本實(shí)用新型涉及一種廢氣處理裝置，特別涉及一種節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置。

背景技術(shù)：

烘干窯爐可以用于對(duì)工件表面的油漆及涂料進(jìn)行加熱干燥處理。工件在高溫處理的過程中，工件中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)氣體隨尾氣直接排出到環(huán)境中，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)會(huì)對(duì)該區(qū)域內(nèi)的工作人員及居民造成身體損傷。

目前行業(yè)內(nèi)主要采用冷凝法、吸附-真空脫附后吸收法、燃燒法、膜分離等治理手段，現(xiàn)有有機(jī)廢氣處理手段單一，要么處理效果很差，要么需要消耗大部分能源，提高處理成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)技術(shù)存在的不足，提供一種可以徹底消除揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)氣體排放污染，節(jié)能高效且更為環(huán)保的節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置，包括廢氣排出管和燃燒分解爐，所述燃燒分解爐包括燃燒室，燃燒嘴和至少兩個(gè)蓄熱式換熱器，所述燃燒嘴安裝于燃燒室內(nèi)，且與燃料輸送管連接，兩個(gè)所述蓄熱式換熱器分別安裝于所述燃燒室一端側(cè)壁上，所述蓄熱式換熱器一端用于連接進(jìn)氣管和排放管，另一端與所述燃燒室內(nèi)腔相通；所述廢氣排出管通過管道與所述燃燒分解爐上的兩個(gè)蓄熱式換熱器連接，所述蓄熱式換熱器的排風(fēng)口連接煙氣排放管，所述煙氣排放管通過氣體分配箱與煙囪連接。廢氣排出管中含有揮發(fā)性有機(jī)化合物的氣體從先從其中一個(gè)蓄熱式換熱器的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入燃燒室燃燒分解，然后從第二個(gè)蓄熱式換熱器的排風(fēng)口輸出并通過煙氣排放管排放到煙囪中，高溫?zé)煔馔瑫r(shí)將經(jīng)過的蓄熱式換熱器加熱；然后通過閥門控制切換，在第二個(gè)蓄熱式換熱器的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)氣，在所述蓄熱式換熱器中被加熱后在燃燒室燃燒，然后通過另一蓄熱式換熱器輸出到煙氣排放管排放的煙囪中。

所述廢氣排出管通過管道與所述濃縮裝置的進(jìn)氣口連接，所述濃縮裝置的出氣口通過管道分別與所述燃燒分解爐上的兩個(gè)蓄熱式換熱器連接。

所述換蓄熱式換熱器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的蓄熱介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)吸收高溫氣體熱量，加熱低溫氣體。

所述蓄熱介質(zhì)可以是陶瓷球或鑄鐵球，價(jià)格低廉，且換熱效果好。

所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器設(shè)置有一條帶著閥門的直通分支管路，用于直接將有機(jī)廢氣通過所述蓄熱式換熱器引入燃燒室內(nèi)燃燒。

所述濃縮裝置，其包括一級(jí)濃縮部和二級(jí)濃縮部，所述一級(jí)濃縮部通過凈化排放口與二級(jí)濃縮部連接。煙氣通過一級(jí)濃縮部吸附濃縮后再經(jīng)過二級(jí)濃縮部吸附濃度，可以將煙氣處理達(dá)到大氣排放標(biāo)準(zhǔn)后通過煙囪排放。

所述一級(jí)濃縮部內(nèi)設(shè)置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊安裝于轉(zhuǎn)軸上，且所述一級(jí)濃縮部上設(shè)置有煙氣進(jìn)口、凈化排放口、解吸進(jìn)口和濃縮排出口，所述凈化排放口與二級(jí)濃縮部的進(jìn)氣口連接，濃縮排放口通過管道與濃縮匯集箱連接，所述濃縮匯集箱與所述蓄熱式換熱器的進(jìn)風(fēng)口連接。

所述二級(jí)濃縮部包括第一吸附模塊和第二吸附模塊，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊上分別設(shè)置進(jìn)氣口、凈化排放口、解吸進(jìn)口和濃縮排出口，所述凈化排放口可以直接與煙囪連接，將凈化后符合排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體通過煙囪排放；所述一級(jí)濃縮部的凈化排放口分別與所述第一吸附模塊和第二吸附模塊進(jìn)氣口的連接，且在進(jìn)氣的管道上分別設(shè)置有閥門；所述凈化排放口與煙囪之間的管道上分別設(shè)置有閥門；所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口可以與匯集箱連接，且在所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口與匯集箱連接的管路上分別設(shè)置有閥門；所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進(jìn)口連接解吸進(jìn)氣管，在所述解吸進(jìn)氣管上安裝閥門。

