廢氣濃縮蓄熱氧化系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種廢氣濃縮蓄熱氧化系統，涉及有機廢氣處理技術領域，包括沸石轉輪系統和蓄熱氧化系統，沸石轉輪處理區、再生區和冷卻區，蓄熱氧化系統包括爐體和PLC控制系統，爐體內設有熱氧化室和三個蓄熱室，氧化室連接燃氣管道且在氧化室設置燃燒器和燃燒器點火系統，沸石轉輪系統包括廢氣風機，廢氣風機分別連接沸石轉輪的冷卻區和吸附區，沸石轉輪的吸附區連接煙囪，沸石轉輪的再生區和脫附區連接一個廢氣預熱器，廢氣預熱器連接熱氧化室，脫附風機連接廢氣預熱器和再生區，從熱氧化室直接抽取高溫煙氣進入熱換器，熱氧化室的煙氣溫度較高，冷卻區的廢氣與煙氣換熱后可對再生區直接進行脫附，充分利用了多余熱量。
【專利說明】
廢氣濃縮蓄熱氧化系統
技術領域
[0001] 本發明設及有機廢氣處理技術領域，具體設及一種節省燃氣，提高系統熱量利用 率的蓄熱氧化系統。
【背景技術】
[0002] RT0,是一種高效有機廢氣治理設備。與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相 比，具有熱效率高（>95%)、運行成本低、能處理大風量低濃度廢氣等特點，濃度稍高時，還 可進行二次余熱回收，大大降低生產運營成本。
[0003] RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,簡稱RT0),蓄熱式氧化爐。其原理是在高 溫下將可燃廢氣氧化成對應的氧化物和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時所釋放出來 的熱量，廢氣分解效率達到99% W上，熱回收效率達到95% W上。RTO主體結構由燃燒室、陶 瓷填料床和切換閥等組成。根據客戶實際需求，選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。
[0004] 有機廢氣進入RTO設備前，需要進行預處理，一般采用沸石轉輪對廢氣進行濃縮， 從而降低成本，沸石轉輪分為處理區、再生區和冷卻區，轉輪在各個區內連續運轉，在再生 區，需要高溫對吸附在轉輪的VOC等進行脫附，在此步驟中，需要大量的熱量。
[0005] 而現有的基于濃縮轉輪的RTO廢氣處理系統，如授權公告號CN 103007682 B的專 利公開的一種廢氣處理系統，對再生區通入需要通入大量熱空氣，造成能源浪費。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種節省燃氣，提升系統熱利用率的廢氣蓄熱處 理系統。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種廢氣濃縮蓄熱氧化系統， 包括沸石轉輪系統和蓄熱氧化系統，沸石轉輪處理區、再生區和冷卻區，蓄熱氧化系統包括 爐體和化C控制系統，爐體內設有熱氧化室和S個蓄熱室，氧化室連接燃氣管道且在氧化室 設置燃燒器和燃燒器點火系統，沸石轉輪系統包括廢氣風機，廢氣風機分別連接沸石轉輪 的冷卻區和吸附區，沸石轉輪的吸附區連接煙畫，沸石轉輪的再生區和脫附區連接一個廢 氣預熱器，廢氣預熱器連接熱氧化室，脫附風機連接廢氣預熱器和再生區。
[000引進一步的，所述爐體內還設有氣體分布室和煙氣分布室，每個蓄熱室均通過氣動 閥分別與氣體分布室和煙氣分布室連接，煙氣分布室通過管道與煙畫連接，氣體分布室設 有廢氣進氣口，蓄熱室與熱氧化室連通，煙氣分布室和煙畫的連接管道上還連接一個反吹 風機，反吹風機通過設有氣動閥的管道與每個蓄熱室連接。
[0009] 進一步的，所述煙氣分布室與煙畫的連接管道上還設置空氣換熱器，空氣換熱器 上設有冷空氣進氣口和熱氣出口，熱氣出口與沸石轉輪的再生區連接。
[0010] 進一步的，所述氧化室內設有火焰檢知器，所述火焰檢知器與燃燒器點火系統通 過化C控制系統實現聯鎖控制，熱氧化室還連接一個溫度檢測器，溫度檢測器通過化C控制 系統與燃燒器實現聯鎖控制。
