CN105561725A - VOCs废气回收过程中的废水回用装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种VOCs废气回收过程中的废水回用装置和方法，把喷涂作业的VOCs废气，经漆雾净化系统（1），风机（2），活性炭吸附/脱附罐（3），冷凝器（4），油水分离器（5）后产生的废水再利用降膜浓缩器（9）进行蒸发浓缩，被所述降膜蒸发器（9）蒸发的浓缩液进入降膜分离器（8），并由循环泵（11）送入降膜蒸发器（9）循环蒸发。本发明将分离后的含有少量有机溶剂的废水进行循环利用，既节省水资源又可减少污水排放，实现了VOCs废气回收过程的废水综合治理的目标。

Description

VOCs废气回收过程中的废水回用装置和方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地说是废水回用装置和方法。
背景技术
在喷漆作业中会产生大量挥发性有机化合物，简称为VOCs(VolatileOrganicCompounds))，在工业生产中，通常作为溶剂来使用，使用之后便散发到大气中。这些有机溶剂如果挥发到大气环境中，不仅会对大气环境造成严重污染，而且人体呼入被污染的气体后，对人体健康产生危害。比如苯，它常常被当作一种溶剂来使用，作为溶剂挥发到大气环境中，不仅可以被人体的皮肤所吸收，而且还可通过呼吸系统进入人体内部，造成慢性或急性中毒。目前大多数采用活性炭吸附法对含有机溶剂废气进行回收再利用，工艺一般是：过滤除漆渣-吸附-脱附-冷凝-分离，在分离过程中回收有机溶剂。但分离后的残留水溶液还含有少量的有机溶剂，对此进行废水处理既要建设废水处理设施，又要发生运行费用，浪费水资源。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明把喷涂作业的VOCs废气，利用活性炭处理装置的过滤除漆渣-吸附-脱附-冷凝-分离回收有机溶剂工艺，分离后产生的废水再利用降膜浓缩进行蒸发浓缩，二次蒸汽回用于活性炭处理装置的脱附剂使用。将此分离后的废水进行循环利用，既节省水资源又可减少污水排放，实现喷涂VOCs废气回收过程的废水综合治理的目标。
本发明的技术方案如下：一种VOCs废气回收过程中的废水回用装置，包括漆雾净化系统1，风机2，活性炭吸附/脱附罐3，冷凝器4，油水分离器5，平衡罐6，进料泵7，降膜分离器8，降膜蒸发器9，蒸汽分汽缸10，循环泵11，还包括用于调控上述各部件的PLC自动控制系统；其中VOCs废气首先进入所述漆雾净化系统1，除漆渣后的废气经所述风机2把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐3进行吸附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器4冷却成液态，然后送入油水分离器5进行有机溶剂与水的分离；分离后的下层液进入所述平衡罐6，平衡罐6的溶液由进料泵7送入降膜蒸发器9蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸10，被所述降膜蒸发器9蒸发的浓缩液进入降膜分离器8，并由循环泵11送入降膜蒸发器9循环蒸发。
进一步，所述活性炭吸/脱附罐3包括至少两个罐，其中一个罐用于脱附和再生，其它罐并联用于吸附，吸附和脱附进行相互切换，所述切换由控制系统自动完成。
进一步，所述降膜分离器8的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸10送往活性炭吸/脱附罐3的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。
进一步，当降膜分离器8的浓缩液中氯离子浓度、悬浮物含量、盐度和总硬度四项指标，达到规定指标上限时，从所述循环泵11的旁路调节排水量来控制水质指标。
进一步，所述PLC自动控制系统控制整个VOCs废气回收过程中的废水回用装置不间断循环运行。
进一步，所述漆雾净化系统1包括多级除尘器和过滤器用来去除漆渣。
此外，本发明还提供一种VOCs废气回收过程中的废水回用方法，VOCs废气首先经漆雾净化系统1，除漆渣后的废气经风机2把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐3进行吸附，其中脱附采用蒸汽和来自于降膜分离器8的二次蒸汽混合加热进行热脱附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器4冷却成液态，然后送入油水分离器5进行有机溶剂与水的分离，分离后的下层液进入平衡罐6，平衡罐6的溶液由进料泵7送入降膜蒸发器9蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸10，被降膜蒸发器9蒸发的浓缩液进入降膜分离器8，并由循环泵11送入降膜蒸发器9循环蒸发。
