一種有機廢氣淨化裝置及其淨化方法與流程
2023-06-14 21:32:46
本發明涉及廢氣淨化領域，尤其涉及一種有機廢氣淨化裝置及其淨化方法。
背景技術：
揮發性有機化合物VOCs廣泛存在於塗裝及相關製造業領域，對產業工人的身體健康及大氣環境造成危害，目前對其進行淨化處理的方法和設備較多；但是，普遍存在處理成本較高，淨化效率低，一次性使用周期短，且易造成二次汙染等問題。
技術實現要素：
本發明提供為了克服以上問題，而提出一種有機廢氣淨化裝置及其淨化方法，本發明的裝置和方法使得吸附能力提高，有利於吸附設備的解吸、脫附，大大縮短了淨化單元脫附，以及復活時間，延長了吸附單元的使用壽命，降低了運行成本。
本發明的技術方案如下：
有機廢氣淨化裝置，包括從有機廢氣入口至有機廢氣經淨化後出口之間的過濾裝置、吸附單元和系統風機，其中吸附單元有多個，所述過濾裝置與每個吸附單元之間設置有閥門，所述每個吸附單元與系統風機之間設置有閥門, 所述吸附單元由稀土材料與活性炭按質量份數1：450 ~1：500比例均勻混合，然後在800°C下，至少固化烘焙5小時製得。
上述稀土材料為釹鐵硼（Nd-Fe-B）。
上述活性炭為椰殼活性炭。
進一步的，還包括脫附風機和催化燃燒裝置，所述脫附風機與每個吸附單元通過管道連接，所述脫附風機與每個吸附單元之間設置有閥門，所述催化燃燒裝置一端通過管道與脫附風機相連接，另一端通過管道與每個吸附單元相連接，所述催化燃燒裝置與每個吸附單元之間設置有閥門。
進一步的，還包括補冷風機，所述補冷風機與系統風機通過管道連接，所述補冷風機與系統風機之間設置有閥門；所述補冷風機與每個吸附單元通過管道連接，所述補冷與吸附單元之間設置有閥門。
上述閥門為電動閥。
進一步的，還包括PLC電路控制系統，所述PLC電路控制系統與各閥門連接，PLC電路控制系統與分別系統風機、脫附風機、補冷風機相連接，所述PLC電路控制系統控制各閥門的開關，以及控制系統風機、脫附風機、補冷風機的啟停。
上述吸附單元有兩個，分別為第一吸附單元和第二吸附單元。
有機廢氣淨化方法：包括有機廢氣的吸附和脫附步驟：
（1）吸附步驟：有機廢氣從有機廢氣入口進入，經過過濾裝置過濾部分大顆粒有機物，再經過吸附單元，吸附單元對有機廢氣進行充分淨化，經過淨化後的有機廢氣經系統風機排出；
（2）脫附步驟：當第一吸附單元或第二吸附單元吸附達到飽和時，第二吸附單元或第一吸附單元進行淨化工作，先通過脫附風機將外部空氣引入，外部空氣依次經過脫附風機、催化燃燒裝置、第一吸附單元或第二吸附單元，再依次循環，直至將吸附單元進行解吸、脫附；當第一吸附單元或第二吸附單元完成解吸、脫附後，再進行下一步的淨化工作。
進一步的，在脫附步驟後還可進行冷卻步驟：所述冷卻步驟為開啟補冷風機，冷風依次經過吸附單元、催化燃燒裝置，將經過催化燃燒裝置燃燒後的有機廢氣通過系統風機排出。
本發明的有益效果：
（1）由於吸附單元的活性炭中加入了稀土材料釹鐵硼（Nd-Fe-B），從而改變了活性炭的組織結構，使其比表面積呈幾何級數增加，活性炭固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學健力也大大加強，因此吸附有機有機廢氣的能力得到一個較大的提升；
（2）由於活性炭中添加了稀土材料釹鐵硼（Nd-Fe-B），對其加熱，則吸附材料分子與有機廢氣分子間距縮小，兩分子間斥力加大，有利於吸附設備的解吸、脫附，大大縮短了淨化單元脫附，以及復活時間，延長了吸附單元的使用壽命，降低了運行成本；
（3）由於催化燃燒裝置利用電磁感應原理，將交流電變成20~30KHz高頻直流電，電流經過線圈產生高速變化的交變磁場，當磁場內的磁力線通過導磁金屬材料時，會在金屬體內產生渦流，使金屬材料迅速發熱；再將釹鐵硼（Nd-Fe-B）永磁材料鑲嵌其間，所產生的磁場對高頻電流產生的磁場有加強作用，而且，使其產生的渦流數量增加，如此則更加能發揮其熱效率，從而降低能耗。
附圖說明
圖1為本發明有機廢氣淨化裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為了更好的說明本發明，現結合實施例及附圖作進一步的說明。
