CN108144404A - 一种车间尾气净化处理装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车间尾气净化处理装置，包括多级冷凝回收装置、喷淋塔、除雾器、串并联循环再生吸附装置和废气排放总管；串并联循环再生吸附装置包括吸附系统、解吸系统和干燥再生系统；废气排放总管上设置有在线监测仪，用于检测并处理进入废气排放总管的废气参数；高浓度车间尾气经过多级冷凝回收装置回收部分溶剂，剩余尾气进入喷淋塔去除可溶性溶剂，剩余尾气经过除雾器后通过主风机进入串并联循环再生吸附装置，最终吸附净化的气体可达标排放；该装置的工艺中，整个吸附过程吸附罐A‑B，B‑C，C‑A循环交替实现吸附、解吸、干燥再生，大大提高罐体的使用率，既能满足二级吸附达标排放的要求，又能最大程度节省设备投入，经济环保。
Description
技术领域
本发明涉及工业废气净化工艺，特别是一种既能满足二级吸附达标排放的要求，又能最大程度节省设备投入的车间尾气净化处理装置及其工艺。
背景技术
VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于7Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状;重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在挥发性有机化合物污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能，苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。其中工业源主要包括石油炼制与石油化工、煤炭加工与转化等含VOCs原料的生产行业，那么如何有效的净化工业废气是个严峻的问题。
目前，常规的吸附工艺是并联形式，将大风量用多个罐体进行吸附净化，1-N形式；净化要求高时，净化不达标可再增添一组形成串联，就如工艺图内所画的形式，1-2-2形式。然而常规方法的通病有以下几点：1、纯粹的并联形式，不能保证单一罐体的吸附饱和度，而且多个罐体的净化排气管汇入总管，气体相互混合，总管上的VOC在线监测装置不能区分是哪个罐体的净化气体浓度超过设定值，即不能确定哪个罐体达到饱和，而且罐体的解吸及干燥再生是需要时间过程的，如果多个罐体同时吸附，当在线检测仪报警，切换至新的罐体，吸附的罐体进行解吸再生，罐体的使用数量变多，设备投资变大；2、多个吸附罐体不能保证都达到饱和，单个罐体的吸附利用率低；3、常规的1-2-2形式虽然能达到多级吸附净化的效果，但是罐体利用率低。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种能大大提高罐体的使用率，既能满足二级吸附达标排放的要求，又能最大程度节省设备投入的车间尾气净化处理装置及其工艺。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种车间尾气净化处理装置，包括多级冷凝回收装置、喷淋塔、除雾器、串并联循环再生吸附装置和废气排放总管；所述串并联循环再生吸附装置包括吸附系统、解吸系统和干燥再生系统；所述吸附系统由至少三个吸附罐串并联组合实现循环吸附，所述吸附罐分别为：吸附罐A、吸附罐B和吸附罐C；所述废气排放总管上设置有在线监测仪，用于检测并处理进入废气排放总管的废气参数；所述除雾器和串并联循环再生吸附装置之间设置有主风机；所述高浓度车间尾气经过多级冷凝回收装置回收部分溶剂，剩余尾气进入喷淋塔去除可溶性溶剂，剩余尾气经过除雾器后通过主风机进入串并联循环再生吸附装置，最终吸附净化的气体可达标排放；所述解吸系统包括饱和水蒸气、冷凝器、气液分离器、深冷器、分层槽、计量槽和溶剂泵；所述饱和水蒸气进入吸附了废气的吸附罐，对吸附罐内的废气进行解吸，其解吸下来的气液混合溶剂后进入冷凝器进行冷却分离成气体部分a和液体部分b，其中气体部分a进入气液分离器进一步分离成气体部分c和液体部分d，其中气体部分c回流进入吸附系统，所述液体部分b和液体部分d进入深冷器再次冷凝后进入分层槽，在分层槽静置分层形成溶剂层e，溶剂、水混合层f，水层g和挥发气体h，其中溶剂层e进入计量槽后通过溶剂泵流入溶剂储槽中，挥发气体h回流进入吸附系统，水层g排出；所述干燥再生系统包括干燥风机和空气预热器，所述干燥风机将风吹入空气预热器中加热成热风再进入吸附罐中进行干燥再生，使吸附罐可再次进行废气吸附。
优选的，所述干燥风机前端设置有干燥过滤器。
一种利用上述的串并联循环再生吸附装置对车间尾气的吸附再生处理工艺，具体步骤如下：
1）、首先打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，主风机开始吸气，气体依次通过吸附罐A、吸附罐B进行废气吸附，然后通过排空阀B3进入废气排放总管，通过在线监测仪检测到的数据作为下一步阀门切换的依据；
2）、当在线监测仪检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪报警然后进行阀门切换，关闭进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，打开进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，使气体依次通过吸附罐B、吸附罐C进行吸附；
3）、当吸附罐B,吸附罐C进行吸附时打开蒸汽阀A4，脱附阀A5，对吸附罐A进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀A4，脱附阀A5，打开干燥阀A6，对吸附罐A进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀A6；
4）、当在线监测仪再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪报警然后进行阀门切换，关闭进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，打开进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，使气体依次通过吸附罐C、吸附罐A进行吸附；
