一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置的製作方法

2023-09-21 22:25:25

本發明涉及一種VOC氣體處理裝置，具體是一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置。

背景技術：

隨著社會經濟的飛速發展，工業的發展，環境汙染治理已經成為世界各國難題，因為在傳統生產製造業中，很多的製造工藝過程中，會產生含有不同成分的VOC(揮發性有機化合物廢氣)，VOC主要包括烷烴、烯烴、芳烴、醛類或酮類等物質，具有特殊的氣味刺激性，而且部分已被列為致癌物，如氯乙烯、苯、多環芳烴等，部分VOC對臭氧層也有破壞作用。很多企業為了生產需要和環保要求將VOC收集，但是卻衍生出了新的環境問題，被收集後的VOC沒有完善的解決方案，得不到有效的燃燒治理排放，甚至燃燒過程中造成不少的安全事故隱患。如何在確保生產工藝需求，卻又仍能保持「綠色環保」，VOC廢氣治理就成為各國環境保護治理的首要任務。

中國發明專利CN205164447U公開了一種有機廢氣回收裝置，對VOC氣體進行冷凝回收，但是無法同時對VOC氣體進行利用，而且實際的分離效率是無法保證VOC氣體與空氣的100％分離的，該技術方案將分離之後的空氣進行直接排放，勢必會導致二次汙染的產生，令該廢氣回收裝置形同虛設。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置，包括VOC冷凝組件和冷凝液燃燒組件；

所述VOC冷凝組件包括箱殼、冷卻介質、冷凝通道、VOC冷凝液收集箱和機架，所述箱殼固定安裝在機架上，箱殼內通過兩個密封端板將箱殼分為互不相通的三個區域，其中上層區域上開設有高濃度VOC氣體入口，中層區域內設有冷卻介質，冷卻介質內設有多個冷凝通道，每個冷凝通道內均設有波浪狀的聚合物複合膜分離管，聚合物複合膜分離管的兩端分別與兩個密封端板上對應的孔相互配合，將上層區域和下層區域連通，下層區域即為空氣盒，空氣盒上開設有空氣出風口，處於下方位置的密封端板傾斜設計，且該密封端板與冷卻介質存在間隙，箱殼在該傾斜的密封端板的最低端位置處開設有冷凝液通道，冷凝液通道與箱殼底部的VOC冷凝液收集箱連通；箱殼上對應下層密封端板與冷卻介質的間隙處開設有低濃度VOC氣體出口；

所述冷凝液燃燒組件包括燃燒室、空氣管道和鼓風機，所述燃燒室上開設有空氣入口、冷凝液入口、煙氣管道和助燃劑入口，其中空氣入口通過空氣管道與空氣出風口連接，將經過分離後的空氣重新利用，低濃度VOC氣體出口通過管道與空氣管道連通，且空氣管道上安裝有鼓風機，冷凝液入口通過冷凝液輸送管與VOC冷凝液收集箱連接，冷凝液輸送管上安裝有泵和流量調節閥，冷凝液輸送管置於燃燒室的一端安裝有冷凝液噴嘴。

作為本發明進一步的方案：所述箱殼的側壁上對應中層區域的位置處設有用於使冷卻介質形成循環的冷卻介質入口和冷卻介質入出口。

作為本發明再進一步的方案：所述燃燒室的上部還開設有一煙氣管道，煙氣管道從置於燃燒室頂部的換熱水箱內穿出，換熱水箱內通有循環水流。

作為本發明再進一步的方案：所述VOC冷凝液收集箱的側壁上開設有透明的液位指示窗口。

作為本發明再進一步的方案：所述煙氣管道的末端安裝有帶報警功能的VOC檢測儀。

作為本發明再進一步的方案：置於所述換熱水箱內的煙氣管道彎曲成S形或盤管狀。

作為本發明再進一步的方案：所述冷凝液通道內安裝有單向閥。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：利用聚合物複合膜分離管對空氣和VOC的混合氣體進行分離，然後對分離出的VOC氣體進行冷凝，之後再將得到的純度較高冷凝器進行燃燒利用，可以對工業廢氣可以進行有效地處理和利用，減少了VOC氣體對環境的汙染和對工作人員身體的傷害。

附圖說明

圖1為一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置的結構示意圖。

圖2為一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置的原理圖。

圖中：1-箱殼、2-冷卻介質、3-聚合物複合膜分離管、4-冷凝通道、5-密封端板、6-空氣盒、7-VOC冷凝液收集箱、8-機架、9-空氣出風口、10-冷凝液通道、11-低濃度VOC氣體出口、12-高濃度VOC氣體入口、13-冷卻介質入口、14-空氣管道、15-冷卻介質入出口、16-冷凝液輸送管、17-泵、18-空氣入口、19-冷凝液噴嘴、20-換熱水箱、21-煙氣管道、22-助燃劑入口、23-燃燒室、24-鼓風機、25-流量調節閥、26-VOC檢測儀。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1～2，本發明實施例中，一種VOC冷凝催化燃燒治理裝置，包括VOC冷凝組件和冷凝液燃燒組件；