如圖1所示，有機廢氣淨化裝置，包括從有機廢氣入口至有機廢氣經淨化後出口之間的過濾裝置1、吸附單元和系統風機4，其中吸附單元有多個，過濾裝置1與每個吸附單元之間設置有閥門，每個吸附單元與系統風機4之間設置有閥門，本實施例中以吸附單元有兩個為例，分別為第一吸附單元2和第二吸附單元3，閥門以電動閥為例，在本實施例中第一吸附單元2與過濾裝置1之間設置有第一電動閥5，第一吸附單元2與系統風機4之間設置有第二電動閥6，第二吸附單元3與過濾裝置1之間設置有第三電動閥7，第二吸附單元4與系統風機4之間設置有第四電動閥8。
進一步的，還包括脫附風機16和催化燃燒裝置17，脫附風機16通過管道分別與第一吸附單元2和第二吸附單元3連接，脫附風機16與第一吸附單元2之間設置有第五電動閥9，脫附風機16與第二吸附單元3之間設置有第七電動閥11；催化燃燒裝置17一端通過管道與脫附風機16連接，另一端分別與第一吸附單元2和第二吸附單元3相連接，催化燃燒裝置17與第一吸附單元2之間設置有第六電動閥10，催化燃燒裝置17與第二吸附單元3之間設置有第八電動閥12。
進一步的，還包括補冷風機15，所述補冷風機15與系統風機4通過管道連接，所述補冷風機15與系統風機4之間設置有第十電動閥14和第十一電動閥18，所述補冷風機15與第一吸附單元2通過管道連接，補冷風機15與第一吸附單元2之間設置有第六電動閥10，補冷風機15與第二吸附單元3通過管道連接，補冷風機15與第二吸附單元3之間設置有第八電動閥12。
進一步的，還包括PLC電路控制系統19，PLC電路控制系統19控制系統風機4、脫附風機16和補冷風機18的啟動或停止，PLC電路控制系統19控制第一電動閥5、第二電動閥6、第三電動閥7、第四電動閥8、第五電動閥9、第六電動閥10、第七電動閥11、第八電動閥12、第九電動閥13、第十電動閥14和第十一電動閥18的開或關。
有機廢氣淨化方法：包括有機廢氣的吸附和脫附步驟：
（1）吸附步驟：有機廢氣從有機廢氣入口進入，經過過濾裝置1過濾部分大顆粒有機物，再經過吸附單元，吸附單元在本實施例中為兩個，分別為第一吸附單元2和第二吸附單元3，在此步驟中，開啟第一電動閥5或第三電動閥7，關閉其他電動閥，第一吸附單元2或第二吸附單元3對有機廢氣進行吸附，第一吸附單元2和第二吸附單元3不同時工作，經第一吸附單元2或第二吸附單元3吸附單元對有機廢氣進行充分淨化，第一吸附單元2或第二吸附單元3由稀土材料與活性炭按質量份數1：450 ~1：500比例均勻混合，然後在800°C下，至少固化烘焙5小時製得，稀土材料為釹鐵硼（Nd-Fe-B），活性炭為椰殼活性炭。從而使得在相同條件下，淨化效率提高10%以上，吸附單元一次故障使用周期提高2倍；再關閉第一電動閥5或第三電動閥7，開啟第二電動閥6或第四電動閥8，經過淨化後的有機廢氣經系統風機4排出。
（2）脫附步驟：當第一吸附單元2吸附達到飽和狀態時，關閉第一電動閥5和第二電動閥6，此時可開啟第三電動閥7讓第二吸附單元3進行淨化工作，再開啟電動閥13，脫附風機16，催化燃燒裝置17，第六電動閥10和第五電動閥9；開啟電動閥13將外部空氣引入，空氣依次經過第九電動閥13、脫附風機16、催化燃燒裝置17、第六電動閥10、第一吸附單元2和第五電動閥9，反覆循環進行工作，從而完成脫附，並將有機廢氣經過催化燃燒裝置17處理後變為水和二氧化碳等。
原理同上，當第二吸附單元3吸附達到飽和狀態時，關閉第三電動閥7和第四電動閥8，此時可開啟第一電動閥5讓第一吸附單元1工作，再開啟電動閥13，脫附風機16，催化燃燒裝置17，第八電動閥12和第七電動閥11；開啟電動閥13將外部空氣引入，空氣依次經過電動閥13、脫附風機16、催化燃燒裝置17、第八電動閥12、第二吸附單元3和第第七電動閥11，反覆循環進行工作，從而完成脫附，並將有機廢氣經過催化燃燒裝置17處理後變為水和二氧化碳等。
催化燃燒裝置17利用電磁感應原理，將交流電變成20~30KHz高頻直流電，電流經過線圈產生高速變化的交變磁場，當磁場內的磁力線通過導磁金屬材料時，會在金屬體內產生渦流，使金屬材料迅速發熱；再將釹鐵硼（Nd-Fe-B）永磁材料鑲嵌其間，所產生的磁場對高頻電流產生的磁場有加強作用，而且，使其產生的渦流數量增加，如此則更加能發揮其熱效率，從而降低能耗。
進一步的，由於經過脫附步驟，催化燃燒裝置17的工作導致第一吸附單元2或第二吸附單元3內的溫度長高，在溫度高時，第一吸附單元2或第二吸附單元3進行吸附時效率低下，需要降低第一吸附單元2或第二吸附單元3內的溫度；從而在脫附步驟後還可進行冷卻步驟：所述冷卻步驟為開啟補冷風機15，冷風依次經過第一吸附單元2或第二吸附單元3、催化燃燒裝置17，將經過催化燃燒裝置17燃燒後的氣體通過系統風機4排出。