CN111735070B - 一种voc气体的催化燃烧设备及催化燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VOC气体处理设备的技术领域，公开了一种VOC气体的催化燃烧设备，包括预热箱以及废气依次经过的初步过滤箱和VOC吸附箱，初步过滤箱内包括有若干块用于过滤VOC气体中粉尘颗粒的滤布，预热箱内包括有升温腔，升温腔内包括有多组加热管和催化剂板，升温腔内设置有第一温度感应器，预热箱与VOC吸附箱之间设有进气管与出气管，进气管上依次设有直流阀、第二温度感应器、第三温度感应器以及截止阀，第二温度感应器与第三温度感应器之间的进气管上设有冷风机，出气管上设有循环阀，VOC吸附箱内包括有蜂窝活性碳板、若干个吸附风机以及第四温度感应器，本发明优点在于以解决存在的VOC气体没有专门的处理设备，处理过程成本过高且能耗消耗过高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及VOC气体催化燃烧处理设备和方法的技术领域，具体涉及一种VOC气体的催化燃烧设备及催化燃烧方法。
背景技术
挥发性有机物volatile organic compounds(VOCs)参与大气光化学反应的有机化合物，是造成我国城市大气污染的主要因素之一，工业源VOC排放对于周边大气的污染影响最为直接，且具有明显的集中性，因此通过管控可以获得较明显改善，特别是工业源中的重点工业行业，因为产生的VOC占比较大，一般为有组织排放，浓度高，易于收集和处理，且有较为成熟的治理技术，所以是VOC治理产业的重点发展方向，也是当前VOC治理企业最为集中的领域。
VOC是挥发性有机化合物，挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物，由于是碳化合物，所以在一定的温度下是可以进行燃烧的，目前的家具厂和油漆房内均会产生这类气体，这类气体的处理是环保行业比较重视的，因此需要投入大量成本和精力来研发VOC气体的处理设备，本发明中的回信器大风阀本身就具有信号回馈且具有打开或关闭管道的大风阀；
目前的VOC气体的处理均是采用与其他废气的处理方式相同，将废气通入通用处理设备内进行处理，还没有专门的设备来对VOC气体的清洁燃烧，现有的处理方式是将VOC气体通入焚烧炉内燃烧，第一，这种处理方式效率低，处理的效果较差，效率较低；第二，这种处理方式的能耗较高；第三，这种处理方法处理的步骤达不到规范，因此本发明设计这种VOC气体专门的催化燃烧设备以及与之相配的催化燃烧方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种VOC气体的催化燃烧设备及催化燃烧方法，以解决背景技术中存在的VOC气体没有专一的处理，常规处理过程成本过高且能耗消耗过高的问题。
该种VOC气体的催化燃烧设备，包括预热箱以及废气依次经过的初步过滤箱和VOC吸附箱，所述初步过滤箱内包括有若干块用于过滤VOC气体中粉尘颗粒的滤布，其特征在于：所述初步过滤箱与VOC吸附箱之间设有通气管道，所述通气管道上设有用于打开或关闭通气管道的回信器大风阀，所述预热箱内包括有升温腔，所述升温腔内包括有多组加热管和催化剂板，所述加热管用于加热升温腔内的空气，所述升温腔内设置有第一温度感应器，所述预热箱与所述VOC吸附箱之间设有进气管与出气管，所述进气管上依次设有直流阀、第二温度感应器、第三温度感应器以及截止阀，所述第二温度感应器与第三温度感应器之间的进气管上设有与进气管相通的冷风机，所述出气管上设有循环阀，当第二温度感应器采样到进气管内的温度高于预设值时，所述冷风机动作以向进气管内通入冷风以使进气管内的温度降低，当第三温度感应器采样到进气管内的温度等于或低于预设值时，所述截止阀打开以使降温后的空气进入VOC吸附箱内，所述VOC吸附箱内包括有若干块蜂窝活性碳板、若干个吸附风机以及第四温度感应器，所述吸附风机动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱外，当第四温度感应器采样到VOC吸附箱内温度达到预设值时，所述循环阀打开，所述VOC吸附箱将脱附后带有VOC颗粒的空气通过出气管道回收至所述升温腔内，所述催化剂板用于催化加热后的空气与脱附回收后带有VOC颗粒的废气进行燃烧。
