一种低品位工业废气余热回收利用系统
阅读说明：本技术 一种低品位工业废气余热回收利用系统 (Low-grade industrial waste gas waste heat recovery utilizes system ) 是由 于大杰 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种低品位工业废气余热回收利用系统,包括烘房、进气口与排气口,所述排气口通过管道依次与漆雾过滤器、余热回收换热器、VOCs吸附床、空气源热泵机组、排风机、排放烟囱相连,所述VOCs吸附床上设有VOCs脱附通道,所述VOCs脱附通道上依次循环连接有VOCs吸附床、脱附风机、RCO炉、阻火器、换向阀,所述换向阀上还连接有补冷风机以及脱附旁通通道,所述空气源热泵机组上设有与前处理室相连的供水管与回水管,所述供水管或回水管上还设有循环水泵,所述前处理室内设有分别与所述供水管、回水管相连的槽液加热器。本发明有效去除了涂装工艺产生的有机废气,既减少了污染物的排放,又将尾气余热回收利用,使经济效益、环境效益得到良好结合。(The invention relates to a low-grade industrial waste gas waste heat recycling system which comprises a drying room, an air inlet and an air outlet, wherein the air outlet is sequentially connected with a paint mist filter, a waste heat recycling heat exchanger, a VOCs adsorption bed, an air source heat pump unit, an exhaust fan and a discharge chimney through pipelines, a VOCs desorption channel is arranged on the VOCs adsorption bed, the VOCs desorption channel is sequentially and circularly connected with the VOCs adsorption bed, a desorption fan, an RCO furnace, a flame arrester and a reversing valve, a cooling supplementing fan and a desorption bypass channel are further connected on the reversing valve, a water supply pipe and a water return pipe which are connected with a pretreatment chamber are arranged on the air source heat pump unit, a circulating water pump is further arranged on the water supply pipe or the water return pipe, and a tank liquid heater which is respectively connected with the water supply pipe and the water return pipe is arranged in the pretreatment chamber. The invention effectively removes the organic waste gas generated by the coating process, reduces the emission of pollutants, and recycles the waste heat of the tail gas, thereby well combining economic benefit and environmental benefit.)
技术领域
本发明涉及一种余热回收利用系统，特别是涉及一种低品位工业废气余热回收利用系统。
背景技术
当前，在汽车零部件、新能源汽车、整车、电动车、机械喷漆、涂装涂布、铝涂装等行业生产过程中，会产生大量大风量、中低浓度尾气排放。随着国家对环境保护的深度推行，针对这些废气排放的要求越来越严格，并且这些废气中仍然有大量的余热，直接排放也会造成能量浪费，可进行利用。
涂装行业一般都存在烘房。例如在汽车涂装工艺中，为了烘干喷涂在车身的油漆，需利用较高的温度进行烘烤。烘烤过程在密闭的烘房中进行，烘房温度控制在140～160℃，烘烤中一方面需补入外部新鲜空气，使烘房内气体流动，促进热能的有效利用，另一方面为达到风量平衡，烘房必须向外排出部分气体。由于烘烤过程中会产生VOCs(挥发性有机化合物)，直接排放会造成大气污染，同时废气余热不能得到有效利用。
因此，有必要开发一种余热回收系统，以利用该系统处理尾气，降低大气污染，同时进行余热回收，减少热量浪费。
发明内容
本发明的目的是针对当前涂装行业尾气污染与热量浪费的现状，提出一种低品位工业废气余热回收利用系统，以利用该系统处理尾气，降低大气污染，同时进行余热回收，减少热量浪费。
为实现上述目的，本发明提供了一种低品位工业废气余热回收利用系统，包括烘房，所述烘房上设有进气口与排气口，所述排气口通过管道依次与漆雾过滤器、余热回收换热器、VOCs吸附床、空气源热泵机组、排风机、排放烟囱相连，所述VOCs吸附床上设有VOCs脱附通道，所述VOCs脱附通道上依次循环连接有VOCs吸附床、脱附风机、RCO炉、阻火器、换向阀，所述换向阀上还连接有补冷风机以及脱附旁通通道，所述空气源热泵机组上设有与前处理室相连的供水管与回水管，所述供水管或回水管上还设有循环水泵，所述前处理室内设有分别与所述供水管、回水管相连的槽液加热器，所述槽液加热器内填充有槽液；
