一种节能型废气净化系统的制作方法

1.本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种节能型废气净化系统。


背景技术：

2.喷漆、晾干等涂装生产是现代工业产品生产中的一个重要环节，具有防腐、装饰等功能，不仅是产品质量考核的重要一环，而且还是构成产品价值的重要因素。涂装生产过程中，为了提高生产效率，晾干工序往往采取热气流加热晾干房，采取高温烘干的操作。而且，喷漆和烘干的过程中，会挥发大量的vocs废气，需要对其进行收集治理。
3.现有相关技术中，晾干工序中比较常用的高温烘干方式为通过天然气燃烧加热空气，形成热气流进而加热晾干房。这种操作会消耗大量的天然气，经济成本高。而常用的vocs废气处理方法为燃烧法，然而焚烧后净化的尾气排出，带走了大量的能量而未被利用，造成能量浪费。同时，在对涂装房废气进行收集治理的过程中，由于涂装房空气补偿管道直通室外，会带来室内vocs逸散室外、能量浪费、空气流不稳等各种不利影响。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种节能型废气净化系统，以解决现有相关技术中，对车间废气的处理净化过程中的热量回收利用不够充分，且车间废气容易逸散、车间生产能源消耗高等问题。
5.本实用新型提供一种节能型废气净化系统，设置于车间外，车间的废气排放口通过管道依次连接吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器和二级换热器；所述吸附脱附转轮与所述一级换热器的冷侧相连，所述蓄热焚烧装置与所述一级换热器的热侧相连；车间与所述二级换热器的冷侧相连。
6.可选的，所述蓄热焚烧装置内设有零级换热器，车间与所述零级换热器的冷侧相连。
7.可选的，所述零级换热器设置在蓄热焚烧装置内部的蓄热体下部空间，通过膨胀节与蓄热焚烧装置连接，并通过管道、风机和风阀而与车间连接。
8.可选的，所述吸附脱附转轮包括吸附区、脱附区和降温区；废气排放口与吸附区和降温区分别连接，脱附区和降温区分别与一级换热器冷侧的出口、进口连接，使一部分废气经过吸附区吸附净化后排出至外界大气中，另一部分废气流经降温区后排入一级换热器冷侧，流经一级换热器后再进入脱附区，流经脱附区后流入蓄热焚烧装置中。
9.可选的，所述车间为智能涂装房，所述智能涂装房的新风进口处设有智能空气阀，所述智能空气阀内设有若干个空气通道，并在阀体内壁和所述空气通道之间填充有吸附材料；所述智能空气阀上设置有传感器和电动执行机构，所述传感器和执行机构均与控制系统连接。
10.可选的，所述智能涂装房的墙体设有保温层；在智能涂装房中设有迷宫纸盒过滤器，用于使废气经过迷宫纸盒过滤器后再从废气排放口排出。
11.可选的，所述迷宫纸盒过滤器由若干个单体拼接而成，每个单体包括过滤器支架以及位于支架内的多个翅片，多个翅片之间留有空间形成废气通道。
12.可选的，在废气排放口和吸附脱附转轮之间设置有干式过滤器，所述干式过滤器内依次设有初效过滤、中效过滤、高效过滤和活性炭过滤层共四层。
13.可选的，本节能型废气净化系统还包括plc控制系统，所述plc控制系统与车间、吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器、二级换热器分别连接。
14.可选的，在车间、吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器、二级换热器之间的连接管道上设有风机和风阀，所述风机和风阀均与所述plc控制系统连接。
15.本实用新型的节能型废气净化系统，通过在吸附脱附转轮浓缩和燃烧法的联合工艺中设置一、二级换热器而将蓄热焚烧装置的热量回收利用，不仅使热量一部分用于吸附脱附转轮的脱附，并实现焚烧尾气的达标排放，而且使得另一部分热量能回用于车间，使车间有足够的能量供热，从而大大地节约了能源消耗，降低了车间产品的生产成本和废气处理成本。进一步地，还通过在蓄热焚烧装置内部设置零级换热器，加强了对蓄热焚烧装置燃烧能量的回收，并将回收的热量用于车间的预热、升温、保温等，可大大节约车间的外部供热量，避免了天然气等能源的消耗。
