CN106807178A - 一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法 - Google Patents

一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法，属于废气污染治理领域，包括处理机构、吸附机构以及脱附机构，处理机构包括第一风机、预处理器和冷凝器，吸附机构包括至少两台并联设置的吸附器，吸附器内部装填有吸附剂，脱附机构包括第二风机、除湿机和加热器。本发明结构简单科学，能够处理的有机废气的种类多，吸附有机溶剂的能力得到提高，回收过程无废水产生，不会造成二次污染，回收的有机溶剂含水率低，无需二次处理就可以直接投入生产再利用，设备干燥不易腐蚀，投资及维护成本较低，处理后排放的尾气可以达到国家标准。

Description

一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法，属于废气污染治理领域。
背景技术
挥发性有机废气污染环境，是雾霾形成的重要原因之一。它不仅危害人们健康，还严重浪费资源。目前常用的有吸收法、吸附法、燃烧法、冷凝法等处理方法。吸附回收法由于处理效果好、有机物可回收重复利用等优点，得到广泛应用。吸附剂吸附饱和，通常使用水蒸汽或热气脱附，脱附气经过冷凝，不易溶于水的有机溶剂分层后得到回收。由于使用水蒸汽或热气含水率高，回收的有机溶剂纯度较低，有时需要二次处理后才可再利用。溶解水中的有机溶剂得不到回收，直接排放容易造成二次污染，提纯则要消耗大量的能量，分离成本高。冷凝后的不凝气不能达标排放。吸附剂接触了太多的水，利用率也会降低。设备因潮湿易腐蚀，增加维护成本，缩短使用时间。
如中国发明公开号CN105854513A公开了一种氯代烃类废气的处理方法，其技术方案是：以活性炭或树脂为吸附剂，先用水蒸气进行脱附，再用热空气或热氮气吹扫干燥，脱附产物进行冷凝回收。该方法冷凝后溶液需分层才能回收，有废水产生；溶剂含水量大，若继续蒸馏分离则能耗高。吹扫的热空气或热氮气没有经过干燥去水，吸附剂水分残留多，会降低重新吸附的效果。需要制氮机等配套的系列设备，结构复杂，不易保养，投资较大。
又如中国发明公开号CN105498446A公开了一种有机废气吸附- 蒸汽脱附- 分级冷凝回收有机物的方法，以活性炭为吸附剂，利用水蒸气进行脱附，再用热空气或热氮气吹扫干燥，脱附产物进行冷凝回收。该方法利用水蒸气进行脱附，再通过热空气或热氮气吹扫，过程中没有经过干燥，会直接导致吸附剂水分残留多，吸附脱附的效果更低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法，该装置结构简单科学，能够处理的有机废气种类多，处理效果好，处理过程更环保。
为达到目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：
一种用于吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置，包括处理机构、吸附机构以及脱附机构，其特征在于：所述处理机构包括第一风机、预处理器和冷凝器，预处理器上设有预处理入气口和预处理出气口，冷凝器上设有冷凝入气口、冷凝出气口以及排液口，第一风机上设有第一风机入气口和第一风机出气口；所述吸附机构包括至少两台并联设置的吸附器，所述吸附器上设有入气口、出气口、进气口以及排气口，吸附器内部装填有吸附剂，所述入气口、出气口、进气口以及排气口上均设有锁止阀；所述脱附机构包括第二风机、除湿机和加热器，除湿机上设有除湿入气口和除湿出气口，加热器上设有加热入气口和加热出气口，第二风机上设有第二风机入气口和第二风机出气口；
所述第一风机入气口分别与冷凝出气口以及外部废气的排出口通过管道连接，第一风机出气口与预处理入气口通过管道连接，预处理出气口与入气口通过管道连接，出气口与冷凝入气口通过管道连接，除湿出气口与加热入气口通过管道连接，加热出气口与第二风机入气口通过管道连接，第二风机出气口与进气口通过管道连接；
还包括储槽，所述储槽与排液口通过管道连接。
进一步的，所述吸附剂是活性炭、分子筛、硅胶或大孔树脂等任意一种或组合。
一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：
使用上述装置，包括以下步骤:
1)吸附：将需要处理的有机废气通过第一风机入气口送入装置内，有机废气从第一风机出气口排出通过预处理入气口进入预处理器内，经过过滤、冷凝等预处理后，从预处理出气口排出通过入气口进入吸附器内，有机废气中所含的有机物被吸附剂所吸附，净化后的气体通过排气口直接排放至空气中；
2)脱附：任意一个使用中的吸附器中吸附剂所吸附的有机物在接近饱和后，该吸附器通过关闭入气口处所设的锁止阀停止进气，同时切换至另一台吸附器进行吸附，此时停止工作的吸附器上进气口处会通入热干气对吸附剂进行脱附，脱附出来富含有机物的混合气体含水率极低；
3)冷凝：混合气体从出气口排出通过冷凝入气口进入冷凝器内，经过冷凝器的冷凝，混合气体中所含的有机物由气态变为液态，液态有机物会通过排液口流出，流入储槽从而得到回收，分离出有机物的气体温度降低；
