專利名稱:一種新型VOCs處理設備的制作方法
【專利摘要】一種新型VOCs處理設備，屬于含有VOCs的廢氣回收處理的【技術領域】。包括吸附器罐體、設置于吸附器罐體內(nèi)部的固定板、與固定板固定連接且均勻設置于吸附器罐體內(nèi)部的吸附材料、設置于吸附器罐體下部的進氣口、設置于吸附器罐體上部的出氣口、與出氣口連接的在線檢測儀；還包括設置于吸附器罐體上部的惰性載體進料口、設置于吸附器罐體外部的超聲波發(fā)生器、一端與超聲波發(fā)生器連接且延伸至吸附器罐體內(nèi)部的超聲波傳導器、設置于吸附器罐體下部的出料口。采用上述結構后，將超聲波脫附設備與傳統(tǒng)VOCs吸附設備相結合的結構，使得吸附材料的脫附再生過程變得簡單、高效，包括吸附過程在內(nèi)能夠在同一設備內(nèi)實現(xiàn)。
【專利說明】一種新型VOCs處理設備

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于含有VOCs的廢氣回收處理領域，特別涉及一種新型VOCs處理設備。

【背景技術】
[0002]VOCs是易揮發(fā)有機化合物的總稱，包括烴類、芳烴類、醇類、醛類、酮類、酯類、胺類、有機酸等，其中包含許多類對人體和環(huán)境有害的化合物，尤其以VOCs參加大氣中的化學反應后產(chǎn)生的有害物質(zhì)為主。全球范圍內(nèi)的VOCs排放量天然源遠高于人為源；在中國，特別是在一些工業(yè)密集區(qū)域的VOCs排放量人為源遠高于天然源。最近幾年，我國多地在冬季出現(xiàn)了持續(xù)的嚴重霧霾天氣，對民眾的生活、身心健康產(chǎn)生了巨大的危害，而VOCs就是產(chǎn)生PM2.5的先導因子之一。由此可見，防控VOCs已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
[0003]近年來，國內(nèi)外VOCs治理技術都有新的進展。目前使用最廣泛的治理技術有吸附技術、催化燃燒技術、熱力焚燒技術等。吸附技術的應用比較廣泛，其具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的優(yōu)點，有很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益，主要用于低濃度、高通量的VOCs處理。決定吸附法處理VOCs的關鍵是吸附材料，吸附材料應具有密集的細孔結構、內(nèi)表面積大、吸附性能好、化學性質(zhì)穩(wěn)定、不易破碎、對空氣阻力小的特點。常用的吸附材料有活性炭(包括顆粒活性炭、活性炭纖維、蜂窩活性炭等)、沸石分子篩、氧化鋁、硅膠、人工沸石等，多數(shù)采用活性炭，其去除效率高，物流中有機物濃度在100ppm以上，吸附率可達95%以上。
[0004]但目前吸附材料的脫附再生過程還存在很多技術問題。其操作過程比較復雜，脫附再生過程耗時長，需要將吸附材料轉(zhuǎn)移到其他脫附再生設備中進行處理，這種情況造成的后果是用戶往往需要購置多臺設備，或干脆將吸附材料進行返廠脫附再生。上述不利因素在很大程度上增加了對VOCs處理的難度和投資成本、運行成本，不利于發(fā)展和普及VOCs處理技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用，因此需要對吸附材料脫附再生的技術進行改進。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決對吸附材料脫附再生過程操作復雜、耗時長的技術問題，本實用新型提出一種新型VOCs處理設備。
[0006]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種新型VOCs處理設備，包括吸附器罐體、設置于所述吸附器罐體內(nèi)部的固定板、與所述固定板固定連接且均勻設置于吸附器罐體內(nèi)部的吸附材料、設置于所述吸附器罐體下部的進氣口、設置于所述吸附器罐體上部的出氣口、與所述出氣口連接的在線檢測儀。還包括設置于所述吸附器罐體上部的惰性載體進料口、設置于所述吸附器罐體外部的超聲波發(fā)生器、一端與所述超聲波發(fā)生器連接且延伸至所述吸附器罐體內(nèi)部的超聲波傳導器、設置于所述吸附器罐體下部的出料口。
