一种新型基于沸石床的水性漆废气VOC处理系统及方法与流程

一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统及方法
技术领域
1.本发明属于节能减排技术领域，具体涉及一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法。


背景技术：

2.根据最新国家环保法规要求，涂装车间内的voc废气即使是低浓度水性漆voc废气也不可以直接排放，必须进行处理后才可以排放。通常，高浓度voc废气处理采用转轮浓缩处理方式。在对大风量低浓度的voc废气进行处理时，如果使用与高浓度voc废气处理方案一致的转轮浓缩方案，由于现有转轮最大的浓缩倍数仅为30倍，此条件下使用转轮进行浓缩后的废气浓度较低，进入rto燃烧无法实现自燃，需要燃烧天然气补充热量，运行成本高，不经济。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于提供一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，还提供一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，以解决大风量低浓度的voc废气处理时，转轮进行浓缩后的废气浓度较低，进入rto燃烧需要燃烧天然气补充热量，运行成本高的问题。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，包括过滤器、11个沸石箱和rto燃烧装置；所述过滤器的输出端通过管路与各沸石箱的进口相连；低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入沸石箱阶段性的进行吸附和脱附；其中，所述11个沸石箱分别通过并联管路与连接；所述11个沸石箱均可进行吸附、脱附，10个沸石箱用于吸附时，另1个沸石箱进行脱附；各管路分别设有阀门，可单独控制沸石箱进行脱附；脱附后的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。
6.进一步地，11个沸石箱中各设有沸石进行吸附。
7.进一步地，沸石箱通过脱附空气预热器升温进行脱附。
8.一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，包括以下步骤：低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入11个沸石箱阶段性进行吸附脱附，在11个沸石箱吸附2h后，对1号沸石箱进行脱附，脱附2h后，切换阀门，对2号沸石箱进行脱附，直至形成循环，脱附后的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。
9.进一步地，每个沸石箱的吸附时间都为20h，脱附时间都为2h，脱附浓缩达标，系统0天然气消耗。
10.进一步地，每一个沸石箱可经过风量为20000m3/h，吸附时间为20h，脱附时间为2h，脱附风量为2500m3/h。
11.进一步地，所述rto燃烧装置的风量为2500m3/h。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.本发明基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，使用沸石床进行废气处理，通过将废气浓缩装置的吸附部分和脱附部分分开布置，可以自由改变处理装置的浓缩比，通过高浓缩比将低浓度的voc废气浓缩至足够rto自燃的浓度，系统稳定后可以实现0天然气消耗。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1转轮处理方式原理图；
16.图2沸石床处理方式原理图。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步说明：
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
19.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.如图2所示，本发明新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，包括过滤器、11个沸石箱和rto燃烧装置。所述过滤器的输出端通过管路与各沸石箱的进口相连。
21.低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入沸石箱阶段性的进行吸附和脱附。其中，所述11个沸石箱分别通过并联管路与其余沸石箱连接，11个沸石箱为设有沸石进行吸附的沸石床。
22.所述11个沸石箱均可进行吸附、脱附，10个沸石箱用于吸附时，另1个沸石箱通过脱附空气预热器升温进行脱附。各管路分别设有阀门，可单独控制沸石箱进行脱附。脱附后的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。
23.常规的浓缩转轮的方案最大浓缩倍数仅为30倍，在处理大风量低浓度的水性漆voc废气时，若入口浓度为20mg/m3，浓缩30倍后的废气浓度也仅为600mg/m3，远达不到rto自燃的废气浓度，剩余所需热量只能由天然气来提供，每年需要耗费大量天然气。
24.本发明新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，使用沸石床处理废气，将废气浓缩装置的吸附部分和脱附部分分开布置，可以通过改变吸附床和脱附床的数量及吸附脱附时间比例来调大浓缩比，使进入rto的废气浓度达到自燃所需的浓度，系统稳定后可以实现0天然气消耗，同时也能够提供足够的热量给脱附风加热至脱附温度，最大程度上节约能源。
