[实用新型]一种处理高浓度有机废气的冷凝催化装置

说明书

本实用新型公开了一种处理高浓度有机废气的冷凝催化装置，包括：冷凝系统、气体浓度均衡系统和催化氧化系统。本实用新型耦合了冷凝技术和催化氧化的技术优点，通过气体浓度均衡器、配气箱、稀释风机变频联锁催化氧化反应器最高温度点解决两种技术耦合的运行稳定性和浓度衔接的安全性；通过冷凝系统的三维换热器的冷气冷量回收和气气换热器热气的热量回收，实现设备运行能耗低；通过设备的整体撬装化，实现占地面积小，现场安装方便快捷。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种处理高浓度有机废气的冷凝催化装置。

背景技术

有机废气，又称VOCs(Volatile Organic Compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。

具有挥发性的有机化合物主要包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)，含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物等。VOCs是大气光化学反应的主要参与者，可直接产生细颗粒物(PM2.5)，并进而引发光化学烟雾、雾霾等严重大气污染现象。同时，多数VOCs具有毒性，直接危害人们健康，国家将VOCs列为重点控制的污染物，强调针对重点行业开展工业VOCs污染治理。

工业VOCs主要来自于石油炼制与石油化工、煤炭加工与转化等含VOCs原料的生产行业，油类(燃油、溶剂等)储存、运输和销售过程，涂料、油墨、胶粘剂、农药等以VOCs为原料的生产行业，涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程。工业源VOCs排放所涉及的行业众多，具有排放强度大、浓度波动大、污染物种类多、持续时间长等特点，对局部空气质量的影响显著。

VOCs的控制技术基本分为两大类。第一类是预防性措施，以更换设备、改进工艺技术、防止泄漏乃至消除VOCs排放为主，这是人们所期望的，但是以目前的技术水平，向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可避免的，这时就必须采用第二类技术。第二类技术为控制性措施，以末端治理为主。末端控制技术包含两类，即回收技术和销毁技术。回收技术是通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法，主要包括冷凝、吸收、吸附和膜分离等技术。回收的挥发性有机物可以直接或经过简单纯化后返回工艺过程再利用，以减少原料的消耗。销毁技术是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害和无机小分子化合物的方法，主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和光催化氧化等技术。

VOCs的处理技术一般根据浓度和流量两个因素做初步选择，最终处理方法需综合考虑有机组分的性质。当气体浓度较大时，一般考虑物理分离法回收在利用，而在回收方法中，吸附技术和膜分离技术是分离提浓技术，常常和冷凝技术或者吸收技术组合使用。吸收技术使用浓度较为宽广，但是吸收剂的选取以及吸收液的处理比较麻烦，选择水为吸收剂，有机物质须易溶于水，比如丙酮、甲醇、乙醇等水溶性物质，且吸收液需要再次精馏分离或者当做污水处理，选择其他有机物质进行吸收，吸收剂本身的挥发即会形成VOCs，且有些场所基本没有吸收剂如码头。相对来说，具有回收效果的冷凝技术，使用浓度较为宽广，适用场合更是广泛，如果采用风冷形式，公用工程少，冷凝过后的有机溶剂浓度高。销毁技术多种多样，总归是将有机物转化为H₂O和CO₂，该过程中，有机物的燃烧热定要引起VOCs的温升，所以销毁技术对VOCs的浓度要求较高，过高的浓度必然引起高温。浓度在1～6g/m³时，可采用催化氧化技术，浓度在2～12g/m3时，可采用热力氧化技术，浓度低于1g/m³时，一般采用低温等离子技术或者光催化技术。