VOC气体处理设备 |
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| 申请号 | CN201090001351.X | 申请日 | 2010-12-03 | 公开(公告)号 | CN202741001U | 公开(公告)日 | 2013-02-20 |
| 申请人 | 福尔米亚排放控制公司; | 发明人 | 雷约·里里坎加斯; 雅纳·萨尔米; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种制造VOC气体处理设备(1)，该处理设备(1)被附接到至少一个气体分配部(5)和至少一个气体分配 阀 (5V)，该气体分配阀(5V)用于将待被供应的气体交替分配到再生 热交换器 (2H，3H)，并且该气体分配部(5)被进一步附接到包括至少一个旁路 控制阀 (7V)的至少一个旁路部(7)，气体去除部(6)被附接到排气控制阀(6V)，该排气控制阀(6V)用于控制气体去除以将气流引导到去除部(6)和/或旁路部(7)，并且旁路部(7)和/或去除部(6)被附接到VOC气体的后排气催化剂(8)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种VOC气体的处理设备(1)，包括至少一个气体供应部(4)、至少一个VOC气体的排气催化剂(2C，3C，4C)，以及至少一个气体去除部(6)，其特征在于： |
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| 说明书全文 | VOC气体处理设备技术领域[0002] 在欧盟，溶剂的排放通过基于VOC指令EY1999/13的立法控制。该指令包括BAT原则(最佳可用技术)，如果可靠的技术以合理的价格达到标准在商业上可行，则该原则迫使当局使用比该指令的规定更为严格的标准。 [0003] 该指令规定了工业溶剂排放(VOC)的标准，这对于每个工业领域和排放量都是特3 定的，其在50-150mg C/Nm 内变化。由于减排技术的发展，各当局最近设立了更严格的限 3 制值，一般为20mg C/Nm。欧盟的目标是进一步减少50％的VOC的排放。 [0004] 美国实行了很长一段时间的特定国家排放标准。通常，设定了减排的百分比目标。 在亚洲和南美洲，VOC立法也逐渐变得更加严格，VOC氧化炉的市场已很快涌现。 [0005] 有几种手段可以减少VOC排放。可以使用水可稀释漆和油漆或含有较少量溶剂的水可稀释漆和油漆，VOC气体可以被热力燃烧或催化燃烧，VOC气体可以被生物销毁，VOC气体可以被再循环等。总的趋势是降低排放中的含量。这意味着溶剂很难燃烧，因为溶剂未包含足够的能量来将含有溶剂的气流加热到燃烧的温度。需要外加能量，这可能大大增加成本。另一方面，不论其形式，外加能量产生了更多的二氧化碳排放。 [0006] 最普遍使用的技术是热力燃烧，然后是催化氧化。热力燃烧和催化氧化两者都可以使用回热式或再生热交换器，提高到达氧化炉的气体的温度。处于最佳状态时，回热式热交换器的效率是80％，再生热交换器的效率则高达95％。 [0007] 催化燃烧和热力燃烧之间最重要的区别是点火温度，热力燃烧的点火温度约800℃，催化燃烧的点火温度约300℃。这意味着，热力燃烧比催化燃烧需要几乎三倍多的能 3 量来加热气体流。在热力燃烧中，足以产生燃烧所需的能量的溶剂含量是1.5-3g/Nm。在 3 催化燃烧中，对应的含量是0.5-1.0g/Nm。该含量被称为自热点(ATP)。因此，通过简单地将催化剂放在热交换器上面，再生热氧化炉(RTO)被转化成催化氧化炉(RCO)。在这种情况下，点火温度可降低约500℃。随后，ATP以及所需的能量供应也可降低。 [0008] 再生氧化炉的缺点是，气流的方向必须在两个填充器/预热热交换器单元(床)之间的逆转。在逆转期间，少量未精炼的气体随后进入排气管，降低了氧化炉的效率。双床热氧化炉达到约95-96％的效率。由于催化氧化炉的尺寸更小，逆转在催化氧化炉中的浪费较少；因此，效率较高，一般至少98％。热力燃烧的一个解决方案通常是第三床，借助该解决方案效率可高达99％。然而，第三床使氧化炉的成本增加约30％。替代第三张床，已经提出了使用不同的存储容器以消除逆转期间的排放。 实用新型内容 [0009] 目前已经发明了一种VOC气体的处理设备，借助于技术上简单的实施显著地增加了设备的效率。 [0011] 在根据本实用新型的处理设备中，处理设备包括至少一个气体供应部，至少一个VOC气体排气催化剂，以及至少一个气体去除部。