优选的，所述预热箱内还包括有换热箱，所述换热箱与所述升温腔相通，所述进气管与出气管均与换热箱相通，所述换热箱由多片换热板拼叠组成，所述换热板上设有若干个阻隔组，所述阻隔组包括突起部分和凹陷部分，每个阻隔组的突起部分与凹陷部分相互对应，相邻的阻隔组上为突起部分和凹陷部分呈相互平行且竖直设置，任意两块换热板拼叠时，两块换热板上的各凹陷部分相互叠加形成一个用于空气流通的通风间隙，两块换热板上的各突起部分相互叠加形成一个阻碍空气流通的阻隔筋，相邻两阻隔组之间构成一个预热区域，所述通风间隙与所述预热区域连通构成一个通风通道。
优选的，所述换热箱的两侧均设有罩设在通风通道上带有进风孔和出风孔的换热罩，所述换热罩与所述升温腔相通。
优选的，所述VOC吸附箱一侧设有与VOC吸附箱相通的制氮机，所述VOC吸附箱内还设有氧气检测仪，所述制氮机将氮气输送至所述VOC吸附箱内用以排出VOC吸附箱内的氧气及对VOC吸附箱进行冷却。
优选的，所述初步过滤箱内设有用于放置滤布的支架板，所述初步过滤箱内的支架板包括前后平行且垂直设置的两块，所述初步过滤箱的一侧设有开合或闭合的拉板，所述支架板能够滑动地从初步过滤箱内拉出。
优选的，所述催化剂板为贵金属材质。
该种VOC气体催化燃烧方法，采用权利要求1-6任意一项所述的VOC气体的催化燃烧设备，VOC气体催化燃烧方法包括活性炭板吸附步骤、VOC吸附箱预热步骤、脱附燃烧步骤以及VOC吸附箱冷却步骤：
活性炭板吸附步骤：打开回信器大风阀，将经过初步过滤箱过滤后带有VOC颗粒的气体通入VOC吸附箱内，带有VOC颗粒的气体穿过活性炭板，吸附风机动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱外；
VOC吸附箱预热脱附步骤：将VOC吸附箱内温度从0℃升温至85℃-90℃；在85℃-90℃内保温6.5h-7.5h；
催化燃烧步骤：将升温腔内的温度从190℃-200℃升温至340℃-350℃，在340℃-350℃内保温7.5h-8.5h，通过贵金属催化剂的在340℃-350℃催化下燃烧VOC颗粒；
VOC吸附箱降氧冷却步骤：打开制氮机向VOC吸附箱内充入0.4h-0.6h的氮气。
优选的，通过加热策略将VOC吸附箱内温度从0℃升温至85℃-90℃；所述加热策略包括第一预设时间、第一腔体温度预设值、第二腔体温度预设值、管道温度预设值以及箱体温度预设值，所述回信器大风阀关闭，所述吸附风机停止工作，所述加热管以第一功率工作将升温腔内空气加热，所述第一温度感应器采样到升温腔内的温度为第一腔体温度值，当第一腔体温度值达到第一腔体温度预设值时，所述直流阀打开，所述第二温度感应器采样到进气管内的温度为第一管道温度值，当第一管道温度值大于管道温度预设值时，所述冷风机以第一风速工作向进气管内通入冷风中和，所述第三温度感应器采样到进气管内的温度为第二管道温度值，当第二管道温度值达到管道温度预设值时，所述截止阀打开，所述进气管内中和后的热空气进入VOC吸附箱内，所述第四温度感应器采样到VOC吸附箱内的温度为箱体温度值，当箱体温度值达到箱体温度预设值时，所述加热管以第二功率工作，所述第一温度感应器采样到升温腔内的温度为第二腔体温度值，当第二腔体温度值达到第二腔体温度预设值时，所述冷风机以第二风速工作向进气管内通入冷风中和，所述第一功率大于第二功率，所述第一风速大于第二风速，当VOC吸附箱内的箱体温度值达到箱体温度预设值时开始计时，计时时间为第一保温时间；
