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喷漆废气 净化连续处理系统及其净化方法

阅读：413发布：2024-02-24

专利汇可以提供喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法，系统包括第一吸附区、第二吸附区、预热区以及热分解区，所述第一吸附区与第二吸附区的废气进口用于收集喷漆废气，所述第一吸附区与所述第二吸附区的废气排放口均通过排放管道排出吸附处理后的废气，所述第一吸附区与第二吸附区的解吸热空气进口均连接在所述预热区的出口上，所述第一吸附区与第二吸附区的热空气出口均连接至第一热量回收区，该第一热量回收区的出口与所述热分解区连接，所述热分解区的出口还经过所述第一热量回收区将热分解后的气体进行热量回收后再排放。其显著效果是：对操作和维护的要求较低；投资和运行费用低；吸附过程能够连续进行，喷漆废气的处理效率高。，下面是喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种喷漆废气净化连续处理系统，其特征在于：包括第一吸附区(1)、第二吸附区(2)、预热区(3)以及热分解区(4)，所述第一吸附区(1)与第二吸附区(2)的废气进口用于收集喷漆废气，所述第一吸附区(1)与所述第二吸附区(2)的废气排放口均通过排放管道排出吸附处理后的废气，所述第一吸附区(1)与第二吸附区(2)的解吸热空气进口均连接在所述预热区(3)的出口上，所述第一吸附区(1)与第二吸附区(2)的热空气出口均连接至第一热量回收区(5)，该第一热量回收区(5)的出口与所述热分解区(4)连接，所述热分解区(4)的出口还经过所述第一热量回收区(5)将热分解后的气体进行热量回收后再排放。
2.根据权利要求1所述的喷漆废气净化连续处理系统，其特征在于：在所述第一热量回收区(5)的排放口还连接有第二热量回收区(6)，该第二热量回收区(6)用于将第一热量回收区(5)排出的气体进行再次热量回收，对送入所述预热区(3)的空气进行预热。
3.根据权利要求2所述的喷漆废气净化连续处理系统，其特征在于：在所述第一吸附区(1)的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第一阀门(7)、第二阀门(8)、第三阀门(9)以及第四阀门(10)，在所述第二吸附区(2)的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第五阀门(11)、第六阀门(12)、第七阀门(13)以及第八阀门(14)。
4.根据权利要求1或2或3所述的喷漆废气净化连续处理系统，其特征在于：所述第一吸附区(1)与第二吸附区(2)采用的吸附质可为颗粒状活性炭、颗粒状分子筛、活性炭纤维、蜂窝状活性炭、蜂窝状分子筛中的至少一种。
5.一种如权利要求3所述的喷漆废气净化连续处理系统的净化方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1，吸附净化：
关闭第二吸附区(2)对应的第五阀门(11)和第六阀门(12)，开启第一吸附区(1)上的第一阀门(7)和第二阀门(8)，并关闭第三阀门(9)以及第四阀门(10)；喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第一吸附区(1)，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；
当第一吸附区(1)吸附饱和后，第二吸附区(2)开始工作：关闭第一吸附区(1)上的第一阀门(7)和第二阀门(8)，开启第五阀门(11)与第六阀门(12)，关闭第七阀门(13)与第八阀门(14)，喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第二吸附区(2)，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；
步骤2，解吸处理：
当第一吸附区(1)吸附饱和后，第一吸附区(1)开始解吸：关闭第一阀门(7)和第二阀门(8)，开启第三阀门(9)与第四阀门(10)；经预热区(3)预热到一定温度的热空气进入第一吸附区(1)将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区(4)；
当第一吸附区(1)解吸完成后，第二吸附区(2)即可开始解吸过程：关闭第五阀门(11)与第六阀门(12)，开启第七阀门(13)与第八阀门(14)；经预热区(3)预热到一定温度的热空气进入第二吸附区(2)将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区(4)；
步骤3，加热分解：
所述第一吸附区(1)或第二吸附区(2)被解吸下来的VOCs随热空气进入第一热量回收区(5)进行加热，然后送入热分解区(4)将VOCs被热解为CO2、水等，并将热分解后的热空气依次送入所述第一热量回收区(5)与第二热量回收区(6)；
步骤4，热量回收：
热分解后的热空气在第一热量回收区(5)中进行热量回收，并用于加热含有被解吸下来VOCs的热空气，所述第一热量回收区(5)输出的热空气在第二热量回收区(6)中进行热量回收并将用于解吸的空气进行加热后送入预热区(3)；
步骤5，返回步骤1循环进行。
6.根据权利要求5所述的喷漆废气净化连续处理系统的净化方法，其特征在于：步骤2中所述解吸处理采用分区解吸方式。
7.根据权利要求5所述的喷漆废气净化连续处理系统的净化方法，其特征在于：步骤3中所述热分解区(4)与第一热量回收区(5)采用电加热方式保证热分解处理所需的温度。
8.根据权利要求5或7所述的喷漆废气净化连续处理系统的净化方法，其特征在于：所述预热区(3)中空气的预热温度为50℃～200℃，所述热分解区(4)的分解温度为600℃～
1000℃，所述第一热量回收区(5)输出空气的温度低于200℃，所述第二热量回收区(6)排放空气的温度低于60℃。

