CN101912714A - 一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置及回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置和回收方法，其包括吸附浓缩过程和吸附回收过程，吸附浓缩过程采用浓缩固定吸附床将大风量的有机废气浓度浓缩10至15倍，吸附回收过程利用吸附回收床将浓缩后的高浓度有机废气进行吸附、脱附、回收。本发明采用低风阻的方形活性炭对大风量低浓度有机废气进行吸附浓缩，在通过方形活性炭吸附浓缩之后，再采用回收效率高的活性炭纤维进行吸附回收，减少活性炭纤维的使用量，降低了回收装置的制造成本及运行费用。本发明克服了以前单独采用颗粒活性炭或活性炭纤维进行处理的缺点，提高了回收效率，降低了废气处理成本，特别适用于大风量、低浓度有机废气的治理，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机废气回收装置和方法，具体涉及一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置和回收方法。
背景技术
大风量有机废气主要产生于工业涂装喷漆烘干、制鞋粘胶、化工塑料、印刷油墨、漆包线等生产线生产过程中，而这些有机废气均会间接或直接地以废气形式排放，有机废气必须处理才不会污染环境。
目前大部分有机废气的处理仍然采用催化燃烧法、燃烧法等破坏法进行处理，破坏法主要目的是为了减少有机废气排入大气的总量，以确保有机废气的达标排放，并不能对有机废气中有价值的有机溶剂进行有效回收再利用，不但增加了设备的运行费用，而且造成了原材料的浪费。目前渐有采用活性炭纤维或颗粒活性炭吸附、吸收等技术对大风量低浓度有机废气中的有机溶剂进行简单的吸附回收，但是这些回收工艺均存在着一定的缺陷，其主要为以下两点：一、因处理的对象为大风量有机废气，若采用活性炭纤维进行吸附处理，由于活性炭纤维在气流速度小于0.2m/s时才有好的吸附效果，为了降低回收装置中的气流速度需要使用大量的活性炭纤维，活性炭纤维价格昂贵，目前每公斤市场价高达300元，而且导致回收装置占地面积大，回收装置中的吸附床需要采用不锈钢材质制造，回收装置的制造费用很高，并且活性炭纤维回收装置的运行费用也高。所以活性炭纤维回收装置仅适用于小风量、高浓度有机废气的治理。
二、若采用颗粒活性炭作为吸附材料进行溶剂回收，同样存在回收装置中的气流不能过快的问题，造成设备占地面积大，回收装置中的吸附床需要采用不锈钢材质制造，回收装置的制造费用很高，而且颗粒活性炭的吸附率低、回收装置容易堵塞、回收装置对气流阻力大等问题，其回收效率比活性炭纤维回收装置低。
发明内容
本发明目的是提供一种能有效克服以往单独采用活性炭纤维或颗粒活性炭回收有机废气时存在的各种缺点的大风量低浓度有机废气两步法回收装置，以及利用所述回收装置的大风量低浓度有机废气两步法回收方法。
本发明目的采取的技术方案是：两步法回收装置包括废气预处理系统和连接于废气预处理系统后的吸附床，其中所述吸附床包括浓缩固定吸附床和吸附回收床，浓缩固定吸附床输入端连接废气预处理系统输出端，浓缩固定吸附床输出端连接吸附回收床输入端，吸附回收床输出端连接冷却器输入端，冷却器输出端连接分层槽输入端。
所述浓缩固定吸附床设有三个以上，每个浓缩固定吸附床内都设有方形活性炭，每个浓缩固定吸附床都设有废气进口阀和净化气体出口阀，废气进口阀连接废气预处理系统输出端，净化气体出口阀经管道连接到排放风机输入端；每个浓缩固定吸附床都设有热空气进口阀和浓缩废气出口阀，热空气进口阀连接水蒸汽加热器输出端，水蒸汽加热器输入端连接进气风机和水蒸汽输入阀，浓缩废气出口阀连接浓缩废气表冷器输入端，浓缩废气表冷器输出端连接设于吸附回收床前端的进气阀，吸附回收床内设有活性炭纤维，吸附回收床还设有净化气体出口阀、水蒸汽输入阀和混合蒸汽出口阀，混合蒸汽出口阀连接冷却器输入端，冷却器为混合蒸汽冷凝器，冷却器输出端连接分层槽输入端。
所述两步法回收装置中还设有自动控制系统，所述浓缩固定吸附床、吸附回收床内分别设有气体浓度检测装置与自动控制系统相连。