5）、当吸附罐C,吸附罐A进行吸附时打开蒸汽阀B4，脱附阀B5，对吸附罐B进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀B4，脱附阀B5，打开干燥阀B6，对吸附罐B进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀B6；
6)、当在线监测仪再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪报警然后进行阀门切换，关闭进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，使气体依次通过吸附罐A、吸附罐B进行吸附,即回到步骤1）进入循环。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、节约占地面积；
2、节约设备投入；
3、节约成本；
4、简化二级吸附工艺；
5、提高效率；
6、在线监测：A-B吸附，通过监测B罐的排气，通过工艺计算，设定合理的界限值，连锁切换工艺段，保证A罐的吸附饱和度，设备的利用率和效率大大提升，可以适应前道工艺较大范围的波动；同时保留原有的时间控制切换机制，如果出现仪表故障或者进气浓度大幅度降低的情况，也能起到二级保护作用，避免单体罐体长时间运作，影响设备平均性能和寿命；配备在线监测，可以实现大数据收集，通过大数据分析，收获更为详细的数据报告，为技术分析和企业成本核算提供数据支持，也能预留接口，依实际情况是否需要接入DCS中控和园区排放监测系统；
7、系统适用范围广，适应性强。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明中吸附系统的结构示意图；
附图3是本发明中解吸系统的结构示意图；
其中：1、多级冷凝回收装置；2、喷淋塔；3、除雾器；4、串并联循环再生吸附装置；5、废气排放总管；61、吸附罐A；62、吸附罐B；63、吸附罐；71、饱和水蒸气；72、冷凝器；73、气液分离器；74、深冷器；75、分层槽、76、计量槽；77、溶剂泵；81、干燥风机；82、和空气预热器；83、干燥过滤器；9、在线检测仪；10、主风机。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
本发明的一种车间尾气净化处理装置，如附图1-3所示，包括多级冷凝回收装置1、喷淋塔2、除雾器3、串并联循环再生吸附装置4和废气排放总管5；所述串并联循环再生吸附装置4包括吸附系统、解吸系统和干燥再生系统；所述吸附系统由至少三个吸附罐串并联组合实现循环吸附，所述吸附罐分别为：吸附罐A61、吸附罐B62和吸附罐C63；所述废气排放总管5上设置有在线监测仪6，用于检测并处理进入废气排放总管5的废气参数；所述除雾器3和串并联循环再生吸附装置4之间设置有主风机10；所述高浓度车间尾气经过多级冷凝回收装置1回收部分溶剂，剩余尾气进入喷淋塔2去除可溶性溶剂，剩余尾气经过除雾器3后通过主风机10进入串并联循环再生吸附装置4，最终吸附净化的气体可达标排放；所述饱和水蒸气71进入吸附了废气的吸附罐，对吸附罐内的废气进行解吸，其解吸下来的气液混合溶剂后进入冷凝器72进行冷却分离成气体部分a和液体部分b，其中气体部分a进入气液分离器73进一步分离成气体部分c和液体部分d，其中气体部分c回流进入吸附系统6，所述液体部分b和液体部分d进入深冷器74再次冷凝后进入分层槽75，在分层槽75静置分层形成溶剂层e，溶剂、水混合层f，水层g和挥发气体h，其中溶剂层e进入计量槽76后通过溶剂泵77流入溶剂储槽中，挥发气体h回流进入吸附系统6，水层g排出；所述干燥再生系统包括干燥风机81和空气预热器82，所述干燥风机81将风吹入空气预热器82中加热成热风再进入吸附罐中进行干燥再生，使吸附罐可再次进行废气吸附。
进一步的说明，所述干燥风机81前端设置有干燥过滤器83，用于将补充的风进行过滤。
利用上述的串并联循环再生吸附装置对车间尾气的吸附再生处理工艺，具体步骤如下：
1）、首先打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，主风机10开始吸气，气体依次通过吸附罐A61、吸附罐B62进行废气吸附，然后通过排空阀B3进入废气排放总管6，通过在线监测仪6检测到的数据作为下一步阀门切换的依据；这种形式能确保吸附罐A达到饱和，我们假设吸附罐A饱和时吸附罐B吸附一半，这时在线监测仪检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪报警然后进行阀门切换；
2）、当在线监测仪6检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪6报警然后进行阀门切换，关闭进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，打开进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，使气体依次通过吸附罐B62、吸附罐C63进行吸附；
3）、当吸附罐B62,吸附罐C63进行吸附时打开蒸汽阀A4，脱附阀A5，对吸附罐A61进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀A4，脱附阀A5，打开干燥阀A6，对吸附罐A61进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀A6；
4）、当在线监测仪6再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪6报警然后进行阀门切换，关闭进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，打开进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，使气体依次通过吸附罐C63、吸附罐A61进行吸附；
