CN106369617A - 一种使用新型换热器的高效voc处理系统及其处理流程 - Google Patents

Abstract

一种使用新型换热器的高效VOC处理系统及其处理流程，属于废气处理设备技术领域。其特征在于：预处理模块的出气端与催化燃烧模块的进气端连通，催化燃烧模块的出气端与大气连通，发电模块与催化燃烧模块的出气端之间设有换热单元，发电模块通过导线与催化燃烧模块电连接并为催化燃烧模块供电。本使用新型换热器的高效VOC处理系统避免对环境造成污染，还能够对VOC废气燃烧后的热量进行二次充分利用，保证能量的自供应，有效避免了能源浪费；通过对VOC气体进行预处理、催化燃烧后排至大气，从而有效处理VOC废气，发电模块通过换热单元，利用催化燃烧并进行一次换热后的较低温气体进行换热发电，为催化燃烧模块的加热提供电能，从而提高了能源的利用率。

Description

一种使用新型换热器的高效VOC处理系统及其处理流程

技术领域

一种使用新型换热器的高效VOC处理系统及其处理流程，属于废气处理设备技术领域。

背景技术

VOC是一种易挥发性有机化合物，主要来自石油化工、制药、印刷、喷漆、机动车、制鞋等行业排放的废气中。该类有机物废气是对人体健康会构成巨大的伤害，而且会与大气中的NO₂反应生成O₃，使低空大气中O₃浓度升高，形成光化学烟雾，危害人体健康，导致农作物减产。

现有的主要的VOC处理技术包括蓄热式热力氧化器技术（RTO）与催化燃烧技术，而RTO虽然效率较高，但是体积大、价格高，因而推行难度大。现有催化燃烧技术中，废热的利用率低，即未处理气体与燃烧后气体的热交换效率低，因此需要补充对进行催化燃烧的气体补充加热，这就带来了能耗高，热量浪费大的问题。据统计，对未处理气体预热后的气体温度仍有150℃左右，该部分气体直接排入大气，会对环境造成污染，而且该部分气体的热量没有充分利用，造成了能量的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种对VOC废气处理彻底、催化燃烧废热充分利用、并控制排到大气中处理后气体温度的使用新型换热器的高效VOC处理系统及其处理流程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：包括预处理模块、催化燃烧模块、发电模块以及控制单元，预处理模块的出气端与催化燃烧模块的进气端连通，催化燃烧模块的出气端与大气连通，发电模块与催化燃烧模块的出气端之间设有换热单元，发电模块通过导线与催化燃烧模块电连接并为催化燃烧模块供电，VOC废气由预处理模块的进气端进入，经催化燃烧模块燃烧后排到大气中，发电模块通过换热单元与燃烧后的VOC废气换热并利用热量发电；控制单元与预处理模块、催化燃烧模块和发电模块相连，控制并检测各个模块的工作。

优选的，还包括换热器，换热器设置在预处理模块的出气端和催化燃烧模块出气端之间。

优选的，所述的预处理模块包括过滤器、进气检测三通阀、进气浓度传感器以及活性炭收集器，过滤器的出气端与进气检测三通阀的进气端相连，进气检测三通阀一个出气端与催化燃烧模块相连，另一个出气端串联活性炭收集器后与催化燃烧模块相连，进气浓度传感器设置在过滤器与进气检测三通阀之间；进气浓度传感器和进气检测三通阀均与控制单元相连。

优选的，所述的活性炭收集器与催化燃烧模块之间设有排气检测三通阀，活性炭收集器的出气端与排气检测三通阀的进气端连通，排气检测三通阀的两个出气端分别连接催化燃烧模块和活性炭收集器的进气端，活性炭收集器与排气检测三通阀之间设有排气浓度传感器，排气浓度传感器和排气检测三通阀均与控制单元连通。

优选的，所述的催化燃烧模块包括加热器以及催化反应室，加热器的进气端与预处理模块的出气端连通，加热器的出气端与催化反应室的进气端连通，催化反应室的出气端与换热单元进气端连通；供电模块与加热器相连，并为加热器供电。