说明书全文

喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及到大气环境保护技术领域，具体地说，是一种喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法。

背景技术

[0002] 随着环保要求和环保投入的逐年提高，大气环境质量的改善却不明显，各地雾霾频现。继SO2、NOx和粉尘等成为控制对象后，挥发性有机物(VOCs)也被纳入了大气污染物控制范畴。

[0003] 现有技术中，VOCs处理技术主要有活性炭吸附、冷凝回收、吸附浓缩+氧化燃烧(蓄热燃烧RTO、热回收式热力焚烧TNV或蓄热式催化RCO)、低温等离子、光催化和生物法等，其中吸附浓缩+氧化燃烧是处理大风量、低浓度VOCs的常用技术。

[0004] 喷漆废气的特点之一就是大风量和低浓度VOCs。而常用技术存在如下缺陷：吸附浓缩+氧化燃烧法处理喷漆废气存在的问题是对操作和维护的要求较高，投资和运行维护费用高；蓄热燃烧RTO和热回收式热力焚烧TNV法一般需要用到燃气，对燃烧控制要求高，还会产生二次污染；蓄热式催化RCO法需要使用价格昂贵且易失活的催化剂，最后还要无害化处理失活的催化剂，避免二次污染。这些因素影响了喷漆废气VOCs治理技术的推广。

[0005] 因此，需要开发出针对喷漆废气的投资和运行费用低，操作简便的VOCs净化技术，能够连续进行喷漆废气净化处理，降低工业企业的经济和环保压力。

发明内容

[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种喷漆废气净化连续处理系统及其净化方法，通过分区解吸和电加热分解方式，操作简便，能够满足连续生产需要，可极大地降低投资和运行费用，有效缓解工业企业经济和环保压力；设置两个吸附区轮换工作，可实现吸附过程连续进行。

[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0008] 一种喷漆废气净化连续处理系统，其关键在于：包括第一吸附区、第二吸附区、预热区以及热分解区，所述第一吸附区与第二吸附区的废气进口用于收集喷漆废气，所述第一吸附区与所述第二吸附区的废气排放口均通过排放管道排出吸附处理后的废气，所述第一吸附区与第二吸附区的解吸热空气进口均连接在所述预热区的出口上，所述第一吸附区与第二吸附区的热空气出口均连接至第一热量回收区，该第一热量回收区的出口与所述热分解区连接，所述热分解区的出口还经过所述第一热量回收区将热分解后的气体进行热量回收后再排放。

[0009] 本系统在运行过程中，所述第一吸附区与第二吸附区不同时进行吸附过程与解吸过程。在进行喷漆废气处理时，喷漆废气经收集、预处理后通过集气管道进入系统的其中一个吸附区，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；通过预热区预热到一定温度的热空气进入吸附区将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入到热分解区，通过将热分解区加热到一定温度，VOCs被热解为CO2、水等，然后经过第一热量回收区进行热量回收后排入大气中；最后利用另一个吸附区重复上述过程。本系统通过热分解方式，能够有效地将喷漆废气进行净化处理，相较于传统的喷漆废气处理办法，对操作和维护的要求较低，投资和运行维护费用少；不会用到燃气，对燃烧控制要求低，还避免了产生二次污染；而且可将两个吸附区进行轮换工作，即一个吸附区进行吸附过程另一个进行解吸过程，从而实现本系统的吸附过程能够连续进行，进而提高喷漆废气的处理效率。

[0010] 进一步的，在所述第一热量回收区的排放口还连接有第二热量回收区，该第二热量回收区用于将第一热量回收区排出的气体进行再次热量回收，对送入所述预热区的空气进行预热。

[0011] 通过上述第二热量回收区可以更加充分的回收热分解产生的热量，实现节能和降低运行费用，同时避免热污染。

[0012] 更进一步的，在所述第一吸附区的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第四阀门，在所述第二吸附区的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第五阀门、第六阀门、第七阀门以及第八阀门。

