CN107321337A - 一种吸附剂再生系统以及吸附剂再生的方法 - Google Patents
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Abstract
一种吸附剂再生系统以及吸附剂再生的方法，涉及吸附剂再生技术领域，该吸附剂再生系统包括再生炉、冷凝器、气液分离器和真空泵。其通过真空泵使整个系统处于负压状态，让吸附剂中的有机物气化进入冷凝器中冷凝，冷凝后得到的气液混合相再经过气液分离器进行分离。同时，通过再生炉的加热和氮气吹扫，可以进一步地增加再生效率。该吸附剂再生系统具有再生效率高、标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。本发明还提供一种采用上述吸附剂再生系统进行吸附剂再生的方法。该方法操作简单方便，通过简单的步骤即可快速高效的实现吸附剂的再生，具有标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及吸附剂再生技术领域，具体而言，涉及一种吸附剂再生系统以及吸附剂再生的方法。
背景技术
在化工、生物工程、医药等相关行业的工业生产中，利用活性炭、氧化铝、4A分子筛、硅藻土等吸附材料的吸附性能进行工业分离的技术，已经得到相当广泛的应用。然而，现有技术中，吸附材料的应用再生技术始终是一个技术性障碍。在这种情况下，很多生产厂家都采用不断更换新的吸附材料的方式来保持工业生产中的吸附效果，而将使用后的吸附材料当废弃物处理。这样的处理不仅造成环境的污染，同时也造成了资源的浪费，增加了生产成本。因此，解决吸附剂的再生技术即是突破我国在该技术领域的技术空白，和标准化空白，同时也具有极广的经济价值和环保价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附剂再生系统，其能够高效实现吸附剂的再生，具有标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
本发明的另一目的在于提供一种吸附剂再生的方法，其操作简单方便，可以快速高效的实现吸附剂的再生，具有标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
本发明的实施例是这样实现的：
一种吸附剂再生系统，其包括再生炉、冷凝器、气液分离器和真空泵，再生炉设有进气管和出气管，出气管与冷凝器的进气端连通，冷凝器的出气端与气液分离器的进气端连通，气液分离器的出气端与真空泵的进气端连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，再生炉包括外壳体、内壳体、加热管和用于装载吸附剂的再生柱；内壳体和外壳体之间形成有加热室，加热管设置于加热室内；内壳体内形成有再生室，再生柱设置于再生室内，再生柱的两端分别连接有进气管和出气管，进气管和出气管贯穿内壳体和外壳体；进气管、出气管和再生柱可拆卸连接；内壳体设置有用以沟通加热室和再生室的循环风扇和通风孔。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，再生柱的数量为多个，多个再生柱并列设置。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，多个再生柱分成多个再生柱组，每个再生柱组内的多个再生柱沿竖直方向排成一列，相邻两个再生柱组之间用隔板隔开。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，多个隔板之间并排间隔设置，将再生室分隔成多个次级再生室；循环风扇的数量为多个，对应每个次级再生室的室壁上均设置有至少一个循环风扇和至少一个通风孔。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，冷凝器包括相互串联的一级冷凝器和二级冷凝器。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，真空泵的出气端设置有活性炭吸附柱。
一种吸附剂再生的方法，其采用上述吸附剂再生系统进行吸附剂的再生，其包括：
