CN101549241B - 一种有机废气的变压吸附回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机废气的变压吸附回收装置，包括过滤降温器、与过滤降温器联接的废气管、与废气管联接的吸附塔、与吸附塔联接的真空泵，吸附塔包括充压腔、吸附层和净化腔；所述的吸附塔为若干个，充压腔联接有用于连通废气管的废气阀、用于连通抽真空管的抽真空阀和用于连通充压腔均压管的充压腔均压阀；净化腔联接有用于连通净化气管的净化气阀和用于连通净化腔均压管的净化腔均压阀；真空泵的进口与抽真空管联接。本发明因采用四个吸附塔结构，四吸附塔交替工作，从而保证废气分离过程的循环和连续；能充分收集有机废气，并能投入至废气的变压吸附分离、有机溶剂的回收利用的应用中，极大地降低了生产成本，具有很好的推广使用价值。

Description

一种有机废气的变压吸附回收装置

技术领域

本发明涉及一种废气变压吸附回收装置，特别指一种能吸附回收化工、涂胶、印刷、制药、制鞋生产中产生的苯、醛、酚、醚、酮、酯、醇类等有机废气的装置。

背景技术

挥发性有机化合物是石油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业排放的最常见的一类污染物。该类有机物大多具有毒性，部分已被列为致癌物质，如甲醛、氯乙烯、苯、多环芳烃等，其对环境、动植物的生长及人类健康造成很大的危害。目前国内治理此类气体的方法有活性碳吸附法、碳纤维吸附法、膜分离法等，大部分氯乙烯厂仍采用活性炭吸附法。用该方法所回收的成本高，蒸汽消耗量大，特别是回收的产品夹带大量的水份，对回收后的再利用不利。采用膜分离等方法，又存在回收率不高，同时排放达不到国家环保标准等缺点。其中，与其他方法相比，吸附法对废气去除效率高，净化彻底，能耗低。近30年来，变压吸附(简称PSA)技术作为非低温法新型分离方法迅猛发展，然而针对含苯类等有机废气的变压吸附还是一个难题，装置效率低下，用户不能直接从中看到降低生产成本的希望，造成推广的困难。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种能充分收集有机废气、进行吸附脱附后分离成有机溶剂，回收再用的有机废气吸附回收装置。

本发明一种有机废气的变压吸附回收装置的技术内容为：一种有机废气的变压吸附回收装置，包括过滤降温器、与过滤降温器联接的废气管、与废气管联接的吸附塔、与吸附塔联接的真空泵，吸附塔包括充压腔、吸附层和净化腔；所述的吸附塔为若干个，充压腔联接有用于连通废气管的废气阀、用于连通抽真空管的抽真空阀和用于连通充压腔均压管的充压腔均压阀；净化腔联接有用于连通净化气管的净化气阀和用于连通净化腔均压管的净化腔均压阀；真空泵的进口与抽真空管联接。

其进一步技术内容为：所述的吸附塔为四个；真空泵的出口联接有缓冲罐；所述的充压腔均压管设有与真空泵出口联接的顺向放空阀。

其进一步技术内容为：所述的净化腔均压管和/或充压腔均压管联接有均压罐。

其进一步技术内容为：所述的抽真空管设有与真空泵出口联接的顺向放空阀。

其进一步技术内容为：所述的净化腔均压管和/或充压腔均压管联接有均压罐；所述的过滤降温器前端或后端还设有用于提高废气管道压力的空压机。

其进一步技术内容为：还包括用于控制各个阀门和真空泵开关状态的控制器。

本发明一种有机废气的变压吸附回收方法的技术内容为：一种有机废气的变压吸附回收方法，包括四个工序：

1)吸附(A)；

2)均压1(E1)、顺向放空(PP)、均压2(E2)、逆向放空(BD)；

3)冲洗(P)、均压2(E2)；

4)均压1(E1)、充压(R)；

由四个吸附塔依上述四个工序轮流交错工作，使同一工序只有一个吸附塔处于吸附状态，其它吸附塔处于均压、冲洗、放空和/或充压状态。

其进一步内容为：原料气为含苯类有机废气；所述的吸附塔工作条件是：空塔气速0.8～1.3米/秒；升压时，气压为1.6～2.0标准大气压；降压时，真空度0.4～0.7标准大气压。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明因采用四个吸附塔结构，同一时间内，仅有一个吸附塔处于吸附状态。四吸附塔交替处于升压、吸附、均压、解压再生状态，从而保证废气分离过程的循环和连续；能充分收集生产车间中的有机废气且不转排到室外大气中，有效解决操作工受污害和大气污染问题，并能投入至废气的变压吸附分离、有机溶剂的回收利用的应用中，极大地降低了用户厂家生产成本，具有很好的推广使用价值。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例的结构示意图；