所述一級(jí)濃縮部的解吸進(jìn)口通過混合裝置與煙囪連接，所述混合裝置設(shè)有用于引入空氣的空氣輸入管。所述二級(jí)濃縮部內(nèi)的所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進(jìn)口通過混合裝置與煙囪連接。通過引用部分已處理徹底的煙氣與空氣混合來解吸附，可以減少廢氣排放，及余熱回收利用，節(jié)約能源。在混合裝置中，空氣與煙氣的體積比為3：1-3，優(yōu)選的，所述空氣與煙氣的體積比為3：1。

所述蓄熱式換熱器與氣體分配箱連接，所述氣體分配箱一出口與煙囪連接，另一出口與余熱利用管連接，所述氣體分配箱與煙囪之間的管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門，將排放煙氣中的50-70％的總排放煙氣回收窯爐內(nèi)供烘干之用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益技術(shù)效果如下：將含有VOC氣體的高溫?zé)煔馊客ㄟ^濃縮處理后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒降解，可以達(dá)到幾乎零排放標(biāo)準(zhǔn)；燃燒室設(shè)置有至少兩個(gè)切換式換蓄熱式換熱器，一個(gè)用于吸收排氣余熱，第二個(gè)用于加熱進(jìn)氣，充分的回收利用燃燒室排放熱量，節(jié)能效果明顯，且VOC完全被燃燒降解，對(duì)環(huán)境不再造成污染；對(duì)現(xiàn)有窯爐系統(tǒng)改造方便，便于實(shí)施。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置的中的濃縮裝置的流程結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述說明。

一種節(jié)能型有機(jī)廢氣余熱利用裝置，如圖1所示，可以用于烘干窯爐、噴涂車間固化爐以及其他具有有機(jī)廢氣排放系統(tǒng)，其包括與窯爐排氣口連接的廢氣排出管1和燃燒分解爐，所述廢氣排出管1排放的廢氣通過排氣管道引入燃燒分解爐中進(jìn)行高溫燃燒處理，將廢氣中的有機(jī)物(特別是揮發(fā)性有機(jī)氣體)燃燒分解掉，然后再排放，可以極大的降低空氣污染。所述燃燒分解爐包括燃燒室6，燃燒嘴5和至少兩個(gè)蓄熱式換熱器4。所述燃燒嘴5安裝于燃燒室6內(nèi)，且與用于輸送燃料的燃料輸送管連接。本實(shí)用新型因燃料需求很少，一般優(yōu)選用天然氣作為燃料。兩個(gè)所述蓄熱式換熱器4分別安裝于所述燃燒室6側(cè)壁上，所述蓄熱式換熱器4的一端設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口與進(jìn)氣管連接，所述進(jìn)氣管與廢氣排出管1連接，所述排風(fēng)口與排放管7連接；所述蓄熱式換熱器4的另一端與所述燃燒室6的內(nèi)腔相通。所述廢氣排出管1與兩個(gè)蓄熱式換熱器4的進(jìn)風(fēng)口連接，兩個(gè)所述換蓄熱式換熱器4的排風(fēng)口連接排放管7，所述排放管7與煙囪9連接，將處理后的廢氣排放。在工作時(shí)，廢氣排出管1中含有揮發(fā)性有機(jī)化合物的氣體先從其中一個(gè)蓄熱式換熱器4進(jìn)入燃燒室6與所述燃燒嘴5噴出的燃料混合燃燒升溫到750℃到850℃，使VOC氣體充分分解，然后從另一個(gè)蓄熱式換熱器4的進(jìn)口進(jìn)入，經(jīng)過蓄熱介質(zhì)由排風(fēng)口輸出并通過排放管7排放到煙囪中，高溫?zé)煔庠诮?jīng)過蓄熱式換熱器7內(nèi)的蓄熱介質(zhì)時(shí)將蓄熱介質(zhì)加熱到700℃-800℃。通過設(shè)定時(shí)間后通過閥門14控制切換，關(guān)閉當(dāng)前蓄熱式換熱器4的進(jìn)氣閥門，開啟排氣閥門，開啟第二個(gè)蓄熱式換熱器4進(jìn)氣閥門，并且關(guān)閉其排氣閥門；含VOC氣體的廢氣被第二個(gè)蓄熱式換熱器4中的蓄熱介質(zhì)加熱到650℃-750℃，然后在燃燒室4內(nèi)燃燒后進(jìn)入第一個(gè)蓄熱式換熱器4，再通過第一個(gè)蓄熱式換熱器4的排風(fēng)口輸出通過排放管排放到煙囪9中，同時(shí)加熱第一個(gè)蓄熱式換熱器4內(nèi)的蓄熱介質(zhì)。在有機(jī)廢棄物的燃燒排放切換中充分利用了燃燒后的排放余熱對(duì)待處理的有機(jī)廢氣進(jìn)行預(yù)熱，可以有效節(jié)約能源，提高處理效果。

