專利名稱:Voc氣體處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于處理揮發(fā)性有機溶劑(V0C氣體)的處理設備。
背景技術：
在歐盟，溶劑的排放通過基于VOC指令EY1999/13的立法控制。該指令包括BAT原則(最佳可用技術)，如果可靠的技術以合理的價格達到標準在商業(yè)上可行，則該原則迫使當局使用比該指令的規(guī)定更為嚴格的標準。
該指令規(guī)定了工業(yè)溶劑排放(VOC)的標準，這對于每個工業(yè)領域和排放量都是特定的，其在50-150mg C/Nm3內變化。由于減排技術的發(fā)展，各當局最近設立了更嚴格的限制值，一般為20mg C/Nm3。歐盟的目標是進一步減少50%的VOC的排放?！0004]美國實行了很長一段時間的特定國家排放標準。通常，設定了減排的百分比目標。在亞洲和南美洲，VOC立法也逐漸變得更加嚴格，VOC氧化爐的市場已很快涌現。
有幾種手段可以減少VOC排放?？梢允褂盟上♂屍岷陀推峄蚝休^少量溶劑的水可稀釋漆和油漆，VOC氣體可以被熱力燃燒或催化燃燒，VOC氣體可以被生物銷毀，VOC氣體可以被再循環(huán)等?？偟内厔菔墙档团欧胖械暮?。這意味著溶劑很難燃燒，因為溶劑未包含足夠的能量來將含有溶劑的氣流加熱到燃燒的溫度。需要外加能量，這可能大大增加成本。另一方面，不論其形式，外加能量產生了更多的二氧化碳排放。
最普遍使用的技術是熱力燃燒，然后是催化氧化。熱力燃燒和催化氧化兩者都可以使用回熱式或再生熱交換器，提高到達氧化爐的氣體的溫度。處于最佳狀態(tài)時，回熱式熱交換器的效率是80%，再生熱交換器的效率則高達95%。
催化燃燒和熱力燃燒之間最重要的區(qū)別是點火溫度，熱力燃燒的點火溫度約8000C，催化燃燒的點火溫度約300°C。這意味著，熱力燃燒比催化燃燒需要幾乎三倍多的能量來加熱氣體流。在熱力燃燒中，足以產生燃燒所需的能量的溶劑含量是I. 5-3g/Nm3。在催化燃燒中，對應的含量是0.5-1. Og/Nm3。該含量被稱為自熱點(ATP)。因此，通過簡單地將催化劑放在熱交換器上面，再生熱氧化爐(RTO)被轉化成催化氧化爐(RCO)。在這種情況下，點火溫度可降低約500°C。隨后，ATP以及所需的能量供應也可降低。
再生氧化爐的缺點是，氣流的方向必須在兩個填充器/預熱熱交換器單元(床)之間的逆轉。在逆轉期間，少量未精煉的氣體隨后進入排氣管，降低了氧化爐的效率。雙床熱氧化爐達到約95-96%的效率。由于催化氧化爐的尺寸更小，逆轉在催化氧化爐中的浪費較少；因此，效率較高，一般至少98%。熱力燃燒的一個解決方案通常是第三床，借助該解決方案效率可高達99%。然而，第三床使氧化爐的成本增加約30%。替代第三張床，已經提出了使用不同的存儲容器以消除逆轉期間的排放。

實用新型內容

目前已經發(fā)明了一種VOC氣體的處理設備，借助于技術上簡單的實施顯著地增加了設備的效率。[0010]為了達到該目的，本實用新型的特征描述在獨立權利要求
中。其他權利要求
描述了本實用新型的一些優(yōu)選實施例。
在根據本實用新型的處理設備中，處理設備包括至少一個氣體供應部，至少一個VOC氣體排氣催化劑，以及至少一個氣體去除部。至少兩個再生熱交換器，至少一個氣體分配部，和至少一個氣體分配閥被附接到處理設備，氣體分配閥用于將待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器；至少一個包括至少一個旁路控制閥的旁路部進一步被附接到氣體分配部；排氣控制閥被附接到氣體去除部，用于控制氣體去除以將氣流引導到氣體去除部和/或旁路部；以及VOC氣體的后排氣催化劑被附接到旁路部和/或氣體去除部。
現發(fā)明的新技術提高氧化爐的凈化效率，降低了成本，并且提高了設備的可維護性。此外，本實用新型可用于在現有的熱力和催化氧化爐。
例如，本實用新型可用于歐洲申請EP07122712. 8和芬蘭實用新型專利FI8492中描述的雙床催化VOC氧化爐，其中床建立在彼此之中。根據本實用新型的目的，至少兩個氣體分配閥被附接到該處理設備，用于待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器。這使得控制的可能性多樣化，有助于提高設備的效率，減少流過與逆轉相關的催化劑的氣體量，而且與使用一個氣體分配閥相比，氣體分配部更加簡單。
