一种涂装VOCs回收装置的制作方法

一种涂装vocs回收装置
技术领域
1.本发明涉及环保技术领域，具体为一种涂装vocs回收装置。


背景技术：

2.涂装行业中的喷漆与烘干工艺段均产生大量含vocs的有机废气，直接排放的话会影响到操作者以及工作人员的身体健康和生态环境。
3.目前常见的vocs方处理可分为2类，其一是非破坏性的回收技术，例如吸附、吸收、冷凝和膜分离等，较具代表性的为吸附；其二是破坏性的销毁技术，例如燃烧、生物降解、低温等离子、光氧催化等，较具代表性的为燃烧。vocs虽具危害性，但同时也是一种重要的工业资源，因此将其回收符合国家资源循环利用和碳达峰碳中和的战略目标。通过活性炭吸附浓缩结合冷凝法回收是目前常见的工业vocs回收方法，但涂装行业vocs排放浓度低，风量大，采用活性炭吸附浓缩结合冷凝法回收的能耗仍非常高，即使采用沸石转轮先进行浓缩，但也同时带来了沸石转轮脱附的高能耗问题。此外，涂装行业中的烘干工艺段排放的vocs温度高，不利于吸附，为此，基于涂装行业不同工艺段的vocs排放特性，我们提出一种涂装vocs回收装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种涂装vocs回收装置，以解决背景技术中需要解决的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种涂装vocs回收装置，包括vocs燃烧炉、沸石转轮、烟囱和vocs闭式回收系统，所述烘干室的排气一端通过烘干排气第一连接管与用于处理涂装高温烘干排气的vocs燃烧炉入口固定连通，所述vocs燃烧炉排气口通过烘干排气第二连接管与用于处理涂装低温喷漆排气的沸石转轮的脱附区固定连通，所述沸石转轮的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管与vocs闭式回收系统的活性炭吸附器吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器吸附出口通过烘干排气第四连接管与第一吸附风机固定连通，所述第一吸附风机出口通过烘干排气第五连接管与烟囱固定连通。
6.涂装行业vocs排放浓度低，风量大，采用活性炭吸附浓缩结合冷凝法回收的能耗仍非常高，即使采用沸石转轮先进行浓缩，但同时带来了沸石转轮脱附的高能耗问题。此外，涂装行业中的烘干工艺段排放的vocs温度高，不利于吸附，本发明可用于涂装行业的高温烘干排气和低温喷漆排气的vocs的净化与回收，针对高温的烘干排气，采用vocs燃烧炉进行处理，可降低气体加热能耗；针对低温低浓度的喷漆排气，采用沸石转轮进行处理，并利用vocs燃烧炉高温烟气进行脱附浓缩，可大幅降低沸石转轮的脱附能耗；针对沸石转轮浓缩后的高浓度vocs，采用vocs闭式回收系统进行冷凝回收，有效降低有机溶剂的回收能耗，实现有机溶剂的循环利用和减污降碳协同增效。
7.优选的，还包括喷漆室，所述喷漆室的排气一端与喷漆排气第一连接管固定连通，所述喷漆排气第一连接管的另一端与沸石转轮吸附区固定连通，所述沸石转轮吸附区通过
喷漆排气第二连接管固定连通有第二吸附风机，所述第二吸附风机的出口一端通过喷漆排气第三连接管与烟囱固定连通。
8.优选的，所述vocs闭式回收系统包括活性炭吸附器、脱附风机、氮气加热器、气气换热器、vocs冷凝器和溶剂储罐，所述沸石转轮的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管与活性炭吸附器吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器吸附出口通过烘干排气第四连接管与第一吸附风机固定连通，所述活性炭吸附器的脱附出口通过脱附第一连接管与气气换热器热侧入口固定连通，所述气气换热器热的热侧出口通过脱附第二连接管与vocs冷凝器入口固定连通，所述vocs冷凝器的出口通过脱附第三连接管与气气换热器冷侧入口固定连通，所述气气换热器冷侧出口通过脱附第四连接管与氮气加热器固定连通，所述氮气加热器出口通过脱附第五连接管与脱附风机固定连通，所述脱附风机出口通过脱附第六连接管与活性炭吸附器脱附入口固定连通。
9.优选的，所述vocs冷凝器的出液口固定连通有溶剂罐，所述溶剂罐通过溶剂输送管与喷漆室固定连通。
10.优选的，所述vocs燃烧炉选用包括但不限于vocs催化燃烧炉、蓄热式vocs氧化炉和vocs直燃炉。