优选的，所述的加热器和催化反应室之间设有温度检测三通阀，温度检测三通阀的进气端与加热器的出气端连通，温度检测三通阀的两个出气端分别与加热器的进气端和催化反应室的进气端连通，加热器与温度检测三通阀之间设有检测温度传感器，检测温度传感器和温度检测三通阀均与控制单元相连。

优选的，所述的发电模块包括有机透平以及发电机，有机透平的进气端和出气端均与换热单元相连并形成循环管路，循环管路内充有有机工质，发电机的输入轴与有机透平的输出轴相连；发电机与催化燃烧模块相连并为催化燃烧模块供电。

优选的，还包括浓度复测三通阀，浓度复测三通阀的进气端与换热单元的出气端连通，浓度复测三通阀的两个出气端分别与预处理模块的进气端和大气连通，换热单元与浓度复测三通阀之间设有复测浓度传感器，复测浓度传感器和浓度复测三通阀均与控制单元相连。

优选的，还包括温度复测三通阀，温度复测三通阀的进气端与换热单元的出气端连通，温度复测三通阀的两个出气端分别与换热单元的进气端和大气连通，换热单元与温度复测三通阀之间设有复测温度传感器，复测温度传感器和温度复测电磁阀均与控制单元相连。

一种上述的使用新型换热器的高效VOC处理系统的处理流程，其特征在于：包括如下步骤：

（1）预处理模块对VOC废气进行预处理，使VOC废气达到指定的浓度；

（2）VOC废气达到一定浓度后进入催化燃烧模块，并在催化燃烧模块中燃烧，除去有机成分；

（3）燃烧后的废气与未处理VOC气体一次换热，再与通过换热单元与发电模块二次换热后排到大气中；

（4）发电模块利用二次换热的热量发电，为催化燃烧模块提供电能。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本使用新型换热器的高效VOC处理系统的预处理模块能够对废气进行预处理，从而保证VOC废气中有机物的浓度，进而在催化燃烧时能够保证VOC废气中的有机成分能够充分燃烧，提高VOC废气处理效率，发电模块通过换热单元已处理VOC气体进行换热，并利用热量发电，使排至大气中的气体的温度降低，避免对环境造成污染，还能够对VOC废气燃烧后的热量进行再利用，实现了能量自供应，避免了能源浪费。

2、换热器能够对燃烧后VOC废气的进行初步降温，并且对预处理后的VOC废气进行预热，从而能够在进入催化燃烧模块燃烧时维持一定的温度，有利于VOC废气的催化燃烧。

3、过滤器过滤出VOC废气中的颗粒状杂质或水滴，从而避免影响VOC废气的催化燃烧；进气浓度传感器能够检测废气中VOC的浓度，当浓度达到指定值时直接输送给催化燃烧模块，当浓度较低时，通过活性炭收集器对VOC废气进行浓缩后进入催化燃烧模块，从而避免废气中VOC浓度过低而出现燃烧不充分的问题。

4、排气浓度传感器能够检测活性炭收集器排出的VOC废气中VOC的浓度，在废气中VOC浓度不足时再次输送至活性炭收集器内，从而保证输送到催化燃烧模块内的VOC废气中的VOC都能达到指定浓度，保证催化燃烧的效果。

5、加热器对VOC废气进行加热，从而保证VOC废气再进入催化反应室时达到催化燃烧反应温度，提高催化燃烧的效率。

6、检测温度传感器能够检测加热器排出的VOC废气的温度，控制加热装置的的加热，使进入催化反应室的VOC废气达到一定的温度，节省了能源，保证了VOC废气在催化反应室内能够充分燃烧。

7、有机工质通过换热单元与催化反应室排出的气体进行换热，转化成气态，气态的有机工质推动有机透平做功，进而带动发电机发电，从而对热能进行二次利用，避免了能量的浪费。

8、复测浓度传感器和浓度复测三通阀能够相配合，从而对换热单元出气口的VOC废气中的VOC的浓度进行检测，保证排到大气中的气体中VOC的浓度达标，不合格的气体再次输送至预处理模块。

9、复测温度传感器和温度复测三通阀相配合，从而对换热单元出气口的气体的温度进行检测，保证排到大气中的排放物温度达标，对于过热的气体再次输送给换热单元，即避免了排放物过热对环境的污染，又避免了能量的浪费。