[0008]作為進一步的技術方案，所述吸附器罐體內(nèi)還設置有位于所述進氣口與所述吸附材料之間的過濾板。
[0009]作為進一步的技術方案，還包括設置于所述吸附器罐體外部且與所述出料口連接的儲槽。
[0010]作為進一步的技術方案，所述超聲波傳導器與所述吸附材料軸線平行。
[0011]作為進一步的技術方案，還包括設置于所述超聲波傳導器另一端的超聲波探頭。
[0012]作為進一步的技術方案，所述進氣口與歧管連接，所述歧管具有兩個分支管，分別與廢氣源和熱載體源連接。
[0013]作為進一步的技術方案，所述超聲波傳導器與所述吸附器罐體之間設有密封裝置。
[0014]作為進一步的技術方案，所述固定板為網(wǎng)狀固定板。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]由于采用將超聲波脫附設備與傳統(tǒng)VOCs吸附設備相結合的結構，使得吸附材料的脫附再生過程變得簡單、高效，包括吸附過程在內(nèi)都能夠在同一設備內(nèi)實現(xiàn)；由于在出氣口處安裝了在線檢測儀，使得對廢氣中VOCs的檢測變得方便快捷，能實時提供排放到大氣中氣體的各項數(shù)據(jù)；由于采用了內(nèi)置過濾板的結構，廢氣中的固體顆粒被預先過濾出來，不會影響吸附材料的吸附效果；由于采用儲槽對惰性載體和VOCs的混合物進行分相，可以對使用后的惰性載體進行提取回收，對惰性載體的循環(huán)利用得到保障；由于采用超聲波傳導器與吸附材料軸線平行的結構，使得超聲波所達到的脫附效果為最佳；由于超聲波傳導器上安裝了超聲波探頭，可對超聲波的強度進行探測，進而對超聲波發(fā)生器的功率進行調(diào)整；由于進氣口處采用歧管結構，進一步簡化了設備結構，氣體切換的操作更方便；由于超聲波傳導器與罐體之間具有密封裝置，使得吸附器密封效果更好，不會在工作過程中漏氣；由于采用了網(wǎng)狀固定板，使廢氣或惰性載體等在罐體內(nèi)的運動更快捷、作用更高效。

【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型一種新型VOCs處理設備的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型一種新型VOCs處理設備的固定板結構示意圖。
[0019]圖中:1、吸附器罐體；2、固定板；3、吸附材料；4、進氣口 ；5、出氣口 ；6、惰性載體進料口 ；7、超聲波發(fā)生器；8、超聲波傳導器；9、出料口 ；10、儲槽；11、在線檢測儀；12、超聲波探頭；13、密封裝置；14、過濾板。

【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]如圖1?2所示，為本實用新型一種新型VOCs處理設備的一個實施例，包括吸附器罐體1、固定板2、吸附材料3、進氣口 4、出氣口 5、惰性載體進料口 6、超聲波發(fā)生器7、超聲波傳導器8、出料口 9、儲槽10、在線檢測儀11、超聲波探頭12、密封裝置13、過濾板14。
[0022]圓形固定板2設置于吸附器罐體I內(nèi)部且靠近罐體上蓋的位置，其外徑與吸附器罐體I的內(nèi)徑相匹配，板面為網(wǎng)狀，不僅方便安裝而且還方便經(jīng)過吸附凈化后的氣體穿過固定板2到達出氣口 5的位置。吸附材料3為圓柱棒狀的吸附材料，設置于吸附器罐體I內(nèi)部，其一端與固定板2的下板面固定連接，另一端懸空，軸線與水平面垂直，并且它們在固定板2上的分布是沿固定板2徑向均勻分布的，這有利于對廢氣進行高效快速的吸附凈化。在吸附器罐體I內(nèi)部靠下的位置水平設有網(wǎng)狀的過濾板14，其位于進氣口 4與吸附材料3之間，用于將廢氣中的固體顆粒先過濾掉，以防其影響吸附材料3對VOCs的吸附效果。吸附器罐體I的下部設置有進氣口 4，進氣口 4與一個歧管通過閥門連接，歧管有兩個分支管，分別與廢氣源和熱載體源連通，可根據(jù)不同的處理過程在兩個氣源之間切換使用。吸附器罐體I的上部設有出氣口 5，用于將經(jīng)過凈化的廢氣排放出來，出氣口 5處還安裝有一個在線檢測儀11，主體為一種有機氣體探測器，具體型號為FG10-PID，其探測部件伸入出氣口 5內(nèi)部，用于檢測所排放廢氣是否達到標準。