11.优选的，所述沸石转轮的浓缩比为喷漆排气风量与烘干排气风量的比值。优选的，所述vocs燃烧炉、沸石转轮和活性炭吸附器运行与生产线同步
12.优选的，所述活性炭吸附器包括多台处于吸附状态的吸附罐和一台处于脱附状态的吸附罐。
13.优选的，所述活性炭吸附器采用的活性炭包括但不限于颗粒活性炭、纤维活性炭和蜂窝活性炭。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明可用于涂装行业的高温烘干排气和低温喷漆排气的vocs的净化与回收，针对高温的烘干排气，采用vocs燃烧炉进行处理，可降低气体加热能耗；针对低温低浓度的喷漆排气，采用沸石转轮进行处理，并利用vocs燃烧炉高温烟气进行脱附浓缩，可大幅降低沸石转轮的脱附能耗；针对沸石转轮浓缩后的高浓度vocs，采用vocs闭式回收系统进行冷凝回收，有效降低有机溶剂的回收能耗，实现有机溶剂的循环利用和减污降碳协同增效。
附图说明
15.图1为本发明系统原理示意图。
16.图中：1烘干室、2喷漆室、3vocs燃烧炉、4沸石转轮、5活性炭吸附器、6第一吸附风机、7第二吸附风机、8烟囱、9脱附风机、10氮气加热器、11气气换热器、12vocs冷凝器、13溶剂罐、14烘干排气第一连接管、15烘干排气第二连接管、16烘干排气第三连接管、17烘干排气第四连接管、18烘干排气第五连接管、19喷漆排气第一连接管、20喷漆排气第二连接管、21喷漆排气第三连接管、22脱附第一连接管、23脱附第二连接管、24脱附第三连接管、25脱附第四连接管、26脱附第五连接管、27脱附第六连接管、28溶剂输送管。
具体实施方式
17.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种涂装vocs回收装置，包括vocs燃烧炉3、沸石转轮4、烟囱8和vocs闭式回收系统，所述烘干室1的排气一端通过烘干排气第一连接管14与用于处理涂装高温烘干排气的vocs燃烧炉3入口固定连通，所述vocs燃烧炉3排气口通过烘干排气第二连接管15与用于处理涂装低温喷漆排气的沸石转轮4的脱附区固定连通，所述沸石转轮4的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管16与vocs闭式回收系统的活性炭吸附器5吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器5吸附出口通过烘干排气第四连接管17与第一吸附风机6固定连通，所述第一吸附风机6出口通过烘干排气第五连接管18与烟囱8固定连通。
19.优选的，还包括喷漆室2，所述喷漆室2的排气一端与喷漆排气第一连接管19固定连通，所述喷漆排气第一连接管19的另一端与沸石转轮4吸附区固定连通，所述沸石转轮4吸附区通过喷漆排气第二连接管20固定连通有第二吸附风机7，所述第二吸附风机7的出口一端通过喷漆排气第三连接管21与烟囱8固定连通。
20.优选的，所述vocs闭式回收系统包括活性炭吸附器5、脱附风机9、氮气加热器10、气气换热器11、vocs冷凝器12和溶剂储罐13，所述沸石转轮4的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管16与活性炭吸附器5吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器5吸附出口通过烘干排气第四连接管17与第一吸附风机6固定连通，所述活性炭吸附器5的脱附出口通过脱附第一连接管22与气气换热器11热侧入口固定连通，所述气气换热器热11的热侧出口通过脱附第二连接管23与vocs冷凝器12入口固定连通，所述vocs冷凝器12的出口通过脱附第三连接管24与气气换热器11冷侧入口固定连通，所述气气换热器11冷侧出口通过脱附第四连接管25与氮气加热器10固定连通，所述氮气加热器10出口通过脱附第五连接管26与脱附风机9固定连通，所述脱附风机9出口通过脱附第六连接管27与活性炭吸附器5脱附入口固定连通。
21.优选的，所述vocs冷凝器12的出液口固定连通有溶剂罐13，所述溶剂罐13通过溶剂输送管28与喷漆室固定连通。
22.优选的，所述vocs燃烧炉3选用包括但不限于vocs催化燃烧炉、蓄热式vocs氧化炉和vocs直燃炉。
23.优选的，所述所述沸石转轮4的浓缩比为喷漆排气风量与烘干排气风量的比值，所述烘干排气风量与喷漆排气风量的比值为1:10-30。
24.优选的，所述vocs闭式回收系统在夜间谷电期间运行，在夜间谷电期间运行可以大幅降低运行成本。