16.此外，本实用新型通过在车间内设置智能空气调节阀，可实现对车间新风的智能控制，并能够精确控制系统的新风摄入量，避免车间内能量的损失。进一步地，通过智能空气阀的吸附结构设置，避免了车间内废气中的有机污染物通过新风入口而逸散到车间外。另外，本实用新型还通过plc集中控制，可实现整套装置的智能化运行，使整个净化系统的运行更加稳定和高效。将本实用新型应用于涂装房车间废气处理中，能够解决涂装房废气逸散、流量不稳、能量浪费、不经济等问题。
附图说明
17.图1为本实用新型的废气净化系统结构示意图；
18.图2为本实用新型的智能空气阀的正视结构示意图；
19.图3为本实用新型的智能空气阀的侧视结构示意图；
20.图4为本实用新型的迷宫纸盒过滤器单体结构示意图；
21.图5为本实用新型的干式过滤器结构示意图。
22.图中，1-智能涂装房，11-涂装房钢结构，12-智能空气阀，121-外阀体，122-内阀体，123-空气通道，124-吸附材料，125-传感器，126-电动执行机构，13-迷宫纸盒过滤器，131-过滤器支架，132-过滤器翅片，133-废气通道，14-保温层，2-干式四级过滤器，21-初效过滤层，22-中效过滤层，23-高效过滤层，24-活性炭过滤层，3-吸附脱附转轮，31-转轮壳体，32-吸附区，33-脱附区，34-降温区，4-蓄热焚烧装置，41-蓄热体，42-零级级换热器，43-膨胀节，44a～d-蓄热焚烧装置切换阀，45-燃烧器，5-一级换热器，6-二级换热器，71～76-风阀，81～83-离心风机，84～86-罗茨风机，9-plc控制系统，10-烟囱。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
24.本实用新型提供的节能型废气净化系统，设置于车间外，车间的废气排放口通过
管道依次连接吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器和二级换热器；所述吸附脱附转轮与所述一级换热器的冷侧相连，所述蓄热焚烧装置与所述一级换热器的热侧相连；车间与所述二级换热器的冷侧相连。
25.具体地，所述车间产生的废气从废气排放口排入本净化系统，净化后排出至外界大气中。本净化系统利用吸附脱附转轮，对来自车间的含有低浓度有机污染物的废气一部分进行吸附净化后排出，另有一部分废气进行浓缩，浓缩后的废气通过燃烧法而被净化。净化后的尾气余热通过一级、二级换热器而被回收，作为热源应用于车间的加热或保温、烘干等工艺环节中。
26.在各装置间的具体连接方式上，所述吸附脱附转轮与一级换热器的冷侧相连，更具体地说，所述吸附脱附转轮与一级换热器的冷侧进口、出口分别相连，经一级换热器换热后，再流回吸附脱附转轮。而一级换热器的热侧连接的是蓄热焚烧装置排出的净化尾气，其与来自吸附脱附转轮的废气换热后，继续流入二级换热器的热侧，作为二级换热器的热流体，通过换热的方式为车间提供热量。
27.在具体实施时，所述车间可为涂装车间，应用于涂装产品生产的喷漆、晾干环节，更具体地说，所述车间可为涂装房，二级换热器的冷侧与涂装房内的空气连通，空气被换热器加热后回到涂装房内，由此实现对涂装房的保温、升温等。
28.如图1～图5所示的节能型涂装废气净化系统，包括由管道顺序连接的智能涂装房1、干式过滤器2、吸附-脱附转轮3、蓄热焚烧装置4、一级换热器5、二级换热器6、plc控制系统9和烟囱10。