将吸附剂置于再生炉中，开启真空泵和冷凝器；将再生炉内的温度升至420～460℃，并保温2～6h；由进气管通入氮气吹扫1～2h；将再生炉内的温度降至室温。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，将再生炉内的温度先升至60～100℃，保温1～3h，再升至200～260℃，保温3～5h，最后再升至420～460℃，并保温2～6h。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，进行氮气吹扫时，氮气的速度为6～10m/s。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种吸附剂再生系统，其包括再生炉、冷凝器、气液分离器和真空泵，再生炉设有进气管和出气管，出气管与冷凝器的进气端连通，冷凝器的出气端与气液分离器的进气端连通，气液分离器的出气端与真空泵的进气端连通。该吸附剂再生系统通过真空泵使整个系统处于负压状态，让吸附剂中的有机物气化进入冷凝器中冷凝，冷凝后得到的气液混合相再经过气液分离器进行分离。同时，通过再生炉的加热和氮气吹扫，可以进一步地增加再生效率。该吸附剂再生系统具有再生效率高、标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
本发明实施例还提供了一种吸附剂再生的方法，其采用上述吸附剂再生系统。其包括将吸附剂置于再生炉中，开启真空泵和冷凝器；将再生炉内的温度升至420～460℃，并保温2～6h；由进气管通入氮气吹扫1～2h；将再生炉内的温度降至室温。该方法操作简单方便，通过简单的步骤即可快速高效的实现吸附剂的再生，具有标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种吸附剂再生系统的连接示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种吸附剂再生系统的再生炉的示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种吸附剂再生系统的再生炉的剖视图；
图4为本发明实施例所提供的一种吸附剂再生系统的再生炉卸下隔板后的示意图；
图5为本发明实施例所提供的一种吸附剂再生系统的再生炉的隔板的示意图。
图标：10-吸附剂再生系统；100-再生炉；110-外壳体；120-内壳体；130-加热管；131-加热室；1311-左加热室；1312-右加热室；132-连接板；140-再生柱；141-再生室；1411-次级再生室；142-进气管；143-出气管；144-安装支架；145-隔板；1451-凸块；150-循环风扇；160-通风孔；200-冷凝器；210-一级冷凝器；220-二级冷凝器；300-气液分离器；400-真空泵；500-活性炭吸附柱。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
本实施例提供了一种吸附剂再生系统10，参照图1所示，其包括再生炉100、冷凝器200、气液分离器300和真空泵400，再生炉100设有进气管和出气管，出气管与冷凝器200的进气端连通，冷凝器200的出气端与气液分离器300的进气端连通，气液分离器300的出气端与真空泵400的进气端连通。
如图2和图3所示，在本实施例中，再生炉100整体成一立方体，包括相互套设的内壳体120和外壳体110，内壳体120和外壳体110之间形成有加热室131，加热管130设置于加热室131内。加热管130的数量可以为单个或多个，具体数量视使用时需要达到的热效率而定。在本实施例中，共设置有3组加热管130，分别设置于内壳体120的两侧以及底部，每组加热管130通过支架(图未示)与内壳体120或外壳体110进行连接。每组加热管130采用蜿蜒的布局方式，以尽可能增加其在加热室131内的散热面积。加热管130采用电加热管，通过将电能转化为热能的形式来对加热室131内的空气进行加热。值得注意的是，在本发明其它较佳实施例中，加热管130也可以采用中空导热管，加热管130的两端分别与热介质提供装置和热介质回收装置连通，通过向中空导热管内灌注热介质的形式，来对加热室131内的空气进行加热，其中，热介质可以是热水、导热油等。
如图2和图4所示，内壳体120内形成有再生室141，再生柱140设置于再生室141内，再生柱140的两端分别连接有进气管142和出气管143，进气管142和出气管143贯穿内壳体120和外壳体110。在再生过程中，气体由进气管142进入再生柱140，对再生柱140内的吸附剂进行吹扫，再与解吸出的杂质一起由出气管143排出。该气体可以直接是空气，也可以是氮气、氦气等惰性气体，或者是根据吸附剂的不同类型而通入还原性气体或氧化性气体等。
