CN106474867A - 一种有机废气的回收装置及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废气回收装置，提供了一种工艺简单，节能环保，回收效率高，安全可靠的有机废气的回收装置及回收方法，解决了现有技术中存在的有机废气回收过程烦琐，成本高，安全性差等的技术问题，它包括VOC浓缩转轮及对接在VOC浓缩转轮加热脱附区输出端的VOC初级浓缩管路，所述VOC初级浓缩管路依次通过前级热交换器和脱水装置连接在深冷冷凝机组上，在深冷冷凝机组上设有VOC收集装置。

Description

一种有机废气的回收装置及回收方法

技术领域

本发明涉及一种废气回收装置，尤其涉及一种节能环保，回收效率高，安全可靠的有机废气的回收装置及回收方法。

背景技术

印刷包装车间的VOCs主要来源于油墨、胶水现场配置存放时溶剂挥发产生的废气和油墨槽、胶水槽及产品进入烘箱前溶剂挥发产生的废气，其主要成份是乙酸乙脂，而乙酸乙脂属于易挥发性危化品，广泛应用于印刷制造行业，特点是风量较大，浓度偏低，多种溶剂混合，回收成本高，经济价值略低，但直排大气时会造成环境污染，无法满足排放要求。实验发现冷却至-43℃时乙酸乙脂能以液态的形式从空气中分离出来，由此人们开始通过沸石VOC吸附转轮对废气进行回收，VOC回收效率可达95%，以此达到地方环保排放要求，但回收后的VOC溶剂解析分离过程烦琐，回收成本高，安全性差，给废气的回收及再利用带来相当大的难度。

发明内容

本发明主要是提供了一种工艺简单，节能环保，回收效率高，安全可靠的有机废气的回收装置及回收方法，解决了现有技术中存在的有机废气回收过程烦琐，成本高，安全性差等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种有机废气的回收装置，包括VOC浓缩转轮及对接在VOC浓缩转轮加热脱附区输出端的VOC初级浓缩管路，所述VOC初级浓缩管路依次通过前级热交换器和脱水装置连接在深冷冷凝机组上，在深冷冷凝机组上设有VOC收集装置。VOC浓缩转轮所处区域沿圆周方向划分为三块，即吸附区、加热脱附区和冷却再生区，VOC浓缩转轮在三个区域间保持连续转动，含有VOC的废气通过VOC初级浓缩管路输送到吸附区对应的VOC浓缩转轮上，废气中的VOC被吸附到VOC浓缩转轮上，而滤除掉VOC的空气穿过VOC浓缩转轮后直排大气，从而避免了环境污染，节能环保；当吸附在VOC浓缩转轮上的VOC转动至加热脱附区时，VOC经加热后自VOC浓缩转轮上脱附变成VOC浓缩溶剂，VOC浓缩溶剂再经VOC初级浓缩管路输送至前级热交换器进行降温，再经脱水装置深度除水，去除VOC浓缩溶剂中的水份，最后经深冷冷凝机组深冷降温至零下40℃时VOC即以液态形式分离出来，工艺简单，回收效率高，安全可靠。

作为优选，所述脱水装置包括表冷器及串联在表冷器输出端的分子筛脱水罐组，在表冷器上连接着冷水机。VOC浓缩溶剂先后经过表冷器和分子筛脱水罐组进行普冷和深冷降温，确保滤除溶剂中的水份，以确保进一步深冷降温分离；冷水机用于表冷器的水循环降温，确保表冷器的正常运行。

作为优选，所述脱水装置通过后级热交换器连接在深冷冷凝机组上。在脱水装置和深冷冷凝机组间设置后级热交换器，进一步降低溶剂温度，保证深冷效果和效率。

作为优选，所述VOC浓缩转轮沿圆周方向顺时针分布有吸附区、加热脱附区和冷却再生区，冷却再生区的输出端通过再生加热器连通在加热脱附区的进风口上。再生加热器连通在冷却再生区的输出端，以充分利用冷却再生区的热能，节约能耗。

作为优选，所述VOC浓缩转轮的吸附区通过主管路连通着废气源，在主管路上串联着前置处理器。前置处理器用于过滤废气源中的灰尘等杂质和初步降低温度，以保证VOC的纯度和回收效率。

作为优选，所述深冷冷凝机组包括深冷冷凝器，在深冷冷凝器上连接着深冷制冷机，在深冷制冷机上设有水冷循环系统。深冷冷凝器用于对VOC溶剂降温，水冷循环系统用于深冷制冷机的水循环降温，确保深冷制冷机的正常运行。