进一步，所述降膜分离器8的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸10送往活性炭吸/脱附罐3的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。
进一步，控制降膜分离器8二次蒸汽温度：112~118℃，降膜分离器8二次蒸汽压力：0.07MPa。
进一步，控制所述活性炭吸/脱附罐3的VOCs废气进口温度小于等于40℃；活性炭吸/脱附罐3的脱附蒸汽进口温度小于等于140℃。
由上述对本发明的描述可知，本发明的优点在于：
1、通过降膜蒸发，解决了活性炭吸/脱附回收有机溶剂工艺中存在的二次污染问题，节省了另外设置废气处理设施的资金和运行费用。
2、通过降膜浓缩分离，回收了油水分离器中废水的有机溶剂，提高了整个工艺的有机溶剂回收率。实现喷涂VOCs废气回收过程的废水综合治理的目标。落实了国家节能减排的政策。
3、利用降膜分离中的二次蒸汽，汇入活性炭脱附的蒸汽管道，节省蒸汽用量，资源利用合理，工艺紧凑。
附图说明
图1为本发明的结构框图。图1中，包括漆雾净化系统1，风机2，活性炭吸附/脱附罐3，冷凝器4，油水分离器5，平衡罐6，进料泵7，降膜分离器8，降膜蒸发器9，蒸汽分汽缸10，循环泵11。
具体实施方式
下面参照附图和具体实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
一种VOCs废气回收过程中的废水回用装置，包括漆雾净化系统1，风机2，活性炭吸附/脱附罐3，冷凝器4，油水分离器5，平衡罐6，进料泵7，降膜分离器8，降膜蒸发器9，蒸汽分汽缸10，循环泵11，还包括用于调控上述各部件的PLC自动控制系统；其中VOCs废气首先进入所述漆雾净化系统1，除漆渣后的废气经所述风机2把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐3进行吸附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器4冷却成液态，然后送入油水分离器5进行有机溶剂与水的分离；分离后的下层液进入所述平衡罐6，平衡罐6的溶液由进料泵7送入降膜蒸发器9蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸10，被所述降膜蒸发器9蒸发的浓缩液进入降膜分离器8，并由循环泵11送入降膜蒸发器9循环蒸发，降膜分离器8的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸10送往活性炭吸/脱附罐3的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。当降膜分离器8的浓缩液中氯离子浓度、悬浮物含量、盐度和总硬度四项指标，达到规定指标上限时，从所述循环泵11的旁路调节排水量来控制水质指标。
利用所述装置进行废水回用时，VOCs废气首先经漆雾净化系统1，漆雾净化系统1包括多级除尘器和过滤器用来去除漆渣；除漆渣后的废气经风机2把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐3进行吸附，净化气达标排放。所述活性炭吸/脱附罐3包括至少两个罐，其中一个罐用于脱附和再生，其它罐并联用于吸附。脱附再生后自动切换更换掉吸附罐吸附时间最长的罐，并把吸附时间最长的罐切换到脱附再生，切换到吸附的脱附罐首先串接到吸附时间最短的吸附罐后面，利用该罐的尾气吹干刚脱附完的活性炭上面残留的水份，吹干后的罐再和其它吸附罐并联。吸附罐中包括活性炭吸附层，利用活性炭对Vocs的吸附能力进行吸附，吸附过的净化气体有机溶剂含量达到排放标准要求直接排放大气中；用于吸附的吸附罐优选两个以上，因都是由脱附罐切换过来，所以每个吸附罐吸附有机溶剂的时间不一样，达到饱和的时间存在时间差，先达到饱和的吸附罐首先切换到脱附罐，另一个脱附罐再切换到吸附罐经上述的串接吹干后和其它吸附罐并联一起吸附，吸附和脱附的相互切换都是由控制系统自动完成，保证系统运行的连续性。脱附采用蒸汽和来自于降膜分离器8的二次蒸汽混合加热进行热脱附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器4冷却成液态，然后送入油水分离器5利用有机溶剂与水的比重差异进行有机溶剂与水的分离，上层液为有机溶剂回收利用，下层液为含少量有机溶剂的溶液。然后下层液进入平衡罐6，平衡罐6的溶液由进料泵7送入降膜蒸发器9蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸10。被降膜蒸发器9蒸发的浓缩液进入降膜分离器8，并由循环泵11送入降膜蒸发器9循环蒸发，降膜分离器9的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸10送往活性炭吸/脱附罐3的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。当降膜分离器8的浓缩液中氯离子浓度、悬浮物含量、盐度和总硬度四项指标，达到规定指标上限时，从所述循环泵11的旁路调节排水量来控制水质指标。
