專利名稱：含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣處理系統(tǒng)，特別是一種含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)。
既有空氣凈化設(shè)備中，焚化設(shè)備可將廢氣中所含的VOCs充份燃燒，使其符合廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。目前焚化設(shè)備多采直接焚化或觸媒焚化方式，熱能多以管板式熱交換器回收(recuperative heat recovery)，其熱回收率大都低于70％。
另有以蓄熱床回收(regenerative heat recovery)的蓄熱式焚化爐(regenerative thermal oxidizer，RTO)或蓄熱式觸媒焚化爐(regenerativecatalytic oxidizer，RCO)，其熱回收率可高于90％。
然而，無論何種型式的焚化爐，如氣體中所含VOCs濃度不足，致其燃燒熱不足以供應(yīng)燃燒所需熱能，則尚需加入大量輔助燃料或電熱量，致使其操作成本極高。
本發(fā)明包括沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備及蓄熱式焚化爐設(shè)備；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部區(qū)分為吸附區(qū)、冷卻區(qū)及脫附區(qū)三個區(qū)域；蓄熱式焚化爐設(shè)備內(nèi)部具有設(shè)有熱交換區(qū)的蓄熱區(qū)、加熱區(qū)及焚化區(qū)；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備吸附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)接設(shè)含揮發(fā)性有機(jī)物廢氣來源并組設(shè)有第一抽風(fēng)機(jī)、過濾器的第一管體及接設(shè)排氣煙囪的第二管體；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備冷卻區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)組設(shè)過濾器的第三管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備中間一側(cè)接設(shè)的第四管體；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備脫附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)與蓄熱式焚化爐設(shè)備熱交換區(qū)接設(shè)的第五管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備進(jìn)氣口接設(shè)的第六管體；蓄熱式焚化爐設(shè)備排氣口側(cè)與接至煙囪的第二管體之間組接第七管體；第四、五管體之間接設(shè)組設(shè)有溫度控制比例閥的第八管體。
其中第三管體一端接設(shè)部分未濃縮有機(jī)物廢氣源/新鮮空氣源；于第七管體上組設(shè)排風(fēng)用的第三抽風(fēng)機(jī)。
第一管體組設(shè)有第一計(jì)量閥；第三管體上組設(shè)有第三計(jì)量閥。
第七管體獨(dú)立接通另一煙囪。
第三管體一端接設(shè)部分未濃縮有機(jī)物廢氣源/新鮮空氣源；于第七管體上組設(shè)排風(fēng)用的第三抽風(fēng)機(jī)；第七管體獨(dú)立接通常另一煙囪。
第一管體組設(shè)有第一計(jì)量閥；第三管體上組設(shè)有第三計(jì)量閥。
第二管體上設(shè)有第二抽風(fēng)機(jī)。
第一管體上設(shè)有第二抽風(fēng)機(jī)。
第三抽風(fēng)機(jī)組設(shè)于第三管體上。
由于本發(fā)明包括沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備及蓄熱式焚化爐設(shè)備；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部區(qū)分為吸附區(qū)、冷卻區(qū)及脫附區(qū)；蓄熱式焚化爐設(shè)備內(nèi)部具有設(shè)有熱交換區(qū)的蓄熱區(qū)、加熱區(qū)及焚化區(qū)；吸附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)組設(shè)有第一抽風(fēng)機(jī)、過濾器的第一管體及接設(shè)排氣煙囪的第二管體；冷卻區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)組設(shè)過濾器的第三管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備中間一側(cè)接設(shè)的第四管體；脫附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)與蓄熱式焚化爐設(shè)備熱交換區(qū)接設(shè)的第五管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備進(jìn)氣口接設(shè)的第六管體；蓄熱式焚化爐設(shè)備排氣口側(cè)與接至煙囪的第二管體之間組接第七管體；第四、五管體之間接設(shè)組設(shè)有溫度控制比例閥的第八管體。