CN104307305A - 一种气体处理装置 - Google Patents

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邹松林
张晓来
肖新霞
王功换
蔡炳良
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Abstract

本发明涉及一种气体处理装置，包括第一气体处理通道，待处理气体进入吸附单元，输出分为两路，一路排出到大气，一路进入冷凝单元；第二气体处理通道，待处理气体进入冷凝单元，输出分为两路，一路排出至储存容器盛放，一路进入吸附单元。本发明具有结构设置合理、节约能耗、适用性强等优点。

Description

一种气体处理装置
技术领域
本发明涉及一种气体处理装置，它主要应用在废气回收治理领域。
背景技术
处理有机废气时，不同的工艺路线对工况有着不同的适应性，比如吸附技术，通常采用活性炭吸附技术，适合大风量低浓度的有机废气的吸附，若采用吸附方法处理中高浓度废气，会导致吸附管内的吸附热剧增，产生危险。
采用活性炭的吸附技术，由于化工尾气成分复杂，容易使活性炭中毒，甚至燃烧造成事故；另一方面，采用蒸汽对活性炭脱附，蒸汽的价格日益昂贵，有些工厂甚至难以提供。
因此，活性炭吸附技术越来越受到限制。目前也有推出采用热氮气进行脱附的方案，但是热氮气脱附能耗高，也并未大面积推广使用。
冷凝法适宜处理高浓度小风量的废气，如油气。但是对大风量的有机废气，一方面因为能耗高而不适宜；另一方面，化工排放标准比油气排放标准严格苛刻，冷凝法在有机废气处理上也是捉襟见肘。
通常，化工厂排放的有机废气往往是大风量的，浓度也不低。这让很多工艺都优势不足，因为无论什么技术，面对大风量中浓度的废气，优势都不明显。
发明内容
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种结构设置合理、节约能耗、适用性强的气体处理装置。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种气体处理装置，包括：
第一气体处理通道，待处理气体进入吸附单元，输出分为两路，一路排出到大气，一路进入冷凝单元；
第二气体处理通道，待处理气体进入冷凝单元，输出分为两路，一路排出至储存容器盛放，一路进入吸附单元。
进一步，所述吸附单元包括两级以上分别相连的吸附模块，各级吸附模块均连通至大气和所述冷凝单元。
进一步，所述冷凝单元包括两级以上顺次相连的冷凝模块，各级冷凝模块均与所述储存容器相连。
进一步，初级冷凝模块与吸附单元相连。
进一步，后级冷凝模块还与所述初级冷凝模块相连。
进一步，末级冷凝模块与所述初级冷凝模块相连。
作为优选，所述冷凝单元包括三级冷凝模块。
进一步，所述初级冷凝为遇冷，第二级冷凝为浅冷，末级冷凝为中冷。
进一步，所述吸附单元排出至冷凝单元的流路上设置真空泵。
根据实际调查，事实上化工厂的尾气并不是我们表面上看见的那样，绝大多数的化工厂尾气都是有2股尾气混合的：一股大风量低浓度的车间换气，另一股是生产工艺的末端排气。化工厂往往没有区分开来，而是混合在一起排放的，这就造成了化工厂的尾气既有大风量，又有不低的浓度的现状。
采用本发明的技术方案，将生产工艺排放的有组织的高浓度小风量的尾气和车间换气的大风量低浓度废气分开，分别从不同的进气口进入装置，以实现同时处理大风量低浓度和小风量高浓度的废气的目的。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
整个装置密闭循环，只有吸附单元吸附后的达标尾气直排大气，没有二次污染；整个装置只消耗电能，不需要蒸汽、导热油、氮气等其它公用工程；整个装置充分考虑能源的合理利用，节约能耗。
附图说明
图1为实施例2中的气体处理装置结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种气体处理装置，包括：
第一气体处理通道，待处理气体进入吸附单元，输出分为两路，一路排出到大气，一路进入冷凝单元；
第二气体处理通道，待处理气体进入冷凝单元，输出分为两路，一路排出至储存容器盛放，一路进入吸附单元。
所述吸附模块中的吸附介质为活性炭；大风量低浓度废气进入所述第一气体处理通道，通过吸附单元的活性炭吸附后，符合大气排放标准的气体排至大气，采用真空法使活性炭再生及对吸附物质进行脱附，可将吸附模块中吸附的有机物解吸出来，解吸出来的气体称为脱附气，脱附气进入冷凝单元；
小风量高浓度废气进入所述第二气体处理通道，与所述脱附气混合，被冷凝单元制冷冷凝后，绝大多数的有机物液化，未液化的气体进入吸附单元继续进行吸附操作，液化后的液体从进入储存容器盛放。
进一步，所述吸附单元脱附气的排出口与真空泵相连；
这样，不管是大风量低浓度的废气还是小风量高浓度的废气均能够得到适当的处理，既能节约能耗，又能确保达标排放。
由于吸附介质在吸附较多的吸附物后会达到饱和，若再有新的废气进入吸附单元后，吸附介质就不能再吸附，此时，就需要先将吸附介质再生后才能再处理废气，这会使得处理过程中断，为了解决上述问题，使吸附能够连续不断进行：
进一步，所述吸附单元包括两级以上分别相连的吸附模块，各级吸附模块均连通至大气和所述冷凝单元。
此时，吸附单元的每级吸附模块均能进行吸附和再生，在进行废气处理时，至少一级吸附模块在进行吸附，至少一级吸附模块处于再生状态或可吸附状态；这样，各级吸附模块交替吸附和再生，能够保证废气进入吸附单元的吸附处理操作能够连续不断进行。
为使进入冷凝单元的废气和/或脱附气能够充分冷凝：
