具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种涂装车间VOCs处理和温度联合控制系统，其包括浓缩模块100、燃烧模块200和控制模块300。

其中，浓缩模块100用于吸附浓缩预处理/涂装车间车间废气中的VOCs物质，处理车间废气，其包括，过滤器101、处理风机102和浓缩转轮103，具体的，过滤器101连接风机102，风机102再连接浓缩转轮103，过滤器101输入端与车间通风管道出口连通，过滤器101输出端与风机102输入端连通，风机102输出端与浓缩转轮103输入端连通。

进一步的，浓缩转轮103包括处理区103a、再生区103b和冷却区103c，处理区103a一端连接风机102，另一端连接再生区103b，再生区103b再连接至冷却区103c，VOCs可以在浓缩转轮103的处理区103a被吸附，然后在浓缩转轮103的再生区103b被高温气体脱附，获得高浓度的VOCs气体，而冷却区103c用于气体冷却循环利用。

燃烧模块200连接浓缩模块100，用于燃烧由浓缩模块100获得的高浓度的VOCs气体，将VOCs的化学能转化为热能为后续车间温度控制系统提供热量，燃烧模块200包括共用燃烧室201和燃料补充室202，共用燃烧室201连接至浓缩转轮103，燃料补充室202连接共用燃烧室201。

进一步的，浓缩模块100还包括第一换热器104和第二换热器105，第一换热器104连通再生区103b和共用燃烧室201，第二换热器105连通再生区103b和冷却区103c。

进一步的，再生区103b输出端连接第一换热器104的冷源输入端Q，第一换热器104的冷源输出端L连接至共用燃烧室201的输入端，第二换热器105的冷源输入端D连接冷却区103c的输出端E，第二换热器105的冷源输出端F连接再生区103b的输入端G，共用燃烧室201的废气输出端M与第一换热器104的热源输入端K连通，第一换热器104的热源输出端H与第二换热器105的热源输入端I连通，第二换热器105的热源输出端J与废气排气口连通。

燃烧模块200还包括浓度传感器203、流量计204和第一温度传感器205，燃料补充室202输出端与共用燃烧室201燃料输入端连通，浓度传感器203和流量计204安装在再生区103b的输出端，第一温度传感器205安装在共用燃烧室201废气输出端处；浓度传感器203和流量计204用于检测数据得到浓缩后VOCs的含量，燃烧室内的第一温度传感器205用于测得燃烧室内的温度。

控制模块300连接于燃烧模块200，用于利用燃烧模块200产生的热量驱动以溴化锂作为吸收剂的循环系统，控制车间的温度，车间温度控制模块300包括第一单元301、第二单元302、第二温度传感器303、第三温度传感器304，具体的，第二温度传感器303安装在蒸发器302a上，第三温度传感器304安装在发生器301b上，第二温度传感器303和第三温度传感器304用于测得车间温度控制系统制冷制热出口的温度，配合浓度传感器203和流量计204测量的数据，当VOCs含量不足或者燃烧室温度不足800℃或者车间温度控制系统出口温度不满足车间要求温度时，燃料补充室202补充天然气或者其他燃料进行燃烧；共用燃烧室201设置在第一单元301内，同时，第一单元301的一端与第二单元302连接。

进一步的，第一单元室301内包括有冷凝器301a和发生器301b，第二单元室302内包括有蒸发器302a和吸收器302b，具体的，第一单元室301和第二单元室302可以是圆柱状结构，不局限于附图中的形状，发生器301b位于第一单元室301底部，冷凝器301a位于第一单元室301顶部，两者并没有明显的界限，蒸发器302a位于第二单元室302顶部，吸收器302b位于第二单元室302顶部底部，同样两者也没有明显的界限。

发生器301b中为液体，一般为溴化锂溶液，水蒸气可由发生器301b蒸发后受热直接流动至冷凝器301a；冷凝器301a主要由换热管道A和集水池B构成，蒸发器302a主要由换热管道A、集水池B和吸收剂喷淋装置C构成，蒸发器302a内的溶液蒸发制冷后的冷剂水可直接由吸收剂喷淋器装置C喷淋的吸收剂吸收形成稀溶液。

控制模块300还包括节流阀305、吸收剂换热器306、发生器泵307、吸收器泵308和蒸发器泵309，冷凝器301a通过节流阀305连通蒸发器302a，发生器301b通过吸收剂换热器306连通吸收器302b，吸收剂换热器306通过发生器泵307连通吸收器302b，吸收器泵308串联安装在吸收器302b内，蒸发器泵309串联安装在蒸发器302a内。