動作時，廢氣系由第一管體流入，先由過濾器濾除廢氣當(dāng)中的懸浮微粒及塵埃，流入沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備吸附區(qū)，由吸附區(qū)內(nèi)的沸石可去除廢氣中90％以上含量的有機(jī)物質(zhì)，此時經(jīng)吸附區(qū)的沸石吸附后，廢氣中的有機(jī)物(VOCs)含量即降至30ppm，其后再由第二管體31至煙囪排放于大氣中；第三管體抽除流量大約占總流量7％的部分未濃縮廢氣流入冷卻區(qū)，將冷卻區(qū)內(nèi)已脫附完成的沸石冷卻，其后再經(jīng)由第四管體流至蓄熱式焚化爐設(shè)備的熱交換區(qū)，其溫度約上升至90～140℃；并使熱交換區(qū)中流出的廢氣溫度保持在約180～200℃，再通入沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備的脫附區(qū)，藉由約180～200℃的高溫即可將脫附區(qū)內(nèi)的沸石中的有機(jī)物(VOCs)脫附，再導(dǎo)入蓄熱式焚化爐設(shè)備作最終焚化，經(jīng)焚化后由第七管體所排出的廢氣中的有機(jī)物含量可符合環(huán)保法規(guī)所載的VOCs廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備對VOCs的吸附能力降低時，則進(jìn)行更高溫的熱氣流，如300℃再生程序；即可將吸附濃縮及再脫附后的VOCs再利用作為燃料，提供整體系統(tǒng)的操作，具有節(jié)省能源及降低處理操作成本等優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省能源，而且降低廢氣處理操作成本，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
圖2、為本發(fā)明操作示意圖。
圖3、為本發(fā)明蓄熱式焚化爐設(shè)備結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖4、為本發(fā)明蓄熱式焚化爐設(shè)備操作示意圖。
圖5、為本發(fā)明操作示意圖(高溫再生程序)。
圖6、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(無第二、三計(jì)量閥)。
圖7、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(第七管體獨(dú)立排至另一煙囪)。
圖8、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(無第二、三計(jì)量閥、第七管體獨(dú)立排至另一煙囪)。
圖9、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(不設(shè)第二抽風(fēng)機(jī)或改設(shè)于第一管體上)。


圖10、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(不設(shè)第三抽風(fēng)機(jī)或改設(shè)于第三管體上)。
沸石(zeo1ite)轉(zhuǎn)輪設(shè)備10內(nèi)部區(qū)分為吸附區(qū)(adsorption zone)11、冷卻區(qū)(purge zone)12及脫附區(qū)(desorption zone)13三個區(qū)域，此三個區(qū)域內(nèi)部的沸石使用方式系呈持續(xù)循環(huán)。吸附區(qū)11主要系利用沸石吸附廢氣中的有機(jī)物，其后再由脫附區(qū)13藉由熱氣流將沸石上的有機(jī)物去除，最后經(jīng)冷卻區(qū)12將沸石冷卻后即可再次循環(huán)吸附程序。
沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10吸附區(qū)11兩側(cè)分別連設(shè)第一、二管體30、31。
第一管體30上依序組設(shè)有過濾器40、第一計(jì)量閥50及第一抽風(fēng)機(jī)60，并于第一計(jì)量閥50與第一抽風(fēng)機(jī)60之間組設(shè)有緊急排放閥54。
第二管體31上組設(shè)有第二抽風(fēng)機(jī)61。
沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10冷卻區(qū)12兩側(cè)分別連設(shè)第三管體32及第四管體33。
第三管體32上依序組設(shè)有第三計(jì)量閥52及過濾器40。
冷卻區(qū)12、第三計(jì)量閥52之間的第三管體32與過濾器40、第一計(jì)量閥50之間的第一管體30之間組設(shè)有第二計(jì)量閥51。
沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10脫附區(qū)13兩側(cè)分別連設(shè)第五、六管體34、35。
