基于电加热的吸附消解式VOC脱除装置的制作方法

基于电加热的吸附消解式voc脱除装置
技术领域
1.本发明涉及挥发性有机物处理技术领域，尤其涉及基于电加热的吸附消解 式voc脱除装置。


背景技术：

2.挥发性有机物(voc)是我们生活当中广泛存在的物质，它不仅污染环境， 更危害人体健康。在我们日常生活当中，工业排放如化工厂排出的工艺尾气、 废弃物焚烧的烟气中就含有多种voc；机动车排放的尾气中含有未完全燃烧的 烃类物质。室内装饰、装修材料如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板 等，常温下可以释放出甲苯、苯、二甲苯等多种挥发性有机化合物。日常使用 的化妆品、杀虫剂、各种洗涤剂也会向大气中排放voc。可见，voc的来源十分 广泛，而且它不单污染环境，还危害人体健康，因此挥发性有机物污染治理是 大气污染防治工作的重要内容之一。
3.目前voc的主要处理方式有热分解法和吸附法，其中热分解法即直接火焰 燃烧和催化燃烧，此种方式主要用于voc浓度较高的工业烟气场合，因此这种 方式的使用场合较为限制，想要普及应用较为困难；另外吸附法主要适用于低 浓度、高通量的有机废气，但吸附剂的再生过程较复杂。此外还有生物处理法、 变压吸附分离与净化技术、蓄热式热氧化器以及冷凝回收法等，但此类处理方 法的工序比较复杂，投资和运行成本均较高，使用局限性较大。