10、本使用新型换热器的高效VOC处理系统的处理流程通过对VOC模块进行预处理、催化燃烧后排至到大气中，从而有效处理VOC废气，避免了对大气造成污染；发电模块通过换热单元与经一次换热的气体进行二次换热，从而保证排到大气中的气体的温度较低，避免对大气造成污染，还能够利用VOC废气催化燃烧后的低品位的热量进行二次换热发电，为催化燃烧模块提供电能，从而提高了能源的利用率。

附图说明

图1为使用新型换热器的高效VOC处理系统的结构示意图。

图2为换热器芯体的立体示意图。

图3为换热孔板的立体示意图。

图4为加热器的主视剖视示意图。

图5为加热器的左视示意图。

图6为隔板的立体示意图。

图7为催化反应室的主视剖视示意图。

图中：1、过滤器 2、风机 3、进气检测三通阀 4、单向阀 5、活性炭收集器 6、排气检测三通阀 7、催化反应室 701、催化反应筒体 702、催化温度传感器 703、多孔板 704、催化剂层 705、冷空气入口 8、换热器 801、热气通道 802、冷气通道 803、换热器芯体 9、蒸发器 10、浓度复测三通阀 11、温度复测三通阀 12、管道泵 13、冷凝器 14、有机透平 15、发电机 16、温度检测三通阀 17、加热器 1701、加热器筒体1702、泡沫陶瓷 1703、石棉层 1704、线圈 1705、隔板 1706、扰流板。

具体实施方式

图1~7是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~7对本发明做进一步说明。

一种使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：包括预处理模块、催化燃烧模块、发电模块以及控制单元，预处理模块的出气端与催化燃烧模块的进气端连通，催化燃烧模块的出气端与大气连通，发电模块与催化燃烧模块的出气端之间设有换热单元，发电模块通过导线与催化燃烧模块连接，并为催化燃烧模块供电，VOC废气由预处理模块的进气端进入，经催化燃烧模块燃烧后排到大气中，发电模块通过换热单元与燃烧后的VOC废气换热，并利用热量发电；控制单元与预处理模块、催化燃烧模块和发电模块相连，控制并检测各个模块的工作。本使用新型换热器的高效VOC处理系统的预处理模块能够对废气进行预处理，从而保证VOC废气中有机物的浓度，进而在催化燃烧时能够保证VOC废气中的有机成分能够充分燃烧，以高效处理VOC气体，电模块通过换热单元与已处理VOC气体进行换热，并利用热量发电，使排至大气中的气体的温度降低，避免对环境造成污染，还能够对VOC废气燃烧后的热量进行再利用，避免了能源浪费。

具体的：如图1所示：预处理模块包括过滤器1、进气检测三通阀3、进气浓度传感器以及活性炭收集器5，过滤器1的出气端与进气检测三通阀3的进气端连通，进气检测三通阀3的一个出气端与催化燃烧模块连通，进气检测三通阀3的另一个出气端与活性炭收集器5的进气端连通，活性炭收集器5的出气端与催化燃烧模块连通，活性炭收集器5的另一个进气端为新风进气端。过滤器1和进气检测三通阀3之间设有进气浓度传感器，进气浓度传感器和进气检测三通阀3均与控制单元相连，控制单元为PLC控制器，控制单元还可以为单片机。进气浓度传感器用于对进入进气检测三通阀3的VOC废气进行检测，当VOC废气中VOC的浓度达到设定浓度时，VOC废气经进气检测三通阀3后直接输送给催化燃烧模块；VOC废气中VOC的浓度低于设定浓度时，VOC废气经进气检测三通阀3输送给活性炭收集器5，活性炭收集器5用于提高VOC废气中VOC的浓度，设定的浓度通常为2000mg/m³。过滤器1和进气检测三通阀3之间设有风机2，风机2能够提高VOC废气在使用新型换热器的高效VOC处理系统中的流速，从而提高了使用新型换热器的高效VOC处理系统的处理效率。