5）、当吸附罐C63,吸附罐A61进行吸附时打开蒸汽阀B4，脱附阀B5，对吸附罐B62进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀B4，脱附阀B5，打开干燥阀B6，对吸附罐B62进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀B6；
6）、当在线监测仪6再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪6报警然后进行阀门切换，关闭进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，使气体依次通过吸附罐A61、吸附罐B62进行吸附,即回到步骤1进入循环。
通过对各个阀门的调控，控制吸附、解吸和干燥再生的时间，保证在吸附罐B、C吸附时，在线检测仪报警进行阀门切换时，吸附罐A干燥再生完成，满足再次吸附的条件，随后通过阀门切换进行吸附罐C、A的吸附。整个过程A-B，B-C，C-A循环交替实现吸附、解吸、干燥再生，大大提高罐体的使用率，既能满足二级吸附达标排放的要求，又能最大程度节省设备投入，经济环保。解吸下来的气液混合溶剂通过冷凝的方式，转换成液体，再通过静置分层，形成溶剂层，溶剂、水混合层，水层，后续可以提供进一步的处理工艺将溶剂全部提炼出来，彻底实现VOC吸附回收资源化，整个工艺过程不添加第三组成分，不形成二次污染。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种车间尾气净化处理装置，其特征在于：包括多级冷凝回收装置（1）、喷淋塔（2）、除雾器（3）、串并联循环再生吸附装置（4）和废气排放总管（5）；所述串并联循环再生吸附装置（4）包括吸附系统、解吸系统和干燥再生系统；所述吸附系统由至少三个吸附罐串并联组合实现循环吸附，所述吸附罐分别为：吸附罐A（61）、吸附罐B（62）和吸附罐C（63）；所述废气排放总管（5）上设置有在线监测仪（6），用于检测并处理进入废气排放总管（5）的废气参数；所述除雾器（3）和串并联循环再生吸附装置（4）之间设置有主风机（10）；所述高浓度车间尾气经过多级冷凝回收装置（1）回收部分溶剂，剩余尾气进入喷淋塔（2）去除可溶性溶剂，剩余尾气经过除雾器（3）后通过主风机（10）进入串并联循环再生吸附装置（4），最终吸附净化的气体可达标排放；所述解吸系统包括饱和水蒸气（71）、冷凝器（72）、气液分离器（73）、深冷器（74）、分层槽（75）、计量槽（76）和溶剂泵（77）；所述饱和水蒸气（71）进入吸附了废气的吸附罐，对吸附罐内的废气进行解吸，其解吸下来的气液混合溶剂后进入冷凝器（72）进行冷却分离成气体部分a和液体部分b，其中气体部分a进入气液分离器（73）进一步分离成气体部分c和液体部分d，其中气体部分c回流进入吸附系统（6），所述液体部分b和液体部分d进入深冷器（74）再次冷凝后进入分层槽（75），在分层槽（75）静置分层形成溶剂层e，溶剂、水混合层f，水层g和挥发气体h，其中溶剂层e进入计量槽（76）后通过溶剂泵（77）流入溶剂储槽中，挥发气体h回流进入吸附系统（6），水层g排出；所述干燥再生系统包括干燥风机（81）和空气预热器（82），所述干燥风机（81）将风吹入空气预热器（82）中加热成热风再进入吸附罐中进行干燥再生，使吸附罐可再次进行废气吸附。
2.根据权利要求1所述的一种车间尾气净化处理装置，其特征在于：所述干燥风机（81）前端设置有干燥过滤器（83）。
3.一种利用如权利要求1所述的串并联循环再生吸附装置对车间尾气的吸附再生处理工艺，具体步骤如下：
1）、首先打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，主风机（10）开始吸气，气体依次通过吸附罐A（61）、吸附罐B（62）进行废气吸附，然后通过排空阀B3进入废气排放总管（6），通过在线监测仪（6）检测到的数据作为下一步阀门切换的依据；
2）、当在线监测仪（6）检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪（6）报警然后进行阀门切换，关闭进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，打开进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，使气体依次通过吸附罐B（62）、吸附罐C（63）进行吸附；
3）、当吸附罐B（62）,吸附罐C（63）进行吸附时打开蒸汽阀A4，脱附阀A5，对吸附罐A（61）进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀A4，脱附阀A5，打开干燥阀A6，对吸附罐A（61）进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀A6；
4）、当在线监测仪（6）再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪（6）报警然后进行阀门切换，关闭进气阀B1，排气阀B2，排空阀C3，打开进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，使气体依次通过吸附罐C（62）、吸附罐A（63）进行吸附；
5）、当吸附罐C（62）,吸附罐A（63）进行吸附时打开蒸汽阀B4，脱附阀B5，对吸附罐B（61）进行解吸，解吸完成后，关闭蒸汽阀B4，脱附阀B5，打开干燥阀B6，对吸附罐B（61）进行干燥再生,干燥再生结束后关闭干燥阀B6；
6)、当在线监测仪（6）再次检测到总管中排空气体中VOC浓度达到预设值，在线检测仪（6）报警然后进行阀门切换，关闭进气阀C1，排气阀C2，排空阀A3，打开进气阀A1，排气阀A2，排空阀B3，使气体依次通过吸附罐A（62）、吸附罐B（63）进行吸附,即回到步骤1）进入循环。
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