技术实现要素：

4.为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种基于电加热的吸附消 解式voc脱除装置，包括相连的盖板室和催化剂室；
5.所述催化剂室包括催化剂模块，所述催化剂模块包括若干催化剂层；
6.所述盖板室包括可旋转的盖板，所述盖板包括密闭区和流通区，待处理气 体经由流通区进入对应的催化剂层，密闭区阻隔气体进入对应的催化剂层；
7.催化剂模块具有两种工作模式，包括常温模式和加热模式，在常温模式时， 催化剂层吸附待处理气体中的voc；在加热模式时，催化剂层所吸附的voc进 行消解处理；
8.还包括防尘网，所述催化剂室相对盖板室的另一端设有防尘网。
9.采用以上技术方案，所述盖板为圆形，在所述圆形盖板上从中心轴开始分 为不同的扇形区，扇形区包括密闭区和流通区。
10.采用以上技术方案，所述密闭区所在的扇形角度为45
‑
90
°
，所述流通区所 在的扇形角度为270
‑
315
°
。
11.采用以上技术方案，所述盖板室包括第一驱动组件，所述第一驱动组件连 接所述盖板，第一驱动组件带动盖板旋转。
12.采用以上技术方案，单个所述催化剂层内设有催化剂，催化剂包括活性金 属和多孔载体。
13.采用以上技术方案，活性金属为过渡金属元素或贵金属元素；多孔载体为 分子筛或多孔材料。
14.采用以上技术方案，所述催化剂模块包括电加热元件和测温元件，电加热 元件设于催化剂层内，催化剂层的壁面上设有测温元件。
15.采用以上技术方案，所述催化剂模块包括加热控制组件，所述加热控制组 件连接催化剂层。
16.采用以上技术方案，还包括抽风室和风罩，所述抽风室连接盖板室，所述 抽风室相对盖板室的另一端连接风罩，所述抽风室包括抽风机和用于驱动抽风 机工作的第二驱动组件。
17.采用以上技术方案，所述抽风室与盖板室之间设有防尘网。
18.本发明的有益效果：本发明利用催化剂模块的两种工作模式，实现了常温 模式下的voc吸附和加热模式下的voc消解，大大提高了voc脱除率，voc脱 除率可达到80％
‑
95％，脱除效果显著，同时利用气体的流通在催化剂室进行分 区脱除处理，能够明显增加气体与催化剂层的接触面积，并且实现催化剂的不 停机更换，工作效率高，该装置整体结构简单，成本低廉，可以用于印染、喷 漆厂房等分散源的voc脱除，易于普及。
附图说明
19.图1是本发明的结构示意图。
20.图2是本发明盖板的结构示意图。
21.图3是本发明催化剂室的结构示意图。
22.图4是图3上a部的局部放大示意图。图5是本发明催化剂模块的结构示意图。
23.图中标号说明：1、盖板室；11、盖板；111、流通区；112、密闭区；12、 第一驱动组件；2、催化剂室；21、催化剂模块；211、催化剂层；212、电加热 元件；213、测温元件；214、加热控制组件；3、抽风室；31、抽风机；32、第 二驱动组件；4、风罩；5、防尘网。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。
25.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相 同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施 例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也 可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作 用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在 本发明中的具体含义。
27.实施例1
28.参照图1和图2所示，本发明实施例1提供一种基于电加热的吸附消解式 voc脱除
装置，包括相连的盖板室1和催化剂室2，其中催化剂室2包括催化剂 模块21，催化剂模块21包括若干催化剂层211，若干催化剂层211的设置相当 于在催化剂室2进行分区；盖板室1包括可旋转的盖板11，盖板11包括密闭 区112和流通区111，待处理气体经由流通区111进入对应的催化剂层211，密 闭区112阻隔气体进入对应的催化剂层211，利用气体的流通在催化剂室2进 行分区脱除处理，能够明显增加气体与催化剂层211的接触面积。
29.具体的，催化剂层211内设有催化剂，催化剂包括活性金属和多孔载体， 其中活性金属可以为cu、fe、ni、mn等过渡金属元素，或者为pt、pb、ir、 ag等贵金属元素；另外多孔载体可采用zsm
‑
5、bea、h
‑
β等分子筛、或者活性 炭、活性焦、ceo2、sio2、tio2、al2o3等多孔材料。
30.具体的，盖板11的形状优选圆形，圆形盖板11从中心轴开始分为不同的 扇形区，扇形区包括密闭区112和流通区111，其中密闭区112所在的扇形角 度为45
‑
90
°
，流通区111所在的扇形角度为270
‑
315
°
，优选的，密闭区112 所在的扇形角度为90
°
，流通区111所在的扇形角度为270
°
，此时盖板11的结 构示意图详见图3所示。例如催化剂室2设有16个催化剂层211，那么流通区 111对应12个催化剂层211，密闭区112对应4个催化剂层211，这时候待处 理气体经由盖板11的流通区111会进入对应的12个催化剂层211，能够明显 增加气体与催化剂层211的接触面积，此时密闭区112对应的4个催化剂层211 不工作，因此我们可以对该4个催化剂层211进行维护和更换，从而实现不停 机更换，相较于传统的停机更换催化剂而言，本发明能够显著的提高工作效率， 提高企业经济效益。
