CN103961975A - 卷绕式吸附装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境保护技术领域，目的是克服现有工业废气吸附装置的吸附剂不易装拆，吸附饱和后难以再生更换的困难。本发明提出一种卷绕式吸附装置，采用负载吸附剂的卷绕式纤维毡作为吸附材料，吸附卷毡的一端装在进毡卷轴上、另一端穿过风道腔后装在出毡卷轴上，卷动机构驱动吸附卷毡使其卷绕到出毡卷轴上，将新的吸附毡送入吸附装置，并将吸附饱和的吸附毡收回，以实现不断更新吸附材料，保持吸附性能的稳定，也便于在吸附卷毡使用完后的更换、回收和再生。本实施例的吸附卷毡的转速可调，当废气流量和/或浓度增大时，加快吸附卷毡的卷动速度，就使更多新的卷毡进入吸附装置，取代吸附饱和的卷毡，可以保持吸附装置净化效果的稳定。

Description

卷绕式吸附装置及其控制方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种工业废气净化处理的装置与方法。

背景技术

工业有机废气是大气环境的主要污染源之一，涉及行业众多、组成复杂，不仅严重危害生产现场人员健康，而且污染城市空气质量。工业有机废气通常具有大风量、多组分、低浓度、工况波动大的特点，治理难度也较大。国内外处理工业有机废气主要使用吸附法、吸收法、冷凝法、热力焚烧法、催化燃烧法、低温等离子法等方法，不同方法具有各自的特点和适用条件。利用不同单元治理技术的优势，采用组合治理工艺，不仅可以提高处理效率满足排放要求，而且可以降低净化设备的运行费用。

工业废气吸附净化装置指利用吸附剂去除工业废气中污染物的设备及附属设备，包括固定床、移动床和流化床吸附器等。吸附法是传统的有机废气处理技术，设备和工艺简单、净化效果较好，应用非常广泛。据《吸附法工业有机废气治理工程技术规范编制说明》估计，吸附净化设备和以吸附技术为基础的集成设备约占目前我国有机废气治理设备的50％左右。吸附法的缺点也非常突出，吸附剂的吸附性能随使用时间而不断衰减，直至吸附饱和后失去吸附能力，需要再生或更换吸附剂。

工业上常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、硅胶和分子筛等。为了处理低浓度、大风量的有机污染物，要求吸附材料具有高吸附容量、高燃烧温度和良好的床层动力学性能，即要求吸附床层具有低的气流阻力。通常是将粉末状的活性炭或分子筛加工成为蜂窝状的成型体，可以使得吸附床层的气流阻力大幅度地降低。与常用的颗粒活性炭相比，活性炭纤维毡具有发达的微孔结构，吸附容量大、脱附速度快、净化效果好，还具有流体阻力小、除尘效率高的特点，适用于大风量、低阻力的空气过滤场合的过滤。

现有的一类工业废气吸附净化装置设有脱附再生单元，工艺复杂，设备投资大，主要应用于大中型石油、化工生产。而多数中小型工业废气吸附装置则未设置脱附再生单元，在吸附剂吸附饱和后需要再生或更换吸附剂。这不仅使运行成本显著升高，而且由于很多吸附装置的结构特点，使吸附剂的更换相当困难，更换的吸附剂还面临转运、处置等难题。这些问题的存在，造成大量工业废气吸附装置并未按要求进行吸附剂的再生或更换，吸附装置也就失去了废气净化的作用。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有工业废气吸附装置吸附剂不易装拆，吸附饱和后难以再生更换的困难，提出一种新型的治理工业废气的吸附装置，采用负载吸附剂的卷绕式纤维毡作为吸附材料，通过卷绕机构可以将新的吸附毡送入吸附装置、并将吸附饱和的吸附毡收回，便于不断更新吸附材料以保持吸附性能的稳定，也便于在吸附卷毡使用完后的更换、回收和再生。