活性炭收集器5和催化燃烧模块之间设有排气检测三通阀6，活性炭收集器5的出气端与排气检测三通阀6的进气端连通，排气检测三通阀6的两个出气端分别与活性炭收集器5的进气端和催化燃烧模块连通。活性炭收集器5与排气检测三通阀6之间设有排气浓度传感器，排气浓度传感器和排气检测三通阀6均与控制单元相连。排气浓度传感器用于检测活性炭收集器5排出的VOC废气中VOC的浓度，当VOC浓度达到指定浓度时，将VOC废气输送给催化燃烧模块，当VOC浓度未达到指定浓度时，将VOC废气重新输送给活性炭收集器5，从而保证输送至催化燃烧模块的VOC废气中VOC的浓度达到指定标准，保证催化燃烧的更加充分。

进气检测三通阀3和活性炭收集器5之间设有单向阀4，从而避免在排气检测三通阀6使VOC废气输送回活性炭收集器5时出现VOC废气回流至进气检测三通阀3的问题。

催化燃烧模块包括加热器17以及催化反应室7，加热器17的进气端与预处理模块的出气端连通，加热器17的出气端与催化反应室7的进气端连通，催化反应室7的出气端与换热单元进气端连通；供电模块与加热器17相连，并为加热器17供电。加热器17用于对VOC废气进行加热，从而使VOC废气达到一定的催化燃烧反应温度，再进入催化反应室7时能够更加充分的燃烧。

催化燃烧模块和预处理模块之间设有换热器8，进气检测三通阀3和排气检测三通阀6同时与换热器8的一个进气端连通，换热器8与该进气端相对应的出气端与加热器17的进气端连通。加热器17的另一个进气端与催化反应室7的出气端连通，换热器8与该进气端相对应的出气端与换热单元连通。换热单元为蒸发器9，蒸发器9的出气端与大气连通，从而将催化燃烧后的气体排至大气中。换热器8能够对进入加热器17的VOC废气与经催化反应室7排出的气体换热，从而对进入加热器17的气体进行预热，有效利用催化燃烧反应的热能，从而降低排至大气中的气体的温度。

加热器17和催化反应室7之间设有温度检测三通阀16，温度检测三通阀16的进气端与加热器17的出气端连通，温度检测三通阀16的两个出气端分别连通催化反应室7的进气端和加热器17的进气端。温度检测三通阀16和加热器17之间设有检测温度传感器，检测温度传感器和温度检测三通阀16均与控制单元相连。检测温度传感器用于检测加热器17出气端气体的温度，当气体的温度到达指定温度时，将气体输送给催化反应室7；当气体的温度低于指定温度时，将气体输送回加热器17再次加热，从而保证了气体进入催化反应室7时能够保持一定的温度，保证了VOC废气的催化燃烧效果，在本实施例中，指定的温度为300℃。

换热器8的出气端与加热器17进气端之间设有单向阀4，从而防止送回加热器17的气体回流至换热器8内。

发电模块包括有机透平14以及发电机15，有机透平14的进气端和出气端均与蒸发器9相连并形成循环管路，循环管路内充有有机工质，发电机15的出入轴与有机透平14的输出轴相连；发电机15与加热器17相连并为加热器17供电。有机透平14的出气端和蒸发器9之间依次设有冷凝器13和管道泵12，冷凝器13还连接有循环的冷却水，从而使有机工质完全液化，管道泵12用于输送有机工质，进而保证了发电机15的发电效率。由于进入蒸发器9内的气体的温度为80℃~160℃，因此在本实施例中，优选的有机工质为R227ea，从而保证经过蒸发器9后有机工质能够完全汽化。

蒸发器9的出气端上依次串联有浓度复测三通阀10和温度复测三通阀11。浓度复测三通阀10的进气端与蒸发器9的出气端连通，浓度复测三通阀10的两个出气端分别连接活性炭收集器5的进气端和温度复测三通阀11的进气端，温度复测三通阀11的一个出气端分别连接蒸发器9的进气端，温度复测三通阀11的另一个出气端用于将气体排至大气中。蒸发器9和浓度复测三通阀10之间设复测浓度传感器，浓度复测三通阀10和温度复测三通阀11之间设有复测温度传感器。复测浓度传感器、浓度复测三通阀10、复测温度传感器和温度复测三通阀11均与控制单元连接。复测温度传感器用于检测排出的气体中VOC的浓度，当浓度达标时，气体输送至温度复测三通阀11，当浓度不达标时，将气体输送给活性炭收集器5。复测温度传感器用于检测排出的气体的温度，当温度达标时将气体排到大气中，当气体不达标时，将气体重新送回蒸发器9。由于在对气体的浓度进行复测时，气体的温度会降低，因此浓度复测三通阀10和温度复测三通阀11的顺序不能颠倒。换热器8和蒸发器9之间设有单向阀4。在本实施例中，复测浓度传感器检测的达标浓度为150mg/m³，复测温度传感器检测的达标温度为40℃。