25.优选的，所述vocs燃烧炉3、沸石转轮4和活性炭吸附器5运行与生产线同步。
26.优选的，所述活性炭吸附器5包括多台处于吸附状态的吸附罐和一台处于脱附状态的吸附罐。
27.优选的，所述活性炭吸附器5采用的活性炭包括但不限于颗粒活性炭、纤维活性炭和蜂窝活性炭。
28.其中，在vocs燃烧炉3使用的过程中需将待处理气体加热至反应温度才能将vocs
处理达标，对于热氧化炉，反应温度通常须达到800℃；对于催化燃烧炉，反应温度通常为300-400℃，而vocs燃烧炉3的排放烟气温度通常高于250℃，在沸石转轮4处理有机废气的时候，需要先将废气温度降低至40℃以下以保障吸附能力和处理效果，沸石转轮4的脱附，通常需要180-220℃的脱附气体，对于涂装行业，包含喷漆和烘干两个工艺段，其中喷漆排气温度与环境温度相同，一般低于35℃；烘干排气温度一般高于150℃。
29.涂装生产线开启，喷漆和烘干段同时开启运行，第一吸附风机6和第二吸附风机7开启，vocs燃烧炉3和沸石转轮4开启，喷漆排气进入沸石转轮4进行净化处理，烘干排气进入vocs燃烧炉3进行净化处理，vocs燃烧炉3的烟气进入沸石转轮4的脱附区，沸石转轮4脱附出来的高浓度vocs经活性炭吸附器5储存净化，随后排入烟囱8。
30.而喷漆排气采用沸石转轮4进行处理，免除了预处理的降温能耗和成本；烘干排气采用vocs燃烧炉3处理，减少了加热废气的温升和能耗；沸石转轮4脱附气体采用vocs燃烧炉3的烟气，免除了脱附加热的能耗和成本。
31.实施例一：
32.当烘干室1排气风量3000m3/h，vocs浓度为1000mg/m3，排气温度为150℃；当喷漆室2排气风量90000m3/h，vocs浓度300mg/m3，排气温度为30℃，而烘干室1排气通过vocs燃烧炉3进行处理，此实施例中vocs燃烧炉的具体形式为rto，rto的燃烧温度800℃，处理效率98％，则排气vocs浓度为20mg/m3，热回收效率90％，则rto排气温度215℃；随后喷漆室2排气通过沸石转轮4吸附浓缩，根据喷漆室2和烘干室1排风量的比值确定沸石转轮4浓缩比，即浓缩比为30；沸石转轮4的脱附温度为180-210℃，rto排气温度满足沸石转轮4脱附需求；沸石转轮4处理效率95％，则沸石转轮4排气vocs浓度15mg/m3。沸石转轮4脱附出来的vocs浓度300*0.95*30+20＝8570mg/m3，风量3000m3/h，温度65℃。沸石转轮4脱附出来的高浓度vocs经过活性炭吸附器5储存净化，处理效率99.5％，则排气vocs浓度42.85mg/m3。
33.在活性炭吸附穿透后，开启脱附风机9、氮气加热器10、气气换热器11和vocs冷凝器12，氮气经过氮气加热器10后进入活性炭吸附器5内部，将高浓度vocs脱附出来，依次经过气气换热器11热侧和vocs冷凝器12进行降温冷凝，再经过气气换热器11冷侧和氮气加热器10进行升温，冷凝出来的有机溶剂暂存在溶剂罐13中，而溶剂罐13储存的有机溶剂则可以直接输送至喷漆室2直接用于喷漆工艺段。
34.在工作制度按每天喷漆12h，每年300天计。vocs成分按二甲苯计，价值9500元/吨。本实施例中每年可回收92吨二甲苯，价值87万元/年。沸石转轮运行费用约37万元/年，vocs燃烧炉3运行费用约10万元/年，活性炭吸附器5及vocs闭式回收系统运行费用约15万元/年，合计62万元/年。考虑溶剂回收价值，每年可获得收益15万元/年。若采用传统的沸石转轮4+vocs燃烧炉3的处理方法，虽然vocs燃烧炉3可自维持运行，但沸石转轮4运行费用仍需约38万元/年，相比而言，本发明可节约53万元/年。
35.该实例通过针对不同排气特性确定合理的vocs处理方式，充分利用生产线余热，综合vocs燃烧炉3、沸石转轮4、活性炭吸附器5和vocs闭式回收系统的优势，节省了53万元/年的运行费用，大幅降低了vocs的回收能耗。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种涂装vocs回收装置，包括vocs燃烧炉(3)、沸石转轮(4)、烟囱(8)和vocs闭式回收系统，其特征在于：所述烘干室(1)的排气一端通过烘干排气第一连接管(14)与用于处理涂装高温烘干排气的vocs燃烧炉(3)入口固定连通，所述vocs燃烧炉(3)排气口通过烘干排气第二连接管(15)与用于处理涂装低温喷漆排气的沸石转轮(4)的脱附区固定连通，所述沸石转轮(4)的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管(16)与vocs闭式回收系统的活性炭吸附器(5)吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器(5)吸附出口通过烘干排气第四连接管(17)与第一吸附风机(6)固定连通，所述第一吸附风机(6)出口通过烘干排气第五连接管(18)与烟囱(8)固定连通。