实施例2

参照图1～5，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例进行细化，其中：

发生器301b输出端p与吸收剂换热器306热源输入端a连通，吸收剂换热器306热源输出端b与吸收器302b输入端c连通，吸收器302b输出端d与发生器泵307输入端连通，发生器泵307输出端与吸收剂换热器306冷源输入端g连通，吸收剂换热器306冷源输出端h与发生器301b输入端i连通，吸收器302b输出端j与吸收器泵308输入端连通，吸收器泵308输出端与吸收剂喷淋装置C输入端连通，冷凝器301a冷剂水输出端n与蒸发器302a冷剂水输入端o连通。

发生器301b中低浓度溴化锂溶液吸热分离出制冷剂水，吸收器302b中高浓溴化锂溶液通过吸收器泵308后，以喷雾形式吸收来自蒸发器302a的水蒸汽；在本模块中主要进行两个循环，达到制冷和制热的效果：发生器301b中的溶液吸热，水蒸气蒸发进入冷凝器301a中，冷凝器301a中的冷剂水吸收水蒸气中的热量升温，达到制热的效果；发生器301b中水吸热沸腾产生的冷剂蒸汽在冷凝器301中放热后冷凝成冷剂水，经过节流阀305降压后进入蒸发器302a，在低压下蒸发吸热，产生制冷效应；发生器301b中流出的浓溶液经过溶液热交换器306放热后进入吸收器302b，吸收由蒸发器302a产生的冷剂水和水蒸汽，浓度降低，经过发生器泵307将稀溶液重新输送至发生器301b，再次加热，形成浓溶液，循环使用。

在发生器301b中，吸收剂稀溶液被加热，溶液中的水达到沸点，沸腾蒸发出水蒸气后溶液浓度升高，形成高温浓溶液，浓溶液经过吸收剂换热器306将热量放给低温稀溶液后进入吸收器302b，吸收器302b中部分吸收剂被喷淋在吸收器302b上部以更好的吸收水蒸气，吸收器302b中吸收水蒸气后的稀溶液被发生器泵307泵回发生器301b，以循环使用。

在冷凝器301a中，吸收剂溶液中水沸腾产生的水蒸气放热冷凝成水，通过节流阀305降压后进入蒸发器302a，蒸发器302a中压力较低，水在低温下蒸发吸热，蒸发后形成的水蒸气在吸收器302b中被吸收剂吸收，之后随吸收剂一同进入发生器301b，以此循环使用。

本实施例的实施过程：预处理/涂装车间含有VOCs的车间废气先经过过滤器101，通过处理风机102之后进入VOCs浓缩转轮，VOCs通过VOCs浓缩转轮处理区103a被吸附，处理后的气体达到要求后排放；被吸附的VOCs在VOCs浓缩转轮再生区103b被少量高温气体脱附，得到高浓度的VOCs气体；通过VOCs浓缩轮再生区103b的气体与共用燃烧室201出来的高温废气在第一换热器104换热，高浓度VOCs气体吸收高温废气的热量变成高温高浓度VOCs气体，之后进入共用燃烧室201燃烧；从第一换热器104换热后的燃烧废气进入第二换热器105与从冷却区103c出来的气体换热，从冷却区103c出来的气体吸热升温形成高温气体，用于再生区103b脱附VOCs，废气温度降低后排放。VOCs浓缩转轮103冷却区103c被过滤后的气体冷却，使得VOCs浓缩转轮103可以循环使用；在共用燃烧室201中，VOCs气体与高温空气燃烧，燃烧产生的废气用于提供高浓度的VOCs气体和用于脱附的气体的温度。燃烧产生的热量用于驱动车间温度控制系统的运行；由浓度传感器203和流量计204检测数据得到浓缩后VOCs的含量，由共用燃烧室201内的第一温度传感器205测得共用燃烧室201的温度，再测得车间温度控制系统制冷制热出口温度，当VOCs含量不足或者燃烧室温度不足800℃或者车间温度控制系统出口温度不满足车间要求温度时，燃料补充室202及时补充天然气或者其他燃料进行燃烧；燃烧产生的热量提供给车间温度控制系统：在发生器301b内，低浓度的溴化锂溶液吸热后溶液中的制冷剂水沸腾变成水蒸气分离出来；在冷凝器301a中水蒸气的热量被冷却水吸收，水蒸气放热后冷凝成水，在节流阀305降压后进入蒸发器302a；制冷剂水在蒸发器302a中一部分被蒸发器泵309喷淋到蒸发器302a上部，更高效地吸收冷媒水的热量变成水蒸气，达到制冷的效果，降低车间温度；发生器301b中低浓度的溴化锂溶液分离出液态水后变成高浓度的溴化锂溶液，通过吸收剂换热器306放热后进入吸收器302b，在吸收器302b中一部分浓溶液被吸收器泵308喷淋至吸收器上部更好地吸收低压装置中的水和水蒸气；之后低浓度的溴化锂溶液和制冷剂水一同被发生器泵307送回到发生器301b中，以此循环制冷。

