全文摘要
本实用新型公开了一种用于voc吸附的单元化反应系统，包括蒸汽脱附系统、吸附系统和冷凝收集系统，蒸汽脱附系统包括蒸汽发生器，吸附系统包括下底座、上顶盖、串联在下底座和上顶盖之间的多个吸附单元，下底座开设有废气入口和蒸汽出口，上顶盖开设有尾气出口和蒸汽入口，冷凝收集系统包括螺旋板冷凝器和冷凝收集罐，蒸汽发生器通过主蒸汽管道与上顶盖的蒸汽入口相连，下底座的蒸汽出口经螺旋板冷凝器与冷凝收集罐相连。本实用新型采用单元化吸附系统，安装方便、吸附性能好、操作方便、运行成本低。
主设计要求
1.一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：包括蒸汽脱附系统、吸附系统和冷凝收集系统，蒸汽脱附系统包括蒸汽发生器，吸附系统包括下底座、上顶盖、串联在下底座和上顶盖之间的多个吸附单元，下底座开设有废气入口和蒸汽出口，上顶盖开设有尾气出口和蒸汽入口，冷凝收集系统包括螺旋板冷凝器和冷凝收集罐，蒸汽发生器通过主蒸汽管道与上顶盖的蒸汽入口相连，下底座的蒸汽出口经螺旋板冷凝器与冷凝收集罐相连，吸附单元包括笨乙烯聚合物吸附填料、吸附单元内框、吸附单元外盖板和保温棉，吸附单元内框为上下开口的盒体结构，笨乙烯聚合物吸附填料设置在吸附单元内框中，吸附单元外盖板安装在吸附单元内框外壁，以将保温棉夹持在吸附单元内框和吸附单元外盖板之间。
设计方案
1.一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：包括蒸汽脱附系统、吸附系统和冷凝收集系统，蒸汽脱附系统包括蒸汽发生器，吸附系统包括下底座、上顶盖、串联在下底座和上顶盖之间的多个吸附单元，下底座开设有废气入口和蒸汽出口，上顶盖开设有尾气出口和蒸汽入口，冷凝收集系统包括螺旋板冷凝器和冷凝收集罐，蒸汽发生器通过主蒸汽管道与上顶盖的蒸汽入口相连，下底座的蒸汽出口经螺旋板冷凝器与冷凝收集罐相连，吸附单元包括笨乙烯聚合物吸附填料、吸附单元内框、吸附单元外盖板和保温棉，吸附单元内框为上下开口的盒体结构，笨乙烯聚合物吸附填料设置在吸附单元内框中，吸附单元外盖板安装在吸附单元内框外壁，以将保温棉夹持在吸附单元内框和吸附单元外盖板之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的下底座内设置有布风板，布风板位于废气入口的上方。
3.根据权利要求1所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的主蒸汽管道上沿流向依次设有蒸汽压力计、球阀、压力调节阀、流量计、球阀和蒸汽压力计，且压力调节阀与流量计的距离不少于500mm。
4.根据权利要求3所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的主蒸汽管道上位于两个蒸汽压力计之间还并接一条带球阀的支路。
5.根据权利要求1所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的冷凝收集系统还包括两个并联在螺旋板冷凝器与冷凝收集罐之间的螺旋管换热器。
6.根据权利要求1所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的冷凝收集罐的出气口连接到下底座的废气入口。
7.根据权利要求2所述的一种用于voc吸附的单元化反应系统，其特征在于：所述的布风板和吸附单元内框采用不锈钢材质制成。
设计说明书
技术领域
实用新型涉及挥发性有机化合物的处理领域，具体涉及一种用于voc吸附的单元化反应系统。
背景技术
在石油加工、化学合成、制药、油漆制造、喷漆、印刷、合成板材、涂层、电子产品清洗等行业的生产中经常排放挥发性有机物(volatile organic compounds,VOC)，VOC种类繁多，主要包括烃类、醇类、醚类、醛类、酚类、脂类、脂肪酸类、胺类以及有机卤系衍生物等，具有污染面广、有毒、有恶臭、排放量大的特点。
VOC废气的治理方法在作为选择时要根据气体的性质、处理量、当地环境卫生要求和经济情况等具体情况而定。常见的VOC废气治理方法有：燃烧法、吸附法、等离子法、光分解法等。燃烧法是通过燃烧把废气中有害可燃组分经氧化生成CO2和H2O，主要装置有：燃烧器、燃烧室。该方法去除率高、设备简单，但能耗大，投资和运行费用高。吸附法是利用多孔性材料对含VOC的废气进行吸附处理，从而达到消除有害物的目的；主要装置有预处理单元、吸附单元、冷却单元、控制单元、安全装置单元、再生装置；该方法对废气净化彻底，吸附设备简单，处理效率高，但处理设备庞大，对吸附剂的要求较高。等离子法是通过高压放电形式，产生大量高能电子，从而破坏VOC中的化学键，最终生成CO2和H2O；主要装置为等离子体反应器；该方法设备装置简单，但能耗高，降解率低，且产生大量中间态污染物。光分解法是在一定波长的光照射或者利用某些催化剂的光催化特性，使有机物被分解；由于材料的限制，高能光子大多被灯管材料吸收，穿透玻璃的高能光子有限，故能效利用率低，去除效率一般，且产生大量中间态污染物。
