本實(shí)用新型涉及一種用于處理VOCs的活性炭吸附濃縮及蓄熱式熱氧化器的集成裝置，可應(yīng)用于包括家具制造、汽車制造、電子制造、機(jī)械元件加工及印刷等可產(chǎn)生低濃度VOCs的生產(chǎn)施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是一種具有毒性、致癌性和惡臭的物質(zhì)，其與空氣中的NOx等物質(zhì)可以形成水光化學(xué)煙霧，一些鹵烴類VOCs能夠消耗臭氧，有些VOCs還可以產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
目前為止，對(duì)于低濃度（小于1 g/m3）、高通量（大于10 000 m3/h）VOCs的處理，應(yīng)用最多的技術(shù)是活性炭吸附工藝與燃燒催化工藝或直接燃燒工藝聯(lián)用技術(shù)，但其存在的催化劑價(jià)格昂貴、易中毒，壽命短和處理效率受塵粒和霧滴影響的缺點(diǎn)，一直得不到解決；后者也存在能源消耗量大的問(wèn)題。
蓄熱式熱氧化器（RTO）也是現(xiàn)階段處理VOCs廢氣的一種工藝設(shè)備，其可將VOCs廢氣在高溫條件下燃燒氧化分解，并通過(guò)蓄能室將燃燒所產(chǎn)生的熱量?jī)?chǔ)存，用來(lái)預(yù)熱待處理的VOCs廢氣，從而達(dá)到節(jié)約燃料的目的。但是RTO僅適用于高濃度低通量的VOCs氣體的處理。中國(guó)專利CN103216837A公開了一種具掃氣功能的蓄熱式熱氧化裝置，該裝置是在原有的蓄熱式熱氧化裝置的基礎(chǔ)上增加了掃氣通路，可將蓄熱材料中積存的廢氣反吹進(jìn)燃燒氧化室。但是其反吹氣體是通過(guò)廢氣通路進(jìn)入蓄熱室的，這樣經(jīng)過(guò)反吹后蓄熱室中還會(huì)有積存的廢氣，從而在排氣過(guò)程中和燃燒氧化分解后的干凈熱氣一同排出，造成廢氣處理不徹底。
中國(guó)專利CN103007682A又公開了一種基于濃縮轉(zhuǎn)輪和RTO的涂裝車間廢氣處理方法及系統(tǒng)，該方法利用濃縮轉(zhuǎn)輪及RTO來(lái)處理廢氣，但是其采用外加熱源來(lái)加熱脫附用氣體，需要耗費(fèi)大量的能量。
中國(guó)專利CN104474844A又公開了一種基于濃縮轉(zhuǎn)輪和RTO的彩涂線廢氣處理及回收方法及系統(tǒng)，該方法利用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪及RTO來(lái)處理廢氣，并對(duì)系統(tǒng)的熱能進(jìn)行比較充分的利用，顯著提高了能量的利用率。但是其采用的轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)，在實(shí)際使用中有較多的運(yùn)動(dòng)部件，容易產(chǎn)生機(jī)械卡阻等故障，需要較多的維護(hù)工作。在該專利中，轉(zhuǎn)輪濃縮裝置中冷卻后的氣體直接排空，會(huì)將脫附后吸附劑內(nèi)殘留的VOCs廢氣帶出而排到大氣中。RTO單元中未使用反吹裝置，亦會(huì)使蓄熱室中殘留的VOCs廢氣隨燃燒氧化處理后的干凈熱氣一同排出，從而造成VOCs廢氣處理不徹底的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種用于處理VOCs的活性炭吸附濃縮及蓄熱式熱氧化器的集成裝置，通過(guò)該裝置可以處理低濃度（小于1 g/m3）、高通量（大于10 000 m3/h）VOCs廢氣，并且利用RTO裝置對(duì)能量進(jìn)行回收利用，同時(shí)解決已有設(shè)備將VOCs廢氣處理不徹底的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種用于處理VOCs的活性炭吸附濃縮及蓄熱式熱氧化器的集成裝置。