CN104128070A - 有机废气脱附设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了有机废气脱附设备，其设有进风单元、吸附单元、脱附单元、检测单元、回收单元和控制器；其包括以下步骤：1、吸附：有机废气经冷却和过滤后，在吸附单元中进行吸附；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；采用本发明设备进行脱附，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。

Description

有机废气脱附设备

技术领域

本发明涉及对废气进行处理的设备技术领域，尤其涉及一种有机废气的脱附设备。

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

本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供一种有机废气脱附设备，具有的回收效率高、质量好、结构简单、成本低的优点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

有机废气脱附设备，其设有进风单元、吸附单元、脱附单元、检测单元、回收单元和控制器；所述进风单元包括依次连接的风机、过滤器、第一冷却器、进风电磁阀、集风箱、第一三通阀；所述吸附单元包括罐体、第一吸附床、第二吸附床，所述罐体内部分成上下两个中空区域，分别为用于安装第一吸附床的上腔和用于安装第二吸附床的下腔，所述第一吸附床与所述第二吸附床之间相间形成一个中空的进气流通道，所述罐体上端设有第一上排气端口和第二上排气端口，所述罐体下端设有第一下排气端口和第二下排气端口，所述罐体侧壁设有用于安装传感器的第一传感器端口、第二传感器端口、和进气端口；所述罐体所设的进气端口与所述第一三通阀连通；所述检测单元包括第二三通阀、尾气检测电磁阀、抽风机，所述第二三通阀设有进气口、第一出气口和第二出气口，所述进气口与所述罐体所设的第一上排气端口连接，所述第一出气口与所述尾气检测电磁阀连通，所述抽风机与所述尾气检测电磁阀连通；所述脱附单元包括依次相连的第一电磁阀、第四电磁阀、冷凝器、排风机、第六电磁阀、蒸汽热交换器、第七电磁阀、热交换器、第二电磁阀、以及第三电磁阀、第八电磁阀、充气电磁阀、储气罐、制氮机组、蒸汽加热器、电加热器，所述第一电磁阀与所述第二出气口连通，所述第四电磁阀与所述冷凝器组成冷凝区，所述第三电磁阀与所述冷凝区并联，所述蒸汽加热器安装在所述蒸汽热交换器处，所述电加热器安装在所述热交换器处，所述热交换器与所述第七电磁阀组成加热区，所述第八电磁阀与所述加热区并联，所述储气罐设有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述第六电磁阀、排风机连通，所述第二端口与所述充气电磁阀连通，所述第三端口与所述制氮机组连通；所述回收单元包括有重力分离箱、流量计、储存器，所述重力分离箱与所述冷凝器连接，所述流量计连接在所诉储存器与所述重力分离箱之间；所述控制器设有中央处理器、压力传感器、温度传感器、驱动单元，所述驱动单元与所述中央处理器电性连接，所述驱动单元均电性连接于所述风机、所述抽风机、所述排风机、所述制氮机组，所述压力传感器安装在所述第一传感器端口、且所述压力传感器与所述中央处理器电性连接，所述温度传感器安装在所述第二传感器端口、且所述温度传感器与所述中央处理器电性连接，所述中央处理器均电性连接于所述进风电磁阀、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述尾气检测电磁阀、所述第一电磁阀、所述第四电磁阀、所述第六电磁阀、所述第七电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第八电磁阀、所述充气电磁阀、所述电加热器。

所述控制器还包括输入模块、显示器、报警灯组、喇叭，所述输入模块与所述中央处理器电性连接，所述显示器与所述中央处理器电性连接，所述报警灯组与所述中央处理器电性连接，所述喇叭与所述中央处理器电性连接。

本发明的有机废气脱附设备的工艺，包括以下步骤：

1、吸附：有机废气经冷却、过滤及收集后，在吸附单元中进行吸附；

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，所述的吸附单元为以活性炭颗粒为吸附剂的固定床吸附单元。

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，

本发明采用上述结构，具有的回收效率高、质量好、结构简单、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