图2为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例的循环步骤图；

图3为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例于Y1时各阀门的开启状态图；

图4为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例于Y2时各阀门的开启状态图；

图5为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例于Y3时各阀门的开启状态图；

图6为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置具体实施例于Y4时各阀门的开启状态图；

图7为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置另一实施例的结构示意图；

图8为本发明一种有机废气的变压吸附回收装置又一实施例的结构示意图。

附图标记说明

1    过滤降温器      2     废气管

31   充压腔          32    吸附层

33   净化腔          4     净化气管

5    净化腔均压管    6     抽真空管

7     充压腔均压管          8       真空泵

9     缓冲罐                9A、9B  均压罐

10    空压机

A1、A2、A3、A4              废气阀

B1、B2、B3、B4              净化气阀

C1、C2、C3、C4              抽真空阀

D1、D2、D3、D4              充压腔均压阀

E1、E2、E3、E4              净化腔均压阀

F      净化气总阀            G    顺向放空阀

H      产品气总阀

T1、T2、T3、T4              吸附塔

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1所示，本发明一种有机废气的变压吸附回收装置，包括过滤降温器1、与过滤降温器1联接的废气管2、与废气管2联接的吸附塔(T1-T4)、与吸附塔联接的真空泵8，吸附塔包括充压腔31、吸附层32和净化腔33；吸附塔于本实施例中为4个(也可于依其它实施例中采用6个、8个或12个等等数量)，充压腔31联接有用于连通废气管2的废气阀(A1、A2、A3、A4)、用于连通抽真空管6的抽真空阀(C1、C2、C3、C4)和用于连通充压腔均压管7的充压腔均压阀(D1、D2、D3、D4)；净化腔33联接有用于连通净化气管4的净化气阀(B1、B2、B3、B4)和用于连通净化腔均压管5的净化腔均压阀(E1、E2、E3、E4)；真空泵8的进口与抽真空管6联接。

真空泵8的出口联接有缓冲罐9(在本实施例中还增加一个产品气总阀H)；充压腔均压管7设有与真空泵出口联接的顺向放空阀G。

图2所示的循环步骤图，床1、床2、床3和床4代表吸附塔T1、吸附塔T2、吸附塔T3和吸附塔T4，本发明之变压吸附回收方法，包括四个工序：1)吸附(A)，该工序主要是将有机废气吸附在吸附材料上面；2)均压1(E1)、顺向放空(PP)、均压2(E2)、逆向放空(BD)，该工序为利用抽真空进行解吸再生，在解吸再生之前先将其高压通过均压方式降低，减少能耗，包括其中的顺向放空，最后抽真空即逆向放空；3)冲洗(P)、均压2(E2)，此步骤为利用其它吸附塔的产品气来冲洗，冲洗和均压同时进行；4)均压1(E1)、充压(R)，该步骤利用原料气对充压腔进行充压，先利用其它吸附塔的产品气进行均压，以提高速度，同时可以减少气体切换时的噪声，然而再进行利用原料气进行充压，最后进入下一个大循环工序。由四个吸附塔依上述四个工序轮流交错工作，使同一工序只有一个吸附塔处于吸附状态，其它吸附塔处于均压、冲洗、放空和/或充压状态。图3至图6表示出了图2中的处于Y1、Y2、Y3、Y4时段的阀门状态图，图中阀门旁边设有箭头时表示此阀门处于开启状态。本发明在用于原料气为含苯类有机废气的吸附回收时，吸附塔工作条件是：空塔气速0.8～1.3米/秒；升压时，气压为1.6～2.0标准大气压；降压时，真空度0.4～0.7标准大气压。

如图3所示，处于图2中的Y1时段(时间点)的各阀门开启状态，塔1的废气阀A1和净化气阀B1开启，处于吸附状态；塔2、塔3和塔4的充压均压阀D2、D3、D4和净化腔均压阀E2、E3、E4都处于开启状态，塔2和塔4处于均压状态，塔3处于冲洗状态。

如图4所示，处于图2中的Y2时段(时间点)的各阀门开启状态，塔2的废气阀A2和净化气阀B2开启，处于吸附状态；塔1的D1阀和顺向放空阀G开启(产品气总阀H也处于开启状态)，塔1处于顺向放空状态；塔3和塔4的净化腔均压阀E3和E4都处于开启状态，塔3和塔4处于均压状态。

如图5所示，处于图2中的Y3时段(时间点)的各阀门开启状态，塔3的废气阀A3和净化气阀B3开启，处于吸附状态；塔1和塔2的充压均压阀D1、D2和净化腔均压阀E1、E2都处于开启状态，塔1和塔2处于均压状态；塔4的废气阀A4开启，处于充压状态。