通过催化燃烧策略将脱附后的VOC颗粒进行催化燃烧，当第一保温时间达到第一预设时间时，所述直流阀、冷风机以及截止阀均关闭，所述循环阀打开，所述加热策略转至催化燃烧策略，所述催化燃烧策略包括第二预设时间以及第三腔体温度预设值，所述加热管以第二功率工作将升温腔内空气加热，所述第一温度感应器采样到升温腔内的温度为第三腔体温度值，当第三腔体温度值达到第三腔体温度预设值时开始计时，计时时间为第二保温时间；
通过冷却策略将VOC吸附箱降氧冷却，当第二保温时间达到第二预设时间时，所述循环阀关闭，所述催化燃烧策略转至冷却策略，所述冷却策略包括第三预设时间以及箱体含氧预设量，所述氧气检测仪检测到VOC吸附箱内的氧气含量为箱体含氧量，当箱体含氧量大于箱体含氧预设量时，所述制氮机打开向VOC吸附箱内充入氮气，从充入氮气的时间开始计时，计时时间为降氧时间，当降氧时间达到第三预设时间时，所述VOC吸附箱降氧冷却结束。
优选的，所述第一预设时间为7h，所述第二预设时间为2h，所述第三预设时间为0.5h，所述第一腔体温度预设值在340℃-350℃之间，所述第二腔体温度预设值在190℃-200℃之间，所述管道温度预设值在160℃-170℃之间，所述箱体温度预设值在85℃-90℃，所述第三腔体温度预设值在340℃-350℃之间。
优选的，所述第一功率在5kw-5.5kw之间，所述第二功率在3kw-3.5kw之间，所述第一风速在1000转每分钟-1200转每分钟，所述第二风速在500转每分钟-600转每分钟，所述箱体含氧预设量在30％-35％之间。
本发明有益之处在于：1、在VOC吸附箱内安装具有吸附VOC颗粒的蜂窝活性炭板，预热箱将加热后的空气输送至VOC吸附箱内用以脱附蜂窝活性炭板上的VOC颗粒，带有脱附下的VOC颗粒的空气被回收至预热箱内，通过预热箱加热到300多度后燃烧，这种燃烧处理的方式为清洁燃烧，而不像传统的输送至焚烧炉内进行燃烧，吸附过滤后的气体单独被VOC吸附箱上的吸附风机吸走排出箱外，这种方式也能降低能耗；
2、在第二温度感应器与第三温度感应器之间的进气管上连通有冷风机，由于加热管起始对VOC吸附箱预设时，加热管加热的温度在350℃左右，通过换热箱后温度降低至300℃，但VOC吸附箱内的最大承受温度小于170℃，所以需要有一个温度检测以及冷风机进行降温，当VOC吸附箱内的温度达到指定值后，加热管加热的温度降低至190℃-200℃之间，为了对VOC吸附箱内进行保温，则冷风机需要降低风速对VOC吸附箱内输入小量的高于VOC吸附箱内指定的温度，这种方式使得VOC吸附箱能在指定时间内始终保持在脱附所需要的温度。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的结构图。
图3为初步过滤箱的结构图。
图4为VOC吸附箱的结构图。
图5为预热箱的结构图。
图6为换热箱的结构图。
图7为换热板的立体图。
图8为换热板中空气流向示意图。
图9为本发明的步骤图。
附图中：1、预热箱；2、初步过滤箱；3、VOC吸附箱；4、滤布；5、升温腔；6、换热箱；7、阻隔组；8、预热区域；9、进风孔；10、出风孔；11、换热罩；12、制氮机；13、冷风机；14、回信器大风阀；15、直流阀；16、截止阀；17、循环阀；18、氧气检测仪；31、蜂窝活性炭板；32、吸附风机；51、加热管；52、催化剂板；61、换热板；71、突起部分；72、凹陷部分。
具体实施方式
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