[0011] 進一步的，還包括蓄熱室溫度檢測器，蓄熱室溫度檢測器和氧化室的燃燒器通過 PLC控制系統實現聯鎖控制，所述蓄熱室溫度檢測器內設有多個熱電偶，熱電偶在豎直方向 間隔設置在蓄熱室內。
[0012] 進一步的，蓄熱室與氣體分布室之間的氣動閥和蓄熱室與煙氣分布室之間的氣動 閥運件通過化C控制器實現聯鎖控制，所述氣體分布室的廢氣進氣口處設有與化C控制系統 連接的VOC檢測器，與熱氧化室連通的燃氣管道上設有阻火器。
[0013] 從上述技術方案可W看出本發明具有下列優點，從熱氧化室直接抽取高溫煙氣進 入熱換器，熱氧化室的煙氣溫度較高，冷卻區的廢氣與煙氣換熱后可對再生區直接進行脫 附，充分利用了多余熱量，溫度檢測器與燃燒器聯鎖控制，可根據爐內溫度實時調節燃燒器 進而調節爐內溫度，火焰檢知器檢測爐內火焰是否焰滅，若焰滅，PLC控制系統控制點火系 統繼續點火，氣體分布室是分廂進行煙氣與廢氣反吹置換，廢氣進氣、煙氣排風分開單獨完 成，切換時間利用反吹室的輪體功能，保證提前或滯后設計錯開動作切換時間，保證全部廢 氣都經過長時間，高溫、高端流旋滿的"3T"原則的高溫氧化，保證絕無切換過程中的短時短 路現象發生。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明的P&ID流程圖。
[001引圖視本系統的化C控制系統流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 結合圖1和圖2,詳細說明本發明的一個具體實施例，但不對本發明的權利要求做 任何限定。
[0017] 如圖1和圖2所示，本發明一種廢氣濃縮蓄熱氧化系統，包括沸石轉輪系統和蓄熱 氧化系統，沸石轉輪處理區、再生區和冷卻區，蓄熱氧化系統包括爐體和PLC控制系統，爐體 內設有熱氧化室和=個蓄熱室，氧化室連接燃氣管道且在氧化室設置燃燒器和燃燒器點火 系統，沸石轉輪系統包括廢氣風機，廢氣風機分別連接沸石轉輪的冷卻區和吸附區，沸石轉 輪的吸附區連接煙畫，沸石轉輪的再生區和脫附區連接一個廢氣預熱器，廢氣預熱器連接 熱氧化室，脫附風機連接廢氣預熱器和再生區，爐體內還設有氣體分布室和煙氣分布室，每 個蓄熱室均通過氣動閥分別與氣體分布室和煙氣分布室連接，煙氣分布室通過管道與煙畫 連接，氣體分布室設有廢氣進氣口，蓄熱室與熱氧化室連通，煙氣分布室和煙畫的連接管道 上還連接一個反吹風機，反吹風機通過設有氣動閥的管道與每個蓄熱室連接。=個蓄熱室 呈一字型水平排列，所述煙氣分布室與煙畫的連接管道上還設置空氣換熱器，空氣換熱器 上設有冷空氣進氣口和熱氣出口，熱氣出口與沸石轉輪的再生區連接。
[0018] 廢氣吸附脫附
[0019] 有機廢氣經風機送入沸石轉輪，在此有機物被吸附，而氣體被凈化并達標排放;濃 縮轉輪區分為處理區、再生區和冷卻區，濃縮轉輪在各個區內連續運轉。
[0020] 1)含有VOC的被處理廢氣通過前置過濾器后，送到濃縮轉輪的處理區。在處理區 VOC被吸附劑吸附除去，廢氣被凈化后從轉輪的處理區間排出。
[0021 ] 2)廢氣風機出口的少量廢氣進入濃縮轉輪冷卻區被冷卻，經過冷卻區的廢氣，再 進入換熱器，通過與RTO熱氧化室出來的煙氣換熱后，作為再生空氣使用。
[0022] 3)預熱后的再生空氣進入轉輪裝置的再生區，將吸附于濃縮轉輪中的VOC脫附、濃 縮(5~15倍的程度）。
[0023] 脫附出來的廢氣進入RTO裝置進行蓄熱焚燒。
[0024] VOCs廢氣通過疏水性沸石濃縮轉輪后，能有效被吸附于沸石中，達到去除的目的。 經過沸石吸附的揮發性有機物的潔凈氣體，直接通過煙畫排放到大氣中，轉輪持續W每小 時1~6轉的速度旋轉，同時將吸附的揮發性有機物傳送至脫附區。于脫附區中利用一小股 加熱氣體將揮發性有機物進行脫附，脫附后的沸石轉輪旋轉至吸附區，持續吸附揮發性有 機氣體。脫附后的濃縮有機廢氣送至RTO進行燃燒轉化成二氧化碳及水蒸氣排放至大氣中。