2.根据权利要求1所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：还包括喷漆室(2)，所述喷漆室(2)的排气一端与喷漆排气第一连接管(19)固定连通，所述喷漆排气第一连接管(19)的另一端与沸石转轮(4)吸附区固定连通，所述沸石转轮(4)吸附区通过喷漆排气第二连接管(20)固定连通有第二吸附风机(7)，所述第二吸附风机(7)的出口一端通过喷漆排气第三连接管(21)与烟囱(8)固定连通。3.根据权利要求2所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述vocs闭式回收系统包括活性炭吸附器(5)、脱附风机(9)、氮气加热器(10)、气气换热器(11)、vocs冷凝器(12)和溶剂储罐(13)，所述沸石转轮(4)的脱附区另一端通过烘干排气第三连接管(16)与活性炭吸附器(5)吸附入口固定连通，所述活性炭吸附器(5)吸附出口通过烘干排气第四连接管(17)与第一吸附风机(6)固定连通，所述活性炭吸附器(5)的脱附出口通过脱附第一连接管(22)与气气换热器(11)热侧入口固定连通，所述气气换热器热(11)的热侧出口通过脱附第二连接管(23)与vocs冷凝器(12)入口固定连通，所述vocs冷凝器(12)的出口通过脱附第三连接管(24)与气气换热器(11)冷侧入口固定连通，所述气气换热器(11)冷侧出口通过脱附第四连接管(25)与氮气加热器(10)固定连通，所述氮气加热器(10)出口通过脱附第五连接管(26)与脱附风机(9)固定连通，所述脱附风机(9)出口通过脱附第六连接管(27)与活性炭吸附器(5)脱附入口固定连通。4.根据权利要求3所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述vocs冷凝器(12)的出液口固定连通有溶剂罐(13)，所述溶剂罐(13)通过溶剂输送管(28)与喷漆室固定连通。5.根据权利要求4所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述vocs燃烧炉(3)选用包括但不限于vocs催化燃烧炉、蓄热式vocs氧化炉和vocs直燃炉。6.根据权利要求4所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述所述沸石转轮(4)的浓缩比为喷漆排气风量与烘干排气风量的比值。7.根据权利要求4所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述vocs燃烧炉(3)、沸石转轮(4)和活性炭吸附器(5)运行与生产线同步。8.根据权利要求4所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述活性炭吸附器(5)包括多台处于吸附状态的吸附罐和一台处于脱附状态的吸附罐。9.根据权利要求8所述的一种涂装vocs回收装置，其特征在于：所述活性炭吸附器(5)采用的活性炭包括但不限于颗粒活性炭、纤维活性炭和蜂窝活性炭。

技术总结
本发明公开了一种涂装VOCs回收装置，包括VOCs燃烧炉、沸石转轮、烟囱和VOCs闭式回收系统。本发明可用于涂装行业的高温烘干排气和低温喷漆排气的VOCs的净化与回收，针对高温的烘干排气，采用VOCs燃烧炉进行处理，可降低气体加热能耗；针对低温低浓度的喷漆排气，采用沸石转轮进行处理，并利用VOCs燃烧炉高温烟气进行脱附浓缩，可大幅降低沸石转轮的脱附能耗；针对沸石转轮浓缩后的高浓度VOCs，采用VOCs闭式回收系统进行冷凝回收，有效降低有机溶剂的回收能耗，实现有机溶剂的循环利用和减污降碳协同增效。协同增效。协同增效。


技术研发人员：张承全 曹昌盛 夏云飞 符爱国
受保护的技术使用者：苏州同环环保节能科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/7/27