如图2所示：换热器8包括换热器芯体803以及换热器外壳。换热器芯体803为长方体，换热器芯体803上设有水平的热气通道层和冷气通道层，热气通道层和冷气通道层沿高度方向间隔设置。每个热气通道层包括多个沿水平方向间隔设置的热气通道801，每个冷气通道层包括多个沿水平方向间隔设置的冷气通道802。冷气通道802用于将VOC废气输送给加热器17，热气通道801用于将催化燃烧后的气体输送给蒸发器9。

每个热气通道层由两块换热孔板组成，每块换热孔板上的有多个半圆形通道，每个半圆形通道由相连通的多段组成，且每相邻的两段的轴线平行设置，从而形成错列布置，两块换热孔板组合，形成错列的热气通道801，这样可以有效减小应力集中，提高对催化燃烧产生大量热量而造成的高温高压环境的适应性，既提高了耐高温高压的性能，同时错列的布置有利于换热效率的提高。而冷气通道802板翅通道，具有二次翅片，结构紧凑，换热效率高。

二者的组合有利于在高换热效率的同时，应对此处由于催化燃烧释放出大热量而产生的高温高压差环境。

如图3所示：加热器17包括加热器筒体1701以及环绕加热器筒体1701外壁设置的线圈1704。在线圈1704和加热器筒体1701之间设有石棉层1703，石棉层1703能够起到绝缘效果。

加热器筒体1701内间隔设有多个泡沫陶瓷，泡沫陶瓷将加热器筒体1701封闭，从而使VOC废气在加热筒体1701内的流速降低，停留时间增长，还能够使加热均匀，进而保证了对VOC废气的加热温度，而且加热均匀，无死角。

如图4~5所示：加热器筒体1701通过隔板1705间隔为多个通道，隔板1705有八块，从而将加热器筒体1701分隔成八个通道，增加了电磁涡流效应。隔板1705沿加热器筒体1701的轴向设置，隔板1705的两侧均设有弧形的扰流板1706，进一步提高了气体在加热器筒体1701内的加热时间，强化了换热，使得加热更均匀。

如图6所示：催化反应室7包括催化反应筒体701以及催化反应筒体701内的催化剂层704。催化反应筒体701的上下两端的直径小于中部的直径，催化反应筒体701的内部间隔设有两三块多孔板703，每块多孔板703的直径稍小于催化反应筒体701的内径，并与催化反应筒体701的内壁密封设置，催化剂层704固定在多孔板703的下部并与催化反应筒体701的内壁密封设置，每块多孔板703的下侧设置有两层催化剂层704，该两层催化剂间隔设置，可以有效防止短路，从而能够更好的保证对VOC废气的催化效果。

每相邻的两个多孔板703之间设有催化温度传感器702和冷空气入口705，催化温度传感器702用于实时检测催化反应筒体701内的温度，冷空气入口705用于向催化反应筒体701内通入冷空气，从而能够避免催化反应筒体701内的温度过高，延长催化剂寿命，对催化反应室7以及后续的设备进行保护。

由于催化剂层704的存在，会使催化反应筒体701的速度减小，催化反应筒体701上下两端的直径小于中部的直径，从而能够保证催化反应筒体701进气端、出气端以及催化反应筒体701中部的VOC废气的流速相等，既能够避免对整个使用新型换热器的高效VOC处理系统的流速造成影响，又能够避免催化反应筒体701或整个使用新型换热器的高效VOC处理系统内的压力过大，从而保护催化反应筒体701和整个使用新型换热器的高效VOC处理系统。每块多孔板703的下部设有两层催化剂层704，能够保证气体能够在通过催化剂层704时能够更好的反应，从而有效处理VOC废气，保证催化燃烧的效果，催化剂层704可根据要求适当增加层数。

