xiàn)象的發(fā)生，使換熱效率大為提高。
[0037]本實(shí)施例系統(tǒng)中還可以包括排氣門，所述排氣門優(yōu)選設(shè)置在所述余熱換熱裝置3的冷程出氣口處，以控制VOCs進(jìn)入量，防止出現(xiàn)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中內(nèi)部壓力過(guò)高而破壞設(shè)備的問(wèn)題。
[0038]本實(shí)施例還提供處理噴涂VOCs混合氣體的方法，具體方法包括如下步驟:
一、系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程:
開(kāi)啟助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置6、燃料儲(chǔ)存裝置4和引風(fēng)機(jī)11，向燃燒室8內(nèi)通入所需的助燃空氣和燃料，使助燃空氣和燃料在燃燒室8內(nèi)燃燒，并通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部負(fù)壓變化情況來(lái)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)11大小，以使系統(tǒng)內(nèi)氣流速度穩(wěn)定;為了避免出現(xiàn)系統(tǒng)剛啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部壓力過(guò)高而破壞設(shè)備，打開(kāi)系統(tǒng)內(nèi)的排氣門；
將燃燒室8內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫氣體經(jīng)換熱裝置9，通入催化反應(yīng)室10內(nèi)，對(duì)填充有CuMn2O4-T12復(fù)合催化劑和石英砂的流化床進(jìn)行預(yù)熱，按照一定的升溫速率使流化床的溫度達(dá)到 320~350°C;
待系統(tǒng)內(nèi)的溫度和壓力基本趨于穩(wěn)定時(shí)，關(guān)閉系統(tǒng)內(nèi)的排氣門；
二、噴涂VOCs混合氣體的處理啟動(dòng)過(guò)程:
開(kāi)啟送風(fēng)機(jī)2，調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)2和引風(fēng)機(jī)11的負(fù)荷大小，以維持催化氧化反應(yīng)室10內(nèi)的流化床床料在最佳流化狀態(tài)；
開(kāi)啟漆霧去除裝置I，從漆霧去除裝置I的進(jìn)氣口處通入噴涂VOCs混合氣體，對(duì)混合氣體中的漆霧進(jìn)行過(guò)濾和沉降，將去除漆霧后的VOCs混合氣體經(jīng)送風(fēng)機(jī)2送入余熱換熱裝置3中進(jìn)行預(yù)熱；
經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的氣體一路進(jìn)入換熱裝置9中與燃料產(chǎn)生的高溫氣體進(jìn)行混合換熱，使VOCs混合氣體的反應(yīng)溫度達(dá)到320?350°C后，通入催化氧化反應(yīng)室內(nèi)，在復(fù)合催化劑的催化條件下進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，使混合氣體中的苯、甲苯、二甲苯等碳?xì)浠衔餆岱纸鉃楹刑佳趸衔?CO2)和氫氧化合物(H2O)的高溫?zé)煔?，將產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂釗Q熱裝置3中，對(duì)去除漆霧后剛進(jìn)入余熱換熱裝置3中的混合氣體進(jìn)行預(yù)熱，并將高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)換熱降溫至50°C左右后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)11的抽吸作用由集中排放裝置12排出；其中，所述復(fù)合催化劑的組分包括CuMn2O4和T12;所述復(fù)合催化劑將T12質(zhì)量25%?30%的過(guò)渡金屬氧化物CuMn2O4附載于T12上，并在500 °C條件下焙燒制成。
[0039]上述反應(yīng)過(guò)程中，先采用空氣作為助燃?xì)怏w，空氣在燃燒室8內(nèi)與燃料以保證燃料燃燒的過(guò)量空氣數(shù)β=1.1的方式(如采用甲烷作為燃料，則甲烷和空氣的體積比為1:10)進(jìn)行混合燃燒，產(chǎn)生高溫氣體；當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，換熱裝置9和催化氧化反應(yīng)室10內(nèi)的溫度穩(wěn)定維持在320?350°C左右5?10 min后，切斷空氣，采用在余熱換熱裝置3中經(jīng)過(guò)預(yù)熱的新噴涂VOCs混合氣體作為助燃?xì)怏w，將該助燃?xì)怏w通入燃燒室8內(nèi)與燃料以保證燃料燃燒的過(guò)量空氣數(shù)β=1.1的方式(如采用甲烷作為燃料，則甲烷與該助燃?xì)怏w按照O?1.3:1000的方式進(jìn)行混合，更進(jìn)一步，對(duì)于揮發(fā)物濃度為300mg/Nm3?600mg/Nm3的汽車噴涂VOCs混合氣體，甲烷與VOCs助燃?xì)怏w的體積比為0.42?0.97:1000)進(jìn)行混合燃燒，產(chǎn)生高溫氣體。
[0040]在余熱換熱裝置3中經(jīng)過(guò)預(yù)熱的新噴涂VOCs氣體另一路從漆霧去除裝置I的反吹氣體進(jìn)氣口通入漆霧去除裝置I中，對(duì)黏附在漆霧去除裝置中的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱分解，使漆料殘?jiān)軌驈钠犰F去除裝置上脫落下來(lái)，并且使漆料殘?jiān)械挠袡C(jī)物充分釋放，有效降低漆料殘?jiān)鼛?lái)的二次污染，提高系統(tǒng)VOCs濃度、延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行周期。