[0013] 通过上述各个阀门，不仅可以灵活实现各个区域工作状态的控制，而且还可根据需要将两个吸附区进行轮换工作，即一个吸附区进行吸附过程另一个进行解吸过程，从而实现本系统的吸附过程能够连续进行，进而提高喷漆废气的处理效率。

[0014] 再进一步的，所述第一吸附区与第二吸附区采用的吸附质可为颗粒状活性炭、颗粒状分子筛、活性炭纤维、蜂窝状活性炭、蜂窝状分子筛中的至少一种。

[0015] 基于上述的喷漆废气净化连续处理系统的结构，本方案还提出了该系统的净化方法，具体按照以下步骤进行：

[0016] 步骤1，吸附净化：

[0017] 关闭第二吸附区对应的第五阀门和第六阀门，开启第一吸附区上的第一阀门和第二阀门，关闭第一吸附区与预热区之间的第三阀门以及第四阀门；喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第一吸附区，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；

[0018] 当第一吸附区吸附饱和后，第二吸附区开始工作：关闭第一吸附区上的第一阀门和第二阀门，关闭第七阀门与第八阀门，开启第五阀门与第六阀门，喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第二吸附区，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；

[0019] 步骤2，解吸处理：

[0020] 当第一吸附区吸附饱和后，第一吸附区开始解吸：关闭第一阀门和第二阀门，开启第三阀门与第四阀门；经预热区预热到一定温度的热空气进入第一吸附区将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区；

[0021] 当第一吸附区解吸完成后，第二吸附区即可开始解吸过程：关闭第五阀门与第六阀门，开启第七阀门与第八阀门；经预热区预热到一定温度的热空气进入第二吸附区将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区；

[0022] 步骤3，加热分解：

[0023] 所述第一吸附区或第二吸附区被解吸下来的VOCs随热空气进入第一热量回收区进行加热，然后送入热分解区将VOCs被热解为CO2、水等，并将热分解后的热空气依次送入所述第一热量回收区与第二热量回收区；

[0024] 步骤4，热量回收：

[0025] 热分解后的热空气在第一热量回收区中进行热量回收，并用于加热含有被解吸下来VOCs的热空气，所述第一热量回收区输出的热空气在第二热量回收区中进行热量回收并将用于解吸的空气进行加热后送入预热区；

[0026] 步骤5，返回步骤1循环进行。

[0027] 进一步的，步骤2中所述解吸处理采用分区解吸方式。

[0028] 采用分区解吸方式，极大降低了解吸气量和热分解所需能量，显著降低了喷漆废气净化的投资成本和运行费用。具体方式为：将吸附区均分为多个等分，每个分区解吸时间一段时间，每个分区解吸一定时间，每个分区依次解吸一次后，再依据需要重复依次解吸，解吸次数与解吸时间可根据需要人为设定。

[0029] 再进一步的，步骤3中所述热分解区与第一热量回收区采用电加热方式保证热分解处理所需的温度。

[0030] 采用电加热，相较于传统的吸附浓缩+氧化燃烧法以及蓄热燃烧RTO和热回收式热力焚烧TNV法，对操作和维护的要求较低，投资和运行维护费用少；不会用到燃气，对燃烧控制要求低，还避免了产生二次污染。

[0031] 更进一步的，所述预热区中空气的预热温度为50℃～200℃，所述热分解区的分解温度为600℃～1000℃，所述第一热量回收区输出空气的温度低于200℃，所述第二热量回收区排放空气的温度低于60℃。

[0032] 本发明的显著效果是：结构简单，操作简便，采用分区解吸和电加热分解方式，能够有效地将喷漆废气进行净化处理，相较于传统的喷漆废气处理方法，对操作和维护的要求较低；通过两个热量回收区将气体热量进行回收再利用，极大地降低了投资和运行费用；不会用到燃气，对燃烧控制要求低，还避免了产生二次污染，有效缓解了工业企业经济和环保压力；而且可将两个吸附区进行轮换工作，使用方式灵活，从而实现本系统的吸附过程能够连续进行，进而提高喷漆废气的处理效率。
附图说明

[0033] 图1是本发明的管路结构示意图；

[0034] 图2是所述分区解吸示意图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

[0036] 如图1所示，一种喷漆废气净化连续处理系统，包括第一吸附区1、第二吸附区2、预热区3以及热分解区4，所述第一吸附区1与第二吸附区2的废气进口用于收集喷漆废气，所述第一吸附区1与所述第二吸附区2的废气排放口均通过排放管道排出吸附处理后的废气，所述第一吸附区1与第二吸附区2的解吸热空气进口均连接在所述预热区3的出口上，所述第一吸附区1与第二吸附区2的热空气出口均连接至第一热量回收区5，该第一热量回收区5的出口与所述热分解区4连接，所述热分解区4的出口还经过所述第一热量回收区5将热分解后的气体进行热量回收后再排放。