[0023]吸附器罐體I上部還設有惰性載體進料口 6，用于向吸附器罐體I內(nèi)注入惰性載體，惰性載體是在超聲波脫附過程中充當介質(zhì)的物質(zhì)。超聲波發(fā)生器7設置在吸附器罐體I正上方，通過外部的機架進行固定，棒狀的超聲波傳導器8的一端與超聲波發(fā)生器7固定連接。超聲波傳導器8從吸附器罐體I正上方向罐體內(nèi)部延伸，穿過吸附器罐體I上蓋與固定板2的正中心，另一端一直延伸至吸附器罐體I內(nèi)部靠下的位置，且其軸線與吸附材料3的軸線平行，這有利于超聲波傳導器8均勻的向惰性載體介質(zhì)中傳導來自超聲波發(fā)生器7的高頻振蕩信號，讓惰性載體介質(zhì)與吸附材料3表面進行的交互作用更強烈，進而將脫附過程變得高效。超聲波傳導器8的下端還設置有與外部監(jiān)測設備電性連接的超聲波探頭12，用于探測吸附器罐體I內(nèi)超聲波的強度。吸附器罐體I下部設有出料口 9，用于將使用過后的惰性載體排出罐體，排放到與出料口 9相連的儲槽10內(nèi)。為了在設備運行過程中讓整個罐體保持密封的狀態(tài)，在超聲波傳導器8與吸附器罐體I之間還設置了密封裝置13。
[0024]本實用新型利用超聲波作為脫附的工具，主要是由于超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，其頻率高于20000Hz，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。它在媒質(zhì)中傳播能引起媒質(zhì)分子間的劇烈摩擦和熱量耗散，從而產(chǎn)生各種初級和次級的超聲波效應，如超聲波熱效應、化學效應、空化效應及其他物理效應等。超聲波的效應如機械震蕩、乳化、擴散、擊碎等都有利于物質(zhì)的全方位充分混合，使它們分散于水中，從而達到凈化的目的。
[0025]在進行吸附程序時，先打開進氣口 4的閥門以及與進氣口 4通過歧管連接的廢氣源的閥門，通入廢氣，廢氣經(jīng)過過濾板14過濾絕出大部分顆粒物質(zhì)后，進入吸附器罐體I吸附床層內(nèi)，停留至規(guī)定時間后，吸附材料3將廢氣中的VOCs成分進行物理吸附，截留在了吸附床層內(nèi)，此時廢氣經(jīng)過了凈化，已經(jīng)達到能夠排放的標準，將出氣口 5的閥門打開，排放廢氣。出氣口 5安裝在線檢測儀11，對排放尾氣濃度進行實時監(jiān)測。當吸附過程進行到一定程度后，吸附材料3達到飽和狀態(tài)，此時，吸附材料3將不能對廢氣中的VOCs再進行有效吸附，這一飽和狀態(tài)的表征為在線檢測儀11檢測到廢氣中的VOCs濃度達到設定值。
[0026]隨后，設備不再進行吸附，關閉吸附過程中打開的各個閥門后，設備切換進入脫附系統(tǒng)。脫附的過程主要為:
[0027]首先，打開惰性載體進料口 6的閥門，向吸附器罐體I中加入惰性載體，惰性載體的加載量大約為超過吸附材料3最上方5?1cm處。此時，開啟超聲波發(fā)生器7，超聲波頻率控制在20?25KHz。超聲波發(fā)生器7發(fā)出的高頻振蕩信號經(jīng)過超聲波傳導器8傳導到吸附器罐體I內(nèi)部，使作為介質(zhì)的惰性載體發(fā)生劇烈的機械震蕩，超聲波在惰性載體介質(zhì)中，疏密相間的向前輻射，形成直射流，使液體湍動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下強烈震動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓，破壞不溶性污物而迫使它們脫離吸附材料3的孔洞，游離分散于惰性載體介質(zhì)中；當團體粒子被油污裹挾而粘附于吸附材料3表面時，油污也會被超聲波乳化，固體粒子就能脫離吸附材料3，從而達到清洗吸附材料3并凈化表面的目的。