作为更优选，所述水冷循环系统包括冷却塔及连接在冷却塔输入口和输出口间的循环管路。水冷循环系统结构简单，运行安全可靠，冷却效率高。

作为优选，在所述脱水装置上连接有除湿加热器，除湿加热器的进风口连通在前级热交换器的出风口上。充分利用前级热交换器热交换能量，环保节能。

一种有机废气的回收方法，包括如下顺序步骤：

1）废气源通过主管路输出后经前置处理器贯穿VOC浓缩转轮的吸附区，废气源中的VOC吸附在VOC浓缩转轮上，其余气体直排大气；

2）吸附有VOC的VOC浓缩转轮圆周转动至加热脱附区，VOC脱附进入VOC初级浓缩管路；

3）脱附后的VOC浓缩转轮圆周转动至冷却再生区，经进行降温再生后VOC浓缩转轮圆周转动重新进入VOC浓缩转轮的吸附区重复执行步骤1）；

4）步骤2）中的VOC初级浓缩管路经前级热交换器、表冷器、分子筛脱水罐组和后级热交换器连接在深冷冷凝机组上；

5）深冷冷凝机组中的深冷冷凝器降温到零下40℃以下，VOC冷凝析出后收集至VOC收集装置内。

作为优选，所述深冷冷凝机组上的水冷循环系统连接着主管路上的前置处理器和冷水机。

因此，本发明一种有机废气的回收装置具有下述优点：

1、安全

1）采用世界上领先的沸石转轮吸附为物理过程，接触的全部都是金属部件；

2）废气处理过程都是在常温-低温、常压状态下自动运行；

3）废气处理过程中没有产生火源的几率，设备内部结构也具备阻火功能；

4）在目前各种有机废气治理技术中最安全。

2、环保

1）废气中的VOCs冷凝后变成液态溶剂予以回收，回收处理效果直观清晰；

2）无废水的二次污染；

3）废气处理后的排放指标达到国家环保排放标准要求。

3、增效

1）闭式循环回收处理后将恒温恒湿洁净的气体返送到生产设备，减小外部环境对于生产工艺的影响、对于产品表面干燥效果有很大的帮助，提升产品质量；在保证相应质量水平的情况下可以加快车速、从而提高生产效率。

2）回收到的高纯度有机溶剂可达到生产所需品质直接循环利用到生产，降低生产成本，获得较好的投资回报率。

3）最大限度地兼顾环境效益、经济效益和社会效益，使企业对环保的投入具有经济效益的汇报，有助于增强企业的相对竞争力。

回收溶剂的综合成本约在5元/kg，即回收每一公斤溶剂的综合花费（运行费用+处理系统折旧费用）约5元，回收溶剂的价格依种类不同有所不同，取平均价格大约为6元/kg。VOCs排污收费则将不低于8元/kg，两者相差达到2元/kg。有明显的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1是本发明一种有机废气的回收装置的结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，本发明的一种有机废气的回收装置，包括圆形的VOC浓缩转轮2，VOC浓缩转轮2沿圆周方向顺时针分布着吸附区21、加热脱附区22和冷却再生区23，吸附区21通过主管路12连通着废气源13，在主管路12上又串联着前置处理器14，冷却再生区23的输出端通过再生加热器11连通在加热脱附区22的进风口上，在加热脱附区22输出端1对接着VOC初级浓缩管路3，VOC初级浓缩管路3依次通过前级热交换器4、脱水装置5和后级热交换器10连接在深冷冷凝机组6上，在深冷冷凝机组6上带有VOC收集装置7，其中的脱水装置5包括表冷器51及串联在表冷器51输出端的分子筛脱水罐组52，分子筛脱水罐组52由A塔和B塔组成，表冷器51上又连接着用于水循环降温的冷水机53，在前级热交换器4与分子筛脱水罐组52间的管路上连接有除湿加热器8，除湿加热器8的进风口通过连接管路9连通在前级热交换器4的出风口上，表冷器51的输入端对接在前级热交换器4的输出端上，分子筛脱水罐组52的输出端对接在后级热交换器10上。深冷冷凝机组6又包括深冷冷凝器62，在深冷冷凝器62上连接着用于水循环降温的深冷制冷机61，在深冷制冷机61上带有水冷循环系统63，后级热交换器10连接在深冷冷凝器62上，水冷循环系统63包括冷却塔631及连接在冷却塔631输入口和输出口间的循环管路632，冷却塔631又通过循环管路633并联在冷水机53上，前置处理器14中的预冷器串联在循环管路633上，用于冷水机53和前置处理器14中的预冷器的水循环降温。

