本實用新型屬于環(huán)保技術領域，涉及提供一種噴涂廢氣深冷吸附及副產(chǎn)物綜合利用的裝置。

背景技術：

揮發(fā)性有機物因其分子量小、沸點低、易揮發(fā)，具有極大的危害，排入大氣中會引起光化學污染，即VOC與氮氧化物在紫外線作用下會反應生成臭氧，當?shù)孛娉粞鯘舛瘸^1.0ppm就會對人體健康造成危害；并且長期吸入VOC會出現(xiàn)頭痛、頭暈、惡心嘔吐等癥狀。以汽車行業(yè)內(nèi)4S店所產(chǎn)生的VOC為例，其主要途徑來自于噴漆工藝，其噴涂廢氣主要是由漆霧和有機廢氣組成，油漆在高壓作用下霧化為微粒并隨氣流彌散形成漆霧，不附著于噴漆物體表面的有機溶劑揮發(fā)后即形成有機廢氣。

4S店的噴涂廢氣分別來自于噴漆、曬置和烘干三個過程，其中以烘干時所產(chǎn)生的VOC氣體為主，即為低濃度、大流量、溫度偏高型廢氣。目前，多數(shù)4S店處理方法包括漆霧處理和有機廢氣處理兩個過程。

在漆霧處理方面，選擇使用無泵水簾、水洗塔或是過濾裝置；無泵水簾和水洗塔除漆霧的效率可達95%-98%，但是僅適用于噴漆量較大的情況下，并且在噴淋過程中會產(chǎn)生廢水即造成二次污染，那么這類的除漆霧技術不適用于多數(shù)4S店中；過濾技術的去除率相比高于前者，約達98%-99%，并伴隨反吹工藝可使濾筒反復使用，以此提高其經(jīng)濟效益。

在有機廢氣處理方面，主要技術是使用等離子技術或是簡單的吸附技術。等離子技術除臭效率在80%-90%之間，但是在現(xiàn)有的處理技術和材料的情況下分析發(fā)現(xiàn)其濃度不易控性太強，導致燃燒和爆炸事故發(fā)生幾率高，因此使用范圍和條件收到嚴重的限制；普遍的吸附工藝可使效率保持在70%左右，此外，由于現(xiàn)有吸附材料吸附性能等問題，吸附材料很容易飽和，嚴重影響處理裝置的實際使用壽命，并且飽和的吸附材料再生渠道少，多數(shù)副產(chǎn)品作為危險廢物進行處理處置，大大提高了廢氣處理的綜合成本。

因此本實用新型針對目前有機廢氣處理達標技術缺乏、副產(chǎn)品未能有效利用等問題，首先通過進行廢氣預處理，即去除漆霧；然后將廢氣中揮發(fā)性有機物VOC的濃度進行濃縮，其中高效濾網(wǎng)和吸附層經(jīng)特殊處理后比普通吸附劑的吸附效率提高20%；最后使用液氮來替代傳統(tǒng)采用壓縮機進行冷凝處理廢氣的方法，廢氣經(jīng)液態(tài)氮冷凝后，廢氣中的有機組分冷凝成液態(tài)后被收集。該技術的優(yōu)點：一方面，廢氣中的有機污染物幾乎全部變成液態(tài)，凈化效率高，收集到的污染物便于存儲，并可作為燃料進行利用；另一方面，液態(tài)氮在對廢氣進行冷凝的同時吸收大量的熱能，氣化形成氮氣，利用所產(chǎn)生的氮氣，作為氣源用于對4S店中維護和保養(yǎng)得車輛輪胎進行充氣，節(jié)約了成本。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型公開了一種用于4S店噴涂廢氣的深冷吸附綜合利用的裝置，其特征在于包括吸附濃縮單元和深冷單元，其中：

吸附濃縮單元：主要是由自控系統(tǒng)6、塔型吸附裝置3、氮氣吹脫裝置4和尾氣吸收裝置5組成，其中由自控系統(tǒng)6控制塔型吸附裝置3的兩部分吸附主體交替進行吸附工作；當其中一部分吸附主體吸附飽和時，自控系統(tǒng)6命令氮氣吹脫裝置4將該飽和吸附主體上的有機物質(zhì)吹脫濃縮；并且同時自控系統(tǒng)6給出讓真空泵工作將尾氣導入尾氣吸收裝置5的命令。且塔型吸附裝置3的頂部通過真空泵連接尾氣吸收裝置5，底部則通過真空泵連接氮氣吹脫裝置4。

其中吸附體主體是：分為同等份的兩部分，中間由隔板進行隔離，經(jīng)自控系統(tǒng)6控制一邊的吸附主體工作直至飽和狀態(tài)時，即刻停止吸附工作改為氮氣吹脫的命令將其中的有機廢物吹脫濃縮為高濃度有機廢氣通入下一單元；尾氣吸收裝置是：將第一步經(jīng)過吸附作用處理后的廢氣通過風機收集到該裝置內(nèi)。