29.智能涂装房1设置的涂装房钢结构11支撑涂装房整体构型，并保证涂装房的结构安全。智能涂装房1的新风入口处设置有智能空气阀12。在具体结构上，如图3所示，所述智能空气阀12内设有若干个空气通道123，并在阀体内壁和所述空气通道之间填充有吸附材料124。其中吸附材料124包括活性炭、硅藻土、有机金属骨架等可吸附vocs的材料，智能空气阀内设置的空气通道123可供空气流通，同时内部填充的吸附材料124可吸附逸散的vocs，避免废气外溢。所述智能空气阀12上还设置有传感器125和电动执行机构126，所述传感器125可监测废气vocs浓度、温度和压力，并通过与plc控制系统的连接，将检测到的数据传输到plc控制系统，通过plc控制智能空气阀的电动执行机构126，控制新风的稳定摄入，避免涂装房内热量的散失。如图4所示，所述智能涂装房1中的迷宫纸盒过滤器13由若干个正方体型纸盒过滤器单体拼接组装而成，每个单体包括过滤器支架131以及位于支架内的多个过滤器翅片132，多个过滤器翅片132之间留有空间形成废气通道133。设置的迷宫纸盒过滤器13可加强涂装废气油漆颗粒物的扰流和碰撞，从而拦截油漆颗粒物；智能涂装房1墙体设置的保温层14可避免涂装房热量快速散失。
30.如图5所示，在废气排放口和吸附脱附转轮之间设置有干式过滤器2，为干式四级过滤器，该过滤器设置有初效过滤层21、中效过滤层22、高效过滤层23和活性炭过滤层24，可分别实现对涂装废气中不同颗粒物及部分vocs物料的去除，避免对后续设备的影响，提高废气的净化效率。
31.吸附脱附转轮3可实现对vocs废气的吸附和浓缩。转轮共有三个部分组成，包括吸附区32、脱附区33和降温区34；其中吸附区32主要为对vocs的吸附净化，净化废气通过烟囱10达标排放；吸附有机物的区域转动到脱附区32时，采用热气流进行脱附，脱附气含有较高
浓度的vocs，到后续蓄热焚烧装置4进一步处理；脱附结束后，转轮旋转到降温区34降温，然后开启下一个周期。
32.在具体连接结构上，对于所述吸附脱附转轮3，在其进气侧，废气排放口与吸附区32和降温区34均分别连接，而其另一侧：脱附区33和降温区34分别与一级换热器5冷侧的出口、进口连接。结构上，吸附脱附转轮分成三块，大扇形和二个小扇形部分，大扇形部分为吸附有机物，二个小扇形部分分别为冷却区域和高温脱附区域。转轮以一定的速度在转动，吸附有机污染物后的吸附材料自动转入脱附区域，吸附材料上的有机污染物被高温热气流吹脱到气体中而吸附材料则被脱附而再生，由此形成了吸附浓缩和脱附再生的同时、连续性的运行。结合本实用新型的具体实施方式可见，一部分废气经过吸附区32吸附净化后排出至外界大气中，具体而言是通过风机81排入了烟囱10中；另一部分废气流经降温区34(对转轮降温区实现降温)后排入一级换热器5冷侧，流经一级换热器5(而被加热形成热气流)后再进入脱附区33，流经脱附区33后(使热气流将转轮脱附区33吸附材料上的有机物被吹脱出来)流入蓄热焚烧装置4中。
33.蓄热焚烧装置4设置有燃烧器45用于装置开启时点火使用；吸附脱附转轮3脱附的废气经过蓄热焚烧装置切换阀44a进入装置内，通过蓄热体41储存的热量预热后在装置内焚烧，焚烧尾气通过另一侧蓄热体41吸收一部分能量后再经零级换热器42换热降温，最后通过蓄热焚烧装置切换阀44d进入后续装置。其中，44a～d为蓄热焚烧装置切换阀。图1所示的实施例中，蓄热焚烧装置为两室型，相应地切换阀有两组。44a和44d为一组，44b和44c为另一组，通过切换阀的开闭控制进气和出气。
34.所述蓄热焚烧装置4内还设有零级换热器42，智能涂装房1与所述零级换热器42的冷侧相连。更具体地，所述零级换热器42设置在蓄热焚烧装置4的内部蓄热体42下部空间，通过膨胀节43与蓄热焚烧装置4连接，并通过管道、风机和风阀而与车间(即智能涂装房1)连接。零级换热器42与蓄热焚烧装置4采用膨胀节43连接，避免升温材料膨胀损坏设备；零级换热器42回收的能量回用于智能涂装房1，用于涂装房的升温、保温操作；零级换热器42循环热风采用罗茨风机，罗茨风机可以稳定风量，避免系统中风量的波动。