本发明采取的技术方案是一种卷绕式吸附装置，包括壳体、吸附卷毡、进毡卷轴、出毡卷轴和卷动机构，所述壳体设有进风口、出风口和风道腔，在风道腔内设有一层或多层的吸附卷毡。废气从进风口进入所述的卷绕式吸附装置，通过风道腔经吸附卷毡净化处理后，从出风口排出。为了阻挡废气从吸附卷毡与风道腔之间的缝隙通过，在风道腔内部、沿着吸附卷毡的两侧，及在风道腔的侧面、吸附卷毡穿过的槽洞两侧，设有紧贴吸附卷毡的挡板或毡槽。

吸附卷毡的一端装在进毡卷轴上，另一端穿过风道腔后，装在出毡卷轴上。吸附卷毡的两端设有端头，端头可以与进毡卷轴、出毡卷轴进行连接或分离。新的吸附卷毡卷绕在进毡卷轴上，被装入进毡卷筒内；回收的吸附卷毡卷绕在出毡卷轴上，被卷入出毡卷筒内。进毡卷轴和/或出毡卷轴可以安装在所述卷轴支架上，也可以从所述卷轴支架上拆卸。卷动机构包括驱动电机或手动转柄，与出毡卷轴通过传动机构连接。驱动电机或手动转柄转动时，带动所述出毡卷轴转动，使吸附卷毡卷绕到出毡卷轴上。

所述吸附卷毡负载有活性炭、分子筛、氧化铝、气凝胶与凹凸棒石粘土中的一种或多种吸附剂。

本发明提出的卷绕式吸附装置的控制方法，包括以下一项或多项控制规则的组合：

1)定时控制：所述卷动机构定时启动，每次卷动设定长度的吸附卷毡；

2)定速控制：所述卷动机构按设定的速度卷动吸附卷毡；

3)基于废气流量和/或浓度的控制：当废气流量和/或浓度增大时，加快所述卷动机构的卷动速度，直到从出风口排出的废气质量达到设计要求；当废气流量和/或浓度减小时，减慢所述卷动机构的卷动速度。

与现有固定式吸附装置相比，本发明提出的卷绕式吸附装置，通过卷毡式吸附材料和卷绕机构，卷送吸附卷毡以保持吸附性能的稳定，在吸附卷毡使用完后可以方便地进行更换、回收和再生。特别地，本发明通过控制卷动速度可以自适应调节吸附装置的性能，达到废气排放质量的稳定。

附图说明

图1是实施例1的卷绕式吸附装置的结构示意图。

图2是实施例1的卷绕式吸附装置的顶视图。

图3是实施例2的卷绕式吸附装置的结构示意图。

图4是实施例2的卷绕式吸附装置的顶视图。

具体实施方式

参照附图和下述的实施方式的说明，可以理解本发明的目的、特征及效果。

实施例1：

一种如图1、图2所示的卷绕式吸附装置，包括壳体(101)、吸附卷毡(106)、进毡卷轴(107)、出毡卷轴(108)和卷动机构。

所述壳体(101)设有进风(102)、出风(103)和风道腔。风道腔由壳体(101)、进风(102)、折流板(104)、吸附卷毡(106)、挡流板(105)和出风(103)组成。在折流板(104)与挡流板(105)之间设有内外两层栅网(113)形成的毡槽，用来固定吸附卷毡不被气流冲走，栅网之间设有一层或多层的吸附卷毡。栅网(113)的上下两端设有挡板(114)，避免废气从吸附卷毡与折流板、挡流板之间的缝隙流过。

废气从进风(102)进入卷绕式吸附装置的内腔，向上遇到折流板(104)阻挡后，侧向通过吸附卷毡(106)后进入由壳体(101)、吸附卷毡(106)和挡流板(105)组成的外腔，再向上运动从出风(103)排出。所述吸附卷毡负载有活性炭、分子筛、氧化铝、气凝胶与凹凸棒石粘土中的一种或多种吸附剂。废气通过卷绕式吸附装置时，吸附卷毡对污染物进行过滤和吸附，实现净化处理的目的。

