一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置

摘要

本发明提供了一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置，包括：废气经多级活性炭过滤器进行粗效过滤，粗效过滤完后经过光催化氧化反应，经过光催化氧化反应后经过分子筛进行二次过滤，二次过滤完毕后输入至缓冲罐，经缓冲罐蓄压后输入至变压吸附装置进行处理；所述变压吸附装置包括变压阀和吸附器组件；本申请利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异，以及吸附量随压力不同而变化的特性通过压力变换实现气体的分离吸附。在此期间，可在不同的加压下进行吸附，其加压的压力可以由两个方面形成控制，第一是进入变压阀废气浓度，第二是吸附器随吸附过程的吸附能力。

说明书

技术领域

本发明涉及中低浓度VOCS处理技术领域，特别是涉及一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置。

背景技术

中低浓度VOCS一般的处理采用的活性炭、分子筛或者光催化进行处理，光催化氧化技术是指通过光的作用形成化学反应，使挥发性有机废气中所含的有害物质不断转化为无害化合物，从而大大降低挥发性有机废气的污染。分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂，其孔径与一般分子大小相当，因此分子筛和活性炭一样具有良好的吸附作用，但是，通过上述的一种或者多种组合处理，不能将VOCS全部吸附，还有40%-50%的VOCS被释放掉。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供基于一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置，包括：

废气经多级活性炭过滤器进行粗效过滤，粗效过滤完后经过光催化氧化反应，经过光催化氧化反应后经过分子筛进行二次过滤，二次过滤完毕后输入至缓冲罐，经缓冲罐蓄压后输入至变压吸附装置进行处理；所述变压吸附装置包括变压阀和吸附器组件；

控制装置，所述控制装置基于浓度传感器采集缓冲罐中的浓度信号，基于所述浓度信号进行处理以获取浓度模拟信号，依据所述浓度模拟信号与设定浓度阈值进行比较，控制装置依据比较结果生成控制指令以控制进入变压阀的废气量，同时对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀下的喷管喷入至吸附器组件上设置的吸附器内。

进一步地，所述变压吸附装置具有：

变压阀，在变压阀的中间部设置有流道，在流道的下部设置有一喷管；

在变压阀一侧设置有第一加压管路，所述第一加压管路与流道连通，

在变压阀上还设置有加药管路，该加药管路与喷管的上部连通，且在加药管路上设置有第二加压管路；所述第二加压管路与所述加药管连通。

进一步地，所述吸附器组件包括吸附外壳，变压阀设置在吸附外壳上部，在所述吸附外壳内部设置有一转盘，在转盘上设置有多个吸附器，在所述转盘的底部设置有密封板，密封板将吸附壳体内部且位于下侧部分隔离成电气室，在所述电气室内伺服电机，该伺服电机与减速机连接，所述减速机通过联轴器与转盘连接。

进一步地，在密封板中间部设置有保护管，在保护管内设置有轴承座，减速机上的转动杆穿过轴承座与联轴器连接。

进一步地，所述第一加压管路与第一加压泵连接；

第二加压管与第二加压泵连接；

所述加药管与加药计量泵连接，加药计量泵与储药罐连接；

第一加压泵、第二加压泵以及加药计量泵分别于控制装置连接。

进一步地，所述吸附器具有：

圆柱形的吸附体，

在所述圆柱形的吸附体的上部设置有V型吸附口；

所述圆柱形的吸附体由V型吸附口向外是由疏到密的蜂窝孔构成。

进一步地，所述控制装置具有：

采集模块，用于连接浓度传感器采集缓冲罐中的浓度信号；

转化模块，用于将所述浓度信号转化为浓度模拟信号；

比对模块，用于将所述浓度模拟信号与设定浓度阈值进行比较，以形成一个比对结果；

控制指令生成模块，用于依据比较结果生成控制指令，所述控制指令包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号以及第四控制信号；