[0025] 氣體分布室是分廂進行煙氣與廢氣反吹置換，廢氣進氣、煙氣排風分開單獨完成， 切換時間利用反吹室的輪體功能，保證提前或滯后設計錯開動作切換時間，保證全部廢氣 都經過長時間，高溫、高端流旋滿的"3T"原則的高溫氧化，保證絕無切換過程中的短時短路 現象發生。專用的低溫煙氣反吹技術，既置換處于低溫段的廢氣，保證廢氣都經過高溫段氧 化;又可W利用回流煙氣的少量、相對高壓的脈沖式反吹，防止廢氣中有機物的低溫氧化產 生的碳顆粒吸附聚積堵塞蓄熱體的蜂孔。減少維護工作中的周期性返燒頻率，保證蓄熱爐 的長時間穩定工作。
[00%]蓄熱氧化開車階段：
[0027]廢氣進口閥口（蓄熱室和氣體分布室之間的氣動閥）和反吹閥口（蓄熱室和反吹風 機管道上的氣動閥）都關閉，依次打開煙氣排放閥口（蓄熱室和煙氣分布室之間的氣動閥）， 點火燃燒器自動點火，將=個蓄熱室分別逐個加熱到運行狀態。
[00%]新鮮空氣直接進入RTO主體進行預熱，間隔一定時間T后，進出氣閥口自動切換，氣 體在A、B、C床間變更流動方向。此過程操作用于排空可能滯留在RTO設備內部的殘留有機廢 氣，W免在點火時發生危險。5-10分鐘后，通過化C控制開啟燃燒系統，燃燒器系統開始自動 點火，蓄熱陶瓷填充床的溫度逐漸升高，約3小時左右后，陶瓷床頂部達到約800°C，中部達 到約400°C，底部約100°C。此時，預熱過程結束。
[0029] 正常運行時，一個完整的熱氧化周期流程如下：
[0030] 廢氣經風機抽吸進入蓄熱室A預熱到750°C左右，預熱后的廢氣進入熱氧化室氧化 分解，在助燃燃料的作用下，廢氣中所含有機物充分氧化分解，使氧化溫度維持在800~850 °C左右，產生的煙氣經蓄熱室C放熱后，由煙畫排放到大氣中去。
[0031] 反吹風機抽取部分煙氣到蓄熱室B進行吹掃，排除蓄熱室B中殘留的廢氣。切換時 間到達后，通過自動控制裝置，打開蓄熱室B的排煙氣閥口，同時關閉蓄熱室C的排煙氣閥 n，再打開蓄熱室C的廢氣進口閥口，關閉蓄熱室A的廢氣進口閥口，打開蓄熱室A的廢氣吹 掃閥口，一定時間后關閉蓄熱室A的廢氣吹掃閥口。
[0032] -個運行周期內，各閥口狀態如下表：
[0033]
[0034] -個運行周期內，各蓄熱室狀態如下表：
[0035]
[0036] 熱氧化室內襯采用陶瓷纖維，最外層W鋼板為保護層，蓄熱室采用蜂窩蓄熱陶瓷。 陶瓷材料可W是堇青石質、莫來石質、氧化娃質、剛玉莫來石質、致密堇青石、致密莫來石 等。
[0037] 氧化室連接燃氣管道且在氧化室設置起爐燃燒系統，起爐燃燒系統為分體式，由 程序控制器、點火變壓器、點火電極、光敏電阻、噴嘴組成。光敏電阻與點火系統（點火電機 和點火變壓器組成)通過化C控制系統實現聯鎖控制，熱氧化室還連接一個溫度檢測器，主 要是熱電偶，溫度檢測器通過化C控制系統與燃燒器(主要是噴嘴)實現聯鎖控制，每個蓄熱 室也設有溫度檢測器，每個蓄熱室的溫度檢測器設有多個熱電偶，每個熱電偶設置在蓄熱 室上下不同位置，用于檢測蓄熱室不同部位的溫度，蓄熱室溫度檢測器和氧化室的燃燒器 通過化C控制系統實現聯鎖控制，通過熱電偶反饋的溫度信號，PLC控制系統通過調節燃燒 器自動控制調節，蓄熱室與氣體分布室之間的氣動閥和蓄熱室與煙氣分布室之間的氣動閥 運件通過化C控制器實現聯鎖控制。PLC控制系統設有故障信號模塊，故障信號模塊與氣動 閥聯鎖控制。
[0038] 風機根據爐膛壓力另外配置，當燃燒器啟動后，燃燒器運行鎖定燈指示運行。當在 起爐運行過程中如出現意外焰火，光敏電阻檢測不到火焰，程序控制器自動停機、故障輸出 并運行鎖定，待延時解除鎖定后方可重新開始點火啟動程序。熱氧化室火焰檢知器與燃燒 器點火系統聯鎖控制，3秒不著火，電磁閥自動關閉，吹掃3分鐘后再點火。
[0039] 氣體分布室的廢氣進氣口處設有與化C控制系統連接的VOC檢測器。與熱氧化室連 通的燃氣管道上設有阻火器。在廢氣進口處設置有VOC檢測儀，當廢氣濃度達到爆炸下限 20%時，通過調節脫附廢氣管路閥口，確保系統安全，阻火器是用來阻止易燃氣體、液體的 火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全裝置。通常裝在輸送或排放易燃易爆氣體的儲罐和 管線上。