本发明考虑到系统安全性及达标排发的双重要求，对浓缩后的排风采用双塔分子筛脱水装置进行二级吸附，吸附后的干燥空气排出进入超低温盐水冷凝器，将溶剂废气降温到零下40度以下，可以将废气中的乙酸乙脂冷凝出来，又将处理后的风经预热回收器加热脱附已经吸附饱合分子筛进行脱附，脱附后的气体将送入处理系统进行二次吸附，整个风系统是密闭循环的，只有洁净的空气排发。同时由于整个系统的风都是经过干燥的空气，回收的溶剂纯度可达99%以上。又由于分子筛的不燃性，整个系统安全性会大幅提高，避免了活性碳吸附易着火缺点。采用降温分离溶剂，及密闭循环的管道系统，回收利用率高，有利于环保，同时回收热能节约空气二次加热节能效果明显

其特点是：

1、高性能、高效率

将吸附性极好的疏水性分子筛或活性炭作为吸附剂使用，对于范围广泛的VOC种类、不同的各种运转条件，都可以充分提供足够的性能。

2、高沸点溶剂的处理

使用疏水性分子筛时，利用不燃性、高耐热性的特点可以在高温度条件下再生。因此，对于使用活性炭时因为有再生温度限制而无法处理的高沸点VOC，也能够处理。

3、惰性

即使是苯乙烯和的环已酮等具有热聚合性高的VOC，也能使用疏水性分子筛高效地进行处理。

4、清洗和活化

心脏部分的浓缩转轮因为是在高温下烧结处理而成的，完全是无机物的结合体。如果发生蜂窝通道堵时，可以进行水洗。另外，分子筛转轮也可以根据实际情况通过热处理进行高温度活化。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种有机废气的回收装置，包括VOC浓缩转轮（2）及对接在VOC浓缩转轮（2）加热脱附区（22）输出端（1）的VOC初级浓缩管路（3），其特征在于：所述VOC初级浓缩管路（3）依次通过前级热交换器（4）和脱水装置（5）连接在深冷冷凝机组（6）上，在深冷冷凝机组（6）上设有VOC收集装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述脱水装置（5）包括表冷器（51）及串联在表冷器（51）输出端的分子筛脱水罐组（52），在表冷器（51）上连接着冷水机（53）。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述脱水装置（5）通过后级热交换器（10）连接在深冷冷凝机组（6）上。

4.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述VOC浓缩转轮（2）沿圆周方向顺时针分布有吸附区（21）、加热脱附区（22）和冷却再生区（23），冷却再生区（23）的输出端通过再生加热器（11）连通在加热脱附区（22）的进风口上。

5.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述VOC浓缩转轮（2）的吸附区（21）通过主管路（12）连通着废气源（13），在主管路（12）上串联着前置处理器（14）。

6.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述深冷冷凝机组（6）包括深冷冷凝器（62），在深冷冷凝器（62）上连接着深冷制冷机（61），在深冷制冷机（61）上设有水冷循环系统（63）。

7.根据权利要求6所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：所述水冷循环系统（63）包括冷却塔（631）及连接在冷却塔（631）输入口和输出口间的循环管路（632）。

8.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的回收装置，其特征在于：在所述脱水装置（5）上连接有除湿加热器（8），除湿加热器（8）的进风口连通在前级热交换器（4）的出风口上。

9.一种有机废气的回收方法，其特征在于：包括如下顺序步骤：

1）废气源（13）通过主管路（12）输出后经前置处理器（14）贯穿VOC浓缩转轮（2）的吸附区（21），废气源（13）中的VOC吸附在VOC浓缩转轮（2）上，其余气体直排大气；

2）吸附有VOC的VOC浓缩转轮（2）圆周转动至加热脱附区（22），VOC脱附进入VOC初级浓缩管路（3）；

3）脱附后的VOC浓缩转轮（2）圆周转动至冷却再生区（23），经进行降温再生后VOC浓缩转轮（2）圆周转动重新进入VOC浓缩转轮（2）的吸附区（21）重复执行步骤1）；

4）步骤2）中的VOC初级浓缩管路（3）经前级热交换器（4）、表冷器（51）、分子筛脱水罐组（52）和后级热交换器（10）连接在深冷冷凝机组（6）上；

5）深冷冷凝机组（6）中的深冷冷凝器（62）降温到零下40℃以下，VOC冷凝析出后收集至VOC收集装置（7）内。

10.根据权利要求9的一种有机废气的回收方法，其特征在于：所述深冷冷凝机组（6）上的水冷循环系统（63）连接着主管路（12）上的前置处理器（14）和冷水机（53）。