CN103272454B - 有机废气治理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机废气治理方法及装置，为解决现有方法及装置对有机污染处理不彻底等问题而设计。本发明有机废气治理方法为在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化。本发明有机废气治理装置包括通过管道依次连通形成闭合回路的热风干燥器、表冷器、吸附单元、除湿单元和加热器。表冷器和加热器为同一热泵系统的蒸发器和冷凝器，或为同一热泵的制冷端液‑气换热器和热泵的制热端液‑气换热器。本发明有机废气治理方法工艺合理，步骤简明，废气治理效果良好，避免污染环境，能耗低。本发明有机废气治理装置结构合理，使用方便，制造成本低，对包括印刷废气在内的有机废气的治理效果良好。

Description

有机废气治理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种有机废气治理方法及装置。

背景技术

目前对有机废气的处理普遍采用活性炭、活性炭纤维等多微孔材料进行吸附处理，再由高温蒸汽对吸附饱和后的多微孔材料进行有机溶剂脱附以循环使用。由于利用蒸汽脱附有机溶剂后的多微孔材料带有很多水分，导致从吸附塔排出的空气由于湿度过高不能重新用于生产中的循环干燥而只能直接排放。但该部分排放的气体还带有一定浓度的有机废气成分和温度，会对环境带来污染并浪费热量。即，现有技术未能彻底解决环境污染的问题，而且因为吸附塔排放热气和冷却塔的循环水散热令整个系统的运行耗能较高，增加运行成本。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种不污染环境的有机废气治理方法。

本发明的另一个目的是提出一种能耗低的有机废气治理方法。

本发明的再一个目的是提出一种不污染环境的有机废气治理装置。

本发明的还一个目的是提出一种能耗低的有机废气治理装置。

本发明的又一个目的是提出一种除湿效果好的有机废气治理装置。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种有机废气治理方法，所述方法为在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化。

特别是，所述方法包括下述步骤：

步骤A1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气；

步骤A2、将待处理有机废气进行降温处理；

步骤A3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

步骤A4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

步骤A5、对除湿、回温后的气体加热；

步骤A6、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用。

特别是，所述方法包括下述步骤：

步骤B1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气；当待处理有机废气中有机物的浓度低于设定值时，待处理有机废气返回至热风干燥器的入风口，循环干燥，增加待处理有机废气中有机物的浓度值直至达到设定值；当待处理有机废气中有机物的浓度大于等于设定值时，转到步骤2；

步骤B2、将待处理有机废气进行降温处理；

步骤B3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

步骤B4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

步骤B5、对除湿、回温后的气体加热；

步骤B6、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用。

特别是，所述方法包括下述步骤：

步骤C1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气；

步骤C2、一部分待处理有机废气进入储气室，转至步骤C5；另一部分待处理有机废气进行降温处理，转至步骤C3；

步骤C3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

步骤C4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

步骤C5、将储气室内的待处理有机废气和对除湿、回温后的气体混合；

步骤C6、对混合后的气体加热；

步骤C7、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用。

进一步，由同一热泵系统的蒸发器和冷凝器分别实现降温步骤和加热步骤。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种有机废气治理装置，所述装置包括通过管道连通形成闭合回路的热风干燥器6、表冷器2、吸附单元、除湿单元和加热器5；表冷器2连接至热风干燥器6的出风口，加热器5连接至热风干燥器6的回风口；其中，热风干燥器6用于加工得到有机废气并将所述有机废气输送至表冷器、以及接入治理后的洁净气体进行循环使用；表冷器2用于将待处理废气进行降温处理；吸附单元用于使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；除湿组件具有冷凝和气体热交换功能，用于对吸附后的气体进行除湿、回温处理；加热器5用于对除湿、回温后的气体加热。