吸附卷毡(106)的一端装在进毡卷轴(107)上，另一端穿过风道腔后，装在出毡卷轴(108)上。吸附卷毡的两端设有端头，端头可以与进毡卷轴(107)、出毡卷轴(108)进行连接或分离。新的吸附卷毡卷绕在进毡卷轴(107)上，被装入进毡卷筒(109)内；回收的吸附卷毡卷绕在出毡卷轴(108)上，被卷入出毡卷筒(110)内。进毡卷轴(107)和/或出毡卷轴(108)可以安装在卷轴支架(111)上，也可以从卷轴支架(111)上拆卸。吸附卷毡用完后，将卷绕到出毡卷轴(108)上的吸附卷毡从卷轴支架(111)上拆卸，可以进行再生或更换。

卷动机构包括驱动电机(112)，与出毡卷轴(108)通过传动机构连接。驱动电机(112)转动时，带动所述出毡卷轴(108)转动，使吸附卷毡卷绕到出毡卷轴(108)上。

本实施例中的卷绕式吸附装置，采用定时控制或定速控制的控制方法。定时控制是指卷动机构定时启动，每次卷动设定长度的吸附卷毡，例如每天卷动一次每次卷动1米；定速控制是指卷动机构按设定的速度卷动吸附卷毡，例如按每小时5厘米的速度卷动。

实施例2：

一种如图3、图4所示的卷绕式吸附装置，包括壳体(201)、吸附卷毡(206)、进毡卷轴(207)、出毡卷轴(208)和卷动机构。所述壳体(201)设有进风口(202)、出风口(203)和风道腔(204)，在风道腔内设有多层的吸附卷毡(206)。

吸附卷毡(206)的一端装在进毡卷轴(207)上，另一端穿过风道腔(204)后，装在出毡卷轴(208)上。卷绕式吸附装置设有一个或多个导向转轴(205)，使所述吸附卷毡在风道腔(204)内折返为多层形式。风道腔(204)的上下两侧设有供吸附卷毡穿过的槽洞，沿着槽洞的前后两侧设有紧贴着吸附卷毡(204)的挡板(213)，以阻挡废气从吸附卷毡与槽洞之间的缝隙通过。为了阻挡废气从吸附卷毡的两侧与风道腔侧板(215)之间的缝隙通过，在风道腔内部、沿着吸附卷毡的两侧设有挡板或毡槽(214)。

吸附卷毡的两端设有端头，端头可以与进毡卷轴(207)、出毡卷轴(208)进行连接或分离。新的吸附卷毡卷绕在进毡卷轴(207)上，被装入进毡卷筒(209)内；回收的吸附卷毡卷绕在出毡卷轴(208)上，被卷入出毡卷筒(210)内。进毡卷轴(207)和/或出毡卷轴(208)可以安装在卷轴支架(211)上，也可以从卷轴支架(211)上拆卸。卷轴支架(211)安装在壳体(201)上。

废气从进风口(202)进入卷绕式吸附装置的风道腔(204)，穿过吸附卷毡(206)被净化处理后，从出风口(103)排出。所述吸附卷毡负载有活性炭、分子筛、氧化铝、气凝胶与凹凸棒石粘土中的一种或多种吸附剂。废气通过吸附卷毡时，吸附卷毡既能过滤废气中的颗粒物、烟尘和气溶胶，又将废气中的有机污染物吸附，实现净化处理的目的。

卷动机构包括驱动电机(212)或手动转柄，与出毡卷轴(208)通过传动机构连接。卷动机构动作时，驱动电机(212)或手动转柄转动，带动所述出毡卷轴(208)转动，使吸附卷毡(206)卷绕到出毡卷轴(208)上。

现有固定式吸附装置对于废气的处理效果随吸附剂的饱和程度而不断衰减直至失效，本实施例通过将新的吸附卷毡送入风道腔、将失效的吸附卷毡收回到卷筒中，可以保持吸附性能的稳定。与现有吸附装置相比，本实施例的吸附卷毡使用完后，可以方便快捷地更换新的吸附卷毡，及对失效的吸附卷毡进行回收和再生。