根據本實用新型的目的，氣體分配閥被連接到氣體分配部。該技術方案使設備結構緊湊，具有技術上和經濟上的優(yōu)勢。
根據本實用新型的目的，氣體分配部包括一個或多個連接部，用于在再生熱交換器之間引導氣流。這將改善控制設備的可能性及其技術功能。
根據本實用新型的目的，氣體處理設備還具有附接到其的氣體加熱設備，用于例如在啟動期間加熱待處理氣體。該技術方案能夠增強設備的操作性，也例如能夠處理非常貧的氣體。
根據本實用新型的目的，分開的VOC氣體的后排氣催化劑被附接到旁路部和氣體去除部。這進一步增強了在攪動的情況下和逆轉期間設備的操作性。
根據本實用新型的方面，相對于氣體流動方向，在氣體旁路部中的后排氣催化劑被安裝在旁路控制閥之前。例如，在設備的后排氣催化劑溫度太低或需要單獨加熱的應用中，這具有重要的優(yōu)勢。在該應用中，后排氣系統始終處于工作順序。在催化氧化爐中，更優(yōu)選的位置是熱旁路閥之前。
根據本實用新型的目的，相對于氣體流動方向，在氣體旁路部中的后排氣催化劑被安裝在旁路控制閥之后，和/或在氣體去除部中的后排氣催化劑被安裝在排氣控制閥之后。例如，在后排氣催化劑被加熱至溫度過高，或需要單獨冷卻氣體的應用中，這是有利的。在熱力氧化爐中，催化劑優(yōu)選位于熱旁路閥之后，因為在燃燒室中溫度會可能長時間升高至超過800°C，這可能降低催化劑的活性。
根據本實用新型的目的，氣體后排氣催化劑是一種陶瓷或金屬芯催化劑，該氣體后排氣催化劑包含貴金屬，賤金屬氧化物和/或其他催化劑化合物。例如，貴金屬是活性的并且即使在低溫下也能激活，由此尤其在特殊的應用中優(yōu)選使用貴金屬。
根據本實用新型的應用，排氣催化劑被安裝在兩個再生熱交換器之間。該技術方案提供了在技術上簡單且經濟的技術方案。優(yōu)選地能夠通過使用，例如，完成的裝配件和快速聯接件制成連續(xù)結構，裝配件和快速聯接件用于緊固該連續(xù)結構。這樣的結構能夠被迅速組裝或拆卸。堆疊在反應器中的熱交換器單元和催化劑線圈也容易從管道中取出。在熱交換器和催化劑中，可以使用前面描述的應用中的混合結構。
根據本實用新型的目的，氣體分配閥為雙向盤形閥，包括用于在兩個方向上密封閥的柔性密封邊緣。該設備優(yōu)選包括兩個進行逆轉的盤形閥，盤形閥通過直線運動將流動方向從內部邊緣扭轉到外部邊緣。傳輸直線運動的通孔容易隔絕密封。閥盤，例如，是放置兩個支撐板之間的柔性盤，使其本身能夠與密封面形狀相適應并有效地密封該流動通孔。通孔不要求直線加工的密封面，但是通過例如激光切割到盤上的孔，能夠很好地適應該目的。致動器優(yōu)選為位于反應器外的空氣發(fā)動機。這樣容易維護致動器。
根據本實用新型的目的，首先將后排氣催化劑和旁路部首先被安裝在VOC氣體處理設備中。這提供如下優(yōu)勢，設備的技術和經濟的設計和制造能夠被盡可能符合成本效益地進行。
根據本實用新型的目的，后排氣催化劑和旁路部被改裝在先前使用的VOC氣體處 理設備中。該技術方案無論在技術上還是經濟上均為現有處理設備提供了大量的、非常有利的提高。根據本實用新型的目的，VOC氣體排氣催化劑和后處理催化劑被安裝在還包括或安裝VOC氣體熱排氣燃燒器的處理設備中。與只包括熱排氣燃燒器的處理廠相比，該技術方案提供顯著提高的處理性能。
根據本實用新型的目的，在再生熱交換器的氣體流動方向的逆轉期間，氣體從氣體分配部通過旁路控制閥被引導到后排氣催化劑和/或從氣體去除部通過排氣控制閥被引導到后排氣催化劑。
借助于根據本實用新型的技術方案，能夠消除幾乎所有的逆轉過程中的排氣。本實用新型包括催化劑和位于排氣管中的止回閥，催化劑被安裝在用以消除多余熱量的熱旁路通道或其后的排氣管中。該技術方案運行如下在逆轉之前，打開熱旁路通道的閥，并隨即關閉排氣管的閥。在此之后，流動方向通過為其開發(fā)的并集成到氧化爐中的閥逆轉。然后通過先打開排氣閥和關閉熱旁路，將正常狀態(tài)重新恢復到逆轉的順序中。
以上所述的程序，保證了氣體不斷傳送通過主催化劑或熱旁路通道中的催化劑，從而得到有效凈化。后排氣催化劑優(yōu)選放置在與催化劑上方的熱空間直接接觸的通道中。這確保后催化劑始終處于操作溫度。優(yōu)選使用貴金屬催化劑，使溫度持續(xù)高達800°C而不減弱催化劑能力。
根據本實用新型的技術方案還可以改裝所有現有的雙床催化和熱力VOC氧化爐，可以用于通過上面描述的方法來改善氧化爐的性能。
