[发明专利]一种发酵尾气资源化利用系统及方法和应用

说明书

本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种发酵尾气资源化利用系统及方法和应用。该发酵尾气资源化利用系统包括预处理系统、吸附‑脱附系统、催化重整系统；所述预处理系统和所述吸附‑脱附系统相连，所述吸附‑脱附系统和所述催化重整系统相连。本发明将预处理、吸附脱附以及催化重整等功能进行耦合得到发酵尾气资源化利用系统，通过预处理系统去除发酵尾气中的颗粒物和液滴，防止吸附‑脱附设备堵塞以及水和VOCs的竞争吸附；通过催化重整系统对脱附后的VOCs进行催化重整得到富氢混合气体，最后实现发酵尾气高效转化为富氢混合气体，实现发酵尾气的资源化利用。

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种发酵尾气资源化利用系统及方法和应用。

背景技术

酵母生产过程中会排放对环境造成影响的挥发性有机物(VOCs)。随着环保意识的增强，工业尾气排放标准和监管力度的日益严格，发酵尾气不经处理直接排放会被有关部门禁止和处罚，因此有必要对发酵尾气进行处理。

目前常用的VOCs处理技术大致分为回收和销毁两种手段。回收技术适用于单一组分、高浓度和回收价值较高的组分，而销毁技术适合低浓度、组分复杂、无回收价值的组分。销毁技术的工艺名称为蓄热式催化氧化法(RCO)，其利用催化剂活化VOCs，能在较低温度(300-500℃)下将VOCs高效转换成CO₂和H₂O，也因此受到广泛应用。然而，此种方法不能较好地实现发酵尾气的资源化利用。

发明内容

酵母发酵尾气浓度低，成分复杂，难于处理，其中的VOCs主要成分是醇类、酯类、醛类，其中乙醇最多。发明人经过研究发现发酵尾气可通过催化蒸气重整技术将其转换成富氢混合气体。该法相较于RCO，不仅可以解决VOCs的排放问题，还可为VOCs的资源化利用开辟一条新的途径。

本发明要解决的技术问题：本发明提供一种发酵尾气资源化利用系统，将发酵尾气高效地转化为可供利用的富氢混合气，实现发酵尾气的资源化利用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种发酵尾气资源化利用系统，包括预处理系统、吸附-脱附系统、催化重整系统；所述预处理系统和所述吸附-脱附系统相连，所述吸附-脱附系统和所述催化重整系统相连。

优选的是，所述预处理系统包括除尘和/或除雾装置；优选地，所述除尘装置选自管束除尘装置和/或过滤网。

优选的是，所述吸附-脱附系统至少包括两套并联的超声吸附-脱附固定床。

优选的是，所述超声吸附-脱附固定床包括吸附层和超声支撑盒，所述超声支撑盒嵌入式设置在吸附层中，所述超声支撑盒内设有超声装置。

优选的是，所述吸附层的吸附剂选自活性炭、树脂和分子筛中的一种或两种以上。

优选的是，所述超声吸附-脱附系统采用热气脱附形式，所述脱附气体选自N₂、CO₂和He中的一种或两种以上。

优选的是，所述催化重整系统包括催化重整装置和水蒸气发生装置，所述水蒸气发生装置将水气化后与脱附尾气混合，然后进入催化重整装置。

优选的是，所述催化重整装置至少包括两个催化重整反应器，所述催化重整反应器的入口分别通过阀门与所述水蒸气发生装置相连；优选地，所述催化重整反应器的入口通过阀门与催化重整尾气输送管路相连，所述催化重整反应器的出口分别通过阀门与催化重整尾气输送管路相连；更优选地，所述催化重整反应器的出口两两之间通过阀门相连。

优选的是，所述催化重整反应器中的催化剂选自贵金属催化剂和/或非贵金属催化剂；优选地，所述催化剂为贵金属催化剂；更优选地，所述催化剂为颗粒、整体式和粉末状中的一种或两种以上；进一步优选地，所述催化重整反应器为固定床或流化床。