利用所述回收装置的大风量低浓度有机废气两步法回收方法包括吸附浓缩过程和吸附回收过程，吸附浓缩过程采用浓缩固定吸附床将大风量的有机废气浓度浓缩10至15倍，吸附回收过程利用吸附回收床将浓缩后的高浓度有机废气进行吸附、脱附、回收，其回收步骤如下：步骤01：吸附净化：大风量有机废气通过管道进入废气预处理系统，预处理系统对大风量有机废气进行预处理，预处理后的大风量有机废气通过废气进口阀进入第一个浓缩固定吸附床中，第一个浓缩固定吸附床中的方形活性炭吸附废气中的溶剂成分净化有机废气，净化后的气体经净化气体出口阀和排放风机排放，第一个浓缩固定吸附床中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭第一个浓缩固定吸附床中的废气进口阀和净化气体出口阀，同时开启第二个浓缩固定吸附床的废气进口阀、净化气体出口阀，有机废气进入第二个浓缩固定吸附床中吸附净化；步骤02：脱附浓缩：自动控制系统第一个浓缩固定吸附床上的热空气进口阀和水蒸汽加热器前的水蒸汽输入阀、进气风机，进气风机输入的冷风通过水蒸汽加热器中经换热产生90℃的热空气，热空气进入第一个浓缩固定吸附床中，利用热空气对吸附在浓缩固定吸附床上的溶剂成分进行脱附得到浓缩废气，浓缩废气经浓缩废气出口阀输送到浓缩废气表冷器中，脱附完毕后自动控制系统关闭水蒸汽加热器前的水蒸汽输入阀，进气风机输入的冷风持续进入第一个浓缩固定吸附床使其温度降低至40℃以下；步骤03：吸附净化与脱附浓缩交替循环：第二个浓缩固定吸附床中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统控制第二个浓缩固定吸附床进行脱附浓缩，第一个浓缩固定吸附床重新开始吸附净化，即第一个和第二个浓缩固定吸附床交替循环吸附净化和脱附浓缩；如果在运行过程中第一个或第二个浓缩固定吸附床需要维修或更换吸附材料，则启用第三个浓缩固定吸附床替代运行；步骤04：吸附回收：浓缩废气经过浓缩废气表冷器冷却至40℃以下，冷却之后的浓缩废气通过进气阀进入吸附回收床中，吸附回收床吸附出浓缩废气中的有机成份，经过吸附回收床吸附净化后的浓缩废气经过净化气体出口阀排出，待吸附回收床中气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭吸附回收床的进气阀和净化气体出口阀，同时开启吸附回收床的水蒸汽输入阀和混合蒸汽出口阀，水蒸汽通过水蒸汽输入阀进入吸附回收床中，将活性炭纤维上的有机成分脱附溶解在水蒸汽中形成混合水蒸汽，混合水蒸汽通过混合蒸汽出口阀进入到混合蒸汽冷凝器中进行冷凝，冷凝后的混合水蒸汽成为液体流入分层槽中层析。
本发明的有益效果是：本发明采用低风阻的方形活性炭对大风量低浓度有机废气进行吸附浓缩，其处理容量大大提高，而且这种结构的浓缩固定吸附床可采用普通的碳钢材料制造，在通过方形活性炭吸附浓缩之后，再采用回收效率高的活性炭纤维进行吸附回收，减少活性炭纤维的使用量，降低了浓缩固定吸附床和吸附回收床的制造成本及运行费用。本发明克服了以前单独采用颗粒活性炭或活性炭纤维进行处理的缺点，提高了回收效率，降低了废气处理成本，特别适用于大风量、低浓度有机废气的治理，应用范围广泛。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步阐述：图1是本发明大风量低浓度有机废气两步法回收装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括废气预处理系统1和连接于废气预处理系统1后的吸附床2，其中所述吸附床2包括浓缩固定吸附床21和吸附回收床22，浓缩固定吸附床21输入端连接废气预处理系统1输出端，浓缩固定吸附床21输出端连接吸附回收床22输入端，吸附回收床22输出端连接冷却器3输入端，冷却器3输出端连接分层槽4输入端。