具体实施场景如下：假设在一个长30m宽20m高10m的预处理/涂装车间中含有二甲苯400mg/m³，(二甲苯的燃烧热值为4.31*10⁴KJ/Kg，天然气热值为5.07*10⁴KJ/Kg)车间换气次数为6次/h，则使用该预处理/涂装车间VOCs处理和车间温度控制联合系统，将VOCs作为燃料燃烧每小时可以提供的热量为：

Q＝14.4×4.31×10⁴＝62×10⁴KJ

提供相同热量时所需天然气的量：

所以将该预处理/涂装车间VOCs处理系统吸附浓缩的二甲苯作为车间温度控制系统的燃料燃烧，每小时可以节省天然气12.23Kg，假设预处理/涂装车间一天工作时间为8小时，则一天可以节省天然气97.84Kg。

由以上计算可以看出使用该涂装车间VOCs处理和温度联合控制系统可以有效起到节约能源，减少排放的作用。

本实施例的有益效果：本处理方法和处理系统可用于预处理/涂装车间的空气净化和温度控制，VOCs吸附系统可以将预处理/涂装车间的废气净化，收集浓缩可用的VOCs气体，之后将收集的VOCs气体燃烧，用于提供车间工艺空调所需的热量，实现了节能减排的效果。

实施例3

参照图1～5，为本发明第三个实施例，该实施例提供了一种预处理/涂装车间VOC处理和车间温度联合控制方法，其包括浓缩模块100、燃烧模块200和控制模块300。

S1：浓缩模块100将预处理/涂装车间含有VOCs的车间废气先通过过滤器101过滤后送入浓缩转轮103中进行吸附浓缩处理，获得高浓度的VOCs气体，其中具体的是：

预处理/涂装车间含有VOCs的车间废气先经过过滤器101，之后由风机102送入浓缩转轮103，VOCs气体在浓缩转轮103的处理区103a被吸附，然后在浓缩转轮103的再生区103b被高温气体脱附，获得高浓度的VOCs气体。

S2：将高浓度的VOCs气体和高温空气送入燃烧模块200燃烧，其中具体的是：

浓缩转轮103包括处理区103a、再生区103b、冷却区103c、第一换热器104和第二换热器105，再生区103b的气体在第一换热器104与燃烧模块200中的共用燃烧室201出来的高温废气换热，高浓度VOCs气体吸收高温废气的热量变成高温高浓度VOCs气体，之后进入共用燃烧室201燃烧；

从第一换热器104换热后的燃烧废气进入第二换热器105与从冷却区103c出来的气体换热，从冷却区103c出来的气体吸热升温形成高温气体，用于再生区103b脱附VOCs；

由浓度传感器203和流量计204检测数据得到浓缩后VOCs的含量，由第一温度传感器205测得燃烧室内的温度，由第二温度传感器303和第三温度传感器304测得车间温度控制系统制冷制热出口温度，当VOCs含量不足或者燃烧室温度不足800℃或者车间温度控制系统出口温度不满足车间要求温度时，燃料补充室202补充天然气或者其他燃料进行燃烧。

进一步的，其中还包括有换热步骤：通过VOCs浓缩转轮103再生区103b的气体在第一换热器104与共用燃烧室201出来的高温废气换热，高浓度VOCs气体吸收高温废气的热量变成高温高浓度VOCs气体，之后进入共用燃烧室201燃烧；从第一换热器104换热后的燃烧废气进入第二换热器105与从冷却区103c出来的气体换热，从冷却区出来的气体吸热升温形成高温气体，用于再生区脱附VOCs。