[0037] 参见附图1，在所述第一热量回收区5的排放口还连接有第二热量回收区6，该第二热量回收区6用于将第一热量回收区5排出的气体进行热量回收，还用于对送入所述预热区3的空气进行预热。

[0038] 从图1中还可以看出，在所述第一吸附区1的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9以及第四阀门10，在所述第二吸附区2的废气进口、废气排放口、解吸热空气进口以及热空气出口分别设置有第五阀门11、第六阀门12、第七阀门13以及第八阀门14。

[0039] 在实施时，所述第一吸附区1与第二吸附区2采用的吸附质可为颗粒状活性炭、颗粒状分子筛、活性炭纤维、蜂窝状活性炭、蜂窝状分子筛中的至少一种。本例中，所述第一吸附区1与第二吸附区2采用的吸附质均为蜂窝分子筛，则相应的，预热区3出口空气温度<200℃，热分解区4热空气温度<1000℃，第一热量回收区5出口空气温度>200℃，第二热量回收区6出口排放空气温度<60℃。

[0040] 结合上述喷漆废气净化连续处理系统的管路结构，本实施例还提出了一种基于该系统的净化方法，按照以下步骤进行：

[0041] 步骤1，吸附净化：

[0042] 关闭第二吸附区2对应的第五阀门11和第六阀门12，开启第一吸附区1上的第一阀门7和第二阀门8，并关闭第三阀门9以及第四阀门10；喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第一吸附区1，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；

[0043] 当第一吸附区1吸附饱和后，第二吸附区2开始工作：关闭第一吸附区1上的第一阀门7和第二阀门8，开启第五阀门11与第六阀门12，关闭第七阀门13与第八阀门14，喷漆废气经收集、预处理后进入净化系统的第二吸附区2，之后被吸附净化的废气通过排放管道直接排放；

[0044] 步骤2，解吸处理：

[0045] 当第一吸附区1吸附饱和后，第一吸附区1开始解吸：关闭第一阀门7和第二阀门8，开启第三阀门9与第四阀门10；经预热区3预热到一定温度的热空气进入第一吸附区1将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区4；

[0046] 当第一吸附区1解吸完成后，第二吸附区2即可开始解吸过程：关闭第五阀门11与第六阀门12，开启第七阀门13与第八阀门14；经预热区3预热到一定温度的热空气进入第二吸附区2将被吸附的VOCs解吸下来，并随热空气流入热分解区4；

[0047] 本例中，所述解吸处理采用分区解吸方式。所述第一吸附区1与第二吸附区2均采用分区解吸，在实施时可将每个吸附区均分5～11等分，预热后的热空气出口尺寸与每个分区尺寸一致，每个分区解吸时间约5分钟，每个分区依次解吸一次后，再依据需要重复依次解吸。

[0048] 步骤3，加热分解：

[0049] 所述第一吸附区1或第二吸附区2被解吸下来的VOCs随热空气进入第一热量回收区5进行加热，然后送入热分解区4将VOCs被热解为CO2、水等，并将热分解后的热空气依次送入所述第一热量回收区5与第二热量回收区6；

[0050] 为了控制方便、减少二次污染，作为优选，步骤3中所述热分解区4与第一热量回收区5采用电加热方式保证热分解处理所需的温度。

[0051] 在具体实施过程中，若从第二热量回收区6中出来的空气的温度未达到第一吸附区1或第二吸附区2解吸所需要的温度时，预热区3自动通电加热至所需温度；若从第一热量回收区5出来的含有VOCs的热空气温度未能达到热分解所需要的温度时，热分解区4内可设置电加热区自动通电加热至所需温度。

[0052] 步骤4，热量回收：

[0053] 热分解后的热空气在第一热量回收区5中进行热量回收，并用于加热含有被解吸下来VOCs的热空气，所述第一热量回收区5输出的热空气在第二热量回收区6中进行热量回收，并将用于解吸的空气进行加热后送入预热区3；

[0054] 步骤5，返回步骤1循环进行。

[0055] 具体实施时，所述预热区3中空气的预热温度为50℃～200℃，所述热分解区4的分解温度为600℃～1000℃，所述第一热量回收区5输出空气的温度低于200℃，所述第二热量回收区6排放空气的温度低于60℃。

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