由于目前的VOC气体的处理均是采用与其他废气的处理方式相同，将废气通入通用处理设备内进行处理，还没有专门的设备来对VOC气体的清洁燃烧，现有的处理方式是将VOC气体通入焚烧炉内燃烧，第一，这种处理方式效率低，处理的效果较差，效率较低；第二，这种处理方式的能耗较高；第三，这种处理方法处理的步骤达不到规范，因此本发明针对以上的问题设计这种VOC气体的催化燃烧设备，具体结构如图1-8所示，包括预热箱1以及废气依次经过的初步过滤箱2和VOC吸附箱3，初步过滤箱2内包括有若干块用于过滤VOC气体中粉尘颗粒的滤布4(滤布4分为位于前侧的粗孔滤布4和位于后侧的细孔滤布4，由于VOC气体中的粉尘颗粒需要提前进行过滤，所以设置粗孔滤布4和细孔滤布4能高效过滤掉粉尘)，初步过滤箱2与VOC吸附箱3之间设有通气管道，通气管道上设有用于打开或关闭通气管道的回信器大风阀14，预热箱1内包括有升温腔5，升温腔5内包括有多组加热管51和催化剂板52，加热管51用于加热升温腔5内的空气，升温腔5内设置有第一温度感应器，预热箱1与VOC吸附箱3之间设有进气管与出气管，进气管上依次设有直流阀15、第二温度感应器、第三温度感应器以及截止阀16，第二温度感应器与第三温度感应器之间的进气管上设有与进气管相通的冷风机13(冷风机13将冷风输送至预热箱1与VOC吸附箱3之间的进风管内，以使进风管内的热空气进行中和降温，由于预热箱1内的流出的高温空气一旦温度过高的话，在出箱口的管道上就设有第二温度感应器，温度过高后冷风机13会将冷风输入，对输入VOC吸附箱3内的高温空气进行冷却中和，避免输入VOC吸附箱3内的空气温度过高而使得蜂窝活性炭板31燃烧)，出气管上设有循环阀17，当第二温度感应器采样到进气管内的温度高于预设值时，冷风机13动作以向进气管内通入冷风以使进气管内的温度降低，当第三温度感应器采样到进气管内的温度等于或低于预设值时，截止阀16打开以使降温后的空气进入VOC吸附箱3内，VOC吸附箱3内包括有若干块蜂窝活性碳板(这里的蜂窝活性炭板31有2块以上，构成一个蜂窝活性炭床)、若干个吸附风机32(本发明中的初步过滤箱2和VOC吸附箱3为三组，每组内的VOC吸附箱3内均设有3个吸附风机32，目前的处理设备中吸附风机32都是一个大型的，当某一个单独的机箱想要用到吸附风机32，则大型风机都需要工作，但本发明中的各组VOC吸附箱3内的吸附风机32是可以单独工作的，这样就能减小能耗，即减小成本)以及第四温度感应器，吸附风机32动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱3外，当第四温度感应器采样到VOC吸附箱3内温度达到预设值时，循环阀17打开，VOC吸附箱3将脱附后带有VOC颗粒的空气通过出气管道回收至升温腔5内，催化剂板52用于催化加热后的空气与脱附回收后带有VOC颗粒的废气进行燃烧(正常情况下，VOC颗粒在燃烧时所需要的温度是1100℃，而催化剂板5252为贵金属材质，可以将VOC颗粒在350℃的情况下就进行燃烧)。
如图7-8所示，预热箱1内还包括有换热箱6，换热箱6与升温腔5相通，进气管与出气管均与换热箱6相通，换热箱6由多片换热板61拼叠组成(换热板61为不锈钢材质)，换热板61上设有若干个阻隔组7，阻隔组7包括突起部分71和凹陷部分72(本发明中的阻隔组7是一体成型的，通过机模直接按压使得换热板61的正面有突起部分71则反面为凹陷部分72又或者是换热板61的正面是凹陷部分72反面是突起部分71)，每个阻隔组7的突起部分71与凹陷部分72相互对应，相邻的阻隔组7上为突起部分71和凹陷部分72呈相互平行且竖直设置(这里指的是相邻的两个阻隔组7在换热板61的正面上看是一个为突起部分71一个为凹陷部分72，相同的从反面看一个是凹陷部分72一个为突起部分71，且两者是相互平行的且垂直设置在换热板61上)，本发明中的换热板61分为上下两部分，上部分的阻隔组7与下部分的阻隔组7是对接在一条直线上的，且在同一个平面上上部分的阻隔组7为凹陷部分72则下部分的阻隔组7为突起部分71，又或者上部分的阻隔组7为突起部分71则下部分的阻隔组7为凹陷部分72，当任意两块换热板61拼叠时，两块换热板61上的各凹陷部分72相互叠加形成一个用于空气流通的通风间隙，两块换热板61上的各突起部分71相互叠加形成一个阻碍空气流通的阻隔筋，相邻两阻隔组7之间构成一个预热区域8，通风间隙与所述预热区域8连通构成一个通风通道，当三块换热板61拼叠在一起时，中间这块换热板61与左侧的换热板61之间构成的通风通道为加热后的空气流出的通道，中间这块换热板61与右侧的换热板61之间构成的通风通道为回收VOC颗粒脱附回来冷却后的空气流进通道，流出的通道与流进通道的路径是交错在一起但互不影响。