特别是，所述表冷器2和加热器5为同一热泵系统的蒸发器和冷凝器。

特别是，所述表冷器2和加热器5为同一热泵的制冷端液-气换热器和热泵的制热端液-气换热器。

特别是，所述除湿单元为除湿器4；特别是，所述除湿器4底部设有排水控制出口。

特别是，所述除湿单元包括串接的除湿器4和储气室7；所述储气室7的入风口连接除湿器4的出风口，所述储气室7的出风口连接加热器5的入风口，所述热风干燥器6的出风管连接至所述储气室7的回风口。

进一步，除湿器4由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成。

特别是，所述装置的吸附单元包括并列设置在表冷器2和除湿单元之间的至少两个吸附器，还包括第二表冷器22和风阀；所述第二表冷器22一端连接所述吸附单元的解析排放管道出口、另一端连接至冷凝器；风阀用于切换各吸附器轮流进行吸附或者脱附干燥工序。

本发明有机废气治理方法是在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化，实现了气体的循环利用，避免未处理完全的气体排放而导致空气污染。由同一热泵系统的蒸发器和冷凝器分别实现降温步骤和加热步骤，充分利用能源，降低能耗。当待处理有机废气中的有机物浓度低于设定值时或者待处理有机废气的风量过大时，可以通过循环来增加有机物的浓度或者部分净化来减少单次的治理量，提高了吸附净化的效率，降低了成本。

本发明有机废气治理方法工艺合理，步骤简明，废气治理效果良好，避免对环境的污染，能耗低。

本发明有机废气治理装置的各部件通过管道依次连通形成闭合的回路，有效地吸收了有机物且不向环境中排放不达标气体。表冷器和加热器为同一热泵系统的蒸发器和冷凝器，或为同一热泵的制冷端液-气换热器和热泵的制热端液-气换热器，热量充分循环利用，降低了能耗。

本发明有机废气治理装置结构合理，使用方便，制造成本低，对有机废气的治理效果良好。

附图说明

图1是本发明有机废气治理装置优选实施例一的结构示意图；

图2是本发明有机废气治理装置优选实施例二的结构示意图；

图3是本发明有机废气治理装置优选实施例三的结构示意图。

图中标记为：

1、热泵系统；2、表冷器；3、吸附器；4、除湿器；5、加热器；6、热风干燥器；7、储气室；22、第二表冷器；31、第一吸附器单元；32、第二吸附器单元。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明有机废气治理方法为在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化，通过将治理管路闭合的方法实现了气体的循环利用，避免未处理完全的气体排放而污染空气。所处理的有机废气包括印刷废气，但不仅限于印刷废气，所有可通过热风干燥工序产生的有机废气均可使用本方法进行治理。

本发明有机废气治理方法具体步骤不限，能够在封闭管路中现实有机废气治理的目的即可。其中，优选地包括下述步骤：

步骤A1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气。将附带有机污染源的待处理产品放入热风干燥器中，对所述待处理产品通过热风进行干燥处理。干燥后热风中含有了有机污染物，成为待处理的有机废气。

步骤A2、将待处理有机废气进行降温处理。降温工艺有利于对有机废气进行后续的吸附处理。

步骤A3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；所用的多微孔材料可以是活性炭、活性炭纤维等材料，多微孔材料因为解吸附而带有大量的水汽，所以经过吸附后该气体成为洁净但富含水分的气体。

步骤A4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；湿度降低后的气体可以循环利用，无需放入空气中。

步骤A5、对除湿、回温后的气体加热；加热后形成的高热气体符合热风干燥工艺的要求，可以用于待处理产品的干燥加工。

步骤A6、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用，继续对本待处理产品或下一待处理产品进行干燥。

