CN100577261C - 用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能的、吸附效率高的、更环保的用炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法。该方法包括吸附步骤和解吸步骤，所述挥发性有机化合物选的沸点低于100℃，所述解吸步骤的工艺过程是按照以下步骤进行的：先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，再解吸10秒以上，关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀，然后打开进气阀、尾气阀进入所述吸附步骤。本发明应用于化工领域。

Description

用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法

技术领域

本发明涉及一种用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法。

背景技术

活性炭吸附床广泛用于许多工业中从过程气体物流如空气或氮气物流中脱除挥发性有机化合物。如图1所示为一种典型的挥发性有机化合物回收系统的简易示图，在密闭室中用活性碳作为吸附床1，将混合气体(含有挥发性有机化合物的空气)总管与活性炭吸附床1上部通过管道2相连通，管道2上设置有进气阀3，活性炭吸附床1的下部与尾气烟筒4相连通，尾气烟筒4上设置有尾气阀5，在活性炭吸附床1的下部还连通有蒸汽管6，所述蒸汽管6上设置有蒸汽阀7，活性炭吸附床1的上部还与冷却器通过管道8相连通，管道8上设置有解吸阀9。

在现有技术中，挥发性有机化合物的回收分两个步骤，即吸附步骤和解吸步骤：在吸附步骤，打开进气阀3和尾气阀5，关闭蒸汽阀7和解吸阀9，混合气体通过进气管道2进入密闭室，其中的空气穿过活性炭吸附床1进入尾气烟筒4被排入大气，而挥发性有机化合物则被吸附于活性炭吸附床1上；关闭进气阀3和尾气阀5，打开蒸汽阀7和解吸阀9进入解吸步骤，蒸汽(一般蒸汽的温度可达130～180℃、压力超过大气压10～25磅)通过蒸汽管6进入密闭室给活性炭吸附床1加热，从而使附着在活性炭吸附床1上的挥发性有机化合物解吸(脱附)溶入蒸汽中再通过管道8被带至冷却器，冷却器将解吸气体冷却成挥发性有机化合物溶液和水，如果冷凝后的挥发性有机化合物溶液与水是不可混溶的，则对它们进行物理分离。如果冷凝后的挥发性有机化合物溶液与水是可混溶的，则将混合物送入精馏塔进行分离。在这两种情况下，所回收的挥发性有机化合物溶液均以适当的方式循环，而将水送去处理。

然而现有技术中，在上述解吸的最初，持续通入大流量蒸汽，使活性炭吸附床1上部温度达到100℃以上；在解吸的最后，蒸汽阀7和解吸阀9几乎是同时关闭的，进气阀3和尾气阀5也几乎是同时打开的。这样的工艺流程存在以下问题：1)在解吸过程中，持续通入大流量蒸汽，使活性炭吸附床1上部温度达到100℃以上，而挥发性有机化合物的沸点一般不超过100℃(如丙酮的沸点仅为56.5℃)，这就造成了蒸汽的能源浪费；2)在解吸的最后，同时关闭蒸汽阀7和解吸阀9并同时打开进气阀3和尾气阀5，这样，在解吸最后阶段2～3分钟里通入的蒸汽就被白白地排入大气中，进一步造成了蒸汽的能源浪费，而且在吸附步骤的初始，由于吸附床的温度很高且湿度也很大，大大地降低了活性炭吸附床1的吸附功能，而使尾气中挥发性有机化合物浓度偏高，造成挥发性有机化合物的浪费和环境的污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种节能的、吸附效率高的、更环保的用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法。

与现有技术相类似，本发明所述用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法也包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤：打开进气阀、尾气阀，关闭蒸汽阀、解吸阀，使含有所述挥发性有机化合物的气体流通过所述活性炭吸附床，所述挥发性有机化合物被吸附在所述活性炭吸附床上，剩余气体通过尾气管排向大气；

(二)解吸步骤：将吸附于所述活性炭吸附床上的所述挥发性有机化合物从所述活性炭吸附床上被蒸汽解吸回收；

本发明的特征是：所述挥发性有机化合物选的沸点低于100℃，所述解吸步骤的工艺过程是按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，再解吸10秒以上，关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀，然后打开进气阀、尾气阀进入所述吸附步骤。

所述解吸步骤采用上述方案的有益效果是，先关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀，后进入的蒸汽持续解吸活性炭吸附床上的挥发性有机化合物并被抽走，可使吸附床的温度下降，提高了吸附效果，而且大大的节约蒸汽能源。

所述解吸步骤的工艺过程是也可按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，逐渐关小蒸汽阀使蒸汽流量逐渐变小，所述蒸汽流量的大小必须维持所述活性炭吸附床上部温度等于或高于所述挥发性有机化合物的沸点且时间保持10秒以上，关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上，再关闭解吸阀，然后打开进气阀、尾气阀进入所述吸附步骤。

所述解吸步骤采用上述方案的有益效果是，当活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，逐渐关小所述蒸汽阀使蒸汽流量逐渐变小，所述蒸汽流量的大小只须维持活性炭吸附床上部温度等于或高于所述挥发性有机化合物的沸点且时间保持10秒以上即可，也可以节约蒸汽能源。

