CN102614738A

CN102614738A - 有机废气脱附工艺

Info

Publication number: CN102614738A
Application number: CN2012100950147A
Authority: CN
Inventors: 肖岗行; 檀金勇; 肖硕
Original assignee: HEBEI TIANLONG COLOR PRINTING CO Ltd
Current assignee: HEBEI TIANLONG COLOR PRINTING CO Ltd
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明公开了一种有机废气脱附工艺，包括以下步骤：（1）吸附：有机废气经冷却和过滤后，经集气系统收集在吸附器中进行吸附；（2）脱附：有机废气经热氮气脱附得到脱附混合气体；（3）回收：脱附气体回收再利用；脱附时热氮气的温度为110-160℃；吸附器为以活性炭颗粒为吸附剂的固定床吸附器；采用本发明工艺进行脱附，提高吸附脱附效率，热氮气脱附率可达98%，解决了蒸汽脱附酸腐蚀问题，大大提高了设备使用寿命；混合液体含水量低，不需要再进行处理，可以直接用于生产，提高了回收系统的经济效益；用氮气脱附，延长了反应容器里吸附材料的使用寿命，降低了生产成本，节约了人力物力；同时解决了蒸汽脱附无法直接回收醇类、酮类、酯类等混溶和微溶于水的溶剂回收问题。本发明适用于印刷、轻工、涂布、化工、电子等行业。

Description

有机废气脱附工艺

技术领域

本发明涉及一种对废气进行处理的工艺，尤其涉及一种有机废气脱附工艺。

背景技术

目前，对工业废气进行处理的方法，多采用脱附工艺处理方法，在我国和国际上普遍采用的脱附工艺，多是在120℃下采用蒸汽脱附，即把水蒸汽输入吸满有机废气的反应容器，用水蒸汽脱附出有机废气，再通过冷却把有机废气变成液体，实现重复利用的工艺过程，采用这种脱附方法存在如下问题：（1）由于有液体水的存在，产生了大量含有酸性物质的混合液体，对设备产生很大腐蚀性；（2）由于混合液体含水量高，不便于重复使用，如蒸汽脱附无法直接回收醇类、酮类、酯类等混溶和微溶于水的溶剂回收问题；（3）当反应罐里材料在不断地被水蒸汽脱附过程中，表面的微孔被水垢钙化，降低了材料使用寿命；（4）排放水酸性物质含量高，不能直接排放，再处理的费用大。

中国发明专利CN101288820B公开了一种“以氮气为脱附介质的活性炭纤维有机废气回收方法和系统”，其采用活性炭纤维作为吸附剂，90-100℃的热氮气作为脱附介质对有机废气进行回收利用，上述方法中碳纤维的使用寿命较其他活性炭吸附剂短，需要定期进行活化才可以再次使用；此外，采用90-100℃的热氮气作为脱附介质时，其脱附效率较低，对于一些高沸点的有机废气不能够进行脱附，如印染、轻工、电子、印刷、涂布等行业中的含有甲苯、二甲苯等气体，使其滞留在吸附剂上，从而降低吸附剂的使用寿命，增加生产成本。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种有机废气脱附工艺，其脱附效率高。

为实现上述目的，本发明的有机废气脱附工艺，包括以下步骤：（1）吸附：有机废气经冷却、过滤及收集后，在吸附器中进行吸附；（2）脱附：有机废气经热氮气脱附得到脱附混合气体；（3）回收：脱附气体回收再利用；其中，脱附时热氮气的温度为110-160℃。

作为本发明的限定，上述的热氮气温度为130-157℃。

作为对上述方式的改进，所述的吸附器为以活性炭颗粒为吸附剂的固定床吸附器。

此外，作为对本发明的限定，所述的步骤（2）在含氧量不高于3%的环境下进行。

作为对上述方式的限定，所述步骤（2）脱附所在的含氧量环境采用在线含氧量检测控制，当含氧量﹥3%时，停止对氮气的加热，并充入氮气进行置换。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得技术进步在于：

采用本发明提供的脱附工艺，提高吸附脱附效率，热氮气进行脱附，110-160℃时的脱附总率可达到98%；其中当热氮气温度为130-157℃时，其脱附效率可以达到85%；还解决了蒸汽脱附酸腐蚀问题，大大提高了设备使用寿命；混合液体含水量低，不需要再进行处理，可以直接用于生产，提高了回收系统的经济效益；用氮气脱附，延长了反应容器里吸附材料的使用寿命，降低了生产成本，节约了人力物力；同时解决了蒸汽脱附无法直接回收醇类、酮类、酯类等混溶和微溶于水的溶剂回收问题。

本发明适用于印刷、轻工、涂布、化工、电子等行业。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程图；

图2为图1中吸附器的结构示意图；

图3为不同温度下的脱附率曲线图。

具体实施方式

本发明所涉及的工艺步骤，可采用通用的设备来实现，现以其中一种工艺设备系统为例，对本发明做详细说明如下：

实施例一

氮气脱附的工艺过程，如图1所示采用“一进两出”的吸脱附方式。其中所谓的“一进两出”的吸脱附方式，主要是吸附器XFQ1采用一个进气口、两个排气口的结构，如图2所示，该吸附器包括中空的罐体1、与罐体1内部连通的进气管2和排气管3，其中，进气管2由可开闭控制的废气进气管21和脱附气进气管22组成，如在废气进气管21和脱附气进气管22上均设有阀门，以实现对废气进气管21和脱附气进气管22的导通、关闭控制，为了使整体结构紧凑，废气进气管21和脱附气进气管22可采用一个三通阀进行连接设置；排气管3为两个，分别设置在罐体1的顶部和底部，且每个排气管3均由开闭可控废气排放管31和脱附气排放管32组成，如在废气排放管31和脱附气排放管32的管段上分别设有阀门，以实现对各管路的导通及关闭控制，同理，为了是整体结构紧凑，废气排放管31和脱附气排放管32也可采用一个三通阀进行连接设置。