内壳体120设置有用于夹持再生柱140的安装支架144，同时，进气管142、出气管143和再生柱140之间可拆卸连接，可以实现再生柱140的快速拆装。进一步地，进气管142为刚性无伸缩性，附带有与再生柱140连接的快速接头，刚性的进气管142可以增加连接时的准确性和稳定性，实现与再生柱140的快速连接。另一方面，出气管143为绕性可伸缩，例如金属波纹管，由于再生柱140的不同，或多或少会存在一些尺寸上的差异，绕性的出气管143可以弥补这一部分的尺寸差，保证出气管143与再生柱140之间连接的紧密性。
进一步地，再生柱140呈水平放置，对应的进气管142和出气管143贯穿内壳体120和外壳体110相对的两个侧壁。在本实施例中，再生柱140的数量为多个，多个再生柱140并列设置。优选地，多个再生柱140分成多个再生柱组(未标示)，每个再生柱组内的多个再生柱140沿竖直方向排成一列，多个再生柱组间隔设置。
内壳体120设置有用以沟通加热室131和再生室141的循环风扇150和通风孔160。循环风扇150和通风孔160的数量都可以设置为多个，具体数量可根据实际使用过程中对热空气循环效率的需求而定。进一步地，循环风扇150位于内壳体120的顶部，而通风孔160设置于内壳体120的侧面和/或底部。循环风扇150可以是吸气式的，即将再生室141内的空气吸入到加热室131中，并在再生室141中形成负压，迫使加热室131中的热空气由通风孔160进入到再生室141中，对再生柱140进行加热。循环风扇150也可以是吹气式的，即将加热室131中的热空气吹入到再生室141中，使加热室131中形成负压，迫使再生室141中的空气进入到加热室131中被加热管130加热。通过这种循环的方式，可以有效防止加热管130因高温积热而烧毁。
在本实施例中，内壳体120与外壳体110之间设置有连接板132，连接板132的数量为两个，分别位于加热室131的上部与下部。一方面，连接板132连接着内壳体120与外壳体110，使内壳体120与外壳体110之间更加稳定。另一方面，上下两个连接板132将加热室131分隔为左加热室1311和右加热室1312，对应左加热室1311和右加热室1312分别设置有循环风扇150和通风孔160与再生室141沟通。对加热室131的分隔，可以使热空气的循环路径更加稳定，保证风量和风速，以提高传热效率。
进一步地，如图2和图5所示，再生室141内设置有多个隔板145，多个隔板145之间并排间隔设置，将再生室141分隔成多个次级再生室1411。同时，对应每个次级再生室1411的室壁上均设置有至少一个循环风扇150和至少一个通风孔160。隔板145将相邻两个再生柱组分隔开，使得每一个次级再生室1411内均有着一个再生柱组。通过将再生室141进行分隔，可以进一步确保循环风的风向稳定，使循环风的风量大、风速快，提高加热管130的传热效率。隔板145之上同样设置有用于夹持再生柱140的安装支架144，可以对次级再生室1411内的再生柱140进行固定。
同时，为了实现快速拆装的目的。本实施例的隔板145与内壳体120之间可拆卸连接。二者可以通过多种形式进行连接，具体地，本实施例给出了其中一种连接的形式，本实施例中，在内壳体120的两侧及底部均设置有多个条形的通风孔160，对应地，在隔板145的两侧及底部均设置有多个凸块1451，凸块1451可以滑动嵌设于通风孔160中。这样的设置方式并不会影响到整体的通风效果，同时，还可以方便地调整相邻隔板145之间的距离，从而调整次级再生室1411的大小。
如图1所示，出气管连通至冷凝器200的进气端，在本实施例中，冷凝器200包括相互串联的一级冷凝器210和二级冷凝器220。一级冷凝器210的进气端与再生炉100的出气管连通，一级冷凝器210的出气端与二级冷凝器220的进气端连通，二级冷凝器220的出气端与气液分离器300连通。一级冷凝器210中采用冷凝水作为制冷介质，可以对再生炉100中输出的混合气体进行初步的冷凝，使大部分的有机气相物质初步冷凝为液体。二级冷凝器220中采用-10～-5℃的乙二醇作为制冷介质，可以对一级冷凝器210中输出的气液混合相进一步冷凝液化。
气液分离器300的进气端连通至二级冷凝器220的出气端，气液分离器300的出气端连通至真空泵400的进气端。由二级冷凝器220输出的气液混合相在气液分离器300中分离，液体有机相被截留在气液分离器300中，而无法液化的气体有机相则经过真空泵400抽离。进一步地，真空泵400的出气端设置有活性炭吸附柱500。活性炭吸附柱500中的活性炭可以将真空泵400中排出的尾气进一步的净化，吸收尾气中的气相有机物，防止对大气的污染。
实施例2
本实施例提供了一种吸附剂再生的方法，其采用实施例1中所提供的吸附剂再生系统10，其具体步骤为：
S1.将吸附剂装填与再生柱内，将再生柱的两端分别与进气管和出气管连通，开启冷凝器200和真空泵400，建立绝对真空。