至少两个再生热交换器，至少一个气体分配部，和至少一个气体分配阀被附接到处理设备，气体分配阀用于将待被供应的气体交替分配到再生热交换器；至少一个包括至少一个旁路控制阀的旁路部进一步被附接到气体分配部；排气控制阀被附接到气体去除部，用于控制气体去除以将气流引导到气体去除部和/或旁路部；以及VOC气体的后排气催化剂被附接到旁路部和/或气体去除部。 [0012] 现发明的新技术提高氧化炉的净化效率，降低了成本，并且提高了设备的可维护性。此外，本实用新型可用于在现有的热力和催化氧化炉。 [0014] 根据本实用新型的目的，至少两个气体分配阀被附接到该处理设备，用于待被供应的气体交替分配到再生热交换器。这使得控制的可能性多样化，有助于提高设备的效率，减少流过与逆转相关的催化剂的气体量，而且与使用一个气体分配阀相比，气体分配部更加简单。 [0015] 根据本实用新型的目的，气体分配阀被连接到气体分配部。该技术方案使设备结构紧凑，具有技术上和经济上的优势。 [0016] 根据本实用新型的目的，气体分配部包括一个或多个连接部，用于在再生热交换器之间引导气流。这将改善控制设备的可能性及其技术功能。 [0017] 根据本实用新型的目的，气体处理设备还具有附接到其的气体加 热设备，用于例如在启动期间加热待处理气体。该技术方案能够增强设备的操作性，也例如能够处理非常贫的气体。 [0018] 根据本实用新型的目的，分开的VOC气体的后排气催化剂被附接到旁路部和气体去除部。这进一步增强了在搅动的情况下和逆转期间设备的操作性。 [0019] 根据本实用新型的方面，相对于气体流动方向，在气体旁路部中的后排气催化剂被安装在旁路控制阀之前。例如，在设备的后排气催化剂温度太低或需要单独加热的应用中，这具有重要的优势。在该应用中，后排气系统始终处于工作顺序。在催化氧化炉中，更优选的位置是热旁路阀之前。 [0020] 根据本实用新型的目的，相对于气体流动方向，在气体旁路部中的后排气催化剂被安装在旁路控制阀之后，和/或在气体去除部中的后排气催化剂被安装在排气控制阀之后。例如，在后排气催化剂被加热至温度过高，或需要单独冷却气体的应用中，这是有利的。在热力氧化炉中，催化剂优选位于热旁路阀之后，因为在燃烧室中温度会可能长时间升高至超过800℃，这可能降低催化剂的活性。 [0021] 根据本实用新型的目的，气体后排气催化剂是一种陶瓷或金属芯催化剂，该气体后排气催化剂包含贵金属，贱金属氧化物和/或其他催化剂化合物。例如，贵金属是活性的并且即使在低温下也能激活，由此尤其在特殊的应用中优选使用贵金属。 [0022] 根据本实用新型的应用，排气催化剂被安装在两个再生热交换器之间。该技术方案提供了在技术上简单且经济的技术方案。优选地能够通过使用，例如，完成的装配件和快速联接件制成连续结构，装配件和快速联接件用于紧固该连续结构。这样的结构能够被迅速组装或拆卸。堆叠在反应器中的热交换器单元和催化剂线圈也容易从管道中 取出。在热交换器和催化剂中，可以使用前面描述的应用中的混合结构。 [0023] 根据本实用新型的目的，气体分配阀为双向盘形阀，包括用于在两个方向上密封阀的柔性密封边缘。该设备优选包括两个进行逆转的盘形阀，盘形阀通过直线运动将流动方向从内部边缘扭转到外部边缘。传输直线运动的通孔容易隔绝密封。阀盘，例如，是放置两个支撑板之间的柔性盘，使其本身能够与密封面形状相适应并有效地密封该流动通孔。通孔不要求直线加工的密封面，但是通过例如激光切割到盘上的孔，能够很好地适应该目的。致动器优选为位于反应器外的空气发动机。这样容易维护致动器。 [0024] 根据本实用新型的目的，首先将后排气催化剂和旁路部首先被安装在VOC气体处理设备中。这提供如下优势，设备的技术和经济的设计和制造能够被尽可能符合成本效益地进行。 [0025] 根据本实用新型的目的，后排气催化剂和旁路部被改装在先前使用的VOC气体处理设备中。该技术方案无论在技术上还是经济上均为现有处理设备提供了大量的、非常有利的提高。根据本实用新型的目的，VOC气体排气催化剂和后处理催化剂被安装在还包括或安装VOC气体热排气燃烧器的处理设备中。与只包括热排气燃烧器的处理厂相比，该技术方案提供显著提高的处理性能。 [0026] 根据本实用新型的目的，在再生热交换器的气体流动方向的逆转期间，气体从气体分配部通过旁路控制阀被引导到后排气催化剂和/或从气体去除部通过排气控制阀被引导到后排气催化剂。 [0027] 借助于根据本实用新型的技术方案，能够消除几乎所有的逆转过程中的排气。本实用新型包括催化剂和位于排气管中的止回阀，催化剂被安装在用以消除多余热量的热旁路通道或其后的排气管中。