[实用新型]一种橡胶VOCs废气旋流吸附‑芬顿降解耦合处理成套设备

说明书

技术领域

本实用新型针对化工行业中橡胶轮胎的生产过程，尤其是橡胶VOCs废气旋流吸附—芬顿降解耦合处理成套设备。

背景技术

橡胶轮胎的生产制造是橡胶行业的主体部分，约占橡胶行业工业生产总值的 90％以上。橡胶轮胎在生产制造过程中会产生大量废气，并且组分复杂。根据美国国家环保总局编制的《空气污染物排放系数汇编》，橡胶轮胎废气排放因子高达63种，其主要排放因子为颗粒物、非甲烷总烃、氨气、苯乙烯、硫化氢、二甲苯、甲硫醇、甲硫醚等物质。除颗粒物、氨以及硫化氢以外，其他主要排放因子都可以归为挥发性有机物(VOCs)的范畴。VOCs不仅会造成大气污染，并且对人类健康危害巨大，会让人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力，甚至出现抽搐昏迷。

橡胶轮胎VOCs废气具有浓度低、气量大、成分复杂等特点，现今VOCs 废气治理技术分为物理回收技术和化学销毁技术两大类。物理回收技术包括压缩冷凝、吸附、吸收等，化学销毁技术包括(催化)燃烧、(催化)氧化、催化转化、生物转化等。大部分企业处理VOCs时都采用吸附法或燃烧法，或者两种相结合的方法。

吸附法是利用多孔性吸附剂处理流体混合物，从而使其中一种或数种组分浓缩于吸附剂表面，通常采用的吸附剂以活性炭为主。吸附设备可分为固定床、流化床和移动床吸附装置。近年来国外及我国台湾地区流化床和移动床吸附装置发展较快，在实际工程中应用广泛；日本吴羽公司开发的流化床吸附系统占地面积小，VOCs去除率可达95％以上。Lillo-Rodenas等选择不同结构的活性炭，对低浓度苯和甲苯进行吸附研究，发现小于0.7nm的微孔对低浓度的VOCs吸附起到支配作用。Hsieh等研究了多种VOCs在活性炭上的吸附能分布，指出VOCs分子的尺寸、结构、极性等均会影响吸附行为。然而，由于橡胶行业废气排放量大、VOCs组分复杂，导致吸附设备占地大、吸附剂成本高、吸附剂再生困难、易产生二次污染等问题。

另一方面，可实现VOCs转化或彻底销毁的燃烧、氧化、催化转化等技术在橡胶行业VOCs控制中也有着广泛的应用。这些技术可将VOCs转化为无害的烃类、CO2、水等。近年来，在热力燃烧的基础上增加了蓄热体作为热能储存与再利用装置，发展了蓄热式热力燃烧技术(RTO)。RTO技术关键在于选用合适的蓄热体，并适时控制阀门切换周期和适时启停燃烧器控制反应室温度。利用催化剂可降低有机物氧化所需活化能并提高反应速率，从而在较低温度 (300～500℃)下将有机物降解，一般采用贵金属Pd为催化剂，价格较为昂贵。近年来，又新发展了蓄热式催化燃烧技术(RCO),然而上述技术存在着设备复杂难以放大、操作不稳定、效率低、成本高等问题。

因此，本领域迫切需要开发一种能够低成本，操作稳定，同时不产生二次污染的橡胶VOCs废气旋流吸附—芬顿降解耦合处理成套方法与设备。

实用新型内容

为了克服上述现有方法的不足，本实用新型提供了一种橡胶VOCs废气旋流吸附—芬顿降解耦合处理成套设备。

本实用新型提供了一种橡胶废气旋流吸附—芬顿降解耦合处理成套设备，该成套设备包括：

Ⅰ级旋流吸附分离器，用于进行第一次低精度气固吸附分离；

Ⅱ级旋流吸附分离器，用于进行第二次高精度气固吸附分离；

与旋流吸附分离系统相连的降解再生槽，用于实现VOCs废气芬顿氧化降解及活性炭吸附颗粒再生；

与降解再生槽相连的炭球加料罐，用于VOCs废气和活性炭的混合；

浆料泵和引风机，用于提供动力运输。

优选的，所述的降解再生槽内设搅拌设备，用于将各组分搅拌混合均匀，提高传质，传热速率。

优选的，所述的炭球加料罐设有两个进料管和出料管。

优选的，所述的降解再生槽内部设有过滤网，用于将吸附剂与降解残液分离。

优选的，所述的旋流吸附器内活性炭颗粒回收率达99％以上。

本实用新型一种橡胶VOCs废气旋流吸附—芬顿降解耦合处理成套设备的处理方法，包括：

(1)橡胶VOCs废气吸附单元：将来自外管的VOCs废气输送至炭球加料罐，实现活性炭吸附颗粒预混合。混合相从旋流吸附分离器顶部入口切向进入，在三维湍流流场作用下，活性炭旋转流动同时产生对VOCs废气高效吸附作用，实现VOCs吸附和分离同时进行，旋流吸附分离器可为单级或多级串联或并联，净化达标的气体由吸附分离系统经引风机送至外排管网。经吸附后富含VOCs 废气的活性炭颗粒从吸附分离器底部输送至产物脱附单元。