S2.将再生炉100内温度升至60～100℃，并保温1～3h；然后升至200～260℃，并保温3～5h；最后升温至420～460℃，并保温2～6h。
S3.由进气管通入纯度达到99.999％的氮气进行吹扫，吹扫速度为6～10m/s，吹扫时间为1～2h。
S4.降温至200～260℃，保持2～3h；再降温至60～100℃，保持1～2h，最后降到室温。
在本实施例中，通过再生炉100程序升温，让再生柱在不同温度阶段的停留，使得吸附剂内的多种有机物质可以分开进行解析，以保证解析以及冷凝的效果。并且，在再生炉100升温至最高时通入氮气进行置换和吹扫，以进一步使吸附在吸附剂上的有机物解吸，随后采取程序降温，避免降温过快，造成未来得及排除的有机气体重新液化吸附。经过该方法再生的标准化吸附剂可重复用于色谱试剂的提纯吸附，同时吸附剂的吸附效率可达到95～99％。
综上所述，本发明实施例提供了一种吸附剂再生系统，其包括再生炉、冷凝器、气液分离器和真空泵，再生炉设有进气管和出气管，出气管与冷凝器的进气端连通，冷凝器的出气端与气液分离器的进气端连通，气液分离器的出气端与真空泵的进气端连通。该吸附剂再生系统通过真空泵使整个系统处于负压状态，让吸附剂中的有机物气化进入冷凝器中冷凝，冷凝后得到的气液混合相再经过气液分离器进行分离。同时，通过再生炉的加热和氮气吹扫，可以进一步地增加再生效率。该吸附剂再生系统具有再生效率高、标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
本发明实施例还提供了一种吸附剂再生的方法，其采用上述吸附剂再生系统。其包括将吸附剂置于再生炉中，开启真空泵和冷凝器；将再生炉内的温度升至420～460℃，并保温2～6h；由进气管通入氮气吹扫1～2h；将再生炉内的温度降至室温。该方法操作简单方便，通过简单的步骤即可快速高效的实现吸附剂的再生，具有标准化、无污染、安全性高、操作方便等特点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸附剂再生系统，其特征在于，包括再生炉、冷凝器、气液分离器和真空泵，所述再生炉设有进气管和出气管，所述出气管与所述冷凝器的进气端连通，所述冷凝器的出气端与所述气液分离器的进气端连通，所述气液分离器的出气端与所述真空泵的进气端连通。
2.根据权利要求1所述的吸附剂再生系统，其特征在于，所述再生炉包括外壳体、内壳体、加热管和用于装载吸附剂的再生柱；
所述内壳体和所述外壳体之间形成有加热室，所述加热管设置于所述加热室内；
所述内壳体内形成有再生室，所述再生柱设置于所述再生室内，所述再生柱的两端分别连接有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管贯穿所述内壳体和所述外壳体；所述进气管、所述出气管和所述再生柱可拆卸连接；
所述内壳体设置有用以沟通所述加热室和所述再生室的循环风扇和通风孔。
3.根据权利要求2所述的吸附剂再生系统，其特征在于，所述再生柱的数量为多个，多个所述再生柱并列设置。
4.根据权利要求3所述的吸附剂再生系统，其特征在于，多个所述再生柱分成多个再生柱组，每个所述再生柱组内的多个所述再生柱沿竖直方向排成一列，相邻两个所述再生柱组之间用隔板隔开。
5.根据权利要求4所述的吸附剂再生系统，其特征在于，多个所述隔板之间并排间隔设置，将所述再生室分隔成多个次级再生室；所述循环风扇的数量为多个，对应每个所述次级再生室的室壁上均设置有至少一个所述循环风扇和至少一个所述通风孔。
6.根据权利要求1所述的吸附剂再生系统，其特征在于，所述冷凝器包括相互串联的一级冷凝器和二级冷凝器。
7.根据权利要求1所述的吸附剂再生系统，其特征在于，所述真空泵的出气端设置有活性炭吸附柱。
8.一种吸附剂再生的方法，其特征在于，采用如权利要求1～7任一项所述的吸附剂再生系统进行吸附剂的再生，其包括：
将吸附剂置于再生炉中，开启所述真空泵和所述冷凝器；
将所述再生炉内的温度升至420～460℃，并保温2～6h；
由所述进气管通入氮气吹扫1～2h；
将所述再生炉内的温度降至室温。
9.根据权利要求8所述的吸附剂再生的方法，其特征在于，将所述再生炉内的温度先升至60～100℃，保温1～3h，再升至200～260℃，保温3～5h，最后再升至420～460℃，并保温2～6h。
10.根据权利要求8所述的吸附剂再生的方法，其特征在于，进行氮气吹扫时，氮气的速度为6～10m/s。
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