整个系统通过PLC自动控制，不间断循环运行。其中，为了保证活性炭的吸附能力，控制活性炭吸/脱附罐3的VOCs废气进口温度小于等于40℃；活性炭吸/脱附罐3的脱附蒸汽进口温度小于等于140℃，优选小于等于115，这是由活性炭及有机溶剂的性质决定的，温度越高，对有机溶剂的脱附效果越好，但又要避免温度太高造成活性炭的局部高温出现活性炭的燃烧；冷凝器4的含VOCs冷凝液温度为25~40℃；平衡罐6有机溶剂含量：1.0~2.0%；为了保证所需的蒸发和脱附蒸汽温度，控制蒸汽分汽缸10压力为0.3~0.4MPa（表压），蒸汽分汽缸10的蒸汽温度为143~150℃，降膜分离器8二次蒸汽温度：112~118℃，降膜分离器8二次蒸汽压力：0.07MPa。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：包括漆雾净化系统（1），风机（2），活性炭吸附/脱附罐（3），冷凝器（4），油水分离器（5），平衡罐（6），进料泵（7），降膜分离器（8），降膜蒸发器（9），蒸汽分汽缸（10），循环泵（11），还包括用于调控上述各部件的PLC自动控制系统；其中VOCs废气首先进入所述漆雾净化系统（1），除漆渣后的废气经所述风机（2）把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐（3）进行吸附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器（4）冷却成液态，然后送入油水分离器（5）进行有机溶剂与水的分离；分离后的下层液进入所述平衡罐（6），平衡罐（6）的溶液由进料泵（7）送入降膜蒸发器（9）蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸（10），被所述降膜蒸发器（9）蒸发的浓缩液进入降膜分离器（8），并由循环泵（11）送入降膜蒸发器（9）循环蒸发。
2.如权利要求1所述的VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：所述活性炭吸/脱附罐（3）包括至少两个罐，其中一个罐用于脱附和再生，其它罐并联用于吸附，吸附和脱附进行相互切换，所述切换由控制系统自动完成。
3.如权利要求1所述的VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：所述降膜分离器（8）的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸（10）送往活性炭吸/脱附罐（3）的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。
4.如权利要求1所述的VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：当降膜分离器（8）的浓缩液中氯离子浓度、悬浮物含量、盐度和总硬度四项指标，达到规定指标上限时，从所述循环泵（11）的旁路调节排水量来控制水质指标。
5.如权利要求1所述的VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：所述PLC自动控制系统控制整个VOCs废气回收过程中的废水回用装置不间断循环运行。
6.如权利要求1所述的VOCs废气回收过程中的废水回用装置，其特征在于：所述漆雾净化系统（1）包括多级除尘器和过滤器用来去除漆渣。
7.一种VOCs废气回收过程中的废水回用方法，其特征在于：VOCs废气首先经漆雾净化系统（1），除漆渣后的废气经风机（2）把VOCs废气送入活性炭吸/脱附罐（3）进行吸附，其中脱附采用蒸汽和来自于降膜分离器（8）的二次蒸汽混合加热进行热脱附，脱附后的有机溶剂蒸汽和水蒸气进入冷凝器（4）冷却成液态，然后送入油水分离器（5）进行有机溶剂与水的分离，分离后的下层液进入平衡罐（6），平衡罐（6）的溶液由进料泵（7）送入降膜蒸发器（9）蒸发浓缩，加热蒸汽来自于蒸汽分汽缸（10），被降膜蒸发器（9）蒸发的浓缩液进入降膜分离器（8），并由循环泵（11）送入降膜蒸发器（9）循环蒸发。
8.如权利要求7所述的种VOCs废气回收过程中的废水回用方法，其特征在于：所述降膜分离器（8）的二次蒸汽汇入蒸汽分汽缸（10）送往活性炭吸/脱附罐（3）的管线，对吸附有机溶剂的活性炭进行溶剂脱附。
9.如权利要求7所述的种VOCs废气回收过程中的废水回用方法，其特征在于：控制降膜分离器（8）二次蒸汽温度：112~118℃，降膜分离器（8）二次蒸汽压力：0.07MPa。
10.如权利要求7所述的种VOCs废气回收过程中的废水回用方法，其特征在于：控制所述活性炭吸/脱附罐（3）的VOCs废气进口温度小于等于40℃；活性炭吸/脱附罐（3）的脱附蒸汽进口温度小于等于140℃。
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