4)降温：完成脱附后的吸附器内部温度高，此时该吸附器入气口处的锁止阀打开，冷凝器内的低温气体从冷凝出气口排出直至通过入气口进入吸附器内，完成冷却降温，然后重新进行吸附。
上述方法中，所述的热干气是空气通过除湿入气口进入除湿机内完成除湿后，从除湿出气口排出通过加热入气口进入加热器内完成加热后，从加热出气口排出通过进气口进入吸附器内。经热干气脱附、冷干气降温处理过的吸附剂非常干燥，可以提高有机物的吸附效果。
上述方法步骤2）脱附中，所述热干气的温度为110～115℃，热干气的露点温度在-30～-60℃之间。
上述方法步骤2）脱附中，所述混合气体露点温度在-20～-50℃之间。
上述方法步骤4）降温中，所述低温气体温度为10～20℃，露点温度在-10～-30℃之间。
本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）结构科学简单，只需在传统的溶剂吸附蒸汽脱附装置上进行脱附气管路略加改动即可。
（2）能够处理的有机废气的种类多，有机溶剂不管是否与水相溶，都可得到回收。
（3）采用低露点的热干气脱附、冷干气降温，吸附剂吸附的水少，反之吸附有机溶剂的能力得到提高。
（4）回收过程无废水产生，不会造成二次污染。
（5）因脱附气可达到-60℃露点，可配合采用-60℃冷媒冷凝，使溶剂回收率得到更大提高，全程无结霜、结冰，能连续稳定运行。
（6）回收的有机溶剂含水率低，无需二次处理就可以直接投入生产再利用。
（7）设备干燥不易腐蚀，投资及维护成本较低。
（8）处理后排放的尾气可以达到国家标准。
附图说明
图1为本发明一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置的结构示意图。
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
具体实施方式
本发明提供一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置及方法，该装置结构简单科学，能够处理的有机废气的种类多，处理效果好，处理过程更环保。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例。
如图1所示，一种用于吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置，包括处理机构、吸附机构以及脱附机构。处理机构包括第一风机1、预处理器2和冷凝器3，预处理器2上设有预处理入气口21和预处理出气口22，冷凝器3上设有冷凝入气口31、冷凝出气口32以及排液口33，第一风机1上设有第一风机入气口11和第一风机出气口12。
吸附机构包括至少两台并联设置的吸附器4，吸附器4上设有入气口41、出气口42、进气口43以及排气口44。吸附器4内部装填有吸附剂，吸附剂是活性炭、分子筛、硅胶或大孔树脂等任意一种或组合，本实施例中，吸附剂选用为活性炭。入气口41、出气口42、进气口43以及排气口44上均设有锁止阀45。通过对锁止阀45的开合，能够控制气体的进入和排出。
脱附机构包括第二风机5、除湿机6和加热器7，除湿机6上设有除湿入气口61和除湿出气口62，加热器7上设有加热入气口71和加热出气口72，第二风机5上设有第二风机入气口51和第二风机出气口52。
其中，第一风机入气口11分别与冷凝出气口32以及外部废气的排出口通过管道连接，第一风机出气口12与预处理入气口21通过管道连接，预处理出气口22与入气口41通过管道连接，出气口42与冷凝入气口31通过管道连接，除湿出气口62与加热入气口71通过管道连接，加热出气口72与第二风机入气口51通过管道连接，第二风机出气口52与进气口43通过管道连接。
本实施例中，用于吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置还包括储槽8，储槽8与排液口33通过管道连接。所有在冷凝机3中液化的有机物都会通过排液口33流出，进入储槽8内，完成收集。
利用该装置对某车间废气进行处理，包括以下步骤:
步骤一，吸附。车间内的有机废气通过第一风机入气口11送入装置内，有机废气从第一风机出气口12排出通过预处理入气口21进入预处理器内。经过过滤、冷凝等预处理后，从预处理出气口22排出通过入气口41进入吸附器4a内，有机废气中所含的有机物被吸附剂所吸附，净化后的有机废气属性达标，通过排气口44直接排放至空气中。
步骤二，脱附。当前使用中的吸附器4a内吸附剂所吸附的有机物在接近饱和后，该吸附器4a通过关闭入气口处所设的锁止阀45停止进气，同时切换至另一台吸附器4b进行吸附，此时停止工作的吸附器4a上进气口43处会通入热干气对吸附剂进行脱附，热干气是空气通过除湿入气口61进入除湿机6内完成除湿后，从除湿出气口62排出通过加热入气口71进入加热器7内完成加热后，从加热出气口72排出通过进气口43进入吸附器4a内。经除湿机6处理过的干空气含水率很少，露点低于-30～-60℃，使用电或水蒸气的加热器7，会将干空气升温至110～115℃，这就把常温潮湿的空气变成了低露点热干气。完成脱附后，脱附出来富含有机物的混合气体含水率极低。当吸附器4b吸附即将饱和停止吸附，就切换吸附器4a来接着吸附。如此循环，不断交替。