以下通过附图和具体实施方式来对本发明作进一步描述。

具体实施方式

如图1所示，本发明有机废气脱附设备，其设有进风单元、吸附单元、脱附单元、检测单元、回收单元和控制器；所述进风单元包括依次连接的风机1、过滤器、第一冷却器2、进风电磁阀3、集风箱4、第一三通阀5；所述吸附单元包括罐体6、第一吸附床、第二吸附床，所述罐体内部分成上下两个中空区域，分别为用于安装第一吸附床的上腔和用于安装第二吸附床的下腔，所述第一吸附床与所述第二吸附床之间相间形成一个中空的进气流通道，所述罐体6上端设有第一上排气端口和第二上排气端口，所述罐体6下端设有第一下排气端口和第二下排气端口，所述罐体侧壁设有用于安装传感器的第一传感器端口、第二传感器端口、和进气端口；所述罐体6所设的进气端口与所述第一三通阀5连通；所述检测单元包括第二三通阀29、尾气检测电磁阀27、抽风机31，所述第二三通阀31设有进气口、第一出气口和第二出气口，所述进气口与所述罐体6所设的第一上排气端口连接，所述第一出气口与所述尾气检测电磁阀27连通，所述抽风机31与所述尾气检测电磁阀27连通；所述脱附单元包括依次相连的第一电磁阀28、第四电磁阀25、冷凝器24、排风机20、第六电磁阀17、蒸汽热交换器14、第七电磁阀13、热交换器11、第二电磁阀7、以及第三电磁阀26、第八电磁阀12、充气电磁阀8、储气罐18、制氮机组19、蒸汽加热器、电加热器，所述第一电磁阀29与所述第二出气口连通，所述第四电磁阀25与所述冷凝器24组成冷凝区，所述第三电磁阀26与所述冷凝区并联，所述蒸汽加热器安装在所述蒸汽热交换器14处，所述电加热器安装在所述热交换器11处，所述热交换器11与所述第七电磁阀13组成加热区，所述第八电磁阀12与所述加热区并联，所述储气罐18设有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述第六电磁阀17、排风机连通20，所述第二端口与所述充气电磁阀8连通，所述第三端口与所述制氮机组19连通；所述回收单元包括有重力分离箱23、流量计22、储存器21，所述重力分离箱23与所述冷凝器24连接，所述流量计22连接在所诉储存器21与所述重力分离箱23之间；所述控制器设有中央处理器、压力传感器10、温度传感器9、驱动单元，所述驱动单元与所述中央处理器电性连接，所述驱动单元均电性连接于所述风机1、所述抽风机31、所述排风机20、所述制氮机组19，所述压力传感器10安装在所述第一传感器端口、且所述压力传感器10与所述中央处理器电性连接，所述温度传感器9安装在所述第二传感器端口、且所述温度传感器9与所述中央处理器电性连接，所述中央处理器均电性连接于所述进风电磁阀3、所述第一三通阀5、所述第二三通阀29、所述尾气检测电磁阀27、所述第一电磁阀28、所述第四电磁阀25、所述第六电磁阀17、所述第七电磁阀13、所述第二电磁阀7、所述第三电磁阀26、所述第八电磁阀12、所述充气电磁阀8、所述电加热器。

进一步，所述第二上排气端口安装有排气电磁阀30。

进一步，所述充气电磁阀8安装在所诉第二下排气端口。

进一步，所述尾气检测电磁阀出口处安装有尾气检测器32。

所述控制器还包括输入模块、显示器、报警灯组、喇叭，所述输入模块与所述中央处理器电性连接，所述显示器与所述中央处理器电性连接，所述报警灯组与所述中央处理器电性连接，所述喇叭与所述中央处理器电性连接。

本发明的有机废气脱附设备的工艺，包括以下步骤：

1、吸附：有机废气经冷却、过滤及收集后，在吸附单元中进行吸附；

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，所述的吸附单元为以活性炭颗粒为吸附剂的固定床吸附单元。

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。

所述蒸汽热交换器14设有蒸汽阀15和水阀16。

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。

氮气脱附的工艺过程：

基于所述吸附单元，在使用时，有机废气经风机推动1，到过滤器进行粉尘过滤，进入到第一冷却器2；通过第一冷却器2进行降温处理，冷却后温度为常温的有机废气通过进风电磁阀3到达集风箱4进行平衡压力，稳定压力在3.5-4.0KPa后的气体再由第一三通阀5到达吸附单元6内进行吸附过滤，由于吸附单元6内部为双层吸附床活性炭颗粒吸附结构，由第一三通阀5的第一出孔进入到吸附单元内的废气，由风机1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第一吸附床和下方的第二吸附床吸附后，分别由第二三通阀29排出，并经连通第二三通阀29和第二电磁阀7的一个管道汇合后，到达吸附单元上部的集风处，集中后的气体通过第二三通阀29达标排放，在第二三通阀29处还装有尾气检测电磁阀27和抽风机31，采用抽风机31可以把从吸附单元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，所述中央处理器就会输出控制信号，关闭进风电磁阀3和第二三通阀29，同时中央处理器给出脱附运行信号。