如图6所示，换热箱6的两侧均设有罩设在通风通道上带有进风孔9和出风孔10的换热罩11，换热罩11与所述升温腔5相通，加热后的空气流出的通道的进风口在左侧换热罩11的上部，VOC颗粒脱附回收回来冷却后的空气流进通道的出风口在左侧换热罩11的下部(因为换热板61被两组阻隔组7分割成上部分和下部分)，这里这么设置主要是为了增加通风通道的路程，以使实现回收空气的加热更高效，加热空气对换热板61的储温更高效，降低加热管51的加热时间，减少能耗。
如图1所示，VOC吸附箱3一侧设有与VOC吸附箱3相通的制氮机12，VOC吸附箱3内还设有氧气检测仪18，制氮机12将氮气输送至VOC吸附箱3内用以排出VOC吸附箱3内的氧气及对VOC吸附箱3进行冷却；制氮机12将氮气输送至VOC吸附箱3内用以排出VOC吸附箱3内的氧气及对VOC吸附箱3进行冷却，其中的排氧主要是为了防止VOC吸附箱3内的蜂窝活性炭板31组成的炭床在高温高氧下燃烧，而降温冷却主要是为了对脱附后的蜂窝活性炭板31进行快速冷却。
如图3所示，初步过滤箱2内设有用于放置滤布4的支架板，初步过滤箱2内的支架板包括前后平行且垂直设置的两块，初步过滤箱2的一侧设有开合或闭合的拉板，支架板能够滑动地从初步过滤箱2内拉出，主要是方便实现对滤布4的更换。
这种VOC气体催化燃烧方法，如图9所示，包括活性炭板吸附步骤、VOC吸附箱3预热步骤、脱附燃烧步骤以及VOC吸附箱3冷却步骤:
活性炭板吸附步骤：蜂窝活性炭板31为新的情况下，蜂窝活性炭板31能够使用300个小时左右，这时预热箱1内加热后的空气不通入VOC吸附箱3内，打开回信器大风阀14，带有VOC的气体直接通入初步过滤箱2内，通过粗孔滤布4及细孔滤布4的双重过滤使得带有VOC的气体中含有的粉尘颗粒被阻挡在滤布4上，接着，将经过初步过滤箱2过滤后带有VOC颗粒的气体通入VOC吸附箱3内，VOC颗粒被蜂窝活性炭板31组成的炭床吸附，蜂窝活性炭板31能够吸附80％-90％VOC颗粒，带有VOC颗粒的气体穿过活性炭板，吸附风机32动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱3外；
VOC吸附箱3预热脱附步骤：将VOC吸附箱3内温度从0℃升温至85℃-90℃；在85℃-90℃内保温6.5h-7.5h；
催化燃烧步骤：将升温腔5内的温度从190℃-200℃升温至340℃-350℃，在340℃-350℃内保温7.5h-8.5h，通过贵金属催化剂的在340℃-350℃催化下燃烧VOC颗粒；
VOC吸附箱3降氧冷却步骤：打开制氮机12向VOC吸附箱3内充入0.4h-0.6h的氮气。
通过加热策略将VOC吸附箱3内温度从0℃升温至85℃-90℃；加热策略包括第一预设时间(第一预设时间为7h)、第一腔体温度预设值(第一腔体温度预设值在340℃-350℃之间)、第二腔体温度预设值(第二腔体温度预设值在190℃-200℃之间)、管道温度预设值(160℃-170℃)以及箱体温度预设值(箱体温度预设值在85℃-90℃)，当需要开始预热脱附时，控制系统控制回信器大风阀14关闭，初步过滤箱2内带有VOC颗粒的气体不再通入VOC吸附箱3内，吸附风机32停止工作，加热管51以第一功率工作将升温腔5内空气加热，第一功率在5kw-5.5kw之间，该升温腔5内的加热管51有9根，每根的功率均以5kw-5.5kw工作，足以将升温腔5内的空气加热至340℃-350℃之间，第一温度感应器采样到升温腔5内的温度为第一腔体温度值，当第一腔体温度值达到第一腔体温度预设值时，直流阀15打开(直流阀15关闭时，升温腔5内的空气不会通入进气管，当第一腔体温度值达到340℃-350℃之间后，直流阀15自动打开，升温腔5内的高温空气流向进气管)，第二温度