CN101637686B - 一种采用二次吸附有机废气回收方法 - Google Patents

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一种采用二次吸附有机废气回收方法，是将有机废气经过一次吸附；一次回收；二次吸附；一次吸附器降温；二次脱附；二次回收；二次吸附器降温的工艺程序进行回收的方法；采用二次吸附的方法，实现返回一次吸附器的循环脱附气体为低溶剂浓度气体，为一次吸附器实现低残留量脱附提供了必要条件。脱附后的一次吸附器再吸附时，可以实现在排放达标的前提下，吸附比达到(溶剂质量/活性炭质量×100％)20％以上；本发明采用阻燃性气体脱附常温冷凝回收的工艺，实现了尾气处理全过程达标排放，提高了溶剂回收率，降低了回收设备投资及溶剂回收成本。

Description

一种采用二次吸附有机废气回收方法
技术领域
本发明涉及一种有机废气回收方法，尤其是一种采用二次吸附有机废气回收方法。
背景技术
目前，塑料印刷行业在使用苯溶油墨时，印刷有机废气采用活性炭吸附、蒸汽脱附和常温下冷凝回收工艺，基本上可以实现废气达标排放和溶剂回收再利用。
由于国家在2009年8月1日开始执行的GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》已经规定产品不得有苯检出。塑料软包装印刷，特别是产量最大的食品、医药类塑料软包装印刷油墨由苯溶油墨转向无苯油墨是一种必然的选择。由于无苯油墨使用的溶剂多为水溶性溶剂，采用原有工艺回收的溶剂中含有大量的冷凝水，溶剂脱水的处理费用远高于甲苯溶剂脱水的费用，原有工艺经济上的优势已不复存在。同时，原有工艺中产生的大量含溶剂废水并没有经济有效的处理方法。目前比较可行的技术是在阻燃性气体环境下，气体加热脱附和低温冷凝回收的工艺方法。
活性炭吸附后在阻燃性气体环境下加热脱附时存在以下现象和需要解决的问题：
1、活性炭脱附过程中，需要有一定的气体流量将脱附出的溶剂气体输送到冷凝器中，利用冷凝器内的相对低温环境造成脱附溶剂气体处于过饱和状态，从而实现冷凝回收。剩余的非饱和溶剂气体重新返回吸附器提高溶剂气体浓度，循环冷凝回收。
2、在温度和压力一定的脱附条件下，活性炭中脱附浓度与溶剂吸附量相关。在活性炭脱附初期，脱附溶剂气体浓度高，能够在冷凝器内形成过饱和气体实现冷凝回收。随着活性炭中溶剂的减少，脱附溶剂气体浓度逐渐降低至在冷凝器内低于饱和值，冷凝器内停止冷凝出溶剂。
3、在150℃脱附温度下，当活性炭内剩余溶剂质量/活性炭质量为10％左右时，脱附气体浓度在300g/m3左右。而常温(20℃)下冷凝回收后，返回吸附器的气体溶剂浓度同样在300g/m3左右，活性炭内溶剂停止蒸发。因此常温下冷凝回收，活性炭的脱附残留率(残留溶剂质量/活性炭质量×100％)在10～15％。
4、活性炭对低浓度溶剂气体的吸附能力与溶剂吸附量成反比，洁净的活性炭吸附能力最强。因常温冷凝回收造成的活性炭内较高的溶剂残留，降低了活性炭对低浓度印刷尾气的吸附能力。试验表明当活性炭的溶剂残留率＞10％时，再吸附过程中无法实现处理后尾气达到国家排放标准，常温冷凝回收技术已不能使用。目前国内采用常温冷凝回收工艺的解决脱附残留方法有两种：一是将吸附器内的溶剂排入大气，此方法不能实现全部排放气体达标；二是将吸附器内的溶剂排入另一台吸附器从新吸附，此方法造成吸附器吸附的50％以上的溶剂在吸附器中反复的脱附-吸附循环，即降低了吸附器的吸附能力又造成了大量的热能消耗。国外有采用低温冷凝技术的工艺，可实现全部排放气体达标，但因该技术能耗较高，投资回报率低，国内用户多数不愿采用。
综上所述，对于塑料印刷行业今后大量使用的无苯油墨印刷废气回收，需要一种新的解决上述问题的技术方案。
发明内容
本发明为解决现有溶剂脱水技术耗能高、投资回报率低等问题，提出一种采用二次吸附有机废气回收方法。