优化的，所述解吸步骤的工艺过程是也可按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，解吸10秒以上，关闭蒸汽阀，当所述活性炭吸附床下部出现负压后，先打开尾气阀使外界空气进入吸附床，时间超过10秒以上以后，再关闭解吸阀，时间超过10秒以上以后，再打开进气阀进入所述吸附步骤。

所述解吸步骤采用上述方案的有益效果是，先关闭所述蒸汽阀，当所述活性炭吸附床下部出现负压后，先打开所述尾气阀使外界空气进入吸附床，时间超过10秒以上以后，再关闭所述解吸阀，时间超过10秒以上以后，再打开所述进气阀进入所述吸附步骤，可使活性炭吸附床的温度降低到接近外界环境温度，这样就不会降低活性炭吸附床的吸附功能，尾气中挥发性有机化合物浓度也不会偏高，并将大大延长吸附循环时间，减少床与床之间的更换次数，进一步节约能源。

进一步优化的，所述解吸步骤的工艺过程是也可按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，逐渐关小蒸汽阀使蒸汽流量逐渐变小，所述蒸汽流量的大小必须维持所述活性炭吸附床上部温度等于或高于所述挥发性有机化合物的沸点10秒以上；关闭蒸汽阀，当所述活性炭吸附床下部出现负压后，先打开尾气阀使外界空气进入所述活性炭吸附床，时间超过10秒以上以后，然后再关闭解吸阀，时间超过10秒以上以后，再打开进气阀进入所述吸附步骤。

所述解吸步骤采用上述方案的有益效果是，在解吸的初始阶段，先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给吸附床加热，当活性炭吸附床上部的温度达到或超过挥发性有机化合物的沸点后，只需维持活性炭吸附床上部温度等于或高于挥发性有机化合物的沸点，持续10秒以上给活性炭吸附床加热，蒸汽的流量不必太大，可大大的节约蒸汽能源；在解吸的最后阶段，先关闭蒸汽阀，后进入的蒸汽持续解吸活性炭吸附床上的挥发性有机化合物后再进入冷却器，等到活性炭吸附床下部出现负压后，打开尾气阀使外界空气进入活性炭吸附床，持续20秒以上，再关闭解吸阀，待活性炭吸附床的上部的负压消失，再打开进气阀，可使活性炭吸附床的温度降低到接近外界环境温度，这样就不会降低活性炭吸附床的吸附功能，尾气中挥发性有机化合物浓度也不会偏高，并将大大延长吸附循环时间，减少床与床之间的更换次数，进一步节约能源。

所以采用本发明回收挥发性有机化合物的方法既实现了变温解吸，又实现了变压解吸，因此节能、吸附效率高，而且能减少挥发性有机化合物的浪费，更环保。

附图说明

图1是用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的回收系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明利用图1所示的挥发性有机化合物回收系统来回收沸点低于100℃的挥发性有机化合物，如丙酮(沸点为56.5℃)、二氯甲烷(沸点为39.8℃)、氯仿(沸点为61.2℃)或甲基乙基酮(沸点为79.6℃)。

在这里所给出的实施实例以用活性炭吸附床回收丙酮为例，所给出的吸附装置为立式，但也可以按卧式操作，对于装置的方位来说并不重要。

实施实例1：

本发明用活性炭吸附床回收丙酮的方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤，打开进气阀3、尾气阀5；关闭蒸汽阀7、解吸阀9；

(二)解吸步骤，打开蒸汽阀7、解吸阀9；关闭进气阀3、尾气阀5。

所述解吸步骤的工艺过程是按照以下方法进行的：

先打开蒸汽阀7，再打开解吸阀9，用蒸汽给活性炭吸附床1加热，当活性炭吸附床1上部的温度达到或超过56.5℃后，再解吸10秒以上，关闭蒸汽阀7，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀9，打开进气阀3、尾气阀5进入吸附阶段。

实施实例2：

本发明用活性炭吸附床回收丙酮的方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤，打开进气阀3、尾气阀5；关闭蒸汽阀7、解吸阀9；

(二)解吸步骤，打开蒸汽阀7、解吸阀9；关闭进气阀3、尾气阀5。

所述解吸步骤的工艺过程是按照以下方法进行的：

先打开蒸汽阀7，再打开解吸阀9；用蒸汽给活性炭吸附床1加热，当活性炭吸附床1上部的温度达到或超过56.5℃后，逐渐关小蒸汽阀7使蒸汽流量逐渐变小；所述蒸汽流量的大小必须维持活性炭吸附床1上部温度等于或高于56.5℃且时间保持10秒以上，关闭蒸汽阀7，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀9，打开进气阀3、尾气阀5进入吸附阶段。

实施实例3：

本发明用活性炭吸附床回收丙酮的方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤，打开进气阀3、尾气阀5；关闭蒸汽阀7、解吸阀9；