该使用新型换热器的高效VOC处理系统的处理流程，其特征在于：包括如下步骤：

（1）预处理模块对VOC废气进行预处理，使VOC废气达到指定的浓度；

VOC废气经过滤器1的进气端进入整个使用新型换热器的高效VOC处理系统，过滤器1对VOC废气进行过滤，从而去除VOC废气中的颗粒状杂质或者水雾，避免颗粒状杂质或水雾对VOC废气的催化燃烧造成妨碍。风机2能够提高过滤后的VOC废气的流速，从而使VOC废气都能够以一个相同的流速进入使用新型换热器的高效VOC处理系统内，避免VOC废气的流速忽快忽慢，从而导致催化燃烧的效果不稳定。进气浓度传感器对VOC废气中VOC的浓度进行检测，当VOC废气的浓度达到指定浓度时，进气检测三通阀3使VOC废气直接进入换热器8内；当VOC废气的浓度低于指定浓度时，进气检测三通阀3使VOC废气进入活性炭收集器5内，从而提高VOC废气中VOC的浓度。VOC废气经活性炭收集器5内排出后，排气浓度传感器对活性炭收集器5排出的气体进行检测，当VOC的浓度达到指定浓度时，排气检测三通阀6使VOC废气进入换热器8内；当VOC的浓度低于指定浓度时，排气检测三通阀6使VOC废气再次进入活性炭收集器5内，从而很好地保证了进入催化燃烧时VOC的浓度，进而保证催化燃烧的效果。

（2）VOC废气达到一定浓度后进入催化燃烧模块，并在催化燃烧模块中燃烧，除去有机成分；

VOC废气在换热器8内与催化燃烧后的高温气体一次换热，从而预热VOC废气。经换热器8升温的VOC废气进入加热器17内，从而有效利用了催化燃烧的产热，降低加热耗能。检测温度传感器对加热器17排出的VOC废气的温度进行检测，当达到指定温度时，温度检测三通阀16使气体进入催化反应室7内，当未达到指定温度时，使气体再次进入加热器17内加热，保证进入催化反应室7内的气体的温度，进而保证了催化燃烧的效果。

VOC废气在催化反应室7内燃烧，从而除去VOC废气中的VOC。催化燃烧后的气体进入换热器8，对要进入加热器17内的气体的升温，同时自身温度降低为低品位热。

（3）燃烧后的废气与未处理VOC气体一次换热，再通过换热单元与发电模块二次换热后排到大气中；

催化反应室7内排出的气体进入换热器8内并与换热器8内的未处理的VOC废气一次换热，然后再进入蒸发器9内，并与发电模块循环管路内的有机工质换热，从而降低温度。复测浓度传感器对蒸发器9排出的气体进行检测，当气体中VOC的浓度超标时，浓度复测三通阀10使气体重新回到活性炭收集器5内，再次进行处理。当气体中VOC的浓度低于标准浓度时，浓度复测三通阀10将气体输送给温度复测三通阀11。复测温度传感器对气体温度进行检测，当温度达到标准温度时，温度复测三通阀11将气体排放至大气中，当温度高于标准浓度时，温度复测三通阀11将气体重新输送给蒸发器9换热降温，从而保证排至大气中的气体的VOC浓度和温度均达到排放标准值，避免对环境造成污染。