所述余热回收换热器内设有两条相互隔绝的排烟通道与新风通道，所述排烟通道的进出口分别与漆雾过滤器的出口、VOCs吸附床的进口相连通，所述新风通道的出口与所述烘房的进气口相连通，所述新风通道进出口温度分别为30℃与70℃，所述排烟通道的进出口温度分别为90℃与40℃；
所述RCO炉内设有天然气燃烧单元、蓄热陶瓷及温度传感器，当温度传感器监测到所述RCO炉内温度低于目标温度时，控制单元自动启用RCO炉内的天然气燃烧单元对蓄热陶瓷进行加热。
优选地，所述新风通道上还设有电动阀以及新风补风机。
优选地，所述空气源热泵机组蒸发器设置在排烟通道内，所述空气源热泵机组冷凝器与所述回水管相连通换热。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明的低品位工业废气余热回收利用系统，构建了“烘房(有机废气)-RCO炉(热能)-烘房-空气源热泵机组”的热能系统循环，通过RCO炉及换热器、空气源热泵的作用，使加热设备的天然气用量下降了8％，并使得空气源热泵制热的效率提高40％。
本发明有效去除了涂装工艺产生的有机废气，既减少了污染物的排放，降低了企业生产过程对环境的影响，又将尾气余热回收利用，实现了较大的经济效益，使经济效益、环境效益得到良好结合。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为低品位工业废气余热回收利用系统示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种低品位工业废气余热回收利用系统，如图1所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。
具体地，所述低品位工业废气余热回收利用系统包括烘房1，所述烘房1上设有进气口与排气口，所述排气口通过管道依次与漆雾过滤器2、余热回收换热器4、VOCs吸附床17、空气源热泵机组5、排风机11、排放烟囱12相连，所述VOCs吸附床17上设有VOCs脱附通道，所述VOCs脱附通道上依次循环连接有VOCs吸附床17、脱附风机8、RCO炉3、阻火器9、换向阀18，所述换向阀18上还连接有补冷风机10以及脱附旁通通道21，所述空气源热泵机组5上设有与前处理室13相连的供水管19与回水管20，所述供水管19或回水管20上还设有循环水泵6，所述前处理室13内设有分别与所述供水管19、回水管20相连的槽液加热器14，所述槽液加热器14内填充有槽液15。
所述余热回收换热器4内设有两条相互隔绝的排烟通道与新风通道，所述排烟通道的进出口分别与漆雾过滤器2的出口、VOCs吸附床17的进口相连通，所述新风通道的出口与所述烘房1的进气口相连通，所述新风通道进出口温度分别为30℃与70℃，所述排烟通道的进出口温度分别为90℃与40℃。
所述RCO炉3内设有天然气燃烧单元、蓄热陶瓷及温度传感器，当温度传感器监测到所述RCO炉3内温度低于目标温度时，控制单元自动启用RCO炉3内的天然气燃烧单元对蓄热陶瓷进行加热。
如图1所示，所述新风通道上还设有电动阀16以及新风补风机7，用于利用余热回收换热器4内的余热将新风进行加热，新风送入烘房1内。优选地，所述空气源热泵机组5蒸发器设置在排烟通道内，所述空气源热泵机组5冷凝器与所述回水管20相连通换热，将排烟中的余热再次利用，用以加热槽液加热器14，并加热处理室13内。
由于烘烤过程中会产生VOCs(挥发性有机化合物)，直接排放会造成大气污染，同时废气余热不能得到有效利用，本发明增加RCO炉3(蓄热式催化氧化燃烧炉)和空气源热泵机组处理涂装有机废气及余热回收。
如图1所示，烘房1废气经RCO炉3处理后排放及再利用。RCO炉可对烘房1产生的有机废气进行低温氧化处理，烘房1废气排气口导入RCO炉3可达到目的，RCO炉3内部温度可达250～300℃，通过对废气量的衡算，设置合理的废气停留时间，即可将有机废气有效去除。
所述RCO炉3的启动和维持均使用天然气，所述RCO炉3内设有天然气燃烧单元、蓄热陶瓷及温度传感器，可将VOCs燃烧过程产生的热能加以储存，降低天然气的消耗。当温度传感器监测到所述RCO炉3内温度低于目标温度时，控制单元自动启用RCO炉3内的天然气燃烧单元对蓄热陶瓷进行加热。同时对RCO炉3内气体进出口及炉内温度进行采集，气体入口温度为40℃，炉内气体温度为298℃，气体出口温度仍达到60℃左右，因此这部分热能仍可增设换热器回收利用。
鉴于RCO炉3外排烟气温度较高，可进行烟气余热回收。为此在RCO炉3后，增设换向阀18，由RCO炉3排出的烟气与待进入VOCs吸附床的新鲜空气混合，调节VOCs的脱附温度。增设了VOCs吸附床17后，净化烘房1排出的废气，这部分净化后气体仍然还含有热量，还能充分利用到空气源热泵机组上。净化后的废气量稳定、温度稳定，用在空气源热泵机组5上，既保证了空气源热泵上翅片换热器的换热效率，又能保证翅片上不结霜。与有结霜、除霜的空气源热泵系统运行过程比较，效率可提高40％，经济费用也下降很多，是非常理想的空气热源。
由于涂装前的工件需在前处理线热水洗，包括预脱脂、脱脂以及磷化工序等均需供给热水给槽液加热。所述空气源热泵机组5可以制取90℃的热水，满足槽液处理工件的温度，在空气源热泵机组5上的供水管19与回水管20连接至液槽内加热器14的进水口和出水口，所述供水管19或回水管20上还设有循环水泵6，所述前处理室13内设有分别与所述供水管19、回水管20相连的槽液加热器14，所述槽液加热器14内填充有槽液15；空气源热泵机组5运行时，循环水泵6运转，热水在管路内循环，将槽液加热至所需温度，省却了使用锅炉消耗天热气，既保护环境，又节约了运行费用。
本发明的低品位工业废气余热回收利用系统，构建了“烘房(有机废气)-RCO炉(热能)-烘房-空气源热泵机组”的热能系统循环，通过RCO炉及换热器、空气源热泵的作用，使加热设备的天然气用量下降了8％，并使得空气源热泵冬季制热的效率提高40％。
本发明有效去除了涂装工艺产生的有机废气，既减少了污染物的排放，降低了企业生产过程对环境的影响，又将尾气余热回收利用，实现了较大的经济效益，使经济效益、环境效益得到良好结合。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
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