氮气系统会对吸附单元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6上的排风电磁阀30和充气电磁阀8，由制氮机组19制得的氮气存在储气罐18内，并在排风电磁阀30和充气电磁阀8都打开时，氮气充到吸附单元，计时30-50秒(充入氮气的时间多少是相对于吸附单元的大小而言的)后，停止充氮，关闭排气电磁阀30和充气电磁阀8；排风机20启动，同时第二电磁阀7、第一电磁阀28、第三电磁阀26、第四电磁阀25、第六电磁阀17、第七电磁阀13、第八电磁阀12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、电加热器分别通过蒸汽热交换器14、热交换器11进行热交换加热，第四电磁阀25和第八电磁阀12关闭，当加热到70℃的时候第四电磁阀25开启，第三电磁阀26关闭，此时，设置在罐体6上的压力传感器10和温度传感器9对罐体内的压力和温度进行检测，中央处理器会实时检测并且记录脱附数据。加热后的氮气从第二电磁阀7进入到吸附单元，热氮气体穿透活性炭层把吸附物质携带出来，混合的气体经第一电磁阀28、第四电磁阀25，进入冷凝器24冷却，冷却温度控制在60℃，冷凝后液体到重力分离箱23，分离出微量的水分后，有机溶剂经过流量计22到储存器21，冷凝后的氮气继续由风机1推动到蒸汽加热器和电加热器进行加热，以此循环，待到冷却系统没有液体时，流量计输出信号，中央处理器转换到降温程序:首先，蒸汽加热器和电加热器停止加热，第八电磁阀12开启，第七电磁阀13关闭，蒸汽阀关闭15，水阀开启，充注冷凝水，蒸汽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，脱附单元关闭并且复位，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，可采用报警灯组和喇叭等系统设备实现对氧含量的监测。

本发明采用上述结构，具有的回收效率高、质量好、结构简单、成本低的优点。

以上说明并非限制本发明的技术方案，凡是不脱离本发明精神的技术，均属于本发明的权利要求范围内。

Claims (2)

1.有机废气脱附设备，其特征在于：设有进风单元、吸附单元、脱附单元、检测单元、回收单元和控制器；所述进风单元包括依次连接的风机、过滤器、第一冷却器、进风电磁阀、集风箱、第一三通阀；所述吸附单元包括罐体、第一吸附床、第二吸附床，所述罐体内部分成上下两个中空区域，分别为用于安装第一吸附床的上腔和用于安装第二吸附床的下腔，所述第一吸附床与所述第二吸附床之间相间形成一个中空的进气流通道，所述罐体上端设有第一上排气端口和第二上排气端口，所述罐体下端设有第一下排气端口和第二下排气端口，所述罐体侧壁设有用于安装传感器的第一传感器端口、第二传感器端口、和进气端口；所述罐体所设的进气端口与所述第一三通阀连通；所述检测单元包括第二三通阀、尾气检测电磁阀、抽风机，所述第二三通阀设有进气口、第一出气口和第二出气口，所述进气口与所述罐体所设的第一上排气端口连接，所述第一出气口与所述尾气检测电磁阀连通，所述抽风机与所述尾气检测电磁阀连通；所述脱附单元包括依次相连的第一电磁阀、第四电磁阀、冷凝器、排风机、第六电磁阀、蒸汽热交换器、第七电磁阀、热交换器、第二电磁阀、以及第三电磁阀、第八电磁阀、充气电磁阀、储气罐、制氮机组、蒸汽加热器、电加热器，所述第一电磁阀与所述第二出气口连通，所述第四电磁阀与所述冷凝器组成冷凝区，所述第三电磁阀与所述冷凝区并联，所述蒸汽加热器安装在所述蒸汽热交换器处，所述电加热器安装在所述热交换器处，所述热交换器与所述第七电磁阀组成加热区，所述第八电磁阀与所述加热区并联，所述储气罐设有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述第六电磁阀、排风机连通，所述第二端口与所述充气电磁阀连通，所述第三端口与所述制氮机组连通；所述回收单元包括有重力分离箱、流量计、储存器，所述重力分离箱与所述冷凝器连接，所述流量计连接在所诉储存器与所述重力分离箱之间；所述控制器设有中央处理器、压力传感器、温度传感器、驱动单元，所述驱动单元与所述中央处理器电性连接，所述驱动单元均电性连接于所述风机、所述抽风机、所述排风机、所述制氮机组，所述压力传感器安装在所述第一传感器端口、且所述压力传感器与所述中央处理器电性连接，所述温度传感器安装在所述第二传感器端口、且所述温度传感器与所述中央处理器电性连接，所述中央处理器均电性连接于所述进风电磁阀、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述尾气检测电磁阀、所述第一电磁阀、所述第四电磁阀、所述第六电磁阀、所述第七电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第八电磁阀、所述充气电磁阀、所述电加热器。

2.根据权利要求1所述有机废气脱附设备，其特征在于：所述控制器还包括输入模块、显示器、报警灯组、喇叭，所述输入模块与所述中央处理器电性连接，所述显示器与所述中央处理器电性连接，所述报警灯组与所述中央处理器电性连接，所述喇叭与所述中央处理器电性连接。