連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10冷卻區(qū)12的第四管體33與連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10脫附區(qū)13的第五管體34之間連設(shè)有第八管體37，并于第八管體37上組設(shè)有溫度控制比例閥53。
如圖3所示，蓄熱式焚化爐設(shè)備20內(nèi)部具有設(shè)有熱交換區(qū)21的蓄熱區(qū)23、加熱區(qū)24及焚化區(qū)22。其上設(shè)有進(jìn)氣口25及排氣口26。連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10冷卻區(qū)12的第四管體33與蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21入口端211連接；連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10脫附區(qū)13的第五管體34與蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21出口端212連接；連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10的脫附區(qū)13的第六管體35與蓄熱式焚化爐設(shè)備20進(jìn)氣口25連接，以作為蓄熱式焚化爐設(shè)備20的進(jìn)氣管道；連設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10的吸附區(qū)11的第二管體31與蓄熱式焚化爐設(shè)備20排氣口26之間連設(shè)組設(shè)有排風(fēng)用第三抽風(fēng)機(jī)62的第七管體36，以作為蓄熱式焚化爐設(shè)備20的排氣管道，令蓄熱式焚化爐的氣體經(jīng)由第七管體36、第二管體31及與其連通的煙囪排出。
如圖2所示，動作時，緊急排放閥54及第三計(jì)量閥52完全關(guān)閉，廢氣系由第一管體30流入，先由過濾器40濾除廢氣當(dāng)中的懸浮微粒(mist)及塵埃(dust)，以避免損壞其后的沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10及蓄熱式焚化爐設(shè)備20等設(shè)備；以第一計(jì)量閥50控制流入沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10吸附區(qū)12的含VOCs廢氣流量及以第二計(jì)量閥51控制流入第三管體32的部分未濃縮廢氣流量。假設(shè)第一抽風(fēng)機(jī)60抽取欲處理的制程廢氣流量為388.7Nm3/min(NCMM)、VOCs含量為300ppm、廢氣溫度為22℃；經(jīng)由第二抽風(fēng)機(jī)61抽除流量為362.8NCMM的含有揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)廢氣藉由第一管體30流入吸附區(qū)11，則吸附區(qū)11內(nèi)的沸石可去除廢氣中90％以上含量的有機(jī)物質(zhì)，此時經(jīng)吸附區(qū)11的沸石吸附后，廢氣中的有機(jī)物(VOCs)含量即降至30ppm，其后再由第二管體31至煙囪排放于大氣中；第三抽風(fēng)機(jī)62抽風(fēng)時帶動整個系統(tǒng)循環(huán)，會經(jīng)由第三管體32抽除流量為25.9NCMM(大約占總流量7％)的部分未濃縮廢氣流入冷卻區(qū)12，將冷卻區(qū)12內(nèi)已脫附完成的沸石冷卻，其后再經(jīng)由第四管體33流至蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21入口端211；如圖3所示，此部分未濃縮廢氣由于在冷卻區(qū)內(nèi)將沸石冷卻，故其溫度約上升至90～140℃，再藉由熱交換區(qū)21將部分未濃縮廢氣溫度(90～140℃)加熱并控制溫度于約180～200℃；如圖2所示，藉由組設(shè)于連設(shè)于第四管體33與第五管體34間的第八管體37上的溫度控制比例閥53，當(dāng)溫度控制比例閥53偵測廢氣溫度超過設(shè)定溫度180～200℃時，則會控制其開啟狀態(tài)使部分廢氣由第八管體37繞流，從而不經(jīng)過蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21，使從熱交換區(qū)21中流出的廢氣溫度保持在約180～200℃，再由第五管體34通入沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10的脫附區(qū)13，藉由約180～200℃的高溫即可將脫附區(qū)13內(nèi)的沸石中的有機(jī)物(VOCs)脫附。此時，由第六管體35排出的廢氣中有機(jī)物含量增加為約4,500ppm；最后，如圖4所示，再導(dǎo)入蓄熱式焚化爐設(shè)備20作最終焚化，經(jīng)焚化后由第七管體36所排出的廢氣中的有機(jī)物含量可符合環(huán)保法規(guī)所載的VOCs廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