[0041]為了保證處理過(guò)程中，能夠保證余熱換熱裝置3能夠維持在較佳的換熱狀態(tài)，可以在余熱換熱裝置3運(yùn)行狀況間隙，打開(kāi)脈沖吹灰裝置7，以對(duì)換熱器上覆蓋的灰層進(jìn)行吹掃，但在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程初期嚴(yán)禁對(duì)余熱換熱裝置3進(jìn)行吹灰。
[0042]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種噴涂VOCs混合氣體的處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)采用漆霧去除裝置去除噴涂VOCs混合氣體中的漆霧； 2)采用加熱單元將步驟I)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體升溫至320?350°C，在催化劑的催化條件下對(duì)噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，使噴涂VOCs混合氣體熱分解為含有碳氧化合物和氫氧化合物的高溫?zé)煔猓?3)將步驟2)催化氧化反應(yīng)后的所述高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)集中排放裝置進(jìn)行排放，完成噴涂VOCs混合氣體的處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂VOCs混合氣體的處理方法，其特征在于，步驟2)中所述加熱單元將燃料與助燃?xì)怏w混合燃燒得到的高溫氣體與步驟I)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行換熱，使噴涂VOCs混合氣體升溫至320?350 °C。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述噴涂VOCs混合氣體的處理方法，其特征在于，采用部分所述噴涂VOCs混合氣體作為燃料的助燃?xì)怏w。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂VOCs混合氣體的處理方法，其特征在于，將去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體與步驟2)催化氧化反應(yīng)得到的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，對(duì)噴涂VOCs混合氣體進(jìn)行預(yù)熱，并將所述高溫?zé)煔獾臏囟冉抵?5?55°C，對(duì)降溫后的煙氣進(jìn)行排放。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述噴涂VOCs混合氣體的處理方法，其特征在于，采用部分經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的噴涂VOCs混合氣體對(duì)黏附在漆霧去除裝置中的漆料殘?jiān)M(jìn)行吹掃和熱解。6.一種噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括用以去除所述噴涂VOCs混合氣體中漆霧的漆霧去除裝置、用以加熱所述噴涂VOCs混合氣體的加熱單元、催化氧化反應(yīng)室和集中排放裝置，所述漆霧去除裝置上設(shè)置有噴涂VOCs混合氣體進(jìn)氣口和出氣口，所述漆霧去除裝置的出氣口與所述加熱單元的進(jìn)氣口相連通，所述加熱單元的出氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的進(jìn)氣口相連通，所述催化氧化反應(yīng)室的出氣口與所述集中排放裝置相連通，所述催化氧化反應(yīng)室內(nèi)填充有催化劑和蓄熱體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱單元包括燃料儲(chǔ)存裝置、助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置、燃燒室、換熱裝置，所述燃燒室的進(jìn)氣口分別與所述燃料儲(chǔ)存裝置和所述助燃?xì)怏w儲(chǔ)存裝置相連通，所述燃燒室的出氣口與所述換熱裝置的進(jìn)氣口相連通，所述換熱裝置的進(jìn)氣口還與所述漆霧去除裝置的出氣口相連通，所述換熱裝置的出氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的進(jìn)氣口相連通。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對(duì)去除漆霧后的噴涂VOCs混合氣體與催化氧化反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱的余熱換熱裝置，所述余熱換熱裝置的熱程進(jìn)氣口與所述催化氧化反應(yīng)室的出氣口相連通，所述熱程的出氣口與所述集中排放裝置相連通，所述余熱換熱裝置的冷程進(jìn)氣口與所述漆霧去除裝置的出氣口相連通，所述冷程的出氣口與所述換熱裝置的進(jìn)氣口相連通。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱換熱裝置的冷程出氣口還與所述燃燒室的進(jìn)氣口相連通。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述噴涂VOCs混合氣體的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述漆霧去除裝置上還設(shè)置有反吹氣體進(jìn)氣口和反吹氣體出氣口，所述余熱換熱裝置的冷程出氣口還通過(guò)管路與所述反吹氣體進(jìn)氣口相連通，所述管路上設(shè)置有用于使冷程出氣口排出的氣體單向流向反吹氣體進(jìn)氣口的止回裝置。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK105964141SQ201610544621
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】楊仲卿, 劉顯偉, 張力, 冉景煜, 閆云飛, 冉明矗, 蒲舸, 陳艷容, 唐強(qiáng)
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)