包括廢氣進(jìn)氣引風(fēng)機(jī) 21，過(guò)濾器 22，冷卻器 23，脫附用引風(fēng)機(jī) 24，熱交換器 25，蓄熱室A′ 26，蓄熱室B ′27，助燃器 28，蓄熱室C ′29，燃燒氧化室 210，高溫潔凈氣體引風(fēng)機(jī) 211，吸附塔A 212，吸附塔B 213，吸附塔C 214，高濃度氣體引風(fēng)機(jī) 215，反吹引風(fēng)機(jī) 216。其特征是CAC單元中高通量、低濃度的VOCs 11經(jīng)廢氣進(jìn)氣引風(fēng)機(jī) 21，通過(guò)過(guò)濾器 22、冷卻器 23將其內(nèi)的雜質(zhì)過(guò)濾并將其冷卻；而后，廢氣進(jìn)入活性炭吸附塔A 212，在常溫條件下利用活性炭吸附有機(jī)物；從吸附塔A 212排出的4/5潔凈氣體 14直接排空，有1/5的潔凈氣 12體進(jìn)入吸附塔B 213，對(duì)因脫附而升溫的吸附塔B 213進(jìn)行冷卻；從吸附塔B 213排出的冷卻后氣體 15通過(guò)脫附用引風(fēng)機(jī) 24，經(jīng)熱交換器 25加熱后進(jìn)入已吸附飽和的吸附塔C 214進(jìn)行脫附；脫附后從吸附塔C 214排出的濃縮VOCs 16通過(guò)高濃度氣體引風(fēng)機(jī) 215進(jìn)入置有助燃器 28的RTO單元的蓄熱室A ′26，濃縮VOCs 16經(jīng)過(guò)蓄熱室A ′26中所儲(chǔ)存的熱能預(yù)熱后，進(jìn)入燃燒氧化室 210進(jìn)行氧化分解，氧化分解后的高溫潔凈氣體通過(guò)蓄熱室B ′27，在蓄熱室B ′27中儲(chǔ)存一部分能量后排出，排出的高溫潔凈氣體部分 18通過(guò)反吹引風(fēng)機(jī) 216進(jìn)入蓄熱室C ′29，將蓄能塊中殘留的VOCs反吹進(jìn)燃燒氧化室 210；另一部分高溫潔凈氣體 17則通過(guò)高溫潔凈氣體引風(fēng)機(jī) 211進(jìn)入熱交換器 25對(duì)CAC單元中脫附用潔凈氣體15 進(jìn)行加熱，然后直接排空。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)：
1、采用活性炭吸附濃縮單元（CAC單元）與蓄熱式熱氧化單元（RTO單元）結(jié)合來(lái)處理低濃度（小于1 g/m3）、高通量（大于10 000 m3/h）的VOCs廢氣。先利用CAC單元將低濃度、高通量的VOCs廢氣濃縮為高濃度、低通量的VOCs廢氣，然后進(jìn)入RTO單元進(jìn)行燃燒氧化，最終將VOCs廢氣徹底處理；
2、CAC單元中采用3組或多組活性炭吸附塔來(lái)完成對(duì)低濃度、高通量的VOCs廢氣濃縮，其中一個(gè)吸附塔吸附飽和后，轉(zhuǎn)入脫附工序，脫附完成后采用吸附工序排出的冷空氣進(jìn)行冷卻。通過(guò)電磁閥控制，三個(gè)或多個(gè)吸附塔輪流進(jìn)入吸附、脫附、冷卻工序，保證工藝連續(xù)進(jìn)行；
3、CAC單元中，采用部分吸附處理后的潔凈氣體對(duì)脫附后的高溫活性炭吸附塔進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體通過(guò)熱交換器進(jìn)行加熱升溫后直接進(jìn)入脫附工序，對(duì)吸附飽和的吸附塔進(jìn)行脫附。由于緊前工序脫附中會(huì)有殘留在吸附塔內(nèi)的VOCs廢氣，冷卻后的氣體直接進(jìn)入脫附工序可以將吸附塔內(nèi)殘留的VOCs廢氣帶入下一個(gè)脫附工序，保證VOCs廢氣處理的徹底性；
4、采用具有掃氣功能的RTO單元，進(jìn)氣通過(guò)蓄熱室進(jìn)行預(yù)熱，保證燃燒氧化室內(nèi)的溫度基本恒定，節(jié)約了助燃器燃料的使用；反吹用氣采用部分燃燒氧化后的高溫潔凈氣體，可以將蓄熱室內(nèi)殘留的VOCs廢氣全部反吹至燃燒氧化室，保證經(jīng)蓄熱室排出的氧化燃燒后的高溫潔凈氣體中不含有殘留VOCs廢氣，并且不損失蓄熱室所儲(chǔ)存的能量；