本发明的技术方案：①一次吸附：有机废气经进气阀进入一次吸附器进行吸附，气体通过床层的流速0.1～1m/s，达标尾气经排气阀排放，当排放尾气为达标尾气时，吸附器停止吸附作业，关闭进气阀；②一次脱附：将阻燃性气体经阻燃气体进气阀送入一次吸附器，置换一次吸附器内的含氧气体，将氧含量降低至＜3％，开启第一热源加热一次吸附器，在一次吸附器内的活性炭所吸附的溶剂开始蒸发时，开启一次脱附循环风机和一次脱附气体排出阀；③一次回收：一次脱附气体经第一换热器降温后，进入第一冷凝器回收溶剂，回收的溶剂经第一溶剂排出阀排入溶剂罐；④二次吸附：回收后的高浓度溶剂气体进入二次吸附器再次吸附后排出浓度低于10g/m3的气体，该气体经第一换热器升温后，作为一次吸附器脱附的循环脱附气体返回一次吸附器；⑤一次吸附器降温：一次吸附器脱附结束后转为降温状态，达标尾气排气阀、一次脱附气体排出阀、阻燃气体进气阀、有机废气进气阀关闭，冷却器通入冷却水，降温风机工作，对一次吸附器进行降温，降温完成后一次吸附器重新开始吸附作业；⑥二次脱附：一次吸附器脱附结束后，二次吸附器开始脱附，关闭一次脱附气体排出阀，开启第二热源加热二次吸附器，在二次吸附器内吸附的溶剂开始蒸发时，开启二次脱附循环风机，冷凝器通入冷却水，溶剂在换热器和冷凝器中冷凝回收；⑦二次回收：回收的溶剂经第二溶剂排出阀排入溶剂罐，回收后的低浓度溶剂气体经第二换热器升温后，作为二次吸附器脱附的循环气体返回二次吸附器；⑧二次吸附器降温：二次吸附器脱附完成后，第二热源停止加热，第二切换阀开启，第一切换阀关闭将第二换热器退出系统，开始降温过程，二次吸附器降温完成后，即可重新开始吸附作业。
其中，阻燃性气体是洁净的烟道气体，或者是二氧化碳气体，或者是氮气。一次吸附器和二次吸附器的加热方式为导管加热。一次吸附器的排放气体由voc气体在线监测仪监控。二次吸附器始终工作在阻燃性气体环境下，并在氧含量检测装置的监控下运行。一次吸附器和二次吸附器脱附回路设置有第一换热器和第二换热器热能回收装置。一次吸附器数量根据尾气处理量至少需要2台，二次吸附器数量为2台。
一次吸附器和二次吸附器脱附加热温度在120～300℃之间。一次脱附和二次吸附的气体流量是一次吸附流量的10～70％。一次脱附进入二次吸附器吸附后，返回一次吸附器的溶剂浓度低于10g/m3。
本发明的技术核心是：采用二次吸附的方法，实现返回一次吸附器的循环脱附气体为低溶剂浓度气体，为一次吸附器实现低残留量脱附提供了必要条件。脱附后的一次吸附器再吸附时，可以实现在排放达标的前提下，吸附比达到(溶剂质量/活性炭质量×100％)20％以上。在回收系统运行前，除一次吸附器的罐体内为空气外，其他部分的空气用阻燃性气体置换至氧含量＜3％。低浓度印刷有机废气(溶剂浓度1～15g/m3)经进气阀门进入一次吸附器进行吸附，气体通过床层的流速0.1～1m/s，吸附后尾气经达标尾气排气阀排放。当排放尾气检测值达到排放标准时吸附器停止吸附作业有机废气进气阀关闭。阻燃性气体进气阀开启，阻燃性气体进入一次吸附器，置换一次吸附器内的含氧气体，将氧含量降低至＜3％。开启第一热源加热一次吸附器，当一次吸附器内溶剂气体浓度高于可冷凝回收浓度时开启一次脱附气体排出阀和一次脱附循环风机，第一冷凝器通入冷却水。脱附循环风量在吸附风量的10～70％之间。一次脱附气体经第一换热器降温后，进入第一冷凝器回收溶剂，回收的溶剂经第一溶剂排出阀排入溶剂罐。回收后的高浓度溶剂气体进入二次吸附器再次吸附。浓度低于10g/m3的吸附后的排气经第一换热器升温后，作为一次吸附器脱附的循环脱附气体返回一次吸附器。一次吸附器脱附结束后(溶剂残留比＜5％)转为降温状态，达标尾气排气阀、一次脱附气体排出阀、阻燃气体进气阀、有机废气进气阀关闭，冷却器通入冷却水，降温风机工作，对一次吸附器进行降温。降温完成后一次吸附器重新开始吸附作业。一次吸附器脱附结束后，一次脱附气体排出阀关闭，开启第二热源加热二次吸附器，当二次吸附器内溶剂气体浓度高于可冷凝回收浓度时，开启与第二换热器第一切换阀和二次脱附循环风机、关闭第二换热器第二切换阀，第二冷凝器通入冷却水，二次吸附器开始冷凝回收。