如圖5所示，當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10對VOCs的吸附能力降低時，則進(jìn)行更高溫的熱氣流，如300℃再生程序。動作時第一計(jì)量閥50及第二計(jì)量閥51完全關(guān)閉，而緊急排放閥54及第三計(jì)量閥52則開啟，其系以第三抽風(fēng)機(jī)62抽風(fēng)帶動整體管路循環(huán)，由第三管體32抽取流量大約占總流量7％的25.9NCMM不含VOCs的新鮮空氣流入冷卻區(qū)12，以冷卻其中已脫附完成的沸石，再由第四管體33流至蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21加熱并控制溫度于約300℃；其中，如圖2所示，藉由組設(shè)于連設(shè)于第四管體33與第五管體34間的第八管體37上的溫度控制比例閥53，當(dāng)溫度控制比例閥53偵測廢氣溫度超過設(shè)定溫度約300℃時，則會控制其開啟狀態(tài)使部分新鮮空氣由第八管體37繞流，從而不經(jīng)過蓄熱式焚化爐設(shè)備20的熱交換區(qū)21，使從熱交換區(qū)21中流出的新鮮空氣溫度保持在約300℃的設(shè)定值，再由第五管體34通入沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10的脫附區(qū)13，利用約300℃的高溫氣流將脫附區(qū)13內(nèi)的沸石中的有機(jī)物(VOCs)脫附再生完全，最后再將含有機(jī)污染物的氣體導(dǎo)入蓄熱式焚化爐設(shè)備20作最終焚化，此再生程序亦可在不關(guān)閉任何閥門的情形下，以高溫?zé)釟饬鱽磉M(jìn)行。
本發(fā)明的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，并不受限于上述實(shí)施例的限制，而有其它不同的實(shí)施態(tài)樣。其可如圖6所示，可不裝設(shè)第二、三計(jì)量閥。亦可如圖7所示，第七管體36可獨(dú)立排至另一煙囪，而不與第二管體31連接；亦可如圖8所示，第七管體36獨(dú)立排至另一煙囪，而不與第二管體31連接；同時不裝設(shè)第二、三計(jì)量閥；亦可如圖9所示，將第二抽風(fēng)機(jī)61改設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10吸附區(qū)11前側(cè)第一管體30上或不設(shè)第二抽風(fēng)機(jī)；亦可圖10所示，第三抽風(fēng)機(jī)62改設(shè)于沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備10冷卻區(qū)12前側(cè)第三管體32上或不設(shè)第三抽風(fēng)機(jī)；以上各個實(shí)施例皆可達(dá)到本發(fā)明的目的。
藉由上述設(shè)備結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本發(fā)明的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，將吸附濃縮及再脫附后的VOCs再利用作為燃料，提供整體系統(tǒng)的操作，具有節(jié)省能源及降低處理操作成本等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是關(guān)于一種含揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds，VOCs)廢氣處理系統(tǒng)，其系包含有沸石(zeolite)轉(zhuǎn)輪設(shè)備、蓄熱式焚化爐設(shè)備及管線及空氣輸送系統(tǒng)；其中沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部具有吸附、脫附及冷卻等三個區(qū)域，以供吸附去除廢氣中的VOCs，局部飽和的沸石經(jīng)熱脫附后的濃縮氣體再以蓄熱式焚化爐破壞其中的VOCs，脫附的沸石再經(jīng)冷卻后循環(huán)供吸附使用。
本發(fā)明有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，系利用沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備對于含VOCs廢氣的吸附作用以去除其中的VOCs，再藉蓄熱式焚化爐焚化由沸石轉(zhuǎn)輪脫附操作程序排出的濃縮廢氣中高濃度VOCs提供的燃燒熱以焚化VOCs，以達(dá)到節(jié)省能源及降低廢氣處理操作成本等目的的設(shè)備系統(tǒng)者。
從而達(dá)到系利用埋置于蓄熱床內(nèi)的熱交換管，以預(yù)熱未濃縮廢氣或新鮮空氣而得高溫空氣流，以脫附沸石表面吸附的有機(jī)物而再生的目的。
權(quán)利要求
