一种高浓度VOCs废气超低排放的处理设备及处理方法与流程

本发明涉及vocs废气治理，具体涉及一种高浓度vocs废气超低排放的处理设备及处理方法。

背景技术：

1、目前，vocs废气治理方法大致分为回收法与破坏法两大类。回收法是通过物理方式对气体中的vocs组分与无害组分进行分离，vocs组分回收，无害组分排放。回收法包括冷凝法、膜分离法、吸收法和吸附法等方法，这些方法通常存在单位废气量处理能耗高、投资高和组分简单的缺点。

2、破坏法通常是通过氧化方式将vocs组分分解为无害的二氧化碳和水，并放出大量的热量。常见的破坏法包括燃烧法(包括to和rto，to表示直接燃烧法，rto表示蓄热燃烧法)和催化氧化法。燃烧法是将可燃的vocs当作燃料进行燃烧处理的方法，燃烧温度达到800℃以上。因此燃烧法的净化效率一般都可以达到99％以上，尾气非甲烷总烃能达到20mg/m3以下。催化氧化法是将vocs废气在较低温度下(反应温度300℃)，在固体催化氧化表面发生深度氧化反应，使废气中碳氢化合物变成无害的二氧化碳和水，反应释放的热量采用换热器进行回收。常规的催化氧化法都是采用单级催化氧化，因此净化效率通常在97％～99％，较燃烧法稍低。

3、另外，燃烧法以及常规的催化氧化法一般适合浓度在1000mg/m3～1/4lel(爆炸下限，根据常见vocs组分，1/4lel浓度在6000～15000mg/m3区间)，若vocs废气浓度超过1/4lel时通常采用不处理直接排放，用于保护系统的安全运行。这会对环境造成严重危害。还有，在vocs废气浓度较高时，为控制反应温度升高且控制反应温度维持在设计值以内，需要补充大量的新鲜空气进行稀释。稀释后的vocs废气浓度降低，容易实现浓度排放限值达标，而难以达到丁二烯1mg/m3和丙烯腈0.5mg/m3等组分的超低排放限值。

4、综上所述，需要提供一种高浓度vocs废气超低排放的处理设备及处理方法以解决现有技术中存在的vocs废气浓度超过1/4lel时直接排放造成对环境严重危害的问题以及使用新鲜空气稀释vocs废气控制反应温度升高导致超低排放限值不达标的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种高浓度vocs废气超低排放的处理设备及处理方法，具体技术方案如下：

2、在第一方面，本发明提供了一种高浓度vocs废气超低排放的处理设备，包括第一增压风机、缓冲罐、质量流量控制模块、浓度调节装置、三通道板式换热器、1级加热器、1级催化氧化反应器、2级加热器、2级催化氧化反应器、1#循环管线、1#循环调节阀、2#循环管线、2#循环调节阀以及排气筒；

3、所述第一增压风机设置在vocs废气入口处；按照vocs废气的流动方向，所述缓冲罐、所述质量流量控制模块、所述浓度调节装置、所述三通道板式换热器、所述1级加热器和所述1级催化氧化反应器依次设置在所述第一增压风机的下游管路上；

4、所述1#循环管线的入口端设置在所述质量流量控制模块与所述缓冲罐之间，而其出口端设置在所述第一增压风机的上游管路上；所述1#循环调节阀设置在所述1#循环管线上；

5、在所述1级催化氧化反应器的出口上设置第一支路和第二支路，所述2#循环管线设置在所述第一支路的下游管路上，且经所述三通道板式换热器与所述浓度调节装置连接；所述2#循环调节阀设置在所述2#循环管线上；所述2级加热器设置在所述第二支路的下游管路上；所述2级催化氧化反应器设置在所述2级加热器的下游管路上；所述2级催化氧化反应器通过排气管路依次连接所述三通道板式换热器和所述排气筒。

6、可选的，所述质量流量控制模块包括沿vocs废气流动方向依次设置的vocs浓度分析仪和气体流量计。

7、可选的，所述浓度调节装置包括沿vocs废气流动方向依次设置的浓度调节罐和浓度检测表。

8、可选的，所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备还包括第二增压风机，所述第二增压风机设置在所述浓度调节装置和所述三通道板式换热器之间。