25.本发明新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，包括以下步骤：低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入11个沸石箱阶段性进行吸附脱附，在11个沸石箱吸附2h后，对1号沸石箱进行脱附，脱附2h后，切换阀门，对2号沸石箱进行脱附，直至形成循环，脱附后
的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。
26.进一步地，每个沸石箱的吸附时间都为20h，脱附时间都为2h，脱附浓缩达标，系统0天然气消耗。
27.进一步地，每一个沸石箱可经过风量为20000m3/h，吸附时间为20h，脱附时间为2h，脱附风量为2500m3/h。
28.进一步地，所述rto燃烧装置的风量为2500m3/h。
29.实施例1
30.以风量为200000m3/h浓度为20mg/m3的水性漆voc废气为例，使用转轮方案处理和使用沸石床方案处理对比如下：
31.转轮方案原理图见图1，浓缩倍数为30倍，浓缩后的废气风量为6667m3/h，浓度为600mg/m3。
32.沸石床方案的原理图见图2，此种方案采用10个吸附箱加1个脱附箱，每一个沸石箱可经过风量为20000m3/h，此系统吸附时间为20h，脱附时间为2h，脱附风量为2500m3/h，经计算得浓缩倍数为80倍，浓缩后的废气浓度为1600mg/m3，满足rto废气自燃的浓度要求。沸石床方案在系统稳定后可以实现0天然气消耗，同时沸石床方案所采用的的rto风量也仅为2500m3/h，相比于转轮处理方案的6667m3/h，rto设备相应也会减小，成本降低。
33.沸石床和转轮相比较，前期设备投入费用基本一致，但是沸石床方案与转轮处理废气方案相比后期可以极大节约运行成本，以天津丰田新建voc项目为例，300万水性漆需要处理，如果使用转轮处理废气的燃气使用量为375万nm3/年，每年燃气使用成本为1500万元，使用沸石床处理废气的燃气使用量仅为270万nm3/年，每年使用成本为1080万元，每年可以节约燃气使用成本420万元。
34.如图2所示，将11个沸石箱编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11号箱，低浓度的voc废气在经过初效过滤后，进入沸石箱内，阶段性进行吸附脱附。在系统初次启动时，吸附2h后，对1号箱进行脱附，脱附2h后，切换阀门，对2号箱进行脱附。以此类推，直至形成循环，循环形成后系统稳定，每个沸石箱的吸附时间都为20h，脱附时间都为2h，脱附浓缩达标，系统0天然气消耗。
35.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，其特征在于：包括过滤器、11个沸石箱和rto燃烧装置；所述过滤器的输出端通过管路与各沸石箱的进口相连；低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入沸石箱阶段性的进行吸附和脱附；其中，所述11个沸石箱分别通过并联管路连接；所述11个沸石箱均可进行吸附、脱附，10个沸石箱用于吸附时，另1个沸石箱进行脱附；各管路分别设有阀门，可单独控制沸石箱进行脱附；脱附后的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。2.根据权利要求1所述的一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，其特征在于：11个沸石箱中各设有沸石进行吸附。3.根据权利要求1所述的一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理系统，其特征在于：沸石箱通过脱附空气预热器升温进行脱附。4.一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，其特征在于，包括以下步骤：低浓度的voc废气经过过滤器过滤后，再进入11个沸石箱阶段性进行吸附脱附，在11个沸石箱吸附2h后，对1号沸石箱进行脱附，脱附2h后，切换阀门，对2号沸石箱进行脱附，直至形成循环，脱附后的废气通入rto燃烧装置进行氧化燃烧。5.根据权利要求4所述的一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，其特征在于：每个沸石箱的吸附时间都为20h，脱附时间都为2h，脱附浓缩达标，系统0天然气消耗。6.根据权利要求4所述的一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，其特征在于：每一个沸石箱可经过风量为20000m3/h，吸附时间为20h，脱附时间为2h，脱附风量为2500m3/h。7.根据权利要求4所述的一种新型基于沸石床的水性漆废气voc处理方法，其特征在于：所述rto燃烧装置的风量为2500m3/h。

技术总结
本发明涉及一种新型基于沸石床的水性漆废气VOC处理系统及方法，系统包括过滤器、11个沸石箱和RTO燃烧装置；过滤器的输出端通过管路与各沸石箱的进口相连；低浓度的VOC废气经过过滤器过滤后，再进入沸石箱阶段性的进行吸附和脱附；各沸石箱分别通过并联管路连接，均可进行吸附、脱附，10个沸石箱吸附时，另1个沸石箱进行脱附；各管路分别设有阀门，可单独控制沸石箱脱附；脱附后的废气通入RTO燃烧装置进行氧化燃烧。本方法使用沸石床进行废气处理，通过将废气浓缩装置的吸附部分和脱附部分分开布置，可自由改变处理装置的浓缩比，通过高浓缩比将低浓度的VOC废气浓缩至足够RTO自燃的浓度，系统稳定后可以实现0天然气消耗。系统稳定后可以实现0天然气消耗。系统稳定后可以实现0天然气消耗。


技术研发人员：庄井亮 刘璐 赵伟东 赵恩鹏
受保护的技术使用者：机械工业第九设计研究院股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/13