1.一種含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于它包括沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備及蓄熱式焚化爐設(shè)備；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部區(qū)分為吸附區(qū)、冷卻區(qū)及脫附區(qū)三個區(qū)域；蓄熱式焚化爐設(shè)備內(nèi)部具有設(shè)有熱交換區(qū)的蓄熱區(qū)、加熱區(qū)及焚化區(qū)；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備吸附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)接設(shè)含揮發(fā)性有機(jī)物廢氣來源并組設(shè)有第一抽風(fēng)機(jī)、過濾器的第一管體及接設(shè)排氣煙囪的第二管體；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備冷卻區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)組設(shè)過濾器的第三管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備中間一側(cè)接設(shè)的第四管體；沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備脫附區(qū)兩側(cè)分別連設(shè)與蓄熱式焚化爐設(shè)備熱交換區(qū)接設(shè)的第五管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備進(jìn)氣口接設(shè)的第六管體；蓄熱式焚化爐設(shè)備排氣口側(cè)與接至煙囪的第二管體之間組接第七管體；第四、五管體之間接設(shè)組設(shè)有溫度控制比例閥的第八管體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第三管體一端接設(shè)部分未濃縮有機(jī)物廢氣源/新鮮空氣源；于第七管體上組設(shè)排風(fēng)用的第三抽風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第一管體組設(shè)有第一計(jì)量閥；第三管體上組設(shè)有第三計(jì)量閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第七管體獨(dú)立接通另一煙囪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第三管體一端接設(shè)部分未濃縮有機(jī)物廢氣源/新鮮空氣源；于第七管體上組設(shè)排風(fēng)用的第三抽風(fēng)機(jī)；第七管體獨(dú)立接通常另一煙囪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第一管體組設(shè)有第一計(jì)量閥；第三管體上組設(shè)有第三計(jì)量閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第二管體上設(shè)有第二抽風(fēng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第一管體上設(shè)有第二抽風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)，其特征在于所述的第三抽風(fēng)機(jī)組設(shè)于第三管體上。
全文摘要
一種含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)排氣處理系統(tǒng)。為提供一種節(jié)省能源、降低廢氣處理操作成本的空氣處理系統(tǒng)，提出本發(fā)明，它包括內(nèi)部區(qū)分為吸附區(qū)、冷卻區(qū)及脫附區(qū)的沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備及內(nèi)部具有設(shè)有熱交換區(qū)的蓄熱區(qū)、加熱區(qū)及焚化區(qū)的蓄熱式焚化爐設(shè)備；吸附區(qū)兩側(cè)連設(shè)組設(shè)第一抽風(fēng)機(jī)、過濾器的第一管體及接設(shè)排氣煙囪的第二管體；冷卻區(qū)兩側(cè)連設(shè)組設(shè)過濾器的第三管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備中間一側(cè)接設(shè)的第四管體；脫附區(qū)兩側(cè)連設(shè)與熱交換區(qū)接設(shè)的第五管體及與蓄熱式焚化爐設(shè)備進(jìn)氣口接設(shè)的第六管體；蓄熱式焚化爐設(shè)備排氣口側(cè)與接至煙囪的第二管體之間組接第七管體；第四、五管體之間接設(shè)組設(shè)有溫度控制比例閥的第八管體。
文檔編號B01D53/46GK1465426SQ0212289
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月17日
發(fā)明者周明顯 申請人:中環(huán)環(huán)境工程顧問企業(yè)股份有限公司