所述換蓄熱式換熱器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的蓄熱介質(zhì)，所述蓄熱介質(zhì)吸收高溫氣體熱量，來加熱進(jìn)入的低溫氣體。所述蓄熱介質(zhì)可以是陶瓷球，具有耐火功能，且熱容量高、傳熱快，可將有機(jī)物和天然氣燃燒所產(chǎn)生的燃燒熱儲(chǔ)存在陶瓷蓄熱體內(nèi)，并釋放熱量到低溫進(jìn)氣氣流中，大幅減少燃燒VOCs所需要的能源；而蓄熱體還能緩沖VOCs燃燒時(shí)溫度的波動(dòng)，如燃燒溫度在850℃，則燃燒室容許溫度短時(shí)間變化到1050℃，使系統(tǒng)可以保持安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。并使系統(tǒng)在高溫條件下燃燒VOCs時(shí)，適用于較低VOCs入口濃度及較短停留時(shí)間，可使燃燒室達(dá)到無火焰燃燒，可大幅降低燃料費(fèi)用及NOx的產(chǎn)生。為了提高所述換蓄熱式換熱器的熱交換效果，還可采用不銹鋼或鑄鐵球作為蓄熱介質(zhì)。

所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器4之間可以設(shè)置有濃縮裝置3，使待處理氣體經(jīng)過濃縮裝置3濃縮后再通過所述蓄熱式換熱器4進(jìn)入燃燒室6內(nèi)燃燒，通過濃縮裝置3處理，可以使有機(jī)廢氣的有機(jī)廢氣濃度被濃縮到比較高濃度，然后再輸入到燃燒室6內(nèi)燃燒，處理更為完全，且可以節(jié)約部分燃料。所述廢氣排出管與所述蓄熱式換熱器4之間還設(shè)置有一條帶著閥門14的直通分支管路2，用于直接將有機(jī)廢氣通過所述蓄熱式換熱器4引入燃燒室6內(nèi)燃燒，以提供多種處理方式，且可以在所述濃縮裝置3產(chǎn)生故障時(shí)備用。

所述煙氣排放管通過氣體分配箱15與煙囪連接；所述氣體分配箱通過余熱利用管10與窯爐進(jìn)氣管11連接，用于回收部分具有高溫的排放氣體進(jìn)入窯爐內(nèi)助燃，可以使窯爐內(nèi)的燃燒為高溫低氧燃燒，可以進(jìn)一步減少有機(jī)氣體排放物。所述蓄熱式換熱器4與氣體分配箱15連接，所述氣體分配箱15一出口與煙囪連接，另一出口與余熱利用管10連接，所述氣體分配箱15與煙囪之間的管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門，通過閥門調(diào)節(jié)，可以將排放煙氣中的50-70％的總排放煙氣回收窯爐內(nèi)供烘干之用。

所述濃縮裝置，如圖2所示，其包括一級(jí)濃縮部和二級(jí)濃縮部，所述一級(jí)濃縮部通過凈化排放口與二級(jí)濃縮部連接。煙氣通過一級(jí)濃縮部吸附濃縮后再經(jīng)過二級(jí)濃縮部吸附濃度，可以將煙氣處理達(dá)到大氣排放標(biāo)準(zhǔn)后通過煙囪排放。

所述一級(jí)濃縮部內(nèi)設(shè)置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊安裝于轉(zhuǎn)軸上，且所述一級(jí)濃縮部上設(shè)置有煙氣進(jìn)口、凈化排放口、解吸進(jìn)口和濃縮排出口，所述凈化排放口與二級(jí)濃縮部的進(jìn)氣口連接，濃縮排放口通過管道與濃縮匯集箱連接，所述濃縮匯集箱與所述蓄熱式換熱器4的進(jìn)口連接。含有VOC的煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入，通過所述第三吸附模塊的吸附面，然后用凈化排放口排出，可以將煙氣60-70％的VOC吸入去除掉；當(dāng)需要解吸時(shí)，解吸氣體從解吸進(jìn)口進(jìn)入，第三吸附模塊繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使第三吸附模塊的解吸面對(duì)著解吸進(jìn)口，解吸氣體將吸附在第三吸附模塊的高濃度VOC洗脫后從濃縮排放口進(jìn)入濃縮匯集箱。所述一級(jí)濃縮部為轉(zhuǎn)輪式的，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，且可以連續(xù)不斷的工作。