[0040] 本系統采用化C自動控制，設置有集中控制和就地控制，系統負責對廢氣處理設施 各動力設備實施供電和自動控制。對氧化處理設備中關鍵設備的運行狀態、關鍵點的溫度 和壓力加W監測。為保證廢氣處理系統的正常運行，本設計通過采集與傳輸溫度、壓力的參 數變化信號來達到自控氧化與自控聯鎖的安全保護功能。
[0041] 綜上所述，從熱氧化室直接抽取高溫煙氣進入熱換器，熱氧化室的煙氣溫度較高， 冷卻區的廢氣與煙氣換熱后可對再生區直接進行脫附，充分利用了多余熱量，溫度檢測器 與燃燒器聯鎖控制，可根據爐內溫度實時調節燃燒器進而調節爐內溫度，火焰檢知器檢測 爐內火焰是否焰滅，若焰滅，PLC控制系統控制點火系統繼續點火，氣體分布室是分廂進行 煙氣與廢氣反吹置換，廢氣進氣、煙氣排風分開單獨完成，切換時間利用反吹室的輪體功 能，保證提前或滯后設計錯開動作切換時間，保證全部廢氣都經過長時間，高溫、高端流旋 滿的"3T"原則的高溫氧化，保證絕無切換過程中的短時短路現象發生。
[0042]可W理解的是，W上關于本發明的具體描述，僅用于說明本發明而并非受限于本 發明實施例所描述的技術方案。本領域的普通技術人員應當理解，仍然可W對本發明進行 修改或等同替換，W達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種廢氣濃縮蓄熱氧化系統，包括沸石轉輪系統和蓄熱氧化系統，沸石轉輪處理區、 再生區和冷卻區，蓄熱氧化系統包括爐體和PLC控制系統，爐體內設有熱氧化室和三個蓄熱 室，氧化室連接燃氣管道且在氧化室設置燃燒器和燃燒器點火系統，沸石轉輪系統包括廢 氣風機，廢氣風機分別連接沸石轉輪的冷卻區和吸附區，沸石轉輪的吸附區連接煙肉，其特 征在于:沸石轉輪的再生區和脫附區連接一個廢氣預熱器，廢氣預熱器連結熱氧化室，脫附 風機連接廢氣預熱器和再生區。2. 根據權利要求1所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述爐體內還設有氣體 分布室和煙氣分布室，每個蓄熱室均通過氣動閥分別與氣體分布室和煙氣分布室連接，煙 氣分布室通過管道與煙肉連接，氣體分布室設有廢氣進氣口，蓄熱室與熱氧化室連通，煙氣 分布室和煙肉的連接管道上還連接一個反吹風機，反吹風機通過設有氣動閥的管道與每個 蓄熱室連接。3. 根據權利要求2所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述煙氣分布室與煙囪 的連接管道上還設置空氣換熱器，空氣換熱器上設有冷空氣進氣口和熱氣出口，熱氣出口 與沸石轉輪的再生區連接。4. 根據權利要求1所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述氧化室內設有火焰 檢知器，所述火焰檢知器與燃燒器點火系統通過PLC控制系統實現聯鎖控制，熱氧化室還連 接一個溫度檢測器，溫度檢測器通過PLC控制系統與燃燒器實現聯鎖控制。5. 根據權利要求4所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:還包括蓄熱室溫度檢測 器，蓄熱室溫度檢測器和氧化室的燃燒器通過PLC控制系統實現聯鎖控制。6. 根據權利要求5所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述蓄熱室溫度檢測器 內設有多個熱電偶，熱電偶在豎直方向間隔設置在蓄熱室內。7. 根據權利要求1所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述三個蓄熱室呈一字 型水平排列。8. 根據權利要求6所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:所述氣體分布室的廢氣 進氣口處設有與PLC控制系統連接的VOC檢測器。9. 根據權利要求1所述的廢氣濃縮蓄熱氧化系統，其特征在于:與熱氧化室連通的燃氣 管道上設有阻火器。
【文檔編號】B01D53/06GK105903313SQ201610369177
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】馮國宇
【申請人】江蘇三井環保股份有限公司