该技 术方案运行如下：在逆转之前，打开热旁路通道的阀，并随即关闭排气管的阀。在此之后，流动方向通过为其开发的并集成到氧化炉中的阀逆转。然后通过先打开排气阀和关闭热旁路，将正常状态重新恢复到逆转的顺序中。 [0028] 以上所述的程序，保证了气体不断传送通过主催化剂或热旁路通道中的催化剂，从而得到有效净化。后排气催化剂优选放置在与催化剂上方的热空间直接接触的通道中。这确保后催化剂始终处于操作温度。优选使用贵金属催化剂，使温度持续高达800℃而不减弱催化剂能力。 [0029] 根据本实用新型的技术方案还可以改装所有现有的双床催化和热力VOC氧化炉，可以用于通过上面描述的方法来改善氧化炉的性能。 [0030] 根据本实用新型的目的，再生热交换器和排气催化剂串联布置。当制造低容量氧3 化炉(优选100-2000Nm/h)时该技术方案可能是可适当替代的。在这种情况下，热交换器盘和催化剂可以串联填装在气体分配部的同一管道/通道中。气体交替地被引导到反应器部分的两端内。换向阀优选具有与上述盘形阀相似的结构。 附图说明 [0031] 下面将结合附图详细说明本实用新型的一些应用。 [0032] 图1示出了包括两个气体分配阀的处理设备。 [0033] 图2示出了在不同的阀调整状态下图1的处理设备。 [0034] 图3示出了包括双向盘形阀的处理设备。 [0035] 图4示出了包括连续热交换器的处理设备。 具体实施方式[0036] 在图1和2中，处理设备1包括气体供应部4和气体去除部6， 以及在嵌套的隔室中的两个再生热交换器2H，3H和两个VOC气体的排气催化剂2C，3C。处理设备1包括两个气体分配部5和两个气体分配阀5V，该气体分配阀5V用于将待被供应的气体交替分配到再生热交换器2H，3H，气体分配部5包括连接部5L，用于在再生热交换器2H，3H之间引导气流。包括一个旁路控制阀7V的一个旁路部7被进一步附接到连接部5L，排气控制阀6V被附接到气体去除部6，该排气控制阀6V用于将气流引导到气体去除部6或者旁路部7。旁路部7被附接到气体去除部6，VOC气体的后排气催化剂8被进一步附接到气体去除部6。在由气体分配阀5V执行气流方向的逆转期间，气体从气体分配部5的连接部5L通过旁路控制阀7V被引导到后排气催化剂8。逆转之后，通过打开排气控制阀6V，经过排气催化剂 2C，3C的气体再次通过气体去除部6被排放到后排气催化剂8。 [0037] 在图3中，处理设备1包括气体供应部4和气体去除部6，以及在嵌套的隔室中的两个再生热交换器2H，3H和两个VOC气体排气催化剂2C，3C。处理设备1包括两个气体分配部5和两个气体分配阀5V，该气体分配阀5V用于将待被供应的气体交替分配到再生热交换器2H，3H。气体分配阀5V为双向盘形阀，包括用于在两个方向上密封阀的柔性密封边缘。气体分配部5包括连接部5L，用于在再生热交换器2H，3H之间引导气流。旁路部7被附接到气体分配部5，该气体分配部5包括直接连接到连接部5L的VOC气体的后排气催化剂8。 旁路部7还包括旁路控制阀7V，并且气体去除部6包括排气控制阀6V，该排气控制阀6V用于将气流引导到气体去除部6或者旁路部7。旁路部7进一步被附接到气体去除部6。在由气体分配阀5V执行气流方向的逆转期间，气体从气体分配部5的连接部5L通过后排气催化剂8和旁路控制阀7V被引导到气体去除部6。逆转之后，通过打开排气控制阀6V和关闭旁路控制阀7V，经过排气催化剂2C，3C的气体再次通过气体去除部6排放。 [0038] 在图4中，处理设备1包括气体供应部4，两个再生热交换器2H， 3H，一个VOC气体的排气催化剂4C和气体去除部6。处理设备1包括两个气体分配部5和两个气体分配阀5V，该气体分配阀5V用于将待被供应的气体交替分配到再生热交换器2H，3H。气体分配部5包括连接部5L，用于在再生热交换器2H，3H之间引导气流。在该应用中，排气催化剂位于连接部5L中，该连接部5L还包括加热装置9，该加热装置用于例如在启动期间进一步加热气体。气体分配阀5V为双向盘形阀，包括用于在两个方向上密封阀的柔性密封边缘。旁路部7被附接到气体分配部5，旁路部7包括VOC气体的后排气催化剂8和旁路控制阀7V。 气体去除部6包括排气控制阀6V和VOC气体的后排气催化剂8。在由气体分配阀5V执行气流方向的逆转期间，通过打开旁路控制阀7V和关闭排气控制阀6V，气体被引导到旁路部 7的后排气催化剂8。逆转之后，通过打开排气控制阀6V和关闭旁路控制阀7V，经过排气催化剂4C的气体再次被引导到气体去除部6的后排气催化剂8。 |
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