35.焚烧尾气进入一级换热器5进行换热，所述一级换热器5布置在蓄热焚烧装置4焚烧废气出口，焚烧尾气走一级换热器壳程，换热后进入二级换热器6；一级换热器管程气体为来自吸附脱附转轮3降温区34的废气，换热后进入吸附-脱附转轮3的脱附区33。
36.所述二级换热器6布置在一级换热器5下游，来自一级换热器5壳程焚烧尾气进入二级换热器6壳程，经过换热后经烟囱10达标排放；二级换热器6管程气体为智能涂装房1内的空气，经过换热后将热量用于涂装房的升温和保温等，二级换热器6循环风采用罗茨风机86，罗茨风机可以稳定风量，避免系统中风量的波动。
37.在车间(智能涂装房1及其智能空气阀12)、干式过滤器2、吸附脱附转轮3、蓄热焚烧装置4、一级换热器5、二级换热器6、烟囱10之间的连接管道上各设有风机和风阀，如图1所示，71～76为各管道上的风阀、81～83为离心风机，84～86为罗茨风机。上述各设备设施以及各自之间的连接管路上设有的风机和风阀均与plc控制系统9连接，由plc集成并控制各设备的运行参数，plc控制系统可以收集、分析并控制系统中各设备的运行。
38.本净化系统的运行原理如下：
39.1)plc控制系统9通过控制智能空气阀12给智能涂装房1补充新鲜风，同时烘干产
品；
40.2)涂装废气通过迷宫纸盒过滤器13、干式过滤器2过滤掉废气中的漆雾颗粒物并去除部分voocs物料，然后进入到吸附脱附转轮3进行吸附浓缩；
41.3)吸附脱附转轮3吸附涂装废气中的vocs，干净的气体通过离心风机81、烟囱10达标排放，一部分涂装废气对吸附脱附转轮的降温区34进行降温，降温后的气体通过一级换热器5升温后对脱附区33进行脱附，脱附后的气体去蓄热焚烧装置4进行焚烧处理；
42.4)脱附后的气体通过蓄热焚烧装置切换阀44a进入蓄热焚烧装置，焚烧后通过蓄热体41、零级换热器42、一级换热器5、二级换热器6换热后，通过烟囱10达标排放；
43.5)零级换热器42、一级换热器5、二级换热器6均对焚烧尾气进行热量回收，其中零级换热器42和二级换热器6回收的能量回用于涂装房1的保温、升温等。
44.上述可见，本实施例提供了一种节能型废气净化系统，包括依次连接的智能涂装房1、干式过滤器2、吸附脱附转轮3、蓄热焚烧装置4、一级换热器5、二级换热器6、plc控制系统9和烟囱10。智能涂装房设置有智能空气阀和迷宫纸盒过滤器，智能空气阀净化并智能控制空气的流入，迷宫纸盒过滤器可对废气进行初步的分流和净化；蓄热焚烧装置设置有零级换热器，回收焚烧尾气的能量，用于对涂装房预热、保温；一、二级换热器进一步对焚烧尾气能量回收，使焚烧尾气可达标排放，同时回收的能量用于转轮的脱附和涂装房的预热、保温；plc控制系统集中控制系统中各装置，实时监控各装置运行数据并智能调节其运行参数，保证系统稳定、安全、高效运行。本实用新型的节能型废气净化系统，在处理废气达标排放的同时，智能控制系统风量，同时将焚烧废气的能量回用于涂装房，智能、高效、节能。
45.本实用新型的节能型废气净化系统，通过在蓄热焚烧装置内部设置零级换热器，可做到对蓄热焚烧装置燃烧能量的回收，回收的热量用于车间的预热、升温、保温等，可大大节约涂装房的外部供热量，避免了天然气的消耗。而一、二级换热器的设置，可对蓄热焚烧装置焚烧尾气中的能量彻底回收，实现焚烧尾气的达标排放，并且回收的能量一部分用于吸附-脱附转轮的脱附，另一部分能量回用于涂装房，使涂装房有足够的能量供烘干操作，节约能量，提高生产效率。此外，通过在涂装房新风进口安装智能空气调节阀，可监测废气vocs浓度、温度和压力并将检测到的数据传输到plc控制系统，通过plc控制智能空气阀的开关，可精确控制系统新风的摄入量，避免涂装房内能量的散失；此外，智能空气阀内部填充有吸附材料，若有vocs外溢，则会被空气阀内填充的吸附材料吸附净化，从而避免vocs逸散到空气中；通过plc集中控制，可实现整套装置的智能化运行，运行更加稳定和高效。
46.以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。

技术特征：