如图6所示，处于图2中的Y4时段(时间点)的各阀门开启状态，塔4的废气阀A4和净化气阀B4开启，处于吸附状态；塔1的废气阀A1开启，处于充压状态；塔2的充压均压阀D2和净化腔均压阀E2都处于开启状态，继续均压(本实施例中于此时点塔2仅与管道进行均压，如需提供均压效果可以考虑采用图7或图8所述的实施例结构，在均压管上增设均压罐)；塔3的抽真空阀C3和产品气总阀H开启，真空泵8处于工作状态，进行逆向放空。从图1至6所示的实施例中，可以看出真空泵处于非连续工作状态，即逆向放空的时间不是连续的，而是间断的。作为更优选的实施方式，可以将吸附塔增加至6个或8个，对各吸附塔的各工序进行相应组合，能实现真空泵的连续工作，此类方式存在诸多组合，在此不逐一说明。

于图7所示的又一实施例中，为了在各个吸附塔切换至各个工序时，解决只有一个吸附塔处于均压状态时的均压的需要，在净化腔均压管4和充压腔均压管7中增加一个均压罐，以达到更好的均压效果。

为解决某一吸附搭处于顺向放空，而其它吸附塔处于均压时对充压腔均压管相互占用问题，可以采用如图8所示的另一实施例，在抽真空管6的一端设有与真空泵8出口联接的顺向放空阀G。而原料废气在进入废气管之前，需要在过滤降温器1前端或后端设置一个空压机10，用来提高废气的管道压力，以实现吸附塔的充压和吸附，若工厂的废气排放处于高压状态则可以采用如图1所示的实施例，不需采用空压机结构。

前述各实施例中均需要增加用于控制各个阀门和真空泵开关状态的控制器。

简单地说明一下整个吸附回收过程：原料废气经空压机送入过滤降温器，对进来的废气进行除尘与冷却处理，原料废气在一定气压下，经废气管送至各进废气阀及吸附塔。并对吸附塔充压(R)，对吸附塔升压，废气中强吸附质苯类废气被吸留在吸附床内(A)，其它未被吸附的组分从吸附塔顶部排出，这股气流称为净化气可直接输出界外。

当吸附塔吸附饱和后，该塔停止吸附，通过程控阀门的切换，原料气进入另一吸附塔。而该吸附饱和的塔，依次进入均压1(E1)/顺向放空(PP)、均压2(E2)/逆向放空(BD)，再进行冲洗(P)、均压2(E2)，最后进行均压1(E1)以及充压(R)；完成后进入下一个循环步骤。

通过均压(E2)和逆向放空(BD)方式将吸附塔内吸附的苯类废气进行解吸。其中顺向放空步骤的解吸气直接进入解吸气缓冲罐，顺放结束后切换至抽真空步骤(逆向放空)，该步骤得到的解吸气经过真空泵后也汇集于解吸气缓冲罐，由此作为本装置的产品输出界外去转化工段。然后该塔进入升压步骤，升压结束后该塔又进入下一次吸附。同一时间内，仅有一个吸附塔处于吸附状态。四吸附塔，交替处于升压、吸附、均压、解压再生状态(在前述几个实施例中顺向放空和逆向放空即为解压再生过程)，从而保证废气分离过程的循环和连续。吸附层的材料可根据有机废气的不同种类进行相应的选择。

综上所述，本发明因采用四个吸附塔结构，同一时间内，仅有一个吸附塔处于吸附状态。四吸附塔交替处于升压、吸附、均压、解压再生状态，从而保证废气分离过程的循环和连续；能充分收集生产车间中的有机废气且不转排到室外大气中，有效解决操作工受污害和大气污染问题，并能投入至废气的变压吸附分离、有机溶剂的回收利用的应用中，极大地降低了用户厂家生产成本，具有很好的推广使用价值。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种有机废气的变压吸附回收装置，包括过滤降温器、与过滤降温器联接的废气管、与废气管联接的吸附塔、与吸附塔联接的真空泵，吸附塔包括充压腔、吸附层和净化腔；其特征在于所述的吸附塔为若干个，充压腔联接有用于连通废气管的废气阀、用于连通抽真空管的抽真空阀和用于连通充压腔均压管的充压腔均压阀；净化腔联接有用于连通净化气管的净化气阀和用于连通净化腔均压管的净化腔均压阀；真空泵的进口与抽真空管联接。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气的变压吸附回收装置，其特征在于所述的吸附塔为四个；真空泵的出口联接有缓冲罐；所述的充压腔均压管设有与真空泵出口联接的顺向放空阀。

3.根据权利要求2所述的一种有机废气的变压吸附回收装置，其特征在于所述的净化腔均压管和/或充压腔均压管联接有均压罐。

4.根据权利要求1所述的一种有机废气的变压吸附回收装置，其特征在于所述的抽真空管设有与真空泵出口联接的顺向放空阀。

5.根据权利要求4所述的一种有机废气的变压吸附回收装置，其特征在于所述的净化腔均压管和/或充压腔均压管联接有均压罐；所述的过滤降温器前端或后端还设有用于提高废气管道压力的空压机。

6.根据权利要求3或5所述的一种有机废气的变压吸附回收装置，其特征还包括用于控制各个阀门和真空泵开关状态的控制器。

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