步骤三，冷凝。混合气体从出气口42排出通过冷凝入气口31进入冷凝器3内，经过冷凝器3的冷凝，混合气体中所含的有机物由气态变为液态，液态有机物会通过排液口33流出，流入储槽8从而得到回收，分离出有机物的气体温度降低；
步骤四，降温。完成脱附后的吸附器4a内部温度高，此时该吸附器入气口41处的锁止阀45打开，冷凝器3内的低温气体从冷凝出气口32排出直至通过入气口41进入吸附器4a内，完成冷却降温，然后重新进行吸附。
在步骤二脱附中，混合气体露点温度在-20～-50℃之间。
在步骤四降温中，低温气体温度为10～20℃，露点温度在-10～-30℃之间。
其中，经热干气脱附、冷干气降温处理过的吸附剂非常干燥，可以提高有机物的吸附效果。经过冷凝器3冷凝处理后用于回收的有机溶剂水分少、纯度高，事后无需进行二次提纯处理，可以直接投入生产。整个过程无废水产生，不会造成二次污染，以达到了高效、节约、环保的目标。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。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，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置，包括处理机构、吸附机构以及脱附机构，其特征在于：所述处理机构包括第一风机、预处理器和冷凝器，预处理器上设有预处理入气口和预处理出气口，冷凝器上设有冷凝入气口、冷凝出气口以及排液口，第一风机上设有第一风机入气口和第一风机出气口；所述吸附机构包括至少两台并联设置的吸附器，所述吸附器上设有入气口、出气口、进气口以及排气口，吸附器内部装填有吸附剂，所述入气口、出气口、进气口以及排气口上均设有锁止阀；所述脱附机构包括第二风机、除湿机和加热器，除湿机上设有除湿入气口和除湿出气口，加热器上设有加热入气口和加热出气口，第二风机上设有第二风机入气口和第二风机出气口；
所述第一风机入气口分别与冷凝出气口以及外部废气的排出口通过管道连接，第一风机出气口与预处理入气口通过管道连接，预处理出气口与入气口通过管道连接，出气口与冷凝入气口通过管道连接，除湿出气口与加热入气口通过管道连接，加热出气口与第二风机入气口通过管道连接，第二风机出气口与进气口通过管道连接；
还包括储槽，所述储槽与排液口通过管道连接。
2.根据权利要求1所述用于吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的装置，其特征在于：所述吸附剂是活性炭、分子筛、硅胶或大孔树脂等任意一种或组合。
3.一种吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：
使用如权利要求1或2所述的任意一种装置，包括以下步骤:
1)吸附：将需要处理的有机废气通过第一风机入气口送入装置内，有机废气从第一风机出气口排出通过预处理入气口进入预处理器内，经过过滤、冷凝等预处理后，从预处理出气口排出通过入气口进入吸附器内，有机废气中所含的有机物被吸附剂所吸附，净化后的气体通过排气口直接排放至空气中；
2)脱附：任意一个使用中的吸附器中吸附剂所吸附的有机物在接近饱和后，该吸附器通过关闭入气口处所设的锁止阀停止进气，同时切换至另一台吸附器进行吸附，此时停止工作的吸附器上进气口处会通入热干气对吸附剂进行脱附，脱附出来富含有机物的混合气体含水率极低；
3)冷凝：混合气体从出气口排出通过冷凝入气口进入冷凝器内，经过冷凝器的冷凝，混合气体中所含的有机物由气态变为液态，液态有机物会通过排液口流出，流入储槽从而得到回收，分离出有机物的气体温度降低；
4)降温：完成脱附后的吸附器内部温度高，此时该吸附器入气口处的锁止阀打开，冷凝器内的低温气体从冷凝出气口排出直至通过入气口进入吸附器内，完成冷却降温，然后重新进行吸附。
4.根据权利要求3所述吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：所述的热干气是空气通过除湿入气口进入除湿机内完成除湿后，从除湿出气口排出通过加热入气口进入加热器内完成加热后，从加热出气口排出通过进气口进入吸附器内。
5.根据权利要求3或4所述吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：步骤2）脱附中，所述热干气的温度为110～115℃，热干气的露点温度在-30～-60℃之间。
6.根据权利要求1、4所述吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：步骤2）脱附中，所述混合气体露点温度在-20～-50℃之间。
7.根据权利要求1、4所述吸附剂吸附、热干气脱附处理有机废气的方法，其特征在于：步骤4）降温中，所述低温气体温度为10～20℃，露点温度在-10～-30℃之间。
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