根據本實用新型的目的，再生熱交換器和排氣催化劑串聯布置。當制造低容量氧化爐(優(yōu)選100-2000Nm3/h)時該技術方案可能是可適當替代的。在這種情況下，熱交換器盤和催化劑可以串聯填裝在氣體分配部的同一管道/通道中。氣體交替地被引導到反應器部分的兩端內。換向閥優(yōu)選具有與上述盤形閥相似的結構。


下面將結合附圖詳細說明本實用新型的一些應用。
圖I示出了包括兩個氣體分配閥的處理設備。[0033]圖2示出了在不同的閥調整狀態(tài)下圖I的處理設備。
圖3示出了包括雙向盤形閥的處理設備。
圖4示出了包括連續(xù)熱交換器的處理設備。
具體實施方式

在圖I和2中，處理設備I包括氣體供應部4和氣體去除部6，以及在嵌套的隔室中的兩個再生熱交換器2H，3H和兩個VOC氣體的排氣催化劑2C，3C。處理設備I包括兩個氣體分配部5和兩個氣體分配閥5V，該氣體分配閥5V用于將待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器2H，3H，氣體分配部5包括連接部5L，用于在再生熱交換器2H，3H之間弓I導氣流。包括一個旁路控制閥7V的一個旁路部7被進一步附接到連接部5L，排氣控制閥6V被附接到氣體去除部6，該排氣控制閥6V用于將氣流引導到氣體去除部6或者旁路部7。旁路部7被附接到氣體去除部6，VOC氣體的后排氣催化劑8被進一步附接到氣體去除部6。在由氣體分配閥5V執(zhí)行氣流方向的逆轉期間，氣體從氣體分配部5的連接部5L通過旁路控制閥7V被引導到后排氣催化劑8。逆轉之后，通過打開排氣控制閥6V，經過排氣催化劑2C，3C的氣體再次通過氣體去除部6被排放到后排氣催化劑8。
在圖3中，處理設備I包括氣體供應部4和氣體去除部6，以及在嵌套的隔室中的兩個再生熱交換器2H，3H和兩個VOC氣體排氣催化劑2C，3C。處理設備I包括兩個氣體分配部5和兩個氣體分配閥5V，該氣體分配閥5V用于將待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器2H，3H。氣體分配閥5V為雙向盤形閥，包括用于在兩個方向上密封閥的柔性密封邊緣。氣體分配部5包括連接部5L，用于在再生熱交換器2H，3H之間引導氣流。旁路部7被附接到氣體分配部5，該氣體分配部5包括直接連接到連接部5L的VOC氣體的后排氣催化劑8。旁路部7還包括旁路控制閥7V，并且氣體去除部6包括排氣控制閥6V，該排氣控制閥6V用于將氣流引導到氣體去除部6或者旁路部7。旁路部7進一步被附接到氣體去除部6。在由氣體分配閥5V執(zhí)行氣流方向的逆轉期間，氣體從氣體分配部5的連接部5L通過后排氣催化劑8和旁路控制閥7V被引導到氣體去除部6。逆轉之后，通過打開排氣控制閥6V和關閉旁路控制閥7V，經過排氣催化劑2C，3C的氣體再次通過氣體去除部6排放。
在圖4中，處理設備I包括氣體供應部4，兩個再生熱交換器2H，3H，一個VOC氣體的排氣催化劑4C和氣體去除部6。處理設備I包括兩個氣體分配部5和兩個氣體分配閥5V，該氣體分配閥5V用于將待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器2H，3H。氣體分配部5包括連接部5L，用于在再生熱交換器2H，3H之間引導氣流。在該應用中，排氣催化劑位于連接部5L中，該連接部5L還包括加熱裝置9，該加熱裝置用于例如在啟動期間進一步加熱氣體。氣體分配閥5V為雙向盤形閥,包括用于在兩個方向上密封閥的柔性密封邊緣。旁路部7被附接到氣體分配部5，旁路部7包括VOC氣體的后排氣催化劑8和旁路控制閥7V。氣體去除部6包括排氣控制閥6V和VOC氣體的后排氣催化劑8。在由氣體分配閥5V執(zhí)行氣流方向的逆轉期間，通過打開旁路控制閥7V和關閉排氣控制閥6V，氣體被引導到旁路部7的后排氣催化劑8。逆轉之后，通過打開排氣控制閥6V和關閉旁路控制閥7V，經過排氣催化劑4C的氣體再次被引導到氣體去除部6的后排氣催化劑8。
權利要求
1.一種VOC氣體的處理設備(I)，包括至少一個氣體供應部(4)、至少一個VOC氣體的排氣催化劑(2C，3C，4C)，以及至少一個氣體去除部(6)，其特征在于 -所述處理設備(I)附接到至少兩個再生熱交換器(2H，3H)、至少一個氣體分配部(5)，和至少兩個氣體分配閥(5V)，所述氣體分配閥(5V)用于將待被供應的氣體交替分配到所述再生熱交換器(2H，3H);和 -所述氣體分配部(5)進一步附接到包括至少一個旁路控制閥(7V)的至少一個旁路部(7)，并且所述氣體去除部(6)附接到排氣控制閥(6V)，所述排氣控制閥(6V)用于將氣流引導到所述去除部(6)或所述旁路部(7);并且 -VOC氣體的后排氣催化劑(8)附接到所述旁路部(7)和/或所述去除部(6)。
