CN107774119A - 脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置 - Google Patents
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Abstract
一种脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置，其特征在于，包括冷凝设备、以及冷凝设备下游的后续净化装置，其中，所述冷凝设备包括冷凝设备壳体，冷凝设备壳体设有流体进口和流体出口，冷凝设备壳体内设有气流通道和所述冷凝流体管道，冷凝流体通过冷你流体管道与气流换热；后续净化装置依次设有喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置。本发明装置适用于有机化工、医药化工、涂料油墨制品、橡胶塑料制品、纺织印染等行业挥发性有机物(VOCs)采用吸附工艺脱附蒸汽的清洁治理。VOCs的回收效率达到70％以上，冷凝后的不凝气净化效率达到90％以上。
Description
技术领域
本发明公开一种脱附蒸汽有机溶剂回收与不凝气净化一体化装置，可用于有 机溶剂的回收利用，同时对不凝气进行净化处理，属于挥发性有机物污染控制技 术领域。
背景技术
控制挥发性有机化合物(VOCs)的排放是改善我国大气环境质量的重点工 作。大部分VOCs不仅本身具有较强毒性，而且还是影响我国区域大气复合污 染的重要前体物和参与物。细颗粒物(PM2.5)与臭氧(O3)，也与VOCs有千 丝万缕的联系。为此，国家制定了相关技术政策控制VOCs污染，以改善大气 环境质量、维护人们健康和提高生活质量。
中低浓度VOCs废气有回收价值时，吸附技术回收处理是最常用的工艺方 案。常用的方法是VOCs废气采用活性炭或碳纤维先进行吸附，气体得到净化； 活性炭或碳纤维达到饱和或接近饱和时，采用130-140℃低压饱和水蒸汽进行吹 扫；有机物被吹脱解析出来，活性炭或碳纤维恢复吸附性能，完成再生；同时得 到温度为130-140℃，含有大量挥发性有机物的脱附蒸汽。
脱附蒸汽一般采用列管式冷凝器和螺旋板式换热器进行换热和有机溶剂回 收；列管式冷凝器具有内部结垢严重、维护不便等缺点，长期使用，会出现冷凝 效果不佳的现象；螺旋板式换热器要求焊接质量高，检修比较困难。有机溶剂回 收时的不凝气仍含有较高浓度的VOCs成份，仍需净化处理。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种脱附蒸汽有机物回收 与不凝气净化一体化装置。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置，包括冷凝设备、以及冷 凝设备下游的后续净化装置，其中，所述冷凝设备包括冷凝设备壳体，冷凝设备 壳体设有流体进口和流体出口，冷凝设备壳体内设有气流通道和所述冷凝流体管 道，冷凝流体通过冷你流体管道与气流换热；流体进口和流体出口位于气流通道 两端。
在一种更优选实施例中，所述冷凝设备壳体内还设有集油槽，用于储存冷凝 后分离的有机物。
所述后续净化装置包括后续净化装置备壳体，后续净化装置壳体设有与冷凝 设备壳体流体出口连通的进气口，后续净化装置壳体还设有出气口，壳体内部有 容纳空腔，容纳空腔位于进气口和出气口之间。
所述流体管道优选为重力热管(即两相闭式热虹吸管)。
沿进气口至出气口方向，在所述容纳空腔内依次设有喷淋洗涤装置、紫外光 解装置、除雾装置；所述喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置与容纳空腔内 壁之间封闭。
在一种优选实施例中，所述喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置依次由 下至上设置。
在一种优选实施例中，所述喷淋洗涤装置包括泵、填料区、将泵出的流体送 入填料区的管道、向填料区喷入流体的喷头，所述喷头连接在管道上。
在更优选实施例中，所述管道包括内部管道和外部管道，内部管道位于填料 区上方，喷头位于内部管道，并且喷头与填料区之间存在间隙。
在一种优选实施例中，所述喷淋洗涤装置可以是一级、或多级喷淋洗涤装置， 各级喷淋洗涤装置结构可以相同或不同，并优选为相同。
更优选地，各级喷淋洗涤装置可以是分别设置泵、部分共用一个泵、或全部 共用一个泵。
在一种优选实施例中，所述紫外光解装置包括紫外光发射器，所述紫外光发 射器至少能够发射185nm和/或254nm的紫外光。
在更优选实施例中，所述紫外光解装置包括紫外光发射器和光触媒床，所述 光触媒如二氧化钛。所述光触媒能够在紫外光发生器照射下生成分解有机物的活 性物质。
其中，更优选地，至少部分紫外光发射器向光触媒床发射紫外光。
在一种更优选实施例中，在所述光触媒床下方设有至少一个或多个所述紫外 光发生器。
在一种更优选实施例中，所述紫外光解装置包括多层光触媒床，每层光触媒 床上方和/或下方设有紫外光发射器，所述紫外光发射器可以是管状和/或片状结 构，沿光触媒床表面延伸。
在一种优选实施例中，所述除雾装置包括多个折流板，各个折流板之间形成 空隙。
各个折流板可以是层叠、或并排设置，并优选为并排设置。
其中，所述折流板可以优选为至少部分为波形板、也可以是至少部分表面设 有凸起挡板或凸起的纹理，或者二者同时存在。
在一种更优选实施例中，所述除雾装置还包括底部导流槽，用于收集折流板 捕集的液体。
在一种优选实施例中，所述后续净化装置还包括集液箱，优选地，所述集液 箱位于壳体底部，并且集液箱顶部至少部分开放，并且顶部为所述填料区。
