CN105435582A - 一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法，属于有机气体的吸附技术领域。其是由分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮同轴、同直径对接而成的，蜂窝活性炭转轮位于VOCs进口侧，每个转轮上布设有吸附区、脱附区和冷却区，在两个转轮的对接处设置有隔离环，隔离环用于将两个转轮的吸附区、脱附区和冷却区隔开，并重新布风、降低风阻；分子筛转轮是通过喷涂、淋洗或浸渍的方式将VOCs吸附剂附着在蜂窝状的转轮体上得到的。本发明将分子筛转轮与蜂窝活性炭转轮二者相互结合，扩大了吸附范围，提高了净化效率，进一步保证了净化气体的质量，节省了设备占用空间。

Description

一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法

技术领域

本发明涉及对有机气体的吸附技术领域，具体涉及一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其使用方法。

背景技术

在印刷、涂装，光电行业，排放的废气通常具有浓度低、风量大且成分多变、复杂的特点，常规的处理方法如直接燃烧、催化燃烧等方法处理这种低浓度、大风量的VOCs不仅不能完全燃烧，而且增加能耗，因此现在日益广泛的采用浓缩吸附转轮，如蜂窝活性炭吸附转轮、分子筛吸附转轮等。

但是，无论单独使用蜂窝活性炭还是分子筛转轮，都不能完全吸附VOCs中的组分。分子筛转轮的结构规整，孔径大小均一，只对与其孔径和极性相当的分子有较好的吸附效果，对大分子、恶臭类等有机气体难以吸附；活性炭孔径分布范围广，可吸附较多种类的有机废气，如大分子类，恶臭等VOC组分等。因此，采用其中的任何一种都无法满足对VOCs中组分的完全吸附。

发明内容

本发明的任务之一在于提供一种复合式VOCs吸附浓缩转轮，该转轮将分子筛转轮和活性炭转轮相结合，在一定程度上扩大了吸附范围，提高了转轮的净化效率。

其技术解决方案包括：

一种VOCs吸附浓缩转轮，它是由分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮同轴、同直径对接而成的，所述蜂窝活性炭转轮位于VOCs进口侧，每个转轮上布设有吸附区、脱附区和冷却区，在两个转轮的对接处设置有隔离环，所述隔离环用于将两个转轮的吸附区、脱附区和冷却区隔开，并重新布风、降低风阻；所述分子筛转轮是通过喷涂、淋洗或浸渍的方式将VOCs吸附剂附着在蜂窝状的转轮体上得到的。

作为本发明的一个优选方案，所述蜂窝活性炭转轮与分子筛转轮的厚度比为0.1～10:1。

作为本发明的另一个优选方案，所述隔离环是由若干扇形区组成的环，扇形区由蜂窝孔道填充，并且与所述分子筛转轮同轴同圆心。

优选的，所述蜂窝状的转轮体是选用纤维材料或粉末状的活性炭材料制备得到的。

本发明的另一任务是提供上述复合式VOCs吸附浓缩转轮的使用方法，其包括以下步骤：

a、VOCs废气在温度为20～40℃时，从进口侧首先进入蜂窝活性炭转轮的吸附区，经吸附区后，含尘、含硫的大部分废气被吸附，接着进入分子筛转轮，分子筛转轮上的VOCs吸附剂进一步吸附剩余的废气；

b、吸附区接近饱和后，进行高温脱附，温度为100～300℃的气体先在分子筛转轮的脱附区进行脱附，然后降温至80～150℃，在蜂窝活性炭转轮的脱附区进行脱附再生，脱附出的浓缩气体燃烧净化。

本发明所带来的有益技术效果是：

首先，本发明将分子筛转轮与蜂窝活性炭转轮同轴、同直径对接，复合得到的浓缩转轮不仅对孔径和极性相当的分子有较好的吸附效果，并且还可吸附较多种类的有机废气，而且，分子筛转轮与蜂窝活性炭转轮的结合，并不是简单的组合，其需要克服以下技术难题：

首先，做转轮载体时，要充分考虑孔道的形状和尺寸，已达到二者结合时，风阻最小的目的；而且隔离环内部结构需要合理设计，要达到重新布风，降低风阻的目的，还要防止不同区域之间串风，影响净化效果。

其次，蜂窝活性炭转轮与分子筛转轮的厚度可根据实际处理的气体进行调节，通常蜂窝活性炭转轮的厚度大于分子筛转轮的厚度，这样可以节省成本，如分子筛转轮的厚度大，则有利于对VOCs废气的完全吸附。

最后，在本发明吸附浓缩转轮的使用方法中，温度为100～300℃的气体先在分子筛转轮的脱附区进行脱附，然后降温至80～150℃，在蜂窝活性炭转轮的脱附区进行脱附再生，此处不需再额外加热即可实现在蜂窝活性炭转轮中的脱附，节约能源。

本发明与现有技术相比，还具有以下优点：

第一、分子筛转轮与蜂窝活性炭转轮二者相互结合，扩大了吸附范围，提高了净化效率，进一步保证了净化气体的质量。

第二、分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮以一定的比例同轴等经对接，避免了额外增设其他类似净化设备，可节省设备占用空间，和设备运维的投入。

第三、蜂窝活性炭和分子筛共同作用，可适用于大部分低浓度、大风量VOCs废气的场合。

第四、蜂窝活性炭费用相对较低，分子筛费用较高，两者结合，可进一步减少成本投资费用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明复合式VOCs吸附浓缩转轮的结构示意图；