实用新型内容
本实用新型的目的是一种用于voc吸附的单元化反应系统，以解决现有的VOC吸附装置所采用的活性炭再生能力差，沸石分子筛吸附容量小，设备生产复杂，装置运输、安装不方便等技术难题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种用于voc吸附的单元化反应系统，包括蒸汽脱附系统、吸附系统和冷凝收集系统，蒸汽脱附系统包括蒸汽发生器，吸附系统包括下底座、上顶盖、串联在下底座和上顶盖之间的多个吸附单元，下底座开设有废气入口和蒸汽出口，上顶盖开设有尾气出口和蒸汽入口，冷凝收集系统包括螺旋板冷凝器和冷凝收集罐，蒸汽发生器通过主蒸汽管道与上顶盖的蒸汽入口相连，下底座的蒸汽出口经螺旋板冷凝器与冷凝收集罐相连，吸附单元包括笨乙烯聚合物吸附填料、吸附单元内框、吸附单元外盖板和保温棉，吸附单元内框为上下开口的盒体结构，笨乙烯聚合物吸附填料设置在吸附单元内框中，吸附单元外盖板安装在吸附单元内框外壁，以将保温棉夹持在吸附单元内框和吸附单元外盖板之间。
作为本实用新型的一种改进：所述的下底座内设置有布风板，布风板位于废气入口的上方。
作为本实用新型的一种改进：所述的主蒸汽管道上沿流向依次设有蒸汽压力计、球阀、压力调节阀、流量计、球阀和蒸汽压力计，且压力调节阀与流量计的距离不少于500mm。
作为本实用新型的一种改进：所述的主蒸汽管道上位于两个蒸汽压力计之间还并接一条带球阀的支路。
作为本实用新型的一种改进：所述的冷凝收集系统还包括两个并联在螺旋板冷凝器与冷凝收集罐之间的螺旋管换热器。
作为本实用新型的一种改进：所述的冷凝收集罐的出气口连接到下底座的废气入口。
作为本实用新型的一种改进：所述的布风板和吸附单元内框采用不锈钢材质制成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、吸附系统采用单元化设计，使得运输和设备安装更加便捷、更节省成本，当改变设备的工况时也可以更加便捷地增加或减少吸附单元。
2、吸附单元外盖板采用分体设计，在生产的过程中更加的简便与成批量生产，使得生产成本大大下降
3、吸附填料采用苯乙烯聚合物，在吸附性能与脱附性能上得到了很大的提升。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的吸附单元的结构示意图，其中，笨乙烯聚合物吸附填料为示出；
附图标记说明：1-下底座；2-吸附单元；3-上顶盖；4-废气入口；5-蒸汽出口；6-布风板；7-尾气出口；8-蒸汽入口；9-防爆风机；10-蒸汽发生器；11-蒸汽压力计；12-球阀；13-压力调节阀；14-流量计；15-螺旋板冷凝器；16-螺旋管换热器；17-冷凝收集罐；18-泵；21-吸附单元内框；22-吸附单元外盖板；23-保温棉；24-支撑板。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种用于voc吸附的单元化反应系统，包括蒸汽脱附系统、吸附系统和冷凝收集系统。
吸附系统包括下底座1、吸附单元2和上顶盖3。吸附单元2为多个，依次串联在下底座1和上顶盖3之间，下底座1开设有废气入口4和蒸汽出口5，上顶盖3开设有尾气出口7和蒸汽入口8，下底座1位于废气入口4上方设置有布风板6。尾气出口7连接一个防爆风机9，将预处理过的VOC废气从下底座的废气入口4抽入吸附系统，流经布风板6，使VOC废气在吸附系统中更加均匀的分布，然后进入装填有笨乙烯聚合物吸附填料的吸附单元进行吸附VOC，最后经尾气出口7排出。
吸附单元2包括笨乙烯聚合物吸附填料、吸附单元内框21、吸附单元外盖板22和保温棉23。吸附单元内框21为上下开口的盒体结构，本实施例为矩形结构，笨乙烯聚合物吸附填料设置在吸附单元内框21中，苯乙烯聚合物填料可以是颗粒状、蜂窝状或空心柱状，吸附单元内框21内壁设有多个向内伸出的支撑板24，当采用蜂窝状或空心柱状时，可以直接放置在支撑板24上，如果为颗粒状时，支撑板24上就要先放置不锈钢筛网。保温棉23设置在吸附单元内框21和吸附单元外盖板22之间，防止吸附单元2的热量散失。吸附单元外盖板22采用分体式设计，通过螺栓固定在吸附单元内框21的外壁，吸附单元外盖板22的螺丝孔用塑料螺丝孔封盖密封，组成一个独立的吸附单元。