所述第一控制信号用于控制第六电磁阀开启，向所述变压阀内重入定量的废气；

所述第二控制信号用于控制第一加压泵对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力；

所述第三控制信号用于控制加药计量泵向加药管中给定定量吸附剂；

所述第四控制信号用于控制第二加压泵向加药管给定一个瞬时的第二加压压力，吸附剂在瞬时的第二加压压力下喷入至喷管内部。

进一步地，所述伺服电机在控制装置的控制下按照设定的功率转动，伺服电机的转动带动减速机转动，减速机带动转动杆转动，转动杆带动联轴器转动，联轴器带动转盘转动，转盘转动使得在每一次吸附后，自动使得下一吸附器转动到喷管的下部。

本申请中，利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异，以及吸附量随压力不同而变化的特性通过压力变换实现气体的分离吸附。在此期间，可在不同的加压下进行吸附，其加压的压力可以由两个方面形成控制，第一是进入变压阀废气浓度，第二是吸附器随吸附过程的吸附能力。 本申请中，对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀下的喷管喷入至吸附器组件上设置的吸附器内，吸附器在瞬时压力下被压入在圆柱形的吸附体内部。

为了达到更好的吸附效果，本申请中，圆柱形的吸附体上部设置有V型吸附口（上大下小），且沿V型吸附口由内向外所述圆柱形的吸附体是由疏到密的蜂窝孔组成。V型吸附口使得在瞬时压力下废气能够完全被容纳，由疏到密的蜂窝孔可以使得废气在瞬时压力下由内向外流动，由较密的外部先形成饱和吸附。

附图说明

以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

图1为本发明的系统原理图；

图2为本发明中变压吸附装置的结构示意图；

图3为本发明中吸附器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图3，本发明提供了一种中低浓度VOCS高饱和量吸附净化装置，包括：废气经多级活性炭过滤器进行粗效过滤，粗效过滤完后经过光催化氧化反应，经过光催化氧化反应后经过分子筛进行二次过滤，二次过滤完毕后输入至缓冲罐112，经缓冲罐112蓄压后输入至变压吸附装置进行处理；所述变压吸附装置包括变压阀117和吸附器组件119；

控制装置，所述控制装置基于浓度传感器采集缓冲罐112中的浓度信号，基于所述浓度信号进行处理以获取浓度模拟信号，依据所述浓度模拟信号与设定浓度阈值进行比较，控制装置依据比较结果生成控制指令以控制进入变压阀的废气量，同时对流入变压阀117内的废气在第一加压泵114的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀117下的喷管205喷入至吸附器组件上设置的吸附器206内，然后转动转盘207，使得下一吸附器移动至喷管的下部，完成下一轮的吸附。

本申请中利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异，以及吸附量随压力不同而变化的特性通过压力变换实现气体的分离吸附。在此期间，可在不同的加压下进行吸附，其加压的压力可以由两个方面形成控制，第一是进入变压阀废气浓度，第二是吸附器随吸附过程的吸附能力。 本申请中，对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀下的喷管喷入至吸附器组件上设置的吸附器内，吸附器在瞬时压力下被压入在圆柱形的吸附体内部。

在上述中，所述变压吸附装置具有：

变压阀体200，在变压阀体200的中间部设置有流道201，在流道201的下部设置有一喷管205；

在变压阀体200一侧设置有第一加压管路204，所述第一加压管路204与流道201连通，

在变压阀体200上还设置有加药管路203，该加药管路203与喷管205的上部连通，且在加药管路203上设置有第二加压管路202；所述第二加压管路202与所述加药管203连通。

所述吸附器组件包括吸附外壳，变压阀设置在吸附外壳上部，在所述吸附外壳内部设置有一转盘207，在转盘207上设置有多个吸附器206，在所述转盘的底部设置有密封板208，密封板208将吸附壳体内部且位于下侧部分隔离成电气室，在所述电气室内伺服电机212，该伺服电机212与减速机210连接，所述减速机210通过联轴器209与转盘207连接。在密封板208中间部设置有保护管211，在保护管211内设置有轴承座，减速机210上的转动杆穿过轴承座与联轴器连接。

所述第一加压管路204与第一加压泵114连接；第二加压管202与第二加压泵115连接；所述加药管与加药计量泵116连接，加药计量泵与储药罐117连接；第一加压泵、第二加压泵以及加药计量泵分别于控制装置连接。