有机废气经过上述工艺步骤后可以有效地治理，气体在闭合回路中循环使用，避免了对环境的污染。

为了充分利用能源、降低能耗，由同一热泵系统的蒸发器和冷凝器分别实现步骤A2中的降温和步骤A5中的加热。

本发明有机废气治理装置包括通过管道依次连通形成闭合回路的热风干燥器、表冷器、吸附单元、除湿单元和加热器；其中，在热风干燥器内加工得到有机废气并将该有机废气输送至表冷器准备进行治理，同时将治理后的气体收回进行再循环使用；表冷器对待处理废气进行降温处理；吸附器使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理，将其处理成为洁净气体；除湿器对吸附后的气体进行除湿、回温处理；再经过加热器的加热后气体回到热风干燥器，继续循环使用加工得到有机废气。

本发明有机废气治理装置的各部件通过管道依次连通形成闭合的回路，有效地吸收了气体中的有机物且不向环境中排放不达标气体。

其中，表冷器和加热器为同一热泵系统的蒸发器和冷凝器；或者表冷器和加热器为同一热泵的制冷端液-气换热器和热泵的制热端液-气换热器。通过这一结构可以实现热能的回收再利用，降低了有机废气治理中的能耗。

为了方便水汽的排放，除湿器底部设有排水控制出口；除湿器由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成。

优选实施例一：

如图1所示，有机废气治理装置包括通过管道依次连通形成闭合回路的热风干燥器6、表冷器2、吸附器3、除湿器4和加热器5；其中，表冷器2和加热器5为同一热泵系统1的蒸发器和冷凝器。除湿器由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成，除湿器底部设有排水控制出口。

图中箭头所示为工艺处理气体的流通路线。将刷有油墨的待处理产品放入热风干燥器，使用热风对该待处理产品进行干燥处理。热风因此富含了有机物，形成有机废气。通过风机驱使有机废气通过管道到达表冷器，表冷器对待处理有机废气进行降温处理，然后有机废气进入吸附器。吸附器中装有活性炭，降温后的有机废气穿过活性炭进行吸附处理，吸附处理后成为洁净气体。因为活性炭解吸附后带有大量水分，因此所得到的洁净气体也含有水分，不能直接再利用。潮湿的洁净气体进入除湿器，具有冷凝和气体热交换功能的除湿器对该气体进行除湿、回温处理，处理后的气体进入加热器。经过加热器的加热后形成高热气体，达到了热风干燥工艺所要求的标准，回到热风干燥器中继续干燥待处理产品。

表冷器2的表面温度在7-12℃之间，可将经过其表面的有机废气温度降低到20-35℃之间。有机废气穿过多微孔材料后，吸附器的温度由约100℃的高温降至约40℃。

让空气连续通过制冷系统的蒸发器和冷凝器以实现恒温除湿，除湿前后的空气温度变化较少，将大大减少冷凝除湿后的冷空气后续升温所消耗的能量。由于除湿后的空气其温度基本保持与除湿前一样（20-30℃），之后流经空气加热器5时比较容易升至较高的温度，以满足干燥所需。

由于表冷器2和加热器5为同一热泵系统1的蒸发器和冷凝器，而且蒸发器所处位置为高温有机气体的区域，其温度一般在40-60℃之间，蒸发器在充足热源环境下能使热泵的制热能效比大大提高，使热泵系统1的冷凝器对除湿后空气的加热能力大幅提升，吸附器3与具有高效能制热性能的热泵系统1配合使用，解决了原有吸附技术所困扰的高能耗问题。

本优选实施例中有机废气治理装置的各部件通过管道依次连通形成闭合的回路，有效地吸收了有机物且不向环境中排放不达标气体。

优选实施例二：

如图2所示，有机废气治理装置包括通过管道依次连通形成闭合回路的热风干燥器6、表冷器2、吸附器3、除湿器4、储气室7和加热器5。储气室7的入风口连接除湿器4的出风口，储气室7的出风口连接加热器5的入风口，热风干燥器6的出风管连接至储气室7的回风口。表冷器2和加热器5为同一热泵系统1的蒸发器和冷凝器；除湿器4底部设有排水控制出口；除湿器4由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成。