进一步，所述冷凝单元包括两级以上顺次相连的冷凝模块，各级冷凝模块均与所述储存容器相连。
若仅有一级冷凝模块时，所述一级冷凝模块均与吸附单元和储存容器相连；
若有两级以上冷凝模块时，第一个冷凝模块为初级冷凝模块，最后一个冷凝模块为末级冷凝模块；且，各级冷凝模块顺次相连，即前一级冷凝模块与其相应后一级冷凝模块相连，各级冷凝模块均会产生冷凝后的液体，故，各级冷凝模块均与所述储存容器相连；各级冷凝模块均可与所述吸附单元相连，也可以选择性地使其中一个或多个冷凝模块与所述吸附单元相连，只要能将未液化的气体返回吸附单元即可。
进一步，初级冷凝模块与所述吸附单元相连。
若有两级以上冷凝模块时，一般设定后级冷凝模块的冷凝温度比前级冷凝模块的冷凝温度要低，故，为了节省能源，可将从后级冷凝模块出来的未液化的气体返回前级冷凝模块，为前级冷凝模块提供能量。
进一步，后级冷凝模块还与所述初级冷凝模块相连。
进一步，末级冷凝模块还与所述初级冷凝模块相连。
作为优选，所述冷凝单元包括三级冷凝模块。
进一步，所述初级冷凝为遇冷至3℃，第二级冷凝为浅冷至-15～-35℃，末级冷凝为中冷至-45～70℃。
整个装置密闭循环，只有吸附单元吸附后的达标尾气直排大气，没有二次污染；整个装置只消耗电能，不需要蒸汽、导热油、氮气等其它公用工程；整个装置充分考虑能源的合理利用，节约能耗。
实施例2
本实施例是实施例1的应用例。
请参阅图1，本实施例提供了一种气体处理装置，包括：第一进气口11、第二进气口12、吸附单元3、冷凝单元4和液体罐5。
所述第一进气口11连接吸附单元3。
所述吸附单元3包括第一出口21、第二出口22和三级吸附模块：吸附模块31、吸附模块32、吸附模块33。各级吸附模块分别相互连接，各级吸附模块均连接所述第一出口21和第二出口22；所述第一出口21通至大气，所述第二出口22与第二进气口12相连。所述第二出口22与真空泵34相连。吸附模块中的吸附介质为活性炭。
所述第二进气口12连接冷凝单元4。
所述冷凝单元4包括第三出口23、第四出口24和三级冷凝模块：冷凝模块41、冷凝模块42、冷凝模块43。各级冷凝模块顺次相连，初级冷凝模块41与所述第三出口23相连，所述第三出口23与所述第一进气口11相连；末级冷凝模块43还与初级冷凝模块41相连；各级冷凝模块均与所述第四出口24相连，所述第四出口24与液体罐5相连。所述初级冷凝为遇冷至3℃，第二级冷凝为浅冷至-15～-35℃，末级冷凝为中冷至-45～70℃。
所述液体罐5用于盛放从冷凝单元4出来的液体。
将上述装置应用到某化工厂排放的废气处理中，废气中的主要成分为二氯甲烷和空气。对废气进行检测，检测结果为风量5500m3/h，浓度3.6g/m3；这样的风量和浓度，单纯的活性炭一级吸附根本无法达标排放，吸附放热量也比较大，容易产生危险。在工厂不能提供蒸汽为活性炭脱附的时候，这种工况就比较难以处理。
经过排查，尾气来源于2股，其中一股为低浓度废气5000m3/h，浓度约0.5g/m3；另外还有一股高浓度生产工艺尾气500m3/h，浓度高达35g/m3；这样，我们就可以区分对待：
将低浓度废气通过第一进气风机30通入第一进气口11，经过吸附单元吸附，脱附气和高浓度废气通过第二进气风机40通入第二进气口12，进行冷凝，冷凝后的液体进入液体罐5，为冷凝的气体进入第一进气口再进行吸附；达标气体从第一出气口21排至大气。
高浓度尾气通过冷凝，降低浓度返回吸附，确保一级吸附即可达标，另一方面还可以降温，确保吸附的安全性。又因为配备了冷凝单元，活性炭可以利用真空脱附，而不必采用蒸汽或者热氮气脱附，从而降低能耗和公用工程的需求。
上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：提供两个气体入口，使得不同浓度的气体可以选择不同的气体入口进入装置进行处理，以达到处理目的。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气体处理装置，包括：
第一气体处理通道，待处理气体进入吸附单元，输出分为两路，一路排出到大气，一路进入冷凝单元；
第二气体处理通道，待处理气体进入冷凝单元，输出分为两路，一路排出至储存容器盛放，一路进入吸附单元。
2.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于：所述吸附单元包括两级以上分别相连的吸附模块，各级吸附模块均连通至大气和所述冷凝单元。
3.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于：所述冷凝单元包括两级以上顺次相连的冷凝模块，各级冷凝模块均与所述储存容器相连。
4.根据权利要求3所述的气体处理装置，其特征在于：初级冷凝模块与所述吸附单元相连。
5.根据权利要求3所述的气体处理装置，其特征在于：后级冷凝模块还与所述初级冷凝模块相连。
6.根据权利要求5所述的气体处理装置，其特征在于：末级冷凝模块与所述初级冷凝模块相连。
7.根据权利要求3所述的气体处理装置，其特征在于：所述冷凝单元包括三级冷凝模块。
8.根据权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于：初级冷凝为遇冷，第二级冷凝为浅冷，末级冷凝为中冷。
9.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于：所述吸附单元排出至冷凝单元的流路上设置真空泵。
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