5、RTO單元排出的高溫潔凈氣經(jīng)過(guò)熱交換器對(duì)CAC單元中的冷卻后氣體進(jìn)行加熱，從而進(jìn)入脫附工序中活性炭的脫附。節(jié)約了能量，提高了能量利用率。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種用于處理VOCs的活性炭吸附濃縮及蓄熱式熱氧化器的集成裝置。包括廢氣進(jìn)氣引風(fēng)機(jī) 21，過(guò)濾器 22，冷卻器 23，脫附用引風(fēng)機(jī) 24，熱交換器 25，蓄熱室A ′26，蓄熱室B ′27，助燃器 28，蓄熱室C′ 29，燃燒氧化室 210，高溫潔凈氣體引風(fēng)機(jī) 211，吸附塔A 212，吸附塔B 213，吸附塔C 214，高濃度氣體引風(fēng)機(jī) 215，反吹引風(fēng)機(jī) 216。其特征是CAC單元中高通量、低濃度的VOCs 11經(jīng)廢氣進(jìn)氣引風(fēng)機(jī) 21，通過(guò)過(guò)濾器 22、冷卻器 23將其內(nèi)的雜質(zhì)過(guò)濾并將其冷卻；而后，廢氣進(jìn)入活性炭吸附塔A 212，在常溫條件下利用活性炭吸附有機(jī)物；從吸附塔A 212排出的4/5潔凈氣體 14直接排空，有1/5的潔凈氣 12體進(jìn)入吸附塔B 213，對(duì)因脫附而升溫的吸附塔B 213進(jìn)行冷卻；從吸附塔B 213排出的冷卻后氣體 15通過(guò)脫附用引風(fēng)機(jī) 24，經(jīng)熱交換器 25加熱后進(jìn)入已吸附飽和的吸附塔C 214進(jìn)行脫附；脫附后從吸附塔C 214排出的濃縮VOCs 16通過(guò)高濃度氣體引風(fēng)機(jī) 215進(jìn)入置有助燃器 28的RTO單元的蓄熱室A′ 26，濃縮VOCs 16經(jīng)過(guò)蓄熱室A ′26中所儲(chǔ)存的熱能預(yù)熱后，進(jìn)入燃燒氧化室 210進(jìn)行氧化分解，氧化分解后的高溫潔凈氣體通過(guò)蓄熱室B′ 27，在蓄熱室B ′27中儲(chǔ)存一部分能量后排出，排出的高溫潔凈氣體部分 18通過(guò)反吹引風(fēng)機(jī) 216進(jìn)入蓄熱室C ′29，將蓄能塊中殘留的VOCs反吹進(jìn)燃燒氧化室 210；另一部分高溫潔凈氣體 17則通過(guò)高溫潔凈氣體引風(fēng)機(jī) 211進(jìn)入熱交換器 25對(duì)CAC單元中脫附用潔凈氣體15 進(jìn)行加熱，然后直接排空。
在活性炭吸附濃縮單元（CAC單元）中當(dāng)吸附塔A212吸附飽和后，通過(guò)電磁閥控制對(duì)吸附塔A212進(jìn)行脫附，在吸附塔B213內(nèi)進(jìn)行吸附，對(duì)吸附塔C214進(jìn)行冷卻。如此不斷循環(huán)，從而使工藝得到連續(xù)。
在掃氣功能的RTO單元中當(dāng)蓄熱室A′26進(jìn)氣、蓄熱室B′27排氣、蓄熱室C′29反吹完成后，可通過(guò)電磁閥控制，改為蓄熱室B′27進(jìn)氣、蓄熱室C′29排氣、蓄熱室A′26反吹，如此不斷循環(huán)，從而使工藝得到連續(xù)，并保證從RTO單元排出的氣體中不含有殘留的VOCs；
CAC單元中，采用部分吸附處理后的潔凈氣體12對(duì)脫附后的高溫活性炭吸附塔進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體15通過(guò)熱交換器25進(jìn)行加熱升溫后直接進(jìn)入脫附工序，對(duì)吸附飽和的吸附塔進(jìn)行脫附。由于緊前工序脫附中會(huì)有殘留在吸附塔內(nèi)的VOCs廢氣，冷卻后的氣體（15）直接進(jìn)入脫附工序，可以將吸附塔內(nèi)殘留的VOCs廢氣帶入下一個(gè)脫附工序，保證VOCs廢氣處理的徹底性；
采用具有掃氣功能的RTO單元，反吹用氣采用部分燃燒氧化后的高溫潔凈氣體（18）直接進(jìn)入蓄熱室，可以將蓄熱室內(nèi)殘留的VOCs廢氣全部反吹至燃燒氧化室210，保證經(jīng)蓄熱室排出的氧化燃燒處理后的高溫潔凈氣體17中不含有殘留VOCs廢氣。