[发明专利]一种基于催化氧化的VOCs

权利要求书

1.一种基于催化氧化的VOC_s复合处理系统，包括废气引风机（1-1）、主排风机（1-2）、脱附主风机（1-3）、冷却引风机（1-4）、加热器（11）和三个复合处理装置；其特征在于：三个复合处理装置结构相同，均包括吸附单元和臭氧催化氧化单元；吸附单元的输出口与臭氧催化氧化单元的输入口连接；吸附单元对VOCs废气进行吸附；臭氧催化氧化单元内设置有催化剂，在输入臭氧的情况下，对VOCs废气进行催化氧化分解；

所述臭氧催化氧化单元中的采用的催化剂选用以三种不同晶型的A1₂O₃颗粒为载体，采用过饱和浸渍法制备的MnOx-CeOx-LaOx催化剂，所述的三种A1₂O₃颗粒的晶型分别为α、β、γ晶型；α、β、γ晶型的A1₂O₃颗粒的质量比为3:4:3；

三个复合处理装置均具有五个通气口，分别为废气进口、脱附进口、冷却进口、臭氧进口和净化出气口；废气进口、脱附进口和冷却进口均连接到吸附单元的输入口；臭氧进口连接到臭氧催化氧化单元的臭氧供给口；臭氧催化氧化单元的输出口连接到净化出气口；三个复合处理装置的废气进口均连接到VOCs废气输送管道；冷却引风机（1-4）的出风口连接到三个复合处理装置的冷却进口；三个复合处理装置的净化出气口通过三个阀门连接到烟囱，并通过另三个阀门连接到脱附主风机（1-3）的进风口；脱附主风机（1-3）的出风口经过加热器（11）和阀门连接到三个复合处理装置的脱附进气口；臭氧发生器（7）的臭氧出口连接到三个复合处理装置的臭氧进口；冷却引风机（1-4）的出风口连接到三个复合处理装置的冷却进口；

所述的复合处理装置具有三种工作状态，分别为吸附状态、脱附分解状态和冷却状态；吸附状态下，VOCs废气从废气进口输入，在吸附单元中被脱除有机污染物后从净化出气口输出；脱附分解状态下，热气流从脱附进口输入，使得吸附单元中有机污染物脱出，实现VOCs废气的浓缩；浓缩后的VOCs废气进入臭氧催化氧化单元；臭氧从臭氧进口输入到臭氧催化氧化单元，臭氧催化氧化单元在臭氧和催化剂的作用下对VOCs废气进行催化氧化分解；冷却状态下，冷气流从冷却进口输入，使得吸附单元的温度降低，直到吸附单元能够再次吸附VOCs废气。

2.根据权利要求1所述的一种基于催化氧化的VOCs复合处理系统，其特征在于：脱附主风机（1-3）的出风口与三个复合处理装置的脱附进气口之间还设置有质量流量计（6）、阻燃器（3）和第二三通阀（5-2）。

3.根据权利要求1所述的一种基于催化氧化的VOCs复合处理系统，其特征在于：VOCs废气输送管道与三个复合处理装置之间设置有依次串联的废气引风机（1-1）和干式过滤箱（4）。

4.根据权利要求3所述的一种基于催化氧化的VOCs复合处理系统，其特征在于：所述的干式过滤箱（4）内设置有依次排列的初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器；初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器均采用快拆式铝框滤袋；其中，初效过滤器的滤袋为过滤棉材质，过滤粒径≥5μm；中效过滤器的滤袋为无纺布材质，过滤粒径为1~5μm；高效过滤器的滤袋为玻璃纤维材质，过滤粒径为0.1~1μm；干式过滤箱的输入口、任意两个过滤器之间和输出口均引出压差表。

5.根据权利要求3所述的一种基于催化氧化的VOCs复合处理系统，其特征在于：废气引风机（1-1）与干式过滤箱（4）之间设置有第一三通阀（5-1）；第一三通阀（5-1）的第一通气口与废气引风机（1-1）连接；第一三通阀（5-1）的第二通气口与干式过滤箱（4）的输入口连接；第一三通阀（5-1）的第三通气口与烟囱连接；在发生故障时通过切换第一三通阀对VOCs废气进行排空处理。

6.如权利要求1所述的一种基于催化氧化的VOC_s复合处理系统的处理方法，其特征在于：步骤一、将三个复合处理装置分别定义为第一复合处理装置、第二复合处理装置和第三复合处理装置；第一复合处理装置的废气进口和净化出气口开启，进入吸附状态，第一复合处理装置的吸附单元对输入的VOCs废气中的有机污染物进行吸附浓缩；

步骤二、当第一复合处理装置内的的吸附单元吸附饱和后，第一复合处理装置进入脱附分解状态；加热器（11）加热得到的气流从第一复合处理装置的脱附进口进入到第一复合处理装置的吸附单元，使得第一复合处理装置内吸附的有机物脱附并随气流进入到臭氧催化氧化单元；臭氧发生器（7）产生的臭氧进入第一复合处理装置的臭氧催化氧化单元中；臭氧催化氧化单元对有机污染物进行催化氧化；同时，第二复合处理装置进入吸附状态；

步骤三、当第二复合处理装置内的吸附单元吸附饱和后，第二复合处理装置进入脱附分解状态；第三复合处理装置进入吸附状态；第一复合处理装置进入冷却状态，冷却引风机（1-4）从外界环境中引入冷气流到第一复合处理装置的吸附单元中，使得第一复合处理装置内的温度降低，恢复原有的吸附能力；第一复合处理装置输出的温度升高的气流汇入到处于脱附分解状态的第二复合处理装置中，以此来降低能耗；

步骤四、第一复合处理装置、第二复合处理装置和第三复合处理装置在吸附状态、脱附分解状态和冷却状态之间循环切换，使得任意时刻下均有一个复合处理装置处于吸附状态。