2.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，至少兩個再生熱交換器(2H，3H)安裝在彼此之中或安裝在彼此之上。
3.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述氣體分配閥(5V)附接到所述氣體分配部(5)。
4.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述氣體分配部(5)包括一個或多個連接部(5L)，所述連接部(5L)用于引導所述再生熱交換器(2H，3H)之間的氣流。
5.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，氣體的所述處理設備(I)進一步附接到氣體加熱裝置(9)，所述氣體加熱裝置(9)用于例如在啟動期間加熱待處理的氣體。
6.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，分開的VOC氣體的后排氣催化劑(8)附接到所述旁路部(7)和所述去除部(6)。
7.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，相對于氣體流動方向，氣體的所述旁路部(7)中的所述后排氣催化劑(8)安裝在所述旁路控制閥(7V)的前方。
8.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，相對于氣體流動方向，氣體的所述芳路部(7)中的所述后排氣/[隹化劑(8)安裝在所述芳路控制閥(7V)之后，和/或安裝在所述去除部￠)中在所述排氣控制閥咖之后。
9.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，氣體的所述后排氣催化劑(8)是陶瓷或金屬芯催化劑，且所述后排氣催化劑(8)包含貴金屬、賤金屬氧化物和/或其他催化劑化合物。
10.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述排氣催化劑(2C，3C，4C)安裝在兩個再生熱交換器(2H，3H)之間。
11.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述氣體分配閥(5V)是雙向盤形閥，所述雙向盤形閥包括用于在兩個方向上密封所述閥的柔性的密封邊緣。
12.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述后排氣催化劑(8)和所述旁路部(7)首先裝配在VOC氣體的所述處理設備(I)中。
13.根據權利要求
I所述的處理設備(I)，其特征在于，所述后排氣催化劑(8)和所述旁路部(7)改裝在先前已經運行的VOC氣體的處理設備(I)中。
14.根據權利要求
I所述的處理設備(1)，其特征在于，VOC氣體的所述排氣催化劑(2C，3C，4C)和所述后排氣催化劑(8)安裝在包括或還安裝有VOC氣體的熱排氣燃燒器的處理設備中。
專利摘要
本實用新型涉及一種制造VOC氣體處理設備(1)，該處理設備(1)被附接到至少一個氣體分配部(5)和至少一個氣體分配閥(5V)，該氣體分配閥(5V)用于將待被供應的氣體交替分配到再生熱交換器(2H，3H)，并且該氣體分配部(5)被進一步附接到包括至少一個旁路控制閥(7V)的至少一個旁路部(7)，氣體去除部(6)被附接到排氣控制閥(6V)，該排氣控制閥(6V)用于控制氣體去除以將氣流引導到去除部(6)和/或旁路部(7)，并且旁路部(7)和/或去除部(6)被附接到VOC氣體的后排氣催化劑(8)。
文檔編號B01D53/86GKCN202741001SQ201090001351
公開日2013年2月20日 申請日期2010年12月3日
發(fā)明者雷約·里里坎加斯, 雅納·薩爾米 申請人:福爾米亞排放控制公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan