一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法与流程

本发明涉及挥发性有机化合物废气治理技术领域，具体涉及一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法。

背景技术：

工业排放的气态污染物是大气环境污染物的主要来源，其中挥发性有机化合物废气(VOCs)是对环境都具有严重危害作用的气态污染物，同时也是影响工作场所中操作人员的健康的职业病危害因素的来源，它广泛来源于油漆、涂料、涂装、润滑油、橡胶等化学工业。由于其对人体和自然环境的巨大破坏作用，国家出台了相关法律法规对其治理和排放进行严格控制。有机废气治理技术目前常用的处理方法有燃烧法、化学氧化法、化学吸收法、吸附法、生物法等。其中吸附法是一种常用的有机废气净化有效方法，是利用各种固体吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种传统的废气治理技术，也是目前应用最广的治理技术，但是吸附剂吸附VOCs饱和后，需要更换吸附剂，那么就需要停止生产来配合完成，而化工企业一般为连续生产，停车对正常生产的产品质量、成本影响非常大，为此需要能够满足连续生产所需的净化装置。中国发明专利（专利申请号为201210077796.1，专利名称为一种用于大风量VOCs废气治理的电热式净化滤芯）公开了一种用于大风量VOCs废气治理的电热式净化滤芯，包括围护结构和其内部装填的吸附床层，其特征在于：所述的电热式净化滤芯外观为进风面、出风面平行的箱式多面体结构，进风面、出风面为一层或多层的多孔筛板或筛网，所述的围护结构包括密封部分和上述的进风面、出风面；吸附床层由活性炭网眼布或多孔活性炭纤维布通过平面压紧叠加而成，吸附床层任意两个相对端面或与之接近位置设有电极A和电极B，可对吸附床层通入电流，吸附床层中设有电偶，在电热升温过程中测试吸附床层的温度；或者，所述的电热式净化滤芯外观为圆柱体，围护结构由内筒体、端盖和外筒体组成，内筒体和外筒体分别为进风面和出风面，内筒体是一端封闭的中空多孔圆柱体，其上紧密缠绕活性炭网眼布或多孔活性炭纤维布形成吸附床层，外筒体由一层或多层网状或多孔材料制成，以端盖为电极或在吸附床层上下端面或与之接近位置设置电极A和电极B，可对吸附床层通入电流，吸附床层中设置电偶，在电热升温过程中测试吸附床层的温度；所述的活性炭网眼布网眼形状为圆形、椭圆形或多边形，纵向任意相邻的两个孔的内径大于其孔壁，采用纵向紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层；或横向上任意相邻的两个孔的内径大于其孔壁，采用横向紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层；所述的多孔活性炭纤维布，孔的形状为圆形、椭圆形或多边形，纵向任意相邻的两个孔的内径大于其孔间距，采用纵向紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层；或横向上任意相邻的两个孔的内径大于其孔间距，采用横向紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层；或者，所述的多孔活性炭纤维布，孔的形状为长条形、X形、十字形、新月形、弧形、L形中的一种或多种，沿纵向成行循环出现，任意一孔与其相邻行中位置最接近的孔在纵横两个方向上的投影都有重合，采用纵向或横向紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层；或仅在横向上的投影有重合，且孔在横向上的投影长度大于横向相邻两孔间在纵向上的投影距离，或仅在纵向上的投影有重合，且孔在纵向上的投影长度大于纵向相邻两孔间在横向上的投影距离，采用纵向和横向交替紧密缠绕或平面压紧叠加的方式形成吸附床层。中国发明专利（专利申请号为201510779318.9，专利名称为一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法）公开了一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法，其特征在于：它是由分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮同轴、同直径对接而成的，所述蜂窝活性炭转轮位于VOCs进口侧，每个转轮上布设有吸附区、脱附区和冷却区，在两个转轮的对接处设置有隔离环，所述隔离环用于将两个转轮的吸附区、脱附区和冷却区隔开，并重新布风、降低风阻；所述分子筛转轮是通过喷涂、淋洗或浸渍的方式将VOCs吸附剂附着在蜂窝状的转轮体上得到的。

现有技术一针对大风量VOCs废气治理实际问题提出围护结构和进风面、出风面为一层或多层的多孔筛板或筛网装填的吸附床层的电热式净化滤芯技术解决方案，但是在吸附VOCs废气饱和后在正常生产中如何更换电热式净化滤芯没有提出解决方案；现有技术二针对VOCs废气治理实际问题提出采用分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮对VOCs废气吸附、脱附、浓缩、燃烧的技术解决方案，由于VOCs废气通常携带颗粒物，由于颗粒物为固体不能通过脱附、浓缩后经引风机抽离送往燃烧装置，只能在吸附剂（活性炭粉、涂层等）越集越多，最后堵塞净化装置，由上述的现有技术可知，未能在保证连续生产条件下持续净化VOCs废气提出完善的技术解决方案。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法，其特征是：

步骤一，首先在实验室收集模拟现场工况下吸附剂吸附VOCs废气至饱和的相关数据，可用1L的注射器从生产现场抽取废气样品，为使废气样品具有代表性，应间隔1小时持续抽取不低于8个废气样品，用天平称取100g吸附剂填充至空玻璃管内，空玻璃管一端接气袋，另一端接已采样的注射器，然后向填充了吸附剂的玻璃管匀速注入废气，观察玻璃管吸附剂填料变化，待2/3吸附剂填料长度有油渍出现时，按国标方法每注射1L废气样品就检测气袋内的气体浓度，最后根据国家标准允许排放的VOCs废气浓度判断吸附剂饱和点，获得吸附剂用量、VOCs废气浓度、总量之间的相关数据，据此作出工作曲线，为指导净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔设计提供依据。

步骤二，从吸附剂入口进入的吸附剂填料经安装在塔体顶部的犁耙分布，均匀摊播到转动的螺旋阶梯翅片上，螺旋阶梯翅片一端绕中心柱逐片螺旋台阶式安装固定，另一端由固定链固结，中心柱顶端由安装在塔体顶部的轴承座定位，底端与支撑架组件连接，支撑架组件定位安装在转盘体上在塔体内，塔体通过支撑柱固定在承台上，托辊组件安装在承台上，承托转盘体并使其绕塔体中心线转动，转盘体通过中心柱带动螺旋阶梯翅片转动，使吸附剂填料在塔体内螺旋向下输送至转盘体。

步骤三，VOCs废气从排渣转盘组件底部的VOCs废气进口进入，经布风塔组件均匀出风后在螺旋阶梯翅片的引导下螺旋上升，与吸附剂接触传质，经净化后的尾气经塔体组件的排气筒排放到大气中，同时VOCs废气经布风塔组件中的瓦栅间隙快速流出，能够把落下的吸附VOCs废气固体废气物沿基座斜面吹扫至转盘体，刮渣刀组件把固体废弃物经排渣口排出。

发明人发现，要解决连续生产条件下持续净化VOCs废气技术问题，需要把吸附剂填料持续不断与VOCs废气保持相际接触，并在饱和时及时脱离接触，可以把螺旋输送与塔反应工作原理有效的结合起来，利用螺旋输送能够很好解决密封条件下吸附剂持续移动和塔反应器有相际接触面积大、传质效率较高的优点，设计螺旋阶梯翅片塔用于净化VOCs废气。螺旋阶梯翅片绕中心柱螺旋台阶逐片螺旋台阶式安装固定，螺旋阶梯翅片之间的空隙供VOCs废气自下由上穿行流动，而吸附剂由塔体上端进入均匀摊播到转动的螺旋阶梯翅片上，在塔体内螺旋向下输送，与VOCs废气有效接触传质，可以根据VOCs废气的浓度，通过调整中心柱的转速和吸附剂的进料量，实现吸附剂的高效利用和持续净化VOCs废气的目标。

发明人发现，螺旋阶梯翅片对VOCs废气具有导流作用，VOCs废气从塔体下部进入，在螺旋阶梯翅片的引导下螺旋上升，实质上增加了VOCs废气在塔体内停留时间，从而增加了与吸附剂接触传质的时间，提高了吸附剂的净化效率的同时也使塔体设计高度降低，节约的净化装置的造价。

发明人发现，螺旋阶梯翅片塔实质上也是螺旋输送装置，能够把吸附VOCs废气的固体废弃物经排渣转盘组件排出，不会堵塞净化装置和增加通风阻力，降低了通风装置能耗。

发明人发现，VOCs废气经布风塔组件中的瓦栅间隙向塔体均匀布风，并经瓦栅间隙时流速较快，能够把落下的吸附VOCs废气固体废气物沿塔斜面吹扫至转盘体,不容易堵塞通风孔。

相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，把螺旋输送与塔反应工作原理有效的结合起来，利用螺旋输送能够很好解决密封条件下吸附剂持续移动和塔反应器有相际接触面积大、传质效率较高的优点，能够实现吸附剂填料持续不断与VOCs废气保持相际接触，并在饱和时及时脱离接触，解决连续生产条件下持续净化VOCs废气技术问题；第二，螺旋阶梯翅片绕中心柱螺旋台阶逐片螺旋台阶式安装固定，螺旋阶梯翅片之间的空隙供VOCs废气自下由上穿行流动，而吸附剂由塔体上端进入均匀摊播到转动的螺旋阶梯翅片上，在塔体内螺旋向下输送，与VOCs废气有效接触传质，可以根据VOCs废气的浓度，通过调整中心柱的转速和吸附剂的进料量，实现吸附剂的高效利用和持续净化VOCs废气的目标；第三，发明人发现，螺旋阶梯翅片塔实质上也是螺旋输送装置，能够把吸附VOCs废气的固体废弃物经排渣转盘组件排出，不会堵塞净化装置和增加通风阻力，降低了通风装置能耗；第四，螺旋阶梯翅片对VOCs废气具有导流作用，VOCs废气从塔体下部进入，在螺旋阶梯翅片的引导下螺旋上升，实质上增加了VOCs废气在塔体内停留时间，从而增加了与吸附剂接触传质的时间，提高了吸附剂的净化效率的同时也使塔体设计高度降低，节约的净化装置的造价；第五，VOCs废气经布风塔组件中的瓦栅间隙向塔体均匀布风，并经瓦栅间隙时流速较快，能够把落下的吸附VOCs废气固体废气物沿塔斜面吹扫至转盘体,不容易堵塞通风孔；第六，始终在密闭的装置中运行，避免了污染物的排放，并能够实现固体废弃物集中收集储存，为进一步有效利用了吸附VOCs废气固体废弃物的剩余热值，实现资源节约和减少污染物排放做了很好的基础工作。

附图说明

图1为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的主视结构示意图。

图2为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的俯视结构示意图。

图3为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的A局部放大结构示意图。

图4为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的B-B剖面结构示意图。

图5为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的C局部放大结构示意图。

图6为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的D局部放大结构示意图。

图7为一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法的E局部放大结构示意图。

1－排气筒 2－犁耙 3－吸附剂入口 4－螺旋阶梯翅片 5－固定链

6－中心柱 7－塔体 8－塔体组件 9－支撑柱 10－排渣转盘组件

11－托辊组件 12－布风塔组件 13－支撑架组件

14－VOCs废气进口 15－转盘体 16－刮渣刀组件 17－排渣口

18－轴承座 19－承台 20－瓦栅 21－基座。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔的使用方法，其特征是：

步骤一，首先在实验室收集模拟现场工况下吸附剂吸附VOCs废气至饱和的相关数据，可用1L的注射器从生产现场抽取废气样品，为使废气样品具有代表性，应间隔1小时持续抽取不低于8个废气样品，用天平称取100g吸附剂填充至空玻璃管内，空玻璃管一端接气袋，另一端接已采样的注射器，然后向填充了吸附剂的玻璃管匀速注入废气，观察玻璃管吸附剂填料变化，待2/3吸附剂填料长度有油渍出现时，按国标方法每注射1L废气样品就检测气袋内的气体浓度，最后根据国家标准允许排放的VOCs废气浓度判断吸附剂饱和点，获得吸附剂用量、VOCs废气浓度、总量之间的相关数据，据此作出工作曲线，为指导净化VOCs废气螺旋阶梯翅片塔设计提供依据。

步骤二，从吸附剂入口3进入的吸附剂填料经安装在塔体7顶部的犁耙2分布，均匀摊播到转动的螺旋阶梯翅片4上，螺旋阶梯翅片4一端绕中心柱6逐片螺旋台阶式安装固定，另一端由固定链5固结，中心柱6顶端由安装在塔体7顶部的轴承座18定位，底端与支撑架组件13连接，支撑架组件13定位安装在转盘体15上在塔体7内，塔体7通过支撑柱9固定在承台19上，托辊组件11安装在承台19上，承托转盘体15并使其绕塔体7中心线转动，转盘体15通过中心柱6带动螺旋阶梯翅片4转动，使吸附剂填料在塔体7内螺旋向下输送至转盘体15。

步骤三，VOCs废气从排渣转盘组件10底部的VOCs废气进口14进入，经布风塔组件12均匀出风后在螺旋阶梯翅片4的引导下螺旋上升，与吸附剂接触传质，经净化后的尾气经塔体组件8的排气筒1排放到大气中，同时VOCs废气经布风塔组件12中的瓦栅20间隙快速流出，能够把落下的吸附VOCs废气固体废气物沿基座21斜面吹扫至转盘体15，刮渣刀组件16把固体废弃物经排渣口17排出。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。