[发明专利]活性炭吸附高温脱附-催化氧化治理VOCs废气的装置及方法

说明书

本发明提出了一种活性炭吸附高温脱附‑催化氧化治理VOCs废气的装置及方法。通过限制新鲜空气的输入，使脱附气体对吸附床循环脱附，脱附气体氧含量随VOCs氧化反应的进行逐步降低，从而提高吸附床脱附温度，最终达到高脱附效率。该装置包括按照吸附顺序依次设置的预处理装置、吸附床、吸附风机和烟囱；还包括按照脱附顺序设置的吸附床、加热器、催化氧化装置、冷却装置、脱附风机，吸附床与催化氧化装置的之间设有氮气吹扫装置和补氧装置，所述催化氧化装置出口处设置氧含量表，所述吸附单元包括若干个独立的吸附床，吸附床中的一个进行脱附操作时，其余多个进行吸附操作。该装置操作控制简单，运行费用低，可低成本实现高脱附效果。

【技术领域】

本发明涉及废气处理的技术领域，特别是一种活性炭吸附高温脱附-催化氧化治理VOCs废气的装置及方法。

【背景技术】

VOCs是主要大气污染物之一，化工、涂装、制药等诸多工业均会产生VOCs。吸附-催化氧化法是处理工业VOCs废气的常用方法，该方法先通过吸附法富集低浓度VOCs，再通过热风脱附，将含高浓度VOCs的脱附气体经过催化剂床层，实现低温燃烧净化。活性炭为吸附-催化氧化法的常用吸附剂，安装简单，使用方便，成本较低。采用活性炭为吸附剂时，脱附温度一般选取在100℃左右，不宜超过120℃。活性炭脱附温度较低，脱附后活性炭内部残留有机物较多，整体脱附效率不高，导致活性炭吸附活性降低，使用寿命缩短。设置较低的脱附温度主要考虑了系统安全性，温度过高会导致富集在活性炭内的有机物氧化燃烧，发生局部过热，甚至引发火灾。目前这个问题是活性炭吸附-催化燃烧治理VOCs废气的通病。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种活性炭吸附高温脱附-催化氧化治理VOCs废气的装置及方法，操作控制简单，运行费用低，可低成本实现高脱附效果。

为实现上述目的，本发明提出了一种活性炭吸附高温脱附-催化氧化治理VOCs废气的装置，该装置包括吸附系统和脱附系统，所述吸附系统包括按照吸附顺序依次设置的预处理装置、吸附单元、吸附风机和烟囱；所述脱附系统包括按照脱附顺序设置的加热器、催化氧化装置、冷却装置、脱附风机，所述催化氧化装置内设有催化剂，所述催化氧化装置的入口与脱附风机的出口连接所述吸附单元，所述吸附单元与催化氧化装置的入口之间按照脱附顺序依次设有氮气吹扫装置和补氧装置，所述催化氧化装置出口处设置氧含量表，所述吸附单元包括若干个独立的吸附床，所述吸附床内设有活性炭吸附剂，所述吸附床的入口、出口分别设有两个切换阀门，所述吸附单元中的一个吸附床进行脱附操作时，其余的多个吸附床进行吸附操作，所述吸附床的吸附或脱附操作通过切换阀门进行切换。

作为优选，所述冷却装置为气气换热器，所述冷却装置的冷源入口通过调节阀与吸附风机的出口相连，从吸附风机的出口抽取部分冷风，所述冷却装置的冷源出口并入吸附风机的入口处。

作为优选，所述脱附风机的出口还通过外排管路阀门与烟囱的入口相连接。

作为优选，所述切换阀门包括第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀，所述第一切换阀的入口与预处理装置的出口连接，第一切换阀的出口与吸附床连接，所述第三切换阀的入口与吸附床连接，第三切换阀的出口与吸附风机的入口连接，所述第二切换阀的入口接入第一切换阀的出口与吸附床之间，第二切换阀的出口与催化氧化装置的入口相连接，所述第四切换阀的入口与脱附风机的出口相连，第四切换阀的出口与吸附床相连接。

本发明还提出了一种采用上述装置治理VOCs废气的方法，包括吸附系统的吸附方法、脱附系统的脱附方法；

所述吸附方法包括以下步骤：

S11.低浓度VOCs废气经过预处理装置，其携带的颗粒物被去除后，进入吸附床；

S12.经过吸附床内活性炭吸附剂的吸附，有机废气分子被富集在活性炭吸附剂内，气体得到净化；

S13.在吸附风机的作用下，洁净气体被输送至烟囱排出；