深冷單元主要包括換熱器9、液氮8和集液罐7三部分，其中液氮連接換熱器的進液口，換熱器廢氣排出口經(jīng)真空泵與尾氣吸收裝置相連接，集液罐連接換熱器的出液口，換熱器的出氣口作為氮氣排出口與下一單元連接。

本實用新型重點解決了4S店內(nèi)噴涂廢氣的尾氣處理問題。

本實用新型公開的一種噴涂廢氣深冷吸附及副產(chǎn)物綜合利用的方法與裝置與現(xiàn)有技術相比所具有的積極效果在于：

利用本實用新型的4S店揮發(fā)性廢氣深冷吸附與副產(chǎn)物綜合利用技術及裝置，能夠高效地處理噴涂過程廢氣中的揮發(fā)性有機污染物，并在此過程中充分利用各類產(chǎn)物以及中間工藝中可再生裝置：有效地延長過濾膜和吸附體的使用壽命，從而降低成本；有效地使用副產(chǎn)物氮氣打胎，從而將經(jīng)濟效益最大化。

本實用新型進一步公開了噴涂廢氣深冷吸附及副產(chǎn)物綜合利用方法在用于4S店噴涂廢氣處理方面的應用。其實驗結果顯示：本實用新型的裝置及方法處理效率高達99.99%比常規(guī)工藝處理效率高出約5%-10%左右；并且根據(jù)再生利用的吸附主體與回收熱能的有機廢液所節(jié)省的資金在常規(guī)工藝所消耗資金總額的30%左右。

附圖說明

圖1為噴涂廢氣的深冷吸附裝置；其中：

1. 集氣罩 2.濾筒

3.塔型吸附裝置 4氮氣吹脫裝置

5.尾氣吸收裝置 6.自控系統(tǒng)

7.集液罐 8.液氮

9.換熱器 10.加壓裝置

11換熱器的進氣口 12換熱器的出液口

13換熱器的進液口 14換熱器的出氣口

15接換熱器廢氣排出口 16.清洗裝置

17.有機溶液熱能回收系統(tǒng)。

具體實施方式

下面通過具體的實施方案敘述本實用新型。除非特別說明，本實用新型中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本實用新型的范圍，本實用新型的實質(zhì)和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本實用新型實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本實用新型的保護范圍。

實施例1

一種用于4S店噴涂廢氣的深冷吸附綜合利用的裝置，包括吸附濃縮單元和深冷單元，其中：

吸附濃縮單元：主要是由自控系統(tǒng)6、塔型吸附裝置3、氮氣吹脫裝置4和尾氣吸收裝置5組成，其中由自控系統(tǒng)控制塔型吸附裝置的兩部分吸附主體交替進行吸附工作；當其中一部分吸附主體吸附飽和時，自控系統(tǒng)命令氮氣吹脫裝置將該飽和吸附主體上的有機物質(zhì)吹脫濃縮；并且同時自控系統(tǒng)給出讓真空泵工作將尾氣導入尾氣吸收裝置5的命令。且塔型吸附裝置3的頂部通過真空泵連接尾氣吸收裝置5，底部則通過真空泵連接氮氣吹脫裝置4。

其中吸附體主體是：分為同等份的兩部分，中間由隔板進行隔離，經(jīng)自控系統(tǒng)控制一邊的吸附主體工作直至飽和狀態(tài)時，即刻停止吸附工作改為氮氣吹脫的命令將其中的有機廢物吹脫濃縮為高濃度有機廢氣通入下一單元；尾氣吸收裝置是：將第一步經(jīng)過吸附作用處理后的廢氣通過風機收集到該裝置內(nèi)。

深冷單元主要包括換熱器9、液氮8和集液罐7三部分，其中液氮連接換熱器的進液口，換熱器廢氣排出口經(jīng)真空泵與尾氣吸收裝置相連接，集液罐連接換熱器的出液口，換熱器的出氣口作為氮氣排出口與下一單元連接。

實施例2

天津市某區(qū)一汽4S店，該店內(nèi)噴涂車間產(chǎn)生揮發(fā)性有機物質(zhì)，VOC排放需按國家標準排放，由于VOC物質(zhì)的污染性較為嚴重，因此使用處理噴涂廢氣的深冷吸附及副產(chǎn)物綜合利用的方法與裝置，如下步驟：

1.首先將車間內(nèi)通過噴涂車間通過集氣罩收集的廢氣整體收集的噴涂廢氣通入濾筒內(nèi)進行預處理，將廢氣中的漆霧去除。

2.經(jīng)由風機抽送，氣體通入吸附濃縮單元中的塔型吸附裝置中，同時產(chǎn)生的尾氣通過風機送入尾氣吸收裝置。

3.當?shù)谝粎^(qū)域內(nèi)的吸附體飽和時，由自控系統(tǒng)給出命令，氮氣吹脫系統(tǒng)對第一區(qū)域內(nèi)的吸附體進行吹脫工作并且同時第二區(qū)域內(nèi)的吸附體開始進行吸附工作。