所述浓缩固定吸附床21设有三个以上，每个浓缩固定吸附床21内都设有方形活性炭，每个浓缩固定吸附床21都设有废气进口阀2101和净化气体出口阀2102，废气进口阀2101连接废气预处理系统1输出端，净化气体出口阀2102经管道连接到排放风机5输入端；每个浓缩固定吸附床21都设有热空气进口阀2103和浓缩废气出口阀2104，热空气进口阀2103连接水蒸汽加热器6输出端，水蒸汽加热器6输入端连接进气风机7和水蒸汽输入阀601，浓缩废气出口阀2104连接浓缩废气表冷器23输入端，浓缩废气表冷器23输出端连接设于吸附回收床22前端的进气阀2201，吸附回收床22内设有活性炭纤维，吸附回收床22还设有净化气体出口阀2202、水蒸汽输入阀2203和混合蒸汽出口阀2204，混合蒸汽出口阀2204连接冷却器3输入端，冷却器3为混合蒸汽冷凝器，冷却器3输出端连接分层槽4输入端。
所述两步法回收装置还设有自动控制系统8，所述浓缩固定吸附床21、吸附回收床22内分别设有气体浓度检测装置211、221与自动控制系统8相连，自动控制系统8自动检测及控制回收装置运行。
本发明所述回收方法包括吸附浓缩过程和吸附回收过程，吸附浓缩过程采用浓缩固定吸附床21将大风量的有机废气浓度浓缩10至15倍，吸附回收过程利用吸附回收床22将浓缩后的高浓度有机废气进行吸附、脱附、回收，其回收步骤如下：步骤01：吸附净化：大风量有机废气通过管道进入废气预处理系统1，废气预处理系统1对大风量有机废气进行预处理，预处理后的大风量有机废气通过废气进口阀2101进入第一个浓缩固定吸附床21中，第一个浓缩固定吸附床21中的方形活性炭吸附废气中的溶剂成分净化有机废气，净化后的气体经净化气体出口阀2102和排放风机5排放，第一个浓缩固定吸附床21中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭第一个浓缩固定吸附床21中的废气进口阀2101和净化气体出口阀2102，同时开启第二个浓缩固定吸附床21的废气进口阀2101、净化气体出口阀2102，有机废气进入第二个浓缩固定吸附床21中吸附净化；步骤02：脱附浓缩：自动控制系统打开第一个浓缩固定吸附床21上的热空气进口阀2103和水蒸汽加热器6前的水蒸汽输入阀601、进气风机7，进气风机7输入的冷风通过水蒸汽加热器6中经换热产生90℃的热空气，热空气进入第一个浓缩固定吸附床21中，利用热空气对吸附在浓缩固定吸附床21上的溶剂成分进行脱附得到浓缩废气，浓缩废气经浓缩废气出口阀2104输送到浓缩废气表冷器23中，脱附完毕后自动控制系统关闭水蒸汽加热器6前的水蒸汽输入阀601，进气风机7输入的冷风持续进入第一个浓缩固定吸附床21使其温度降低至40℃以下；步骤03：吸附净化与脱附浓缩交替循环：第二个浓缩固定吸附床21中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时(即第二个浓缩固定吸附床21吸附饱和之后)，自动控制系统控制第二个浓缩固定吸附床21进行脱附浓缩，第一个浓缩固定吸附床21重新开始吸附净化，即第一个和第二个浓缩固定吸附床21交替循环吸附净化和脱附浓缩；如果在运行过程中第一个或第二个浓缩固定吸附床21需要维修或更换吸附材料，则启用第三个浓缩固定吸附床21替代运行；步骤04：吸附回收：浓缩废气经过浓缩废气表冷器23冷却至40℃以下，冷却之后的浓缩废气通过进气阀2201进入吸附回收床22中，吸附回收床22吸附出浓缩废气中的有机成份，经过吸附回收床22吸附净化后的浓缩废气经过净化气体出口阀2202排出，待吸附回收床22中气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭吸附回收床22的进气阀2201和净化气体出口阀2202，同时开启吸附回收床22的水蒸汽输入阀2203和混合蒸汽出口阀2204，水蒸汽通过水蒸汽输入阀2203进入吸附回收床22中，将活性炭纤维上的有机成分脱附溶解在水蒸汽中形成混合水蒸汽，混合水蒸汽通过混合蒸汽出口阀2204进入到混合蒸汽冷凝器3中进行冷凝，冷凝后的混合水蒸汽成为液体流入分层槽4中层析。
Claims (4)
1.一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置，包括废气预处理系统和连接于废气预处理系统后的吸附床，其特征在于：所述吸附床包括浓缩固定吸附床和吸附回收床，浓缩固定吸附床输入端连接废气预处理系统输出端，浓缩固定吸附床输出端连接吸附回收床输入端，吸附回收床输出端连接冷却器输入端，冷却器输出端连接分层槽输入端。