在罐体1内部设有两个吸附床4，这两个吸附床4沿罐体1的竖直方向间距、平行设置，且两个吸附床4分置在进气管2的上下两侧，这样，即形成了两个吸附床4之间设有进气管2，而两个吸附床4背离方向的罐体1外部分别设有排气管3。

基于该吸附器，在使用时，有机废气经风机FJ1推动，到过滤器GL1，过滤粉尘后，进入到表冷器BL1；通过表冷器BL1进行降温处理，冷却后温度为常温的有机废气通过进风阀JF1到达集风箱6进行平衡压力，稳定压力在3.5-4.0KPa后的气体再由设置在废气进气管31上的进风阀JF2到达吸附器XFQ1内进行吸附过滤，由于吸附器XFQ1内部为双层吸附床活性炭颗粒吸附结构，由废气进气管21进入到吸附器内的废气，由风机的推动，会具有向上和向下两个流向，该两个流向的废气经过位于上方的吸附床4和下方的吸附床4吸附后，分别由废气排放管31排出，并经连通两个废气排放管31的一个管道汇合后，到达吸附器上部的集风处，集中后的气体通过排风阀PF1达标排放，在排风阀PF1处还装有尾气检测阀门WJ1和抽风机FJ2，采用抽风机FJ2，可以把从吸附器XFQ1排出来的气体输送到尾气检测器进行检测，到达“0”排放为合格指标，并且记录，确保达标排放。

待到VOC检测器检测到尾气接近排放值20ppm的时候，就会输出控制信号，关闭进风阀JF2和排风阀门PF1，同时系统给出脱附运行信号。

氮气系统会对吸附器XFQ1进行一次氮气置换过程，排除含有氧气的气体，其过程是：打开置于罐体1上的排气阀PQ1和充气阀CF1，由制氮机组7制得的氮气存在储气罐8内，并在排气阀门PQ1和充气阀CF1都打开时，氮气充到吸附器XFQ1，计时30-50秒（充入氮气的时间多少是相对于吸附器的大小而言的）后，停止充氮，关闭进气阀PQ1和充气阀CF1；排风机FJ3启动，同时脱附阀TF2、TF1、TF3、TF4、TF6、TF7、TF8打开，进行氮气的循环检测，当氧含量检测到3%以下时，蒸汽加热器、电加热器9分别通过蒸汽热交换器10、热交换器11进行热交换加热，脱附阀TF4和TF8关闭，当加热到70℃的时候TF4开启，TF3关闭，此时，设置在罐体1上的压力检测仪P1和温度检测仪T1对罐体1内的温度和压力进行检测，系统会实时检测并且记录脱附数据。加热后的氮气从脱附阀TF2进入到吸附器XFQ1，热氮气体穿透活性炭层把吸附物质携带出来，混合的气体经脱附阀TF1、脱附阀TF4阀门，进入冷凝器12冷却，冷却温度控制在60℃，冷凝后液体到重力分离箱13，分离出微量的水分后，有机溶剂经过流量计L到储存器14，冷凝后的氮气继续由风机FJ3推动到加热器进行加热，以此循环，待到冷却系统没有液体时，流量计L输出信号，系统转换到降温程序:首先，两个加热器停止加热，脱附阀TF8开启，脱附阀TF7关闭，蒸汽阀ZF1和ZF2关闭，水阀SF1和SF2开启，充注冷凝水，冷热交换器转为冷凝状态，加快系统的冷却，直到温度降到80℃以下时，脱附系统关闭并且复位，等待下次的运行。

在上述的系统结构中，氧含量到3%以下由操作人员确认，而当氧含量高于3%时，可采用报警器报警等系统的设备实现对氧含量的监测；为了提高脱附工艺的连续性，可采用两个吸附器（或两个以上的吸附器），即其中一个吸附器吸附有机废气后，进行脱附处理时，另一个吸附器同时对有机废气进行吸附。此外，本发明中涉及的吸附器的双层吸脱附结构，主要是为了提高吸脱附效率并节约设备投入，基于该思想，可将吸附器替换为现有的单层吸附器结构，如果为了提高效率，可将单层结构的吸附器设置为多个即可。

使用本发明所提供的工艺过程，经多次试验反复验证，在不同温度区间的脱附率如表1所示。

选择如上不同热氮气的温度区间，观察不同温度下相应脱附率变化绘制出脱附率的曲线图，如图3所示，并由图3可知，在热氮气加热至110℃时开始有少量废气脱附出来，温度在130-157℃时脱附率明显增加，加热至180℃时脱附率接近100%。

Claims

1.一种有机废气脱附工艺，包括以下步骤：（1）吸附：有机废气经冷却、过滤及收集后，在吸附器中进行吸附；（2）脱附：有机废气经热氮气脱附得到脱附混合气体；（3）回收：脱附气体回收再利用；其特征在于：脱附时热氮气的温度为110-160℃。

2.根据权利要求1所述的有机废气脱附工艺，其特征在于：所述的热氮气的温度为130-157℃。

3.根据权利要求1或2所述的有机废气脱附工艺，其特征在于：所述的吸附器为以活性炭颗粒为吸附剂的固定床吸附器。

4.根据权利要求1或2所述的有机废气脱附工艺，其特征在于：所述的步骤（2）在含氧量不高于3%的环境下进行。

5.根据权利要求4所述的有机废气脱附工艺，其特征在于：所述步骤（2）脱附所在的含氧量环境采用在线含氧量检测控制，当含氧量﹥3%时，停止对氮气的加热，并充入氮气进行置换。