超聲波工作過程為先連續(xù)超聲20?30分鐘，液體中的溫度控制在20?50°C之間，關閉超聲波發(fā)生器7，靜置5?10分鐘，再進行重復操作2?3次，吸附材料3上的有機物質(zhì)大部分都能轉(zhuǎn)移到惰性載體中。
[0028]超聲波振動處理過程完成后，惰性載體變?yōu)楹蠽OCs的懸濁液，這種懸濁液經(jīng)過出料口 9被排放到儲槽10中，其在儲槽10中靜置10?30分鐘，懸濁液發(fā)生相分離，可以將有機相提取出來進行精餾處理，而惰性載體相則可以等待下次繼續(xù)使用。
[0029]當完成吸附材料3的脫附過程后，就要進行吸附材料3的再生處理過程。打開進氣口 4的閥門以及與進氣口 4通過歧管連接的熱載體源的閥門，通入熱載體氣體，利用熱載體吹脫吸附材料3，出氣口 5也同時打開，用于排放使用過的熱載體氣體，并平衡吸附器罐體I的內(nèi)部氣壓，此過程溫度控制在30?200°C之間，持續(xù)時間為I?2小時。再生完成后，接著就可以再次切換設備狀態(tài)，進行吸附過程了。
[0030]將吸附設備與脫附設備一體化，可以極大節(jié)省設備制造成本和使用成本，將吸附材料的脫附再生過程變得簡單易行，在很大程度上節(jié)省了人力物力。
[0031]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種新型VOCs處理設備，包括吸附器罐體(I)、設置于所述吸附器罐體(I)內(nèi)部的固定板(2)、與所述固定板(2)固定連接且均勻設置于所述吸附器罐體(I)內(nèi)部的吸附材料(3)、設置于所述吸附器罐體(I)下部的進氣口(4)、設置于所述吸附器罐體(I)上部的出氣口(5)、與所述出氣口(5)連接的在線檢測儀(11)，其特征在于:還包括設置于所述吸附器罐體(I)上部的惰性載體進料口(6)、設置于所述吸附器罐體(I)外部的超聲波發(fā)生器(7)、一端與所述超聲波發(fā)生器(7)連接且延伸至所述吸附器罐體(I)內(nèi)部的超聲波傳導器(8)、設置于所述吸附器罐體(I)下部的出料口(9)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:所述吸附器罐體(I)內(nèi)還設置有位于所述進氣口⑷與所述吸附材料⑶之間的過濾板(14)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:還包括設置于所述吸附器罐體⑴外部且與所述出料口(9)連接的儲槽(10)。4.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:所述超聲波傳導器(8)與所述吸附材料(3)軸線平行。5.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:還包括設置于所述超聲波傳導器(8)另一端的超聲波探頭(12)。6.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:所述進氣口(4)與歧管連接，所述歧管具有兩個分支管，分別與廢氣源和熱載體源連接。7.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:所述超聲波傳導器(8)與所述吸附器罐體(I)之間設有密封裝置(13)。8.根據(jù)權利要求1所述的一種新型VOCs處理設備，其特征在于:所述固定板(2)為網(wǎng)狀固定板。
【文檔編號】B01D53-04GK204275763SQ201420731094
【發(fā)明者】程建鋒, 肖崗行 [申請人]石家莊天龍環(huán)?？萍加邢薰?br>