感应器采样到进气管内的温度为第一管道温度值，当第一管道温度值大于管道温度预设值时，冷风机13以第一风速工作向进气管内通入冷风中和(第一风速在1000转每分钟-1200转每分钟)，第三温度感应器采样到进气管内的温度为第二管道温度值，当第二管道温度值达到管道温度预设值时，截止阀16打开，截止阀16关闭时，进气管内的高温空气不能向VOC吸附箱3内通入，截止阀16打开后，进气管内中和后的热空气进入VOC吸附箱3内(由于VOC吸附箱3内的蜂窝活性炭板31的燃点在170℃左右，而VOC吸附箱3内的温度达到120℃以上时，VOC吸附箱3上的警报灯就会发出警报，但为了加快VOC吸附箱3内的预热时间，所以加热管51以5kw-5.5kw工作)，第四温度感应器采样到VOC吸附箱3内的温度为箱体温度值，当箱体温度值达到箱体温度预设值时，加热管51以第二功率工作(第二功率在3kw-3.5kw之间)，第一温度感应器采样到升温腔5内的温度为第二腔体温度值，当第二腔体温度值达到第二腔体温度预设值时，也就是当VOC吸附箱3内的温度达到85℃-90℃时，为了保持VOC吸附箱3内的温度在7个小时内始终在85℃-90℃之间，则需要将加热管51由原来的每根的功率均以5kw-5.5kw工作降低至每根的功率均以3kw-3.5kw工作，以使将升温腔5内的温度由340℃-350℃降低至190℃-200℃，再将冷风机13以第二风速工作向进气管内通入少量的冷风中和(第二风速在500转每分钟-600转每分钟)，以使190℃-200℃的热空气中和至稍大于85℃-90℃，第一功率大于第二功率，所述第一风速大于第二风速，当VOC吸附箱3内的箱体温度值达到箱体温度预设值时开始计时，计时时间为第一保温时间；
通过催化燃烧策略将脱附后的VOC颗粒进行催化燃烧，当第一保温时间达到第一预设时间时，直流阀15、冷风机13以及截止阀16均关闭，循环阀17打开，这时升温腔5不再向VOC吸附箱3内通入高温空气，VOC吸附箱3内的脱附时间达到了7个小时，由于直流阀15、冷风机13以及截止阀16均关闭时VOC吸附箱3的内部温度还是在脱附所需要的温度范围内而不会重新被活性炭板吸附，所以打开循环管，脱附的7个小时内从活性炭板上脱落下的VOC颗粒吸至升温腔5内，这时由加热策略转至催化燃烧策略，催化燃烧策略包括第二预设时间(第二预设时间为2h)以及第三腔体温度预设值(第三腔体温度预设值在340℃-350℃之间)，加热管51以第二功率工作将升温腔5内空气重新加热至340℃-350℃之间，第一温度感应器采样到升温腔5内的温度为第三腔体温度值，当第三腔体温度值达到第三腔体温度预设值时开始计时，计时时间为第二保温时间；由于进入催化燃烧策略后，脱附下的VOC颗粒被吸入升温腔5内，正常状态下VOC颗粒需要在1000℃左右才能燃烧，而由于有贵金属催化剂的催化，则加热管51将升温腔5内的空气重新加热至340℃-350℃既能使VOC颗粒燃烧；
通过冷却策略将VOC吸附箱3降氧冷却，当第二保温时间达到第二预设时间时，循环阀17关闭，催化燃烧策略转至冷却策略，冷却策略包括第三预设时间(第三预设时间为0.5h)以及箱体含氧预设量(箱体含氧预设量在30％-35％之间)，氧气检测仪18检测到VOC吸附箱3内的氧气含量为箱体含氧量，当箱体含氧量大于箱体含氧预设量时，VOC吸附箱3内的活性炭板会因为高温高氧而自燃，制氮机12打开向VOC吸附箱3内充入氮气，制氮机12的主要作用还是为了快速对VOC吸附箱3内部降温，从充入氮气的时间开始计时，计时时间为降氧时间，当降氧时间达到第三预设时间时，VOC吸附箱3降氧冷却结束，则活性炭板又能实现吸附，回信器大风阀14又将打开，整个过程将循环重复。
Claims (7)