2.根据权利要求1所述的一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置，其特征在于：所述浓缩固定吸附床设有三个以上，每个浓缩固定吸附床内都设有方形活性炭，每个浓缩固定吸附床都设有废气进口阀和净化气体出口阀，废气进口阀连接废气预处理系统输出端，净化气体出口阀经管道连接到排放风机输入端；每个浓缩固定吸附床都设有热空气进口阀和浓缩废气出口阀，热空气进口阀连接水蒸汽加热器输出端，水蒸汽加热器输入端连接进气风机和水蒸汽输入阀，浓缩废气出口阀连接浓缩废气表冷器输入端，浓缩废气表冷器输出端连接设于吸附回收床前端的进气阀，吸附回收床内设有活性炭纤维，吸附回收床还设有净化气体出口阀、水蒸汽输入阀和混合蒸汽出口阀，混合蒸汽出口阀连接冷却器输入端，冷却器为混合蒸汽冷凝器，冷却器输出端连接分层槽输入端。
3.根据权利要求1或2所述的一种大风量低浓度有机废气两步法回收装置，其特征在于：所述两步法回收装置中还设有自动控制系统，所述浓缩固定吸附床、吸附回收床内分别设有气体浓度检测装置与自动控制系统相连。
4.根据权利要求1所述回收装置的一种大风量低浓度有机废气两步法回收方法，其特征在于：所述回收方法包括吸附浓缩过程和吸附回收过程，吸附浓缩过程采用浓缩固定吸附床将大风量的有机废气浓度浓缩10至15倍，吸附回收过程利用吸附回收床将浓缩后的高浓度有机废气进行吸附、脱附、回收，其回收步骤如下：
步骤01：吸附净化：大风量有机废气通过管道进入废气预处理系统，预处理系统对大风量有机废气进行预处理，预处理后的大风量有机废气通过废气进口阀进入第一个浓缩固定吸附床中，第一个浓缩固定吸附床中的方形活性炭吸附废气中的溶剂成分净化有机废气，净化后的气体经净化气体出口阀和排放风机排放，第一个浓缩固定吸附床中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭第一个浓缩固定吸附床中的废气进口阀和净化气体出口阀，同时开启第二个浓缩固定吸附床的废气进口阀、净化气体出口阀，有机废气进入第二个浓缩固定吸附床中吸附净化；
步骤02：脱附浓缩：自动控制系统打开第一个浓缩固定吸附床上的热空气进口阀和水蒸汽加热器前的水蒸汽输入阀、进气风机，进气风机输入的冷风通过水蒸汽加热器中经换热产生90℃的热空气，热空气进入第一个浓缩固定吸附床中，利用热空气对吸附在浓缩固定吸附床上的溶剂成分进行脱附得到浓缩废气，浓缩废气经浓缩废气出口阀输送到浓缩废气表冷器中，脱附完毕后自动控制系统关闭水蒸汽加热器前的水蒸汽输入阀，进气风机输入的冷风持续进入第一个浓缩固定吸附床使其温度降低至40℃以下；
步骤03：吸附净化与脱附浓缩交替循环：第二个浓缩固定吸附床中的气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统控制第二个浓缩固定吸附床进行脱附浓缩，第一个浓缩固定吸附床重新开始吸附净化，即第一个和第二个浓缩固定吸附床交替循环吸附净化和脱附浓缩；如果在运行过程中第一个或第二个浓缩固定吸附床需要维修或更换吸附材料，则启用第三个浓缩固定吸附床替代运行；
步骤04：吸附回收：浓缩废气经过浓缩废气表冷器冷却至40℃以下，冷却之后的浓缩废气通过进气阀进入吸附回收床中，吸附回收床吸附出浓缩废气中的有机成份，经过吸附回收床吸附净化后的浓缩废气经过净化气体出口阀排出，待吸附回收床中气体浓度检测装置检测到排放的净化气体浓度即将超过自动控制系统中设定的排放标准值时，自动控制系统关闭吸附回收床的进气阀和净化气体出口阀，同时开启吸附回收床的水蒸汽输入阀和混合蒸汽出口阀，水蒸汽通过水蒸汽输入阀进入吸附回收床中，将活性炭纤维上的有机成分脱附溶解在水蒸汽中形成混合水蒸汽，混合水蒸汽通过混合蒸汽出口阀进入到混合蒸汽冷凝器中进行冷凝，冷凝后的混合水蒸汽成为液体流入分层槽中层析。
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