二次脱附气体经第二换热器降温后，进入第二冷凝器回收溶剂，回收的溶剂经第二溶剂排出阀排入溶剂罐。回收后的低浓度溶剂气体经第二换热器升温后，作为二次吸附器脱附的循环气体返回二次吸附器。二次吸附器脱附完成后，第二热源停止加热，第二切换阀门开启、第一切换阀门关闭将第二换热器退出系统，开始降温过程。二次吸附器降温完成后即可重新开始吸附作业。二次吸附器脱附结束时，二次吸附器残留比在10～15％左右，再吸附时排气浓度超过国家排放标准。本发明的关键在于：二次吸附器脱附回收的排放气体并不排入外部环境，而是作为一次吸附器脱附时的循环气体在一、二次吸附器内循环；二次吸附后返回一次吸附器的低浓度气体实现一次吸附器的低残留量脱附。实现全部排放气体达到国家排放标准。为了实现回收系统的连续作业，根据尾气处理量及尾气中溶剂浓度，一次吸附器数量2至数台，系统运行时其中一台吸附器工作在脱附状态，其他吸附器工作在吸附状态，多台间轮流切换。二次吸附器为2台配置，一台吸附一台脱附。
本发明的有益效果是：本发明采用阻燃性气体脱附常温冷凝回收的工艺，降低了一次吸附器(处理印刷尾气)脱附后的溶剂残留，实现了尾气处理全过程达标排放，提高了溶剂回收率，降低了回收设备投资及溶剂回收成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
①一次吸附：有机废气经进气阀门进入一次吸附器进行吸附，气体通过床层的流速0.1～1m/s，达标尾气经排气阀排放，当排放尾气检测值达到排放标准时吸附器停止吸附作业关闭进气阀；
②一次脱附：将阻燃性气体送入一次吸附器，置换一次吸附器内的含氧气体，将氧含量降低至＜3％，开启第一热源加热一次吸附器，在一次吸附器内吸附溶剂开始蒸发时开启一次脱附循环风机和一次脱附气体排出阀；
③一次回收：一次脱附气体经第一换热器降温后，进入第一冷凝器回收溶剂，回收的溶剂经第一溶剂排出阀排入溶剂罐；
④二次吸附：回收后的低浓度溶剂气体进入二次吸附器再次吸附，浓度低于10g/m3的吸附后的排气经第一换热器升温后，作为一次吸附器脱附的循环脱附气体返回一次吸附器；
⑤一次吸附器降温：一次吸附器脱附结束后转为降温状态，达标尾气排气阀、一次脱附气体排出阀、有机废气进气阀、阻燃气体进气阀关闭，冷却器通入冷却水，降温风机工作，对一次吸附器进行降温，降温完成后一次吸附器重新开始吸附作业；
⑥二次脱附：一次吸附器脱附结束后，二次吸附器开始脱附，关闭一次脱附气体排出阀，开启第二热源加热二次吸附器，在二次吸附器内吸附溶剂开始蒸发时开启二次脱附循环风机，冷凝器通入冷却水，溶剂在换热器和冷凝器中冷凝回收；
⑦二次回收：回收的溶剂经第二溶剂排出阀排入溶剂罐，回收后的低浓度溶剂气体经第二换热器升温后，作为二次吸附器脱附的循环气体返回二次吸附器；
⑧二次吸附器降温：二次吸附器脱附完成后，第二热源停止加热，，通过将与第二换热器和第一切换阀门并联的第二切换阀门开启以及将与第二换热器串连的第一切换阀门关闭，将第二换热器退出系统，开始降温过程，二次吸附器降温完成后即可重新开始吸附作业。
实施例2
阻燃性气体是洁净的烟道气体、二氧化碳气体、氮气。实施例2其余部分与实施例1相同。
实施例3
一次吸附器、二次吸附器的加热方式为导管加热。实施例3其余部分与实施例1相同。
实施例4
一次吸附器的排放气体由voc气体在线监测仪监控。实施例4其余部分与实施例1相同。
实施例5
二次吸附器始终工作在阻燃性气体环境下，并在氧含量检测装置的监控下运行。实施例5其余部分与实施例1相同。
实施例6
一次吸附器、二次吸附器脱附回路设置有第一换热器和第二换热器热能回收装置。实施例6其余部分与实施例1相同。
实施例7
一次吸附器数量根据尾气处理量至少需要2台，二次吸附器数量为2台。实施例7其余部分与实施例1相同。
实施例8
一次吸附器、二次吸附器脱附加热温度在120～300℃之间。实施例8其余部分与实施例1相同。