图中箭头所示为工艺处理气体的流通路线。

第一种工作方式的流程：将附带有机污染源的待处理产品放入热风干燥器，使用热风对该待处理产品进行干燥处理。热风因此富含了有机物，形成待处理有机废气。

当从热风干燥器出来的待处理有机废气中所含有机物浓度低于设定值时，如果直接进行治理的话吸附效果较差，且提高了成本。所以此时断开表冷器2、吸附器3和除湿器4，令气体经过储气室7和加热器5再回到热风干燥器6，通过两次或者多次的闭式循环增加气体中有机物浓度。气体中有机物浓度的高低并不影响对待处理产品的干燥加工。

当气体中所含有机物浓度大于等于设定值后通过风机驱使有机废气通过管道到达表冷器，表冷器对待处理有机废气进行降温处理，然后有机废气进入吸附器。吸附器中装有活性炭，降温后的有机废气穿过活性炭进行吸附处理，吸附处理后成为洁净气体。因为活性炭解吸附后带有大量水分，因此所得到的洁净气体也含有水分，不能直接再利用。潮湿的洁净气体进入除湿器，具有冷凝和气体热交换功能的除湿器对该气体进行冷凝除湿并回热至接近除湿前的温度，处理后的气体穿过储气室7进入加热器。经过加热器的加热后形成高热气体，达到了热风干燥工艺所要求的标准，回到热风干燥器中继续干燥待处理产品。

第二种工作方式的流程：当热风干燥器6中气体的温度高、风量大时对待处理产品的干燥效果更好，但处理的风量过大则要求表冷器2、吸附器3和除湿器4所组成的治理组件规模大、投资高、运营成本高。

所以将从热风干燥器6输出的大量气体中的一分部通过管道送入表冷器，进行与第一种工作方式相同的治理流程，即，部分净化；另一部分气体直接进入储气室7、并与从除湿器4送入的洁净气体相混合，混合后的气体经过加热器5后回到热风干燥器6，循环使用。

本优选实施例中进入吸附器之前的高温有机废气采用热泵系统的蒸发器对其降温比传统冷却塔的降温效果和节能效果都大大提高。装置中各部件通过管道连接成为闭合回路，很好地实现了有机废气治理后混合热风再利用，治理效果好，能耗低。储气室的设置令废气治理有了多种可选择的方案，可以根据风量以及气体中有机物浓度来选择合适的方案，在提高干燥效果的同时减小了治理组件的规模、降低了投资、减少了运营成本。

优选实施例三：

如图3所示，有机废气治理装置包括通过管道依次连接的热风干燥器6、表冷器2、由第一吸附器31和第二吸附器32组成的吸附单元、除湿器4、加热器5、第二表冷器22和风阀（图中未示）。除湿器4由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成，除湿器底部设有排水控制出口。

通过风阀切换吸附器的工作状态，即当第一吸附器31处于吸附的工作状态时，第二吸附器32和第二表冷器22组成脱附回热系统；当第二吸附器32处于吸附的工作状态时，第一吸附器31和第二表冷器22组成脱附回热系统。在脱附回热系统中，水蒸汽等脱附气体进入吸附器并在将有机物脱附后经过第二表冷器22后到达冷凝器。

使用方法：图中单边箭头所示为工艺处理气体的流通路线，双边箭头所示为水蒸汽对吸附器内多微孔材料解吸附的流通路线。通过风机驱使，热风干燥器6内的高温有机废气通过管道流经表冷器2。表冷器2的表面温度在7-12℃之间，可将该有机废气温度降低到20-35℃之间。该有机废气进入第一吸附器31并穿过其中的活性炭。有机废气穿过令吸附器由约100℃的高温降至约40℃。

由于第一吸附器31内的活性炭在之前采用水蒸汽解吸附导致其中存有大量水分，所以穿过活性炭的气体亦带有大量水分，需要进行除湿降温。让该气体连续通过制冷系统的蒸发器和冷凝器以实现恒温除湿，除湿前后的空气温度变化较少，将大大减少冷凝除湿后的冷空气后续升温所消耗的能量。由于除湿后的空气其温度基本保持与除湿前一样（20-30℃），之后流经空气第一加热器5时比较容易升至较高的温度，以满足干燥所需。