（4）发电模块利用二次换热的热量发电，为催化燃烧模块提供电能；

有机工质经蒸发器9与一次换热后的气体二次换热后变为气体，并进入有机透平14内带动有机透平14转动，有机透平14带动发电机15转动，发电机15将发的电输送给加热器17。有机透平14排出的气体进入冷凝器13内，并在冷凝器13内与低温水换热，从而液化。管道泵12对液化后的有机工质的流速加快，并再次进入蒸发器9内换热汽化，从而形成循环。发电模块能够对VOC废气催化燃烧后产生的热量进行二次利用，并为加热器17供电，避免了经过一次换热后低品位热量的浪费，实现整个系统的能量自供给，提高了能量利用率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：包括预处理模块、催化燃烧模块、发电模块以及控制单元，预处理模块的出气端与催化燃烧模块的进气端连通，催化燃烧模块的出气端与大气连通，发电模块与催化燃烧模块的出气端之间设有换热单元，发电模块通过导线与催化燃烧模块电连接并为催化燃烧模块供电，VOC废气由预处理模块的进气端进入，经催化燃烧模块燃烧后排到大气中，发电模块通过换热单元与燃烧后的VOC废气换热并利用热量发电；控制单元与预处理模块、催化燃烧模块和发电模块相连，控制并检测各个模块的工作。

2.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：还包括换热器（8），换热器（8）设置在预处理模块的出气端和催化燃烧模块出气端之间。

3.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：所述的预处理模块包括过滤器（1）、进气检测三通阀（3）、进气浓度传感器以及活性炭收集器（5），过滤器（1）的出气端与进气检测三通阀（3）的进气端相连，进气检测三通阀（3）一个出气端与催化燃烧模块相连，另一个出气端串联活性炭收集器（5）后与催化燃烧模块相连，进气浓度传感器设置在过滤器（1）与进气检测三通阀（3）之间；进气浓度传感器和进气检测三通阀（3）均与控制单元相连。

4.根据权利要求3所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：所述的活性炭收集器（5）与催化燃烧模块之间设有排气检测三通阀（6），活性炭收集器（5）的出气端与排气检测三通阀（6）的进气端连通，排气检测三通阀（6）的两个出气端分别连接催化燃烧模块和活性炭收集器（5）的进气端，活性炭收集器（5）与排气检测三通阀（6）之间设有排气浓度传感器，排气浓度传感器和排气检测三通阀（6）均与控制单元连通。

5.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：所述的催化燃烧模块包括加热器（17）以及催化反应室（7），加热器（17）的进气端与预处理模块的出气端连通，加热器（17）的出气端与催化反应室（7）的进气端连通，催化反应室（7）的出气端与换热单元进气端连通；供电模块与加热器（17）相连，并为加热器（17）供电。

6.根据权利要求5所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：所述的加热器（17）和催化反应室（7）之间设有温度检测三通阀（16），温度检测三通阀（16）的进气端与加热器（17）的出气端连通，温度检测三通阀（16）的两个出气端分别与加热器（17）的进气端和催化反应室（7）的进气端连通，加热器（17）与温度检测三通阀（16）之间设有检测温度传感器，检测温度传感器和温度检测三通阀（16）均与控制单元相连。

7.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：所述的发电模块包括有机透平（14）以及发电机（15），有机透平（14）的进气端和出气端均与换热单元相连并形成循环管路，循环管路内充有有机工质，发电机（15）的输入轴与有机透平（14）的输出轴相连；发电机（15）与催化燃烧模块相连并为催化燃烧模块供电。

8.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：还包括浓度复测三通阀（10），浓度复测三通阀（10）的进气端与换热单元的出气端连通，浓度复测三通阀（10）的两个出气端分别与预处理模块的进气端和大气连通，换热单元与浓度复测三通阀（10）之间设有复测浓度传感器，复测浓度传感器和浓度复测三通阀（10）均与控制单元相连。

9.根据权利要求1所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统，其特征在于：还包括温度复测三通阀（11），温度复测三通阀（11）的进气端与换热单元的出气端连通，温度复测三通阀（11）的两个出气端分别与换热单元的进气端和大气连通，换热单元与温度复测三通阀（11）之间设有复测温度传感器，复测温度传感器和温度复测电磁阀（11）均与控制单元相连。

10.一种权利要求1~9任一项所述的使用新型换热器的高效VOC处理系统的处理流程，其特征在于：包括如下步骤：

（1）预处理模块对VOC废气进行预处理，使VOC废气达到指定的浓度；

（2）VOC废气达到一定浓度后进入催化燃烧模块，并在催化燃烧模块中燃烧，除去有机成分；

（3）燃烧后的废气与未处理VOC气体一次换热，再与通过换热单元与发电模块二次换热后排到大气中；

（4）发电模块利用二次换热的热量发电，为催化燃烧模块提供电能。