实施例9
一次脱附和二次吸附的气体流量是一次吸附流量的10～70％。实施例9其余部分与实施例1相同。
实施例10
一次脱附进入二次吸附器吸附后，返回一次吸附器的溶剂浓度低于10g/m3。实施例10其余部分与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：
①一次吸附：有机废气经有机废气进气阀进入一次吸附器进行吸附，气体通过床层的流速0.1～1m/s，达标尾气经排气阀排放，当排放尾气检测值达到排放标准时，吸附器停止吸附作业，关闭进气阀；
②一次脱附：将阻燃性气体经阻燃气体进气阀送入一次吸附器，置换一次吸附器内的含氧气体，将氧含量降低至＜3％，开启第一热源加热一次吸附器，在一次吸附器内吸附的溶剂开始蒸发时，开启一次脱附循环风机和一次脱附气体排出阀；
③一次回收：一次脱附气体经第一换热器降温后，进入第一冷凝器回收溶剂，回收的溶剂经第一溶剂排出阀排入溶剂罐；
④二次吸附：回收后的高浓度溶剂气体进入二次吸附器再次吸附后排出浓度低于10g/m3的气体，该气体经第一换热器升温后，作为一次吸附器脱附的循环脱附气体返回一次吸附器；
⑤一次吸附器降温：一次吸附器脱附结束后转为降温状态，达标尾气排气阀、一次脱附气体排出阀、阻燃气体进气阀和有机废气进气阀关闭，冷却器通入冷却水，降温风机工作，对一次吸附器进行降温，降温完成后一次吸附器重新开始吸附作业。
⑥二次脱附：一次吸附器脱附结束后，二次吸附器开始脱附，关闭一次脱附气体排出阀，开启第二热源加热二次吸附器，在二次吸附器内所吸附的溶剂开始蒸发时，开启二次脱附循环风机，冷凝器通入冷却水，溶剂在换热器和冷凝器中冷凝回收；
⑦二次回收：回收的溶剂经第二溶剂排出阀排入溶剂罐，回收后的低浓度溶剂气体经第二换热器升温后，作为二次吸附器脱附的循环气体返回二次吸附器；
⑧二次吸附器降温：二次吸附器脱附完成后，第二热源停止加热，第二切换阀开启，第一切换阀关闭将第二换热器退出系统，开始降温过程，二次吸附器降温完成后，即可重新开始吸附作业。
2.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：阻燃性气体是洁净的烟道气体，或者是二氧化碳气体，或者是氮气。
3.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次吸附器和二次吸附器的加热方式为导管加热。
4.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次吸附器的排放气体由voc气体在线监测仪监控。
5.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：二次吸附器始终工作在阻燃性气体环境下，并在氧含量检测装置的监控下运行。
6.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次吸附器和二次吸附器脱附回路设置有第一换热器和第二换热器热能回收装置。
7.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次吸附器数量根据尾气处理量至少需要2台，二次吸附器数量为2台。
8.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次吸附器和二次吸附器脱附加热温度在120～300℃之间。
9.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次脱附和二次吸附的气体流量是一次吸附流量的10～70％。
10.根据权利要求1所述的一种采用二次吸附有机废气回收方法，其特征在于：一次脱附进入二次吸附器吸附后，返回一次吸附器的溶剂浓度低于10g/m3。
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