4.吹脫時產(chǎn)生的高濃度有機廢氣，連接深冷裝置的進氣口，同時將液氮連接在深冷裝置的進液口，利用液氮自身性質(zhì)完成完整的熱交換過程。

5.熱交換過程中產(chǎn)生的有機溶液流入到出液口連接的集液罐內(nèi)，而氮氣則由排氣口連接的風機抽送至加壓裝置內(nèi)。

6.換熱器中未冷凝成液體的有機氣體由該裝置的廢氣排出口經(jīng)由風機抽送入尾氣吸收裝置。

7.換熱器所產(chǎn)生的氮氣經(jīng)加壓裝置加壓后，通過氣泵給車胎充氣，來提高其利用價值。

8.集液罐接有機溶液熱能回收系統(tǒng)提取熱能，為前期烘干過程中所需提供熱能。

9.換熱器定期使用專用的清洗裝置進行清洗，以確保其工作運行狀態(tài)。

經(jīng)檢測得出噴涂過程中產(chǎn)生的VOC物質(zhì)有：

對比試驗：

常規(guī)的處理方法是將噴涂廢氣經(jīng)由集氣罩收集后，使用水簾將漆霧去除；然后通入換熱器中進行熱交換，但不同于本實用新型的是，該方法中使用的是冷卻水進行熱交換；最后再將尾氣通入吸附裝置后排放:

由此可知，使用該裝置及方法使4S店內(nèi)的噴涂廢氣處理效率達到99%以上。并且所用吸附主體均為可回收再生材料；裝置處理過程中產(chǎn)生的氮氣及有機廢液均可再利用，因此在一定的程度上為該4S店提高了經(jīng)濟效益。

實施例3

天津市某區(qū)豐田4S店，該店有噴漆維修作業(yè)，在其工作過程中產(chǎn)生揮發(fā)性有機物質(zhì)，由于該VOC物質(zhì)的污染性較為嚴重且有毒性，因此需要將VOC物質(zhì)進行處理并監(jiān)測達到標準后再允許排放，如下步驟：

1.首先將車間內(nèi)通過噴涂車間通過集氣罩收集的廢氣整體收集的噴涂廢氣通入濾筒內(nèi)進行預處理，將廢氣中的漆霧去除。

2.經(jīng)由風機抽送，氣體通入吸附濃縮單元中的塔型吸附裝置中，同時產(chǎn)生的尾氣通過風機送入尾氣吸收裝置。

3.當?shù)谝粎^(qū)域內(nèi)的吸附體飽和時，由自控系統(tǒng)給出命令，氮氣吹脫系統(tǒng)對第一區(qū)域內(nèi)的吸附體進行吹脫工作并且同時第二區(qū)域內(nèi)的吸附體開始進行吸附工作。

4.吹脫時產(chǎn)生的高濃度有機廢氣，連接深冷裝置的進氣口，同時將液氮連接在深冷裝置的進液口，利用液氮自身性質(zhì)完成完整的熱交換過程。

5.熱交換過程中產(chǎn)生的有機溶液流入到出液口連接的集液罐內(nèi)，而氮氣則由排氣口連接的風機抽送至加壓裝置內(nèi)。

6.換熱器中未冷凝成液體的有機氣體由該裝置的廢氣排出口經(jīng)由風機抽送入尾氣吸收裝置。

7.換熱器所產(chǎn)生的氮氣經(jīng)加壓裝置加壓后，通過氣泵給車胎充氣，來提高其利用價值。

8.集液罐接有機溶液熱能回收系統(tǒng)提取熱能，為前期烘干過程中所需提供熱能。

9.換熱器定期使用專用的清洗裝置進行清洗，以確保其工作運行狀態(tài)。

經(jīng)檢測得出噴涂工作過程中產(chǎn)生的VOC物質(zhì)有：

對比試驗：

常規(guī)的處理方法是：

1.將噴涂廢氣經(jīng)由集氣罩收集后，使用水簾將漆霧去除；

2.通入換熱器中進行熱交換，但不同于本實用新型的是，該方法中使用的是冷卻水進行熱交換。

3.將尾氣通入吸附裝置后監(jiān)測達標再排放:

結論：

（1）本實用新型的干濕漆霧去除法比常規(guī)的濕式漆霧去除法的效率更好。

（2）運用特殊的吸附主體進行吸附，將揮發(fā)性有機氣體中可吸附去除的物質(zhì)最大化的去除。

（3）常規(guī)方法中在漆霧去除和熱交換過程中均產(chǎn)生廢水，不經(jīng)處理排放就會給生態(tài)環(huán)境造成二次污染，而處理后排放則會提高經(jīng)濟成本。

（4）本實用新型中熱交換器使用的液氮進行熱交換作用，根據(jù)液氮的物理性質(zhì)，其對于廢氣的冷凝效果更由于冷卻水的效果。

綜合利用的裝置，技術覆蓋更為全面，將每一部分所產(chǎn)生的物質(zhì)都最大化的利用再生，在經(jīng)濟、環(huán)境效益方面都提升到最好的情況。