其中，所述开放可以是通过孔、洞、窗口等方式实现。
在一种更优选实施例中，所述集液箱设有所述进气口，并通过所述进气口与 所述冷凝装置的流体出口连通。
更优选地，所述集液箱连通除雾装置排液口，例如，所述导流槽连接集液箱， 或者所述集液箱直接连通折流板下方。
更优选地，所述泵连通集液箱，将集液箱内的流体泵入管道。
在一种更优选实施例中，所述集液箱还包括补液管和/或排液管。
其中，所述排液管优选为包括溢流管和排污管，所述溢流管位于预设液位上 方，所述排污管位于预设液位下方，并优选为位于集液箱底部。
更优选地，所述集液箱还包括液位计。
在更优选实施例中，所述集液箱还包括净化装置，如过滤器、吸附器、消毒 器、除锈器等。
在本发明一种优选实施例中，所述脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化 装置还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统连接并控制冷凝装置、喷淋洗涤 装置、紫外光解装置、集液箱补液管和/或排液管上的阀门中的任意一个或几个 的工作状态。
如PLC系统可以控制冷凝流体工作状态、泵的工作状态、喷淋洗涤装置管 道上各个阀门的工作状态、控制紫外光发射器的工作状态、集液箱补液管阀门工 作状态、和/或集液箱排液管阀门的工作状态等。
相对于现有技术，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1)本发明脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置，首先将高温废气 降温，有机物析出，将有机物进行分离回收。
2)本发明利用填料润湿表面成为气液连续接触的传质表面，利用气液两相 之间的双膜作用对甲醇废气进行吸收去除；
3)本发明脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置，利用紫外光生成 臭氧，对甲醇具有极强的氧化作用，另外，紫外光还可以直接裂解甲醇；本发明 还可以辅以催化剂，催化剂在紫外光下产生活泼基团，对甲醇继续进行分解，提 高分解甲醇的能力；
4)本发明中，折流板和集液箱能够将捕集的液体循环使用，可节省喷淋液 体的使用；
5)本发明后续净化装置优选为采用立式设计，占地面积小；而且喷淋洗涤 液下降过程中可以将废气中的部分杂质进一步吸附，并且实现错流喷淋，可进一 步为废气降温；下降后的喷淋洗涤液直接落入集液箱内，降低液体输送压力；
6)本发明装置适用于有机化工、医药化工、涂料油墨制品、橡胶塑料制品、 纺织印染等行业挥发性有机物(VOCs)采用吸附工艺脱附蒸汽的清洁治理。 VOCs的回收效率达到70％以上，冷凝后的不凝气净化效率达到90％以上。
附图说明
图1为本发明的脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置的结构示意 图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”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装 置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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸 连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技 术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1，本发明的脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置包括冷凝 装置2、以及冷凝装置2下游的后续净化装置。
冷凝装置设有流体进口1，即废气进口，冷凝装置内部设有气体通道，用于 废气通过，还设有重力热管作为传热单元，重力热管与气体通道直接接触，高温 废气通过换热器的吸热侧放出热量，该热量经热管快速传递到换热器的放热侧， 废气温度得到降低。冷却水通过换热器的放热侧时吸收热量，热水的热量是回收 利用高温气体的热能，由此实现余热回收的目的。同时废气温度下降后，废气中 的部分有机物质冷凝而得到去除；冷凝液进入冷凝装置2下方的集油槽21，可 集中分离提纯，从而回收冷凝得到的有机物。冷凝装置2在气体通道下游设有流 体出口22，将降温后的废气送至下游的后续净化装置。
可以设置传感测控系统，对废气的冷却效果、热回收效果、有机物质回收量 进行实时监测和记录，并反馈到PLC控制系统，为产品的智能控制提供数据。
后续净化装置底部为集液箱6，集液箱6设有进气口，进气口与流体出口 22连通，集液箱6顶部至少部分开放，并且，集液箱顶部为净化装置壳体8， 壳体8内的容纳空腔里，由下至上依次设有喷淋洗涤装置3、紫外光解装置4、 除雾装置5。降温后的废气通过集液箱液面上方的空间进入壳体8。
如图1所示，喷淋洗涤装置包括填料区31、泵9和管道，管道包括外部管 道33、和内部管道32，内部管道32位于填料区31的上部。内部管道32的 喷头可以是一个或多个，并朝向填料区31。各个喷头与填料区31表面具有间 隙，以利于扩大喷淋面积。泵连接集液箱6，将集液箱6内的液体通过外部管道 33、内部管道32泵给喷头。
填料为高效净化填料，喷淋洗涤装置中喷淋液体从填料顶部喷入，填料润湿 的表面成为气液连续接触的传质表面，利用气液两相之间的双膜作用吸收去除气 体中的有机废气。同时，喷淋洗涤流体对废气进行二次降温。本发明中喷淋洗涤 装置为错流喷淋(即喷淋液体流动与气体流动方向相反)。喷淋洗涤流体从填料 区31流下，落入下方的集液箱内，实现循环。