在上述中，所述吸附器206具有：

圆柱形的吸附体300，在所述圆柱形的吸附体的上部设置有V型吸附口301；所述圆柱形的吸附体300由V型吸附口向外是由疏到密的蜂窝孔构成。

在上述中，为了达到更好的吸附效果，本申请中，圆柱形的吸附体上部设置有V型吸附口（上大下小），且沿V型吸附口由内向外所述圆柱形的吸附体是由疏到密的蜂窝孔组成。V型吸附口使得在瞬时压力下废气能够完全被容纳，由疏到密的蜂窝孔可以使得废气在瞬时压力下由内向外流动，由较密的外部先形成饱和吸附。

所述控制装置具有：

采集模块，用于连接浓度传感器采集缓冲罐中的浓度信号；

转化模块，用于将所述浓度信号转化为浓度模拟信号；

比对模块，用于将所述浓度模拟信号与设定浓度阈值进行比较，以形成一个比对结果；

控制指令生成模块，用于依据比较结果生成控制指令，所述控制指令包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号以及第四控制信号；

所述第一控制信号用于控制第六电磁阀开启，向所述变压阀内重入定量的废气；

所述第二控制信号用于控制第一加压泵对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力；

所述第三控制信号用于控制加药计量泵向加药管中给定定量吸附剂；

所述第四控制信号用于控制第二加压泵向加药管给定一个瞬时的第二加压压力，吸附剂在瞬时的第二加压压力下喷入至喷管内部。

进一步地，所述伺服电机在控制装置的控制下按照设定的功率转动，伺服电机的转动带动减速机转动，减速机带动转动杆转动，转动杆带动联轴器转动，联轴器带动转盘转动，转盘转动使得在每一次吸附后，自动使得下一吸附器转动到喷管的下部。

本申请的原理如下：中低浓度VOCS废气由处理管路100经过第一活性炭吸附罐102、第二活性炭吸附罐104、第三活性炭吸附罐106进行多级粗效过滤，在此过程中，第一电磁阀101、第二电磁阀103以及第三电磁阀105常开；粗效过滤后经过第四电磁阀107废气被输送至光催化反应装置108，该光催化反应装置108具有多级光催化组件，光催化氧化使得表面具有挥发性的有机化合物可以发生氧化还原反应，催化剂的光催化特性在特定波长的光线条件下使得有机化合物最终氧化成水、二氧化碳和无机小分子物质。使用UV紫外线光束使得具有挥发性分子链结构的二甲苯、甲苯、苯等都裂开了,这样的分子链和高分子化合物转化成低分了化合物,例如水和二氧化碳。由于在光催化氧化过程中产生了水汽，因此在后续的步骤中增加了分子筛进行二次过滤，二次过滤的目的在于使得废气中的有机物和水汽被再次吸附，为了增加吸附效果，在光催化反应装置108和分子筛吸附罐110之间还设置有增压泵111，（光催化反应装置108和分子筛吸附罐110之间的第五电磁阀109常开）。

二次过滤完毕后输入至缓冲罐，经缓冲罐蓄压后输入至变压吸附装置进行处理所述控制装置基于浓度传感器采集缓冲罐中的浓度信号，基于所述浓度信号进行处理以获取浓度模拟信号，依据所述浓度模拟信号与设定浓度阈值进行比较，控制装置依据比较结果生成控制指令以控制进入变压阀的废气量，同时对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀下的喷管喷入至吸附器组件上设置的吸附器内，然后转动转盘，使得下一吸附器移动至喷管的下部，完成下一轮的吸附，其保证每一次的变压吸附都是由独立的吸附器进行，变换吸附器给了上一吸附器足够的吸附时间，使得吸附过程更加高效。本申请的原理是利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异，以及吸附量随压力不同而变化的特性通过压力变换实现气体的分离吸附。在此期间，可在不同的加压下进行吸附，其加压的压力可以由两个方面形成控制，第一是进入变压阀废气浓度，第二是吸附器随吸附过程的吸附能力。 本申请中，对流入变压阀内的废气在第一加压泵的加压下使得废气具有一个瞬时的第一加压压力，废气与定量的吸附剂在瞬时的第一加压压力下充分混合并由变压阀下的喷管喷入至吸附器组件上设置的吸附器内，吸附器在瞬时压力下被压入在圆柱形的吸附体内部。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。