所述二級(jí)濃縮部包括第一吸附模塊和第二吸附模塊，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊上分別設(shè)置進(jìn)氣口、凈化排放口、解吸進(jìn)口和濃縮排出口，所述凈化排放口可以直接與煙囪連接，將凈化后符合排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體通過煙囪排放。所述一級(jí)濃縮部的凈化排放口分別與所述第一吸附模塊和第二吸附模塊進(jìn)氣口的連接，且在進(jìn)氣的管道上分別設(shè)置有閥門。所述凈化排放口與煙囪之間的管道上分別設(shè)置有閥門。所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口可以與匯集箱連接，且在所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的濃縮排出口與匯集箱連接的管路上分別設(shè)置有閥門。所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進(jìn)口連接解吸進(jìn)氣管，在所述解吸進(jìn)氣管上安裝閥門。

所述第一吸附模塊和第二吸附模塊在工作時(shí)，通過閥門控制，所述第一吸附模塊進(jìn)行吸附過濾，而第二吸附模塊進(jìn)行解吸，然后進(jìn)行切換，在第一吸附模塊中進(jìn)行解吸，在第二吸附模塊中進(jìn)行吸附過濾。待處理的煙氣經(jīng)吸附過濾后，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接通過凈化排放口排放到煙囪中。第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸洗脫氣體含有更高濃度的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)。這樣可以減少氣體處理量，減少燃料消耗量，節(jié)約成本，且更加節(jié)能環(huán)保。

所述一級(jí)濃縮部的解吸進(jìn)口通過混合裝置與煙囪連接，所述混合裝置設(shè)有用于引入空氣的空氣輸入管。所述二級(jí)濃縮部內(nèi)的所述第一吸附模塊和第二吸附模塊的解吸進(jìn)口通過混合裝置與煙囪連接。通過引用部分煙氣與空氣混合來解吸附，可以減少廢氣排放，及余熱回收利用，節(jié)約能源。在混合裝置中，空氣與煙氣的體積比為3：1-3，優(yōu)選的，所述空氣與煙氣的體積比為3：1。

所述一級(jí)濃縮部可以是沸石轉(zhuǎn)輪，所述沸石轉(zhuǎn)輪可以是通過調(diào)整脫附溫度、脫附氣流量等參數(shù)，進(jìn)一步提高濃縮倍率、提高VOC去除效率和降低處理成本，為縮小濃縮后處理設(shè)備、減少能源損耗。所述一級(jí)濃縮部內(nèi)設(shè)置第三吸附模塊，所述第三吸附模塊內(nèi)填充沸石。通過一級(jí)濃縮部可以將廢氣中的VOCs氣體濃度提高，這樣可以減少燃燒分解爐的燃料消耗量，所述燃燒分解爐內(nèi)燃燒溫度約為730℃～900℃，利用高溫將VOC燃燒，燃燒反應(yīng)生成無害的CO₂及H₂O。可使VOC進(jìn)氣濃度達(dá)到蓄熱式焚燒系統(tǒng)自維持濃度，不須添加輔助燃料，大幅減少能源消耗；易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，安全性高；允許待處理廢氣濃度大幅度波動(dòng)。

所述二級(jí)濃縮部采用雙氣路連續(xù)工作，兩個(gè)吸附床(第一吸附模塊和第二吸附模塊)交替使用。先將有機(jī)廢氣用其中一個(gè)吸附床吸附，當(dāng)快達(dá)到飽和時(shí)停止吸附，然后用解吸氣體將有機(jī)物從活性炭上脫附下來使活性炭再生；脫附下來的有機(jī)物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送往燃燒分解爐直燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到500PPm以上時(shí)，有機(jī)廢氣在燃燒室可維持自燃，不用外加熱。燃燒后的尾氣經(jīng)過換熱器加熱空氣，熱空氣被送往吸附床，用于活性炭再生。這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能，達(dá)到節(jié)能的目的。再生后的可進(jìn)入下次吸附；在脫附時(shí)，凈化操作可用另一個(gè)吸附床進(jìn)行，既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作。

其中，所述第一吸附模塊和第二吸附模塊可以為活性炭過濾器，或者蜂窩活性炭。

本實(shí)用新型廢氣排出管1排出的含有揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣可以全部引入燃燒分解爐燃燒分解，可以全部通過所述濃縮裝置吸附排放，可以是總量的60％用于濃縮吸附，其余40％用于直接燃燒，可以提高voc氣體燃燒濃度，減少燃料消耗量。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。