所述喷淋洗涤装置与PLC控制系统相连接，受PLC控制系统控制。
经喷淋洗涤后的气体进入紫外光解装置，紫外光解装置包括紫外光发生器 41(如无极UV灯管)，可发出185nm和254nm紫外光，可以利用185纳米短 波紫外线的高能量来裂解有机废气。
紫外光解装置还可以包括二氧化钛光触媒42，优选地，有至少一个或多个 紫外光发生器41位于光触媒床42下方。这样，有机废气首先经过紫外光照射 进行裂解。
光触媒床42可以是多层设置，每一层光触媒床41上和/或下表面设有一个 或多个紫外光发生器41，利用254纳米紫外线照射二氧化钛催化剂产生羟基等 活泼的次生氧化剂来氧化有机废气。有机废气在光触媒和紫外光的协同作用下持 续发生氧化分解，最终生成二氧化碳和水。
所述紫外光解装置与PLC控制系统相连接，受PLC控制系统控制。
所述除雾装置5采用折流板式除雾器，包括并排设置的折流板。
折流板之间形成间隙供气体通过，当含有水雾的气体进入折流板之间的空隙 时，由于气体的惯性撞击作用，水雾与折流板相碰撞而被附着在表面。折流板表 面水雾的扩散和重力沉降使水雾形成较大的液滴并随气流向前运动至折流板转 弯处，由于转向离心力及与折流板的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得 液滴越来越大，直到集聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体 表面张力的合力时，液滴从折流板表面被分离下来。
折流板可以是至少部分为波形板、也可以是至少部分表面设有凸起挡板或凸 起的纹理，或者二者同时存在，这种多折向结构增加了水雾被捕集的机会，未被 去除的水雾在下一个转弯处经相同作用而被捕集，这样反复作用，大大提高效率。
除雾之后的废气，经过壳体8顶部的出气口7排出。
集液箱6包括水箱、液位计、补水电磁阀、排水电磁阀(上水位处设有溢流 口，下水位处设有排污口)。所述液位控制器、补水电磁阀、排水电磁阀与PLC 控制系统相连接。集液箱6内还可以有过滤清洁装置。
集液箱内液体不足或过高时，液位计发送信号给PLC控制系统，PLC控制 系统补水电磁阀、排水电磁阀工作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中 部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方 案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种脱附蒸汽有机物回收与不凝气净化一体化装置，其特征在于，包括冷凝设备、以及冷凝设备下游的后续净化装置，其中，所述冷凝设备包括冷凝设备壳体，冷凝设备壳体设有流体进口和流体出口，冷凝设备壳体内设有气流通道和所述冷凝流体管道，冷凝流体通过冷你流体管道与气流换热；流体进口和流体出口位于气流通道两端；
所述后续净化装置包括后续净化装置备壳体，后续净化装置壳体设有与冷凝设备壳体流体出口连通的进气口，后续净化装置壳体还设有出气口，壳体内部有容纳空腔，容纳空腔位于进气口和出气口之间；沿进气口至出气口方向，在所述容纳空腔内依次设有喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置；所述喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置与容纳空腔内壁之间封闭。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝设备壳体内还设有集油槽，用于储存冷凝后分离的有机物。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体管道为重力热管。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷淋洗涤装置、紫外光解装置、除雾装置依次由下至上设置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述喷淋洗涤装置包括泵、填料区、将泵出的流体送入填料区的管道、向填料区喷入流体的喷头，所述喷头连接在管道上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述后续净化装置还包括集液箱，所述集液箱位于壳体底部，并且集液箱顶部至少部分开放，并且顶部为所述填料区；所述集液箱设有所述进气口，并通过所述进气口与所述冷凝装置的流体出口连通；所述泵连通集液箱，将集液箱内的流体泵入管道。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述紫外光解装置包括紫外光发射器，所述紫外光发射器至少能够发射185nm和/或254nm的紫外光。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述紫外光解装置还包括光触媒床，所述光触媒能够在紫外光发生器照射下生成分解有机物的活性物质。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，至少一个或多个紫外光发射器位于光触媒床下方。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述除雾装置包括多个折流板，各个折流板之间形成空隙。
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