(二)解吸步骤，打开蒸汽阀7、解吸阀9；关闭进气阀3、尾气阀5。

所述解吸步骤的工艺过程是按照以下方法进行的：

先打开蒸汽阀7，再打开解吸阀9，用蒸汽给吸附床1加热，当活性炭吸附床1上部的温度达到或超过56.5℃后，再解吸10秒以上，关闭蒸汽阀7，当活性炭吸附床1下部出现负压后，先打开尾气阀5使外界空气进入吸附床1，然后延迟超过10秒以上再关闭解吸阀9，延迟超过10秒以上打开进气阀3进入吸附阶段。

实施实例4：

本发明用活性炭吸附床回收丙酮的方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤，打开进气阀3、尾气阀5；关闭蒸汽阀7、解吸阀9；

(二)解吸步骤，打开蒸汽阀7、解吸阀9；关闭进气阀3、尾气阀5。

所述解吸步骤的工艺过程是按照以下方法进行的：

先打开蒸汽阀7，再打开解吸阀9；用蒸汽给吸附床1加热，当活性炭吸附床1上部的温度达到或超过56.5℃后，逐渐关小蒸汽阀7使蒸汽流量逐渐变小；所述蒸汽流量的大小必须维持吸附床1上部温度等于或高于56.5℃且时间保持10秒以上，关闭蒸汽阀7，当活性炭吸附床1下部出现负压后，先打开尾气阀5使外界空气进入吸附床1，延迟超过10秒以上，再关闭解吸阀9，延迟超过10秒以上，打开进气阀3进入吸附阶段。

Claims (4)

1、一种用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法，所述方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤：打开进气阀、尾气阀，关闭蒸汽阀、解吸阀，使含有所述挥发性有机化合物的气体流通过所述活性炭吸附床，所述挥发性有机化合物被吸附在所述活性炭吸附床上，剩余气体通过尾气管排向大气；

(二)解吸步骤：将吸附于所述活性炭吸附床上的所述挥发性有机化合物从所述活性炭吸附床上被蒸汽解吸回收；

其特征在于，所述挥发性有机化合物的沸点低于100℃，所述解吸步骤是按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，再解吸10秒以上，关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上以后，再关闭解吸阀，然后打开进气阀、尾气阀进入所述吸附步骤。

2、一种用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法，所述方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤：打开进气阀、尾气阀，关闭蒸汽阀、解吸阀，使含有所述挥发性有机化合物的气体流通过所述活性炭吸附床，所述挥发性有机化合物被吸附在所述活性炭吸附床上，剩余气体通过尾气管排向大气；

(二)解吸步骤：将吸附于所述活性炭吸附床上的所述挥发性有机化合物从所述活性炭吸附床上被蒸汽解吸回收；

其特征在于，所述挥发性有机化合物的沸点低于100℃，所述解吸步骤是按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，逐渐关小蒸汽阀使蒸汽流量逐渐变小，所述蒸汽流量的大小必须维持所述活性炭吸附床上部温度等于或高于所述挥发性有机化合物的沸点且时间保持10秒以上，关闭蒸汽阀，延迟超过20秒以上，再关闭解吸阀，然后打开进气阀、尾气阀进入所述吸附步骤。

3、一种用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法，所述方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤：打开进气阀、尾气阀，关闭蒸汽阀、解吸阀，使含有所述挥发性有机化合物的气体流通过所述活性炭吸附床，所述挥发性有机化合物被吸附在所述活性炭吸附床上，剩余气体通过尾气管排向大气；

(二)解吸步骤：将吸附于所述活性炭吸附床上的所述挥发性有机化合物从所述活性炭吸附床上被蒸汽解吸回收；

其特征在于，所述挥发性有机化合物的沸点低于100℃，所述解吸步骤是按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，解吸10秒以上，关闭蒸汽阀，当所述活性炭吸附床下部出现负压后，先打开尾气阀使外界空气进入吸附床，时间超过10秒以上以后，再关闭解吸阀，时间超过10秒以上以后，再打开进气阀进入所述吸附步骤。

4、一种用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法，所述方法包括以下两个步骤：

(一)吸附步骤：打开进气阀、尾气阀，关闭蒸汽阀、解吸阀，使含有所述挥发性有机化合物的气体流通过所述活性炭吸附床，所述挥发性有机化合物被吸附在所述活性炭吸附床上，剩余气体通过尾气管排向大气；

(二)解吸步骤：将吸附于所述活性炭吸附床上的所述挥发性有机化合物从所述活性炭吸附床上被蒸汽解吸回收；

其特征在于，所述挥发性有机化合物的沸点低于100℃，所述解吸步骤是按照以下过程进行的：

先打开蒸汽阀，再打开解吸阀，用蒸汽给所述活性炭吸附床加热；当所述活性炭吸附床上部的温度达到或超过所述挥发性有机化合物的沸点后，逐渐关小蒸汽阀使蒸汽流量逐渐变小，所述蒸汽流量的大小必须维持所述活性炭吸附床上部温度等于或高于所述挥发性有机化合物的沸点10秒以上；关闭蒸汽阀，当所述活性炭吸附床下部出现负压后，先打开尾气阀使外界空气进入所述活性炭吸附床，时间超过10秒以上以后，然后再关闭解吸阀，时间超过10秒以上以后，再打开进气阀进入所述吸附步骤。

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