图2为蜂窝活性炭转轮截面示意图；

图3分子筛转轮截面示意图；

图4为隔离环的测试图；

图5为隔离环的截面示意图；

图6为本发明复合式VOCs吸附浓缩转轮的工艺图；

图中，1、蜂窝活性炭转轮，2、分子筛转轮，3、隔离环，4、空气，5、冷却用空气，6、脱附浓缩废气，7、VOCs废气，8、冷却区出口空气9、加热器，10、净化气体。

具体实施方式

本发明提出了一种复合式VOCs吸附浓缩转轮及其制备方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明复合式VOCs吸附浓缩转轮，是将两个同直径的分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮同轴对接而成的，其中，分子筛转轮的厚度与蜂窝活性炭转轮的厚度可根据实际情况进行调整，如图1所示，在蜂窝活性炭转轮1和分子筛转轮2之间还设置有隔离环3，该隔离环3中间用隔板隔开两个转轮中的吸附区、冷却区等，防止串风，隔离环3内部结构为蜂窝孔道填充的若干扇形区域，在实现重新布风，降低风阻的基础上，可以较大限度的防止横向串风而影响净化效果。

结合图2、3、4、5所示，隔离环3的具体结构为：隔离环与转轮同轴同圆心，隔离环是由若干扇形区域组成的圆环，扇形区域由蜂窝孔道填充；蜂窝孔道的形状可以是三角形，六边形等多边形中的一种，孔道尺寸根据转轮载体孔道尺寸进行设计。

上述分子筛转轮是通过下述方法制备得到的：

首先，分别利用纤维材料和粉末状活性炭材料做成具有众多孔隙的蜂窝状的转轮整体，纤维材料选用如陶瓷纤维、玻璃纤维、天然纤维中的一种或几种的混合物；

然后，通过喷涂、淋洗、浸渍等方法将VOCs吸附剂附着于上述转轮整体上，热风或微波干燥后即得分子筛转轮。

分子筛转轮与蜂窝活性炭转轮上都布设有吸附区、脱附区和冷却区，采用隔离环可将相应的区域隔开，分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮的吸附区都可吸附VOCs中的废气，二者有针对性的吸附，如蜂窝活性炭转轮重点吸附含尘、含硫的废气，分子筛转轮重点吸附剩余的有机废气，二者结合吸附，可将VOCs中的废气完全吸附。

由于上述两种转轮吸附对象的不同，在本发明复合式浓缩转轮的制备方法中，将蜂窝活性炭转轮布置在VOCs进气口一侧，首先让蜂窝状活性炭转轮吸附废气中的大分子颗粒物，然后再进入分子筛转轮进行吸附，将蜂窝活性炭转轮固定好后，制作好的分子筛转轮与其同轴对接即得复合式浓缩转轮。

下面结合实施例对本发明吸附浓缩转轮的使用方法做详细说明：

实施例1：

结合图6所示,含多组分的VOCs废气7进入蜂窝活性炭吸附区域，含尘，水分及恶臭等大部分有机废气被吸附，之后经过分子筛转轮，废气被进一步净化，得到净化后的气体10排空或作他用。在此工艺过程中，根据废气组分和现场工况，对蜂窝活性炭转轮和分子筛转轮的厚度比以及总厚度进行设计、调整，根据运行情况适时调整各项参数。当吸附饱和后，进入脱附区域，空气4和冷却区出口气体8经电加热设备9加热升温，变为温度为100～300℃的高温空气，对分子筛转轮优先脱附，高温空气经过分子筛转轮之后，温度降到80～150℃，该温度范围可以对蜂窝活性炭进行脱附再生，经过脱附浓缩的气体6根据实际情况做进一步净化处理，脱附之后的区域由冷空气5进行吹扫降温，为后续吸附做准备。

Claims (5)

1.一种VOCs吸附浓缩转轮，其特征在于：

它是由分子筛转轮和蜂窝活性炭转轮同轴、同直径对接而成的，所述蜂窝活性炭转轮位于VOCs进口侧，每个转轮上布设有吸附区、脱附区和冷却区，在两个转轮的对接处设置有隔离环，所述隔离环用于将两个转轮的吸附区、脱附区和冷却区隔开，并重新布风、降低风阻；

所述分子筛转轮是通过喷涂、淋洗或浸渍的方式将VOCs吸附剂附着在蜂窝状的转轮体上得到的。

2.根据权利要求1所述的VOCs吸附浓缩转轮，其特征在于：所述蜂窝活性炭转轮与分子筛转轮的厚度比为0.1～10:1。

3.根据权利要求1所述的VOCs吸附浓缩转轮，其特征在于：所述隔离环是由若干扇形区组成的圆环，每个扇形区由蜂窝孔道填充，并且与所述分子筛转轮同轴同圆心。

4.根据权利要求1所述的VOCs吸附浓缩转轮，其特征在于：所述蜂窝状的转轮体是选用纤维材料或粉末状的活性炭材料制备得到的。

5.根据权利要求1-4任一项所述的VOCs吸附浓缩转轮的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、VOCs废气在温度为20～40℃时，从进口侧首先进入蜂窝活性炭转轮的吸附区，经吸附区后，含尘、含硫的大部分废气被吸附，经过隔离环接着进入分子筛转轮，隔离环可以实现重新布风、降低风阻，分子筛转轮上的VOCs吸附剂进一步吸附剩余的废气；

b、吸附区接近饱和后，进行高温脱附，温度为100～300℃的气体先在分子筛转轮的脱附区进行脱附，然后降温至80～150℃，在蜂窝活性炭转轮的脱附区进行脱附再生，脱附出的浓缩气体燃烧净化。