31.当然也可以采用轮流的工作方式，优选地，能够采用如下的工作方式：继 续上面的例子，在12个催化剂层211工作结束后，旋转盖板11，使得盖板11 的流通区111对应其他的12个催化剂层211(其中有4个催化剂层211是原来 对应盖板11的密闭区112，通过旋转盖板11使得该4个催化剂层211对应盖 板11的流通区111)，从而实现16个催化剂层211的轮流工作，即将对应密 闭区112的4个催化剂层211转到对应流通区111，将对应流通区111的4个 催化剂层211转到对应密闭区112。因为催化剂长时间不停歇使用会造成吸附 效果变差的问题，这时候将16个催化剂层211轮流使用，能够极大幅度延长的 催化剂的使用寿命。实践中发现，本发明可以使每个催化剂的使用寿命提高2～3 倍。
32.本实施例在这里对催化剂层211数量的举例说明不是对本发明的限制，在 实际使用时，还可以选择其他数量的实施例，本发明不以此为限制。
33.还有盖板11室1包括第一驱动组件12，第一驱动组件12连接盖板11，第 一驱动组件12带动盖板11旋转。例如第一驱动组件12可以为旋转皮带、电机 和其他传动元件，电机、旋转皮带、其他传动元件和盖板11构成旋转结构，优 选的，转速为0.1
‑
1转/分钟，用于实现盖板11的旋转动作。当然还可以是其 他结构的第一驱动组件12，本发明不以此为限制。
34.催化剂室2竖直装载有催化剂模块21，催化剂模块21具有两种工作模式， 包括常温模式和加热模式，在常温模式时，催化剂层211吸附待处理气体中的 voc；在加热模式时，催化剂层211所吸附的voc进行消解处理，实现voc的高 效、低成本以及分布式脱除。具体的，催化剂模块21包括电加热元件212、测 温元件213和加热控制组件214，优选的，电加热元件212优选加热丝，测温 元件213优选热电偶，加热丝设于催化剂层211内，催化剂层211的壁面上设 有热电偶。常温模式时，催化剂内的加热丝不工作，催化剂温度为室温；在加 热模式时，加热丝通电加热，催化剂层211的温度由热电偶及相应的加热控制 组件214控
制，一般不超过200℃。催化剂层211可以为板式或蜂窝状。
35.常温模式时，催化剂内的加热丝不工作，催化剂温度为室温，催化剂吸附 所处理气体中的voc，并将其存储于催化剂内；加热模式时，催化剂内的加热 丝通电加热，催化剂所吸附的voc与氧气反应，生成二氧化碳和水，实现voc 的消解，利用催化剂模块21的两种工作模式，实现了常温模式下的voc吸附和 加热模式下的voc消解，大大提高了voc脱除率，voc脱除率可达到80％
‑
95％， 脱除效果显著。
36.还有催化剂模块21的两种工作模式与盖板11的旋转相匹配，常温模式时， 相应位置的催化剂层211对应盖板11的流通区111，让气体通过常温模式的催 化剂，以利于气体中voc的吸附；加热模式时，相应位置的催化剂层211对应 盖板11的密闭区112，密闭区112可阻隔气体，使对应的催化剂区域不流通气 体，减少催化剂加热过程中的热量损耗，利用气体的流通与加热过程的匹配， 降低了加热的能耗，降低企业成本。
37.本装置除了催化剂室2和盖板室1之外，还包括抽风室3和风罩4，抽风 室3连接盖板室1，抽风室3相对盖板室1的另一端连接风罩4，抽风室3包括 抽风机31和用于驱动抽风机31工作的第二驱动组件32。其中风罩4为圆锥形 罩口，用于集中所需处理的含voc气体，抽风室3将待处理的气体抽入催化剂 室2。
38.包括防尘网5，抽风室3与盖板室1之间以及催化剂室2相对盖板室1的 另一端均设有防尘网5。具体的，其中抽风室3与盖板11室1之间设有防尘网 5，用于过滤气体中的细尘，以免阻塞催化剂；另外催化剂室2相对盖板11室 1的另一端设有防尘网5，用于过滤处理后的洁净气体。防尘网5可以为纱网。
39.实施例2
40.本发明实施例2提供一种基于电加热的吸附消解式voc脱除方法，包括：
41.在步骤101中，待处理气体被抽至盖板11室1，气体经由盖板11的流通 区111进入相应的催化剂层211。
42.在步骤102中，气体进入常温模式的催化剂层211，催化剂层211吸附气 体中的voc。
43.示例地，常温模式时，催化剂内的加热丝不工作，催化剂温度为室温，催 化剂吸附所处理气体中的voc，并将其存储于催化剂内。
44.在步骤103中，催化剂层211进入加热模式，对催化剂层211所吸附的voc 进行消解处理。
45.示例地，加热模式时，催化剂内的加热丝通电加热，催化剂所吸附的voc 与氧气反应，生成二氧化碳和水，实现voc的消解，而且在加热模式时，相应 的催化剂层211对应盖板11的密闭区112，使得相应的催化剂层211不流通气 体，减少催化剂加热过程中的热量损耗，利用气体的流通与加热过程的匹配， 降低了加热的能耗，降低企业成本。
46.本发明利用催化剂层的两种工作模式，实现了常温模式下的voc吸附和加 热模式下的voc消解，大大提高了voc脱除率，voc脱除率可达到80％
‑
95％，脱 除效果显著，该装置整体结构简单，成本低廉，可以用于印染、喷漆厂房等分 散源的voc脱除，易于普及。
47.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的 保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或 变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。