[发明专利]一种用于VOCs吸附-催化燃烧一体化的反应系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于VOCs吸附‑催化燃烧一体化的反应系统及方法，该系统包括催化燃烧室、吸附室、加热层、均流装置、布风板、吸附剂、催化剂、催化剂颗粒捕集装置、蓄热式换热器、气水分离装置、CO₂储存罐、H₂O储存罐、浓度检测仪、阀门控制器以及不同的进气阀门。根据VOCs的种类选择和更换合适的吸附剂和催化剂，同时根据VOCs的浓度控制不同阀门的开关从而选择不同的VOCs处理方法，实现VOCs的吸附、脱附、催化燃烧过程，保证VOCs处理过程的连续性，减少处理过程中VOCs的泄露。通过控制O₂/空气的进气流量实现VOCs的流化床催化燃烧，大大提高VOCs去除效率，同时设置三级不同的催化剂颗粒回收装置，并对催化燃烧过程中产生的热量进行回收利用，对催化燃烧过程中产生的CO₂和H₂O进行分离和储存，节约能源，降低成本，减少对环境的污染。

技术领域

本发明涉及VOCs废气处理技术领域，尤其涉及一种用于VOCs吸附-催化燃烧一体化的反应系统及方法。

背景技术

众所周知，排放到大气中的VOCs是光化学烟雾和PM_2.5的重要前驱体，破坏大气层，严重污染环境，危害人体健康和动植物的生长，是一类对人类和环境都有严重危害的气体。VOCs的来源包括自然源和人为源，其中人为源的排放在VOCs排放中起主导作用。近年来，我国VOCs相关的政策标准和法律法规也在不断制定和日趋完善，VOCs的排放标准也更加严格，因此VOCs的治理得到了越来越多的关注。

VOCs治理技术主要包括预防性手段和净化性手段，目前治理VOCs的技术更加侧重于净化性手段。净化性手段包括回收技术和销毁技术两种，其中回收技术中的吸附法和销毁技术中的催化燃烧法应用最广。

目前研究较多的是关于吸附法和催化燃烧法的单一处理方法，且多集中在吸附剂和催化剂材料的选择和制备上，关于反应系统及方法的研究较少。在VOCs催化燃烧过程中，相比于固定床反应，流化床催化燃烧具有更高的VOCs去除效率，但目前关于VOCs流化床催化燃烧的研究较少。

由不同单一处理技术组合而成的组合处理技术因其较高的VOCs去除效率得到了广泛的关注，特别是吸附-催化燃烧组合处理技术，但目前关于该组合处理技术的反应系统和方法存在处理过程不连续、处理过程VOCs易泄露等问题。

实际工业生产中所排放的VOCs气体种类和浓度存在不稳定性，开发能够根据实际VOCs气体的种类和浓度从而选择合适处理方式的反应系统和方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的就是提出一种用于VOCs吸附-催化燃烧一体化的反应系统及方法，该系统与方法能够通过VOCs的种类和浓度选择合适的处理方法，保证VOCs处理过程的高效性和连续性，减少VOCs的泄露，同时设置一系列的装置进行催化剂颗粒及燃烧产物的回收和利用，达到节约能源、保护环境和降低成本的三重目标。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：