为了提高吸附系统的防腐性能，布风板6、吸附单元内框21采用不锈钢材质。另外，吸附系统可按照实际工作情况设置为多个，通过管道和阀门并联，吸附单元2的数量，吸附单元内框21和吸附单元外盖板22的尺寸也按照实际的工作情况来决定。
蒸汽脱附系统包括蒸汽发生器10、一条连通蒸汽发生器10与蒸汽出口5的主蒸汽管道和一条并联在主蒸汽管道的支路。主蒸汽管道沿流向依次设有蒸汽压力计11、球阀12、压力调节阀13、流量计14、球阀12和蒸汽压力计11，且压力调节阀13与流量计14的距离不少于500mm，压力调节球阀13的压力是按照VOC的沸点来设定。支路上设有一个球阀12，且两端并联在两个蒸汽压力计11之间。
冷凝收集系统包括一个螺旋板冷凝器15、两个螺旋管换热器16、一个冷凝收集罐17以及相应的连接管道和阀门，螺旋板冷凝器15的热端入口与吸附系统的蒸气出口相连，螺旋板冷凝器15的热端出口分成两路，分别通过一个螺旋管换热器16后与冷凝收集罐17相连，冷凝收集罐17内的液体通过泵18排出，气体则通过管道连接到下底座1的废气入口4进行再次处理。
本实用新型的工作过程如下：
开启防爆风机9，将预处理过的VOC废气从下底座1的废气入口4抽入吸附系统，流经布风板6，使VOC废气在吸附系统中更加均匀的分布，然后进入装填有笨乙烯聚合物吸附填料的吸附单元进行吸附VOC，最终在上顶盖3的尾气出口7排出。当填料吸附饱和后，关闭废气入口4和尾气出口7，打开主蒸汽管路上的所有球阀12和冷凝收集系统的进口碟阀，开启蒸汽发生器10。蒸汽的压力达到压力调节阀13的设定压力时，带压蒸汽从吸附系统上顶盖3的蒸汽入口8进入，使吸附单元里的笨乙烯聚合物填料进行带压脱附，脱附出来带有VOC的蒸汽从吸附系统下底座1的蒸汽出口5流入冷凝收集系统。流入冷凝收集系统带有VOC的蒸汽先通过第一级冷凝的螺旋板冷凝器15，使一部分带有VOC的蒸汽发生相变。发生了相变的蒸汽流入第二级冷凝的螺旋管换热器16(图中下方的螺旋管换热器16)进行降温，最后流入冷凝收集罐17，而未发生相变的蒸汽通入到上方并联的螺旋管换热器16使其再次发生相变，最后流入到冷凝收集罐17。
下面举实例说明本实用新型对VOC的处理效果：
处理浓度为460mg\/m3的乙酸乙酯废气：
打开尾气出口7的防爆风机9，将预处理过的乙酸乙酯废气，流量为1000m3<\/sup>\/h，每个吸附单元的高度为20cm，面积为250cm2<\/sup>，使用4个的吸附单元，气体通过吸附单元截面的风速为2m\/s。连续运行4h，净化后气体出口乙酸乙酯的浓度为20mg\/m3<\/sup>，吸附剂对废气中乙酸乙酯的脱除率达到了95％，吸附量为3.52kg。
关闭废气入口4和尾气出口7的阀门，打开主蒸汽管路的所有球阀和冷凝收集系统的进口碟阀，压力调节阀13的压力设置为0.3mpa，开启蒸汽发生器10。待蒸汽压力达到0.3mpa时，压力调节阀13开启，带压的蒸汽通入吸附单元进行脱附，此时测得冷凝收集系统的进口处浓度为1840mg\/m3<\/sup>。一小时过后，冷凝收集系统的进口处浓度为0mg\/m3<\/sup>，脱附完成。在整个脱附过程中，冷凝收集罐17中共收集到3150ml的乙酸乙酯。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920110561.5
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209735266U
授权时间:20191206
主分类号:B01D53/04
专利分类号:B01D53/04;B01D5/00
范畴分类:23A;
申请人:广东龙贲环境设计院有限公司;广州市环境保护设备厂有限公司
第一申请人:广东龙贲环境设计院有限公司
申请人地址:528313 广东省佛山市顺德区陈村镇赤花居委会广隆工业园兴业4路18号顺联机械城22座三层311房
发明人:龙陈涛;刘迎伟;曾思泉;钟润洪;黄荣贵
第一发明人:龙陈涛
当前权利人:广东龙贲环境设计院有限公司;广州市环境保护设备厂有限公司
代理人:周友元;黄培智
代理机构:44001
代理机构编号:广州科粤专利商标代理有限公司 44001
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计