1.一种VOC气体的催化燃烧设备，包括预热箱(1)以及废气依次经过的初步过滤箱(2)和VOC吸附箱(3)，所述初步过滤箱(2)内包括有若干块用于过滤VOC气体中粉尘颗粒的滤布(4)，其特征在于：所述初步过滤箱(2)与VOC吸附箱(3)之间设有通气管道，所述通气管道上设有用于打开或关闭通气管道的回信器大风阀(14)，所述预热箱(1)内包括有升温腔(5)，所述升温腔(5)内包括有多组加热管(51)和催化剂板(52)，所述加热管(51)用于加热升温腔(5)内的空气，所述升温腔(5)内设置有第一温度感应器，所述预热箱(1)与所述VOC吸附箱(3)之间设有进气管与出气管，所述进气管上依次设有直流阀(15)、第二温度感应器、第三温度感应器以及截止阀(16)，所述第二温度感应器与第三温度感应器之间的进气管上设有与进气管相通的冷风机(13)，所述出气管上设有循环阀(17)，当第二温度感应器采样到进气管内的温度高于预设值时，所述冷风机(13)动作以向进气管内通入冷风以使进气管内的温度降低，当第三温度感应器采样到进气管内的温度等于或低于预设值时，所述截止阀(16)打开以使降温后的空气进入VOC吸附箱(3)内，所述VOC吸附箱(3)内包括有若干块蜂窝活性碳板、若干个吸附风机(32)以及第四温度感应器，所述吸附风机(32)动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱(3)外，当第四温度感应器采样到VOC吸附箱(3)内温度达到预设值时，所述循环阀(17)打开，所述VOC吸附箱(3)将脱附后带有VOC颗粒的空气通过出气管回收至所述升温腔(5)内，所述催化剂板(52)用于催化加热后的空气与脱附回收后带有VOC颗粒的废气进行燃烧；
所述VOC吸附箱(3)一侧设有与VOC吸附箱(3)相通的制氮机(12)，所述VOC吸附箱(3)内还设有氧气检测仪(18)，所述制氮机(12)将氮气输送至所述VOC吸附箱(3)内用以排出VOC吸附箱(3)内的氧气及对VOC吸附箱(3)进行冷却；
VOC气体催化燃烧方法包括活性炭板吸附步骤、VOC吸附箱(3)预热步骤、脱附燃烧步骤以及VOC吸附箱(3)冷却步骤：
活性炭板吸附步骤：打开回信器大风阀(14)，将经过初步过滤箱(2)过滤后带有VOC颗粒的气体通入VOC吸附箱(3)内，带有VOC颗粒的气体穿过活性炭板，吸附风机(32)动作将VOC颗粒过滤后的气体吸至VOC吸附箱(3)外，吸附风机运行时间为工作时间；
VOC吸附箱预热脱附步骤：当工作时间达到300小时，将VOC吸附箱(3)内温度从0℃升温至85℃-90℃；在85℃-90℃内保温6.5h-7.5h；
催化燃烧步骤：将升温腔(5)内的温度从190℃-200℃升温至340℃-350℃，在340℃-350℃内保温7.5h-8.5h，通过贵金属催化剂的在340℃-350℃催化下燃烧VOC颗粒；
VOC吸附箱降氧冷却步骤：打开制氮机(12)向VOC吸附箱(3)内充入0.4h-0.6h的氮气；
通过加热策略将VOC吸附箱(3)内温度从0℃升温至85℃-90℃；所述加热策略包括第一预设时间、第一腔体温度预设值、第二腔体温度预设值、管道温度预设值以及箱体温度预设值，所述回信器大风阀(14)关闭，所述吸附风机(32)停止工作，所述加热管(51)以第一功率工作将升温腔(5)内空气加热，所述第一温度感应器采样到升温腔(5)内的温度为第一腔体温度值，当第一腔体温度值达到第一腔体温度预设值时，所述直流阀(15)打开，所述第二温度感应器采样到进气管内的温度为第一管道温度值，当第一管道温度值大于管道温度预设值时，所述冷风机(13)以第一风速工作向进气管内通入冷风中和，所述第三温度感应器采样到进气管内的温度为第二管道温度值，当第二管道温度值达到管道温度预设值时，所述截止阀(16)打开，所述进气管内中和后的热空气进入VOC吸附箱(3)内，所述第四温度感应器采样到VOC吸附箱(3)内的温度为箱体温度值，当箱体温度值达到箱体温度预设值时，所述加热管(51)以第二功率工作，所述第一温度感应器采样到升温腔(5)内的温度为第二腔体温度值，当第二腔体温度值达到第二腔体温度预设值时，所述冷风机(13)以第二风速工作向进气管内通入冷风中和，所述第一功率大于第二功率，所述第一风速大于第二风速，当VOC吸附箱(3)内的箱体温度值达到箱体温度预设值时开始计时，计时时间为第一保温时间；