所述VOC冷凝組件包括箱殼1、冷卻介質2、冷凝通道4、VOC冷凝液收集箱7和機架8，所述箱殼1固定安裝在機架8上，箱殼1內通過兩個密封端板5將箱殼1分為互不相通的三個區域，其中上層區域上開設有高濃度VOC氣體入口12，用於將外部高濃度VOC氣體吸入到箱殼1內，中層區域內設有冷卻介質2，冷卻介質2內設有多個冷凝通道5，每個冷凝通道5內均設有波浪狀的聚合物複合膜分離管3，聚合物複合膜分離管3的兩端分別與兩個密封端板5上對應的孔相互配合，將上層區域和下層區域連通，高濃度VOC氣體進入到箱殼1內上層區域後，進入到聚合物複合膜分離管3內，此時VOC氣體和空氣發生分離，VOC氣體透過聚合物複合膜分離管3進入到冷凝通道4內進行冷凝，空氣進入到下層區域中，下層區域即形成空氣盒6，空氣盒6上開設有空氣出風口9，處於下方位置的密封端板5傾斜設計，且該密封端板5與冷卻介質2存在間隙，箱殼1在該傾斜的密封端板5的最低端位置處開設有冷凝液通道10，冷凝液通道10與箱殼1底部的VOC冷凝液收集箱7連通，經過冷凝後的VOC氣體最終匯入到VOC冷凝液收集箱7內，便於進行後續的處理；箱殼1上對應下層密封端板5與冷卻介質2的間隙處開設有低濃度VOC氣體出口11，用於將經過冷凝後的殘餘少許的VOC氣體導出；

所述冷凝液燃燒組件包括燃燒室23、空氣管道14和鼓風機24，所述燃燒室23上開設有空氣入口18、冷凝液入口、煙氣管道21和助燃劑入口22，其中空氣入口18通過空氣管道14與空氣出風口9連接，將經過分離後的空氣重新利用，低濃度VOC氣體出口11通過管道與空氣管道14連通，且空氣管道14上安裝有鼓風機14，將箱殼1內的氣體吹入燃燒室23內輔助燃燒，同時可以在箱殼1內形成負壓狀態，使得外部高濃度VOC氣體可以被吸入到箱殼1內進行冷凝處理，冷凝液入口通過冷凝液輸送管16與VOC冷凝液收集箱7連接，冷凝液輸送管16上安裝有泵17和流量調節閥25，冷凝液輸送管16置於燃燒室23的一端安裝有冷凝液噴嘴19，便於對VOC冷凝液進行燃燒，助燃劑入口22用於通入助燃劑。

所述箱殼1的側壁上對應中層區域的位置處設有用於使冷卻介質2形成循環的冷卻介質入口13和冷卻介質入出口15。

所述燃燒室23的上部還開設有一煙氣管道21，煙氣管道21從置於燃燒室21頂部的換熱水箱20內穿出，換熱水箱20內通有循環水流，換熱水箱20可以與燃燒室23和煙氣管道21進行熱交換，得到熱水，充分的利用VOC氣體燃燒獲得的能源。

所述VOC冷凝液收集箱7的側壁上開設有透明的液位指示窗口，在VOC冷凝液收集箱7收集到的VOC冷凝液達到一定量時，再集中進行燃燒。

所述煙氣管道21的末端安裝有帶報警功能的VOC檢測儀26，用於檢測煙氣中的VOC含量。

置於所述換熱水箱20內的煙氣管道21彎曲成S形或盤管狀，能增加與循環水流的換熱面積，提升換熱效果。

所述冷凝液通道10內安裝有單向閥。

本發明的工作原理是：高濃度VOC氣體進入到箱殼1內上層區域後，進入到聚合物複合膜分離管3內，此時VOC氣體和空氣發生分離，VOC氣體透過聚合物複合膜分離管3進入到冷凝通道4內進行冷凝，空氣進入到空氣盒6內，經過冷凝後的VOC氣體最終匯入到VOC冷凝液收集箱7內，在VOC冷凝液收集箱7內的VOC冷凝液達到一定量時，啟動泵17，將VOC冷凝液泵出冷凝液噴嘴19，同時啟動鼓風機24,並且通過助燃劑入口22向燃燒室23內加入助燃劑，點火，使得VOC冷凝液在燃燒室23內燃燒，燃燒室23內部溫度升高，進一步使得VOC冷凝液氣化，幫助其充分燃燒，而且從低濃度VOC氣體出口11進入到燃燒室23內的低濃度VOC氣體在燃燒室23內可以進行同步燃燒，燃燒產生的煙氣通過煙氣管道21進入到換熱水箱20內，與換熱水箱20內的水進行換熱後排出，同時煙氣管道21的末端設有VOC檢測儀26，當VOC檢測儀26檢測到煙氣管道21中的VOC含量超標時，說明VOC氣體在燃燒室23內未進行充分燃燒，此時可以通過流量調節閥25減小VOC冷凝液的輸入量來保證其能充分燃燒。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。