9、可选的，所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备还包括循环冷却器，所述循环冷却器设置在所述2#循环管线上，且位于所述三通道板式换热器与所述浓度调节装置之间。

10、可选的，所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备还包括第一阻火器和第二阻火器，所述第一阻火器设置在所述1#循环管线的出口端的上游管路上；所述第二阻火器设置在所述质量流量控制模块与所述浓度调节装置之间。

11、可选的，所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备还包括新鲜空气接入管路，所述新鲜空气接入管路设置在所述浓度调节装置上。

12、可选的，所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备还包括预处理装置，所述预处理装置设置在所述第一增压风机和所述缓冲罐之间。

13、在第二方面，本发明提供了一种采用所述高浓度vocs废气超低排放的处理设备的处理方法，包括：

14、将vocs废气经所述第一增压风机输送至所述预处理装置进行预处理；

15、将预处理后的vocs废气经所述缓冲罐稳定压力和浓度；然后，经所述质量流量控制模块检测得到vocs废气的质量流量，再通过调节所述1#循环调节阀将部分vocs废气经所述1#循环管线循环处理，控制vocs废气质量流量小于等于第一设定值；

16、在所述浓度调节装置中将质量流量调节后的vocs废气流与经所述2#循环管线回流的vocs废气混合，经所述浓度调节装置和所述2#循环调节阀组合调节vocs废气浓度，控制vocs废气浓度小于等于第二设定值；

17、将浓度调节后的vocs废气通入所述三通道板式换热器进行热交换，再经所述1级加热器升温后流入所述1级催化氧化反应器进行第一次催化氧化反应；

18、将第一次催化氧化反应后的一部分vocs废气经所述2#循环管线流入所述三通道板式换热器回收热量，然后经所述浓度调节装置调节vocs废气浓度；将第一次催化氧化反应后的另一部分vocs废气流入所述2级加热器升温后，再流入所述2级催化氧化反应器进行第二次催化氧化反应；

19、将第二次催化氧化反应后的vocs废气通入所述三通道板式换热器回收热量后经所述排气筒排放。

20、可选的，所述第一设定值小于等于设计质量流量，所述设计质量流量由vocs废气治理项目中实际vocs废气情况确定；所述第二设定值小于等于1/4lel，其中，lel表示vocs废气的爆炸下限，lel取值由vocs废气的种类确定；所述vocs废气的成分包括丁二烯和丙烯腈。

21、应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：

22、本发明提供的一种高浓度vocs废气超低排放的处理设备及处理方法，采用质量流量控制模块检测得到vocs废气的质量流量，再通过调节1#循环调节阀将部分vocs废气经1#循环管线循环处理，控制vocs废气质量流量小于等于第一设定值；在所述浓度调节装置中将质量流量调节后的vocs废气流与经所述2#循环管线回流的vocs废气混合，经所述浓度调节装置和所述2#循环调节阀组合调节vocs废气浓度，控制vocs废气浓度小于等于第二设定值；即本发明通过严格调控第一设定值和第二设定值能够控制vocs废气浓度不超过1/4lel，确保持续对vocs废气催化氧化后再排放，解决现有技术中存在的vocs废气浓度超过1/4lel时直接排放造成对环境严重危害的问题；另外，本发明采用1级加热器和1级催化氧化反应器实现对vocs废气的第一次催化氧化反应，还采用2级加热器和2级催化氧化反应器实现对vocs废气的第二次催化氧化反应，确保vocs废气被充分催化氧化达到超低排放限值，解决现有技术中存在的使用新鲜空气稀释vocs废气控制反应温度升高导致超低排放限值不达标的问题；本发明采用第一增压风机和缓冲罐确保vocs废气稳定流入处理设备；本发明采用三通道板式换热器确保第一次催化氧化反应后的高温vocs废气能够对浓调节后的低温vocs废气充分换热，实现热量充分利用，达到节能的效果。

23、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。