S3：将燃烧产生的热量提供给控制模块300，达到调节车间温度的效果，其中具体的是：

发生器301b中吸收热量水蒸气分离出来进入冷凝器301a中，冷凝器301a内吸收高温水蒸气内的热量起到制热效果；

发生器301b中制冷剂水沸腾变成水蒸气分离出来，在冷凝器301a中热量被吸收，水蒸气放热后冷凝成水，进入蒸发器302a，并且在蒸发器302a中低压蒸发，达到制冷的效果；

发生器301b中浓溶液经过吸收剂换热器306放热后进入吸收器302b，吸收由蒸发器302a产生的冷剂水和水蒸汽，浓度降低，经过发生器泵307将稀溶液重新输送至发生器301b，再次加热，形成浓溶液，循环使用。

具体的，燃烧产生热量用于加热低浓度的溴化锂溶液，压力相同的条件下水的沸点低于溴化锂的沸点，发生器302中低浓度的溴化锂溶液吸热后溶液中的制冷剂水沸腾变成水蒸气分离出来；在冷凝器301中水蒸气的热量被冷却水吸收，水蒸气放热后冷凝成水，进入蒸发器303；制冷剂水在蒸发器303吸收冷媒水的热量变成水蒸气，达到制冷的效果，降低车间温度；发生器302中低浓度的溴化锂溶液分离出液态水后变成高浓度的溴化锂溶液，进入吸收器304，吸收低压装置中的水蒸气，为水蒸发提供一个低压环境。

在制热过程中，蒸发器302a、蒸发器泵309、吸收器302b、吸收器泵308、都停止工作。预处理/涂装车间含有VOCs的车间废气经过过滤器101，之后通过处理风机102之后进入VOCs浓缩转轮，在VOCs浓缩转轮处理区103a被吸附，在再生区103b被高温气体脱附浓缩，浓缩后与高温废气在第一换热器(104换热，高浓度VOCs气体升温后，进入共用燃烧室201燃烧，燃烧产生的热量在发生器301b中加热溴化锂溶液，溴化锂溶液温度升高，低浓度溴化锂溶液中的水吸热沸腾产生水蒸气，水蒸气在冷凝器301a中将热量放给冷却水，冷却水吸热后温度升高，达到制热的效果，提高车间内部温度；之后，低浓度的溴化锂溶液中的水析出后，变成高浓度高温溶液，通过吸收剂换热器306放热后，进入吸收器；水蒸气冷凝成水溶液，通过节流阀305进入吸收器302b，被高浓度的溴化锂溶液吸收后，和溴化锂溶液一同被发生器泵307送回到发生器301b中，以此循环制热。

吸收剂和制冷剂选取氨水和氨，同时因为氨与水在相同压力下汽化温度比较接近，因此需在冷凝器301a前安装精馏装置，含有VOCs的车间废气先通过过滤器101，通过处理风机102之后进入VOCs浓缩转轮103，在转轮中被吸附浓缩，之后在换热器a104中吸收高温废气的热，温度升高后在燃烧室燃烧放出热量。

使用氨水和氨作为吸收剂和制冷剂的流程如下：

制冷过程：氨水溶液在发生器301b中受热，部分氨水溶液蒸发产生氨蒸汽，氨蒸汽经过精馏装置得到较高浓度的氨蒸汽，高浓度的氨蒸汽在冷凝器301中冷凝成液氨，之后经过节流阀305后，进入蒸发器302a中，液氨吸收冷媒空气的热量，汽化成氨气并产生制冷的效果，在发生器301b中蒸发后的稀溶液经过吸收剂换热器306后进入吸收器302b中，吸收由蒸发器302a产生的氨气，形成浓溶液，以此循环制冷。

制热过程：氨水溶液在发生器302中受热，部分氨水溶液蒸发产生氨蒸汽，氨蒸汽在冷凝器中冷凝放热变成液氨，产生制热的效果。之后液氨通过节流阀305，进入吸收器和水溶液一同被发生器泵307送回到发生器301b，以此循环制热。

本实施例提供了一种涂装车间VOCs处理和温度联合控制方法，其中VOCs浓缩模块100将车间废气中的VOCs吸附浓缩，使得车间空气得到净化；浓缩后的高浓度VOCs气体在共用燃烧室201燃烧，产生的热量用于驱动以溴化锂或氨作为吸收剂的吸收式制冷制热循环，产生的高温废气用于提高进入燃烧室的高浓度VOCs气体的温度和脱附气体的温度，尽可能提高高浓度VOCs气体的温度，降低燃烧废气的温度；将高浓度VOCs气体作为燃料提供给后续的车间温度控制系统，不仅有效处理了车间废气中的VOCs，而且节省了一部分车间温度控制系统工作消耗的能源，减少了燃料燃烧后二氧化碳排放。