实施例3：

如实施例1或实施例2所描述的卷绕式吸附装置的控制方法，包括以下一项或多项控制规则的组合：

1)定时控制：所述卷动机构定时启动，每次卷动设定长度的吸附卷毡；

2)定速控制：所述卷动机构按设定的速度卷动吸附卷毡；

3)基于废气流量和/或浓度的控制：当废气流量和/或浓度增大时，加快所述卷动机构的卷动速度，直到从出风口排出的废气质量达到设计要求；当废气流量和/或浓度减小时，减慢所述卷动机构的卷动速度。

定时控制是指卷动机构定时启动，每次卷动设定长度的吸附卷毡，例如每天卷动一次每次卷动1米；定速控制是指卷动机构按设定的速度卷动吸附卷毡，例如按每小时5厘米的速度卷动。

基于废气流量和/或浓度的控制，是通过对进入所述卷绕式吸附装置废气流量和/或浓度的检测，或者对排出所述卷绕式吸附装置的污染物浓度的检测，或者通过生产工艺参数获得废气流量和/或浓度变化的信息，并据此调节卷动机构的卷动速度或频次，以调节单位长度吸附卷毡的使用周期，来实现控制所述卷绕式吸附装置的吸附能力和净化效果的目的。

现有固定式吸附装置的吸附能力是确定的，在废气流量或污染物浓度增大时，排出的废气质量容易发生波动。本实施例的吸附卷毡的转速可调，当废气流量和/或浓度增大时，增大卷动速度，就使更多新的吸附卷毡进入风道腔以取代吸附饱和的吸附卷毡，可以保持吸附装置净化效果的稳定。

Claims (10)

1.一种卷绕式吸附装置，包括壳体、吸附卷毡、进毡卷轴、出毡卷轴和卷动机构，所述壳体设有进风口、出风口和风道腔，在风道腔内设有一层或多层的吸附卷毡，其特征在于：

1)吸附卷毡的一端装在进毡卷轴上，另一端穿过风道腔后，装在出毡卷轴上；

2)卷动机构动作时，驱动吸附卷毡，使其卷绕到出毡卷轴上；

3)废气从进风口进入所述的卷绕式吸附装置，通过风道腔经吸附卷毡净化处理后，从出风口排出。

2.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，其特征在于：所述卷绕式吸附装置还包括一个或多个转轴，使所述吸附卷毡在风道腔内折返为多层形式。

3.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，其特征在于：在所述风道腔内部，沿着吸附卷毡的两侧设有挡板或毡槽，阻挡废气从吸附卷毡与风道腔之间的缝隙通过。

4.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，在所述风道腔的侧面设有供所述吸附卷毡穿过的槽洞，其特征在于：沿着所述槽洞的两侧设有挡板，阻挡废气从吸附卷毡与槽洞之间的缝隙通过。

5.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，还设有进毡卷筒和出毡卷筒，其特征在于：新的吸附卷毡卷绕在进毡卷轴上，被装入进毡卷筒内；回收的吸附卷毡卷绕在出毡卷轴上，被卷入出毡卷筒内。

6.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，所述吸附卷毡的两端设有端头，其特征在于：所述端头可以与进毡卷轴、出毡卷轴进行连接或分离。

7.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，设有卷轴支架，其特征在于：进毡卷轴和/或出毡卷轴可以安装在所述卷轴支架上，也可以从所述卷轴支架上拆卸。

8.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，所述卷动机构包括驱动电机或手动转柄，与出毡卷轴通过传动机构连接，其特征在于：所述驱动电机或手动转柄转动时，带动所述出毡卷轴转动，使吸附卷毡卷绕到出毡卷轴上。

9.根据权利要求1所述的卷绕式吸附装置，其特征在于：所述吸附卷毡负载有活性炭、分子筛、氧化铝、气凝胶与凹凸棒石粘土中的一种或多种吸附剂。

10.如权利要求1所述的卷绕式吸附装置的控制方法，其特征在于，包括以下一项或多项控制规则的组合：

1)定时控制：所述卷动机构定时启动，每次卷动设定长度的吸附卷毡；

2)定速控制：所述卷动机构按设定的速度卷动吸附卷毡；

3)基于废气流量和/或浓度的控制：当废气流量和/或浓度增大时，加快所述卷动机构的卷动速度；当废气流量和/或浓度减小时，减慢所述卷动机构的卷动速度。