通过催化燃烧策略将脱附后的VOC颗粒进行催化燃烧，当第一保温时间达到第一预设时间时，所述直流阀(15)、冷风机(13)以及截止阀(16)均关闭，所述循环阀(17)打开，所述加热策略转至催化燃烧策略，所述催化燃烧策略包括第二预设时间以及第三腔体温度预设值，所述加热管(51)以第二功率工作将升温腔(5)内空气加热，所述第一温度感应器采样到升温腔(5)内的温度为第三腔体温度值，当第三腔体温度值达到第三腔体温度预设值时开始计时，计时时间为第二保温时间；
通过冷却策略将VOC吸附箱(3)降氧冷却，当第二保温时间达到第二预设时间时，所述循环阀(17)关闭，所述催化燃烧策略转至冷却策略，所述冷却策略包括第三预设时间以及箱体含氧预设量，所述氧气检测仪(18)检测到VOC吸附箱(3)内的氧气含量为箱体含氧量，当箱体含氧量大于箱体含氧预设量时，所述制氮机(12)打开向VOC吸附箱(3)内充入氮气，从充入氮气的时间开始计时，计时时间为降氧时间，当降氧时间达到第三预设时间时，所述VOC吸附箱(3)降氧冷却结束。
2.根据权利要求1所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述预热箱(1)内还包括有换热箱(6)，所述换热箱(6)与所述升温腔(5)相通，所述进气管与出气管均与换热箱(6)相通，所述换热箱(6)由多片换热板(61)拼叠组成，所述换热板(61)上设有若干个阻隔组(7)，所述阻隔组(7)包括突起部分(71)和凹陷部分(72)，每个阻隔组(7)的突起部分(71)与凹陷部分(72)相互对应，相邻的阻隔组(7)上为突起部分(71)和凹陷部分(72)呈相互平行且竖直设置，任意两块换热板(61)拼叠时，两块换热板(61)上的各凹陷部分(72)相互叠加形成一个用于空气流通的通风间隙，两块换热板(61)上的各突起部分(71)相互叠加形成一个阻碍空气流通的阻隔筋，相邻两阻隔组(7)之间构成一个预热区域(8)，所述通风间隙与所述预热区域(8)连通构成一个通风通道。
3.根据权利要求2所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述换热箱(6)的两侧均设有罩设在通风通道上带有进风孔(9)和出风孔(10)的换热罩(11)，所述换热罩(11)与所述升温腔(5)相通。
4.根据权利要求1所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述初步过滤箱(2)内设有用于放置滤布(4)的支架板，所述初步过滤箱(2)内的支架板包括前后平行且垂直设置的两块，所述初步过滤箱(2)的一侧设有开合或闭合的拉板，所述支架板能够滑动地从初步过滤箱(2)内拉出。
5.根据权利要求1所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述催化剂板(52)为贵金属材质。
6.根据权利要求1所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述第一预设时间为7h，所述第二预设时间为2h，所述第三预设时间为0.5h，所述第一腔体温度预设值在340℃-350℃之间，所述第二腔体温度预设值在190℃-200℃之间，所述管道温度预设值在160℃-170℃之间，所述箱体温度预设值在85℃-90℃，所述第三腔体温度预设值在340℃-350℃之间。
7.根据权利要求1所述一种VOC气体的催化燃烧设备，其特征在于：所述第一功率在5kw-5.5kw之间，所述第二功率在3kw-3.5kw之间，所述第一风速在1000转每分钟-1200转每分钟，所述第二风速在500转每分钟-600转每分钟，所述箱体含氧预设量在30%-35%之间。
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