同时，高温水蒸汽（亦可为高温氮气）被通入第二吸附器32中，对其中的活性炭解吸附，清理活性炭中的有机污染物后令活性炭可以重复使用。然后高温水蒸汽在流经第二表冷器22时将热能传递给系统，实现热能的回收再利用。

本优选实施例中有两个吸附器，交替进行有机废气的除污和活性炭的解吸附，充分利用热能、回收热能。

Claims (10)

1.一种有机废气治理方法，其特征在于，所述方法为在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化；

包括下述步骤：

步骤B1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气；当待处理有机废气中有机物的浓度低于设定值时，待处理有机废气返回至热风干燥器，循环加工，增加待处理有机废气中有机物的浓度值直至达到设定值；当待处理有机废气中有机物的浓度大于等于设定值时，转到步骤B2；

步骤B2、将待处理有机废气进行降温处理；

步骤B3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

步骤B4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

步骤B5、对除湿、回温后的气体加热；

步骤B6、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用。

2.一种有机废气治理方法，其特征在于，所述方法为在闭合回路中对含有机物质的有机废气通过降温、吸附、除湿、以及加热步骤进行净化；

包括下述步骤：

步骤C1、在热风干燥器中加工得到待处理有机废气；

步骤C2、一部分待处理有机废气进入储气室，转至步骤C5；另一部分待处理有机废气进行降温处理，转至步骤C3；

步骤C3、使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

步骤C4、对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

步骤C5、将储气室内的待处理有机废气和对除湿、回温后的气体混合；

步骤C6、对混合后的气体加热；

步骤C7、加热后的气体返回至热风干燥器，循环使用。

3.一种有机废气治理装置，其特征在于，所述装置包括通过管道连通形成闭合回路的热风干燥器(6)、表冷器(2)、吸附单元、除湿单元和加热器(5)；表冷器(2)连接至热风干燥器(6)的出风口，加热器(5)连接至热风干燥器(6)的回风口；其中，

热风干燥器(6)，用于加工得到有机废气并将所述有机废气输送至表冷器、以及接入治理后的洁净气体进行循环使用；

表冷器(2)，用于将待处理废气进行降温处理；

吸附单元，用于使用多微孔材料对降温后的气体进行吸附处理；

除湿组件，具有冷凝和气体热交换功能，用于对吸附后的气体进行除湿、回温处理；

加热器(5)，用于对除湿、回温后的气体加热。

4.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述表冷器(2)和加热器(5)为同一热泵系统的蒸发器和冷凝器；或者所述表冷器(2)和加热器(5)为同一热泵的制冷端液-气换热器和热泵的制热端液-气换热器。

5.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述除湿单元为除湿器(4)。

6.根据权利要求5所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述除湿器(4)底部设有排水控制出口。

7.根据权利要求5或6所述的有机废气治理装置，其特征在于，除湿器(4)由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成。

8.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述除湿单元包括串接的除湿器(4)和储气室(7)；所述储气室(7)的入风口连接除湿器(4)的出风口，所述储气室(7)的出风口连接加热器(5)的入风口，所述热风干燥器(6)的出风管连接至所述储气室(7)的回风口。

9.根据权利要求8所述的有机废气治理装置，其特征在于，除湿器(4)由制冷系统的蒸发器和冷凝器组合构成。

10.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述装置的吸附单元包括并列设置在表冷器(2)和除湿单元之间的至少两个吸附器，还包括第二表冷器(22)和风阀；所述第二表冷器(22)一端连接所述吸附单元的解析排放管道出口、另一端连接至冷凝器；风阀用于切换各吸附器轮流进行吸附或者脱附干燥工序。