1.一种节能型废气净化系统，设置于车间外，其特征在于，车间的废气排放口通过管道依次连接吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器和二级换热器；所述吸附脱附转轮与所述一级换热器的冷侧相连，所述蓄热焚烧装置与所述一级换热器的热侧相连；车间与所述二级换热器的冷侧相连。2.根据权利要求1所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述蓄热焚烧装置内设有零级换热器，车间与所述零级换热器的冷侧相连。3.根据权利要求2所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述零级换热器设置在蓄热焚烧装置内部的蓄热体下部空间，通过膨胀节与蓄热焚烧装置连接，并通过管道、风机和风阀而与车间连接。4.根据权利要求1所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述吸附脱附转轮包括吸附区、脱附区和降温区；所述废气排放口与吸附区和降温区分别连接，脱附区和降温区分别与一级换热器冷侧的出口、进口连接，使一部分废气经过吸附区吸附净化后排出至外界大气中，另一部分废气流经降温区后排入一级换热器冷侧，流经一级换热器后再进入脱附区，流经脱附区后流入蓄热焚烧装置中。5.根据权利要求1所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述车间为智能涂装房，所述智能涂装房的新风进口处设有智能空气阀，所述智能空气阀内设有若干个空气通道，并在阀体内壁和所述空气通道之间填充有吸附材料；所述智能空气阀上设置有传感器和电动执行机构，所述传感器和执行机构均与控制系统连接。6.根据权利要求5所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述智能涂装房的墙体设有保温层；在智能涂装房中设有迷宫纸盒过滤器，用于使废气经过迷宫纸盒过滤器后再从废气排放口排出。7.根据权利要求6所述的节能型废气净化系统，其特征在于，所述迷宫纸盒过滤器由若干个单体拼接而成，每个单体包括过滤器支架以及位于支架内的多个翅片，多个翅片之间留有空间形成废气通道。8.根据权利要求1所述的节能型废气净化系统，其特征在于，在废气排放口和吸附脱附转轮之间设置有干式过滤器，所述干式过滤器内依次设有初效过滤、中效过滤、高效过滤和活性炭过滤层共四层。9.根据权利要求1-8任一项所述的节能型废气净化系统，其特征在于，包括plc控制系统，所述plc控制系统与车间、吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器、二级换热器分别连接。10.根据权利要求9所述的节能型废气净化系统，其特征在于，在车间、吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器、二级换热器之间的连接管道上设有风机和风阀，所述风机和风阀均与所述plc控制系统连接。

技术总结
本实用新型涉及废气处理技术领域，提供一种节能型废气净化系统。该节能型净化系统设置于车间外，车间的废气排放口通过管道依次连接吸附脱附转轮、蓄热焚烧装置、一级换热器和二级换热器；所述吸附脱附转轮与所述一级换热器的冷侧相连，所述蓄热焚烧装置与所述一级换热器的热侧相连；车间与所述二级换热器的冷侧相连。将本实用新型应用于涂装房车间废气处理中，能够解决涂装房废气逸散、流量不稳、能量浪费、不经济等问题，并具有较强的节能效果，能大大降低产品的能源消耗和生产成本。大降低产品的能源消耗和生产成本。大降低产品的能源消耗和生产成本。


技术研发人员：尚红念 杨振亚 陈传斌 安东 豆闶 荀志萌
受保护的技术使用者：江苏省环境工程技术有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/8