VOCs浓缩系统和车间温度控制系统共用一个燃烧室，不仅减少了装置的数量，系统所占空间减小，而且节约初投资、降低运行和维护费用。实现了车间废气净化和车间温度控制的双重效果。

实施例4

参照图6～8为本发明第四个实施例，该实施例提供了在不同地区和不同季节使用该系统的情况。具体实施场景如下：

江苏地区某在用涂装车间长42m宽27m高12m，同时配置相同尺寸的喷砂车间，两车间相邻，涂装车间和喷砂车间对温度要求相同：夏季28℃±2℃，冬季18℃±2℃。为达到温度控制要求，涂装车间和喷砂车间各配置1台加热功率为465kW的燃气加热装置用来冬季加热，总加热装置功率为930kW；涂装车间和喷砂车间各配置1台制冷量为352kW的蒸汽压缩式制冷机用来夏季降温，总制冷量为704kW。涂装车间中有机废气主要为二甲苯，浓度为1200mg/m3(二甲苯燃烧热值为4.31*10⁴KJ/Kg)，喷漆作业时车间换气次数为6次/h，处理上述数量的VOCs同时需要10Nm3/h的天然气(天然气热值为5.07*10⁴KJ/Kg)。VOCs处理产生的热量为1173kW可以完全满足其需求，多余的热量可以送至其他车间满足冬季加热需求。溴化锂制冷系统热力系数为1.2，夏季可以产生制冷量为1407.6kW制冷量，VOCs处理产生的冷量可以完全满足其需求，多余的冷量可以送至其他车间满足夏季制冷需求。

广东地区某在用涂装车间长38m宽25m高12m，同时配置相同尺寸的喷砂车间，两车间相邻，涂装车间和喷砂车间对温度要求相同：夏季28℃±2℃，冬季18℃±2℃。为达到温度控制要求，涂装车间和喷砂车间各配置1台加热功率为300kW的燃气加热装置用来冬季加热，总加热装功率为600kW；涂装车间和喷砂车间各配置1台制冷量为382kW的蒸汽压缩式制冷机用来夏季降温，总制冷量为764kW。涂装车间中有机废气主要为二甲苯和乙酸乙酯，其中两种有机物的浓度各为600mg/m3(二甲苯燃烧热值为4.31*10⁴KJ/Kg，乙酸乙酯燃烧热值为2.55*10⁴KJ/Kg)，喷漆作业时车间换气次数为6次/h，处理上述数量的VOCs同时需要10Nm3/h的天然气(天然气热值为5.07*10⁴KJ/Kg)。VOCs处理产生的热量为782kW可以完全满足其需求，多余的热量可以送至其他车间满足冬季加热需求。溴化锂制冷系统热力系数为1.2，夏季可以产生制冷量为938.4kW制冷量，VOCs处理产生的冷量可以完全满足其需求，多余的冷量可以送至其他车间满足夏季制冷需求。

天津地区某在用涂装车间长30m宽25m高10m，同时配置相同尺寸的喷砂车间，两车间相邻，涂装车间和喷砂车间对温度要求相同：夏季28℃±2℃，冬季18℃±2℃。为达到温度控制要求，涂装车间和喷砂车间各配置1台加热功率为370kW的燃气加热装置用来冬季加热，总加热装置功率为740kW；涂装车间和喷砂车间各配置1台制冷量为350kW的蒸汽压缩式制冷机用来夏季降温，总制冷量为700kW。涂装车间中有机废气主要为二甲苯，浓度为1200mg/m3(二甲苯燃烧热值为4.31*10⁴KJ/Kg)，喷漆作业时车间换气次数为6次/h，处理上述数量的VOCs同时需要10Nm3/h的天然气(天然气热值为5.07*10⁴KJ/Kg)。VOCs处理产生的热量为646.5kW不能够完全满足其需求，还需要补充天然气以满足其热量需求。溴化锂制冷系统热力系数为1.2，夏季可以产生制冷量为775.8kW制冷量，VOCs处理产生的冷量可以完全满足其需求，多余的冷量可以送至其他车间满足夏季制冷需求。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。