CN108273354A - 一种voc气体吸附器二级热返回一级节能系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种VOC气体吸附器二级吸附热返回一级节能系统：包括一级吸附机构、进气风机、二级吸附器、冷凝器、循环风机、加热器和储存罐构成；一级吸附机构下部左侧设置有进气管道，进气风机设置在进气管道的下部，一级吸附机构下部右侧设置管道与加热器出口一端连接，一级吸附机构的上部左侧设置有出气管道；其方法包括一级脱附、二级脱附和二级脱附热能返回一级节能再利用；本发明通过利用二级脱附作业后的余热对一级吸附机构脱附的吸附器进行加热，有效的缩短了二级吸附器的冷却时间，同时节省了一级吸附机构脱附的吸附器加热时间和加热器的加热能量，提高了设备的工作效率，极大的节约了能源，降低了生产成本，减轻了企业的经济负担。
Description
技术领域
本发明涉及有机废气回收领域，尤其是一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统及方法。
背景技术
在有机废气治理领域，吸附回收是一种主要且有效的治理方法，吸附回收是利用吸附剂将企业排放废气中的有机挥发物吸附后，再通过冷凝回收的方法将有机挥发物转变为液态物质，直接用于再利用；当一级吸附机构对VOC气体吸附饱和后，需要通过加热惰性气体，再通过热后的惰性气体对一级吸附机构进行脱附，使一级吸附机构内的高浓度VOC气体经过循环吸附到二级吸附机构内，实现对一级吸附器的脱附，之后再通过对二级吸附器进行惰性气体加热，通过冷凝器对含有高浓度VOC气体的惰性气体进行冷却，使高浓度VOC气体从冷凝器中析出，实现对二级吸附机构的脱附，之后再对二级吸附机构进行冷却以供下一次对一级吸附器进行脱附使用；当 再次需要对一级吸附机构进行脱附时，需要再对一级吸附机构进行加热，加热过程需要大量的能源对其进行加热，而且很长时间预热，使设备的整个利用率降低很多，给企业增加使用成本；因此，需要一种新的回工艺来解决现有回收工艺能耗高、设备利用率低和设备预热时间长的问题。
发明内容
本发明提出了一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统及方法，用于解决现有回收工艺能耗高、设备利用率低和设备预热时间长的问题。
本发明的目的采用如下技术方案来实现：
一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，包括一级吸附机构、进气风机、二级吸附器、冷凝器、循环风机、加热器和储存罐；一级吸附机构下部左侧设置有进气管道，进气风机设置在进气管道的下部，一级吸附机构下部右侧设置管道与加热器出口一端连接，一级吸附机构的上部左侧设置有出气管道，一级吸附机构上部右侧设置管道与冷凝器进口连接，冷凝器由循环出口和凝集出口两个出口，冷凝器循环出口通过管道与循环风机进口连接，冷凝器凝集出口通过管道与储存罐连接，循环风机出口与加热器进口连接，二级吸附器设置在一级吸附机构一侧，二级吸附器上部进口通过管道与循环风机进口一端和冷凝器进口一端连接，二级吸附器下部出口通过管道与冷凝器的循环出口一端和加热器出口一端连接，加热器进口一端与出口一端通过管道连接，所有连接管道上均设置有阀门；所述的一级吸附机构由吸附器A、吸附器B、进气切换阀门和出气切换阀门构成，吸附器A与吸附器B并联设置，吸附器A和吸附器B的下端进气口与进气切换阀门上部连接，进气切换阀门的下部通分别与进气风机和加热器出口连接，吸附器A和吸附器B的上端出气口与出气切换阀门下部连接，出气切换阀门上部与出气管道和冷凝器进口连接，吸附器A和吸附器B结构相同，均为活性炭罐形吸附器。
所述的进气切换阀门为两位四通的切换阀门，进气切换阀门为电动控制。
所述的出气切换阀门与进气切换阀门结构相同。
所述的二级吸附器为活性炭罐形吸附器。
所述的循环风机为封闭式循环风机。
所述的一级吸附机构至少由两台吸附器构成。
一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能方法：其包括一级脱附工艺、二级脱附工艺和二级热返回一级脱附循环再利用工艺三个步骤：
一级脱附：VOC气体从进气管道通过进气切换阀门进入一级吸附机构吸附器A内被吸附，洁净空气通过出气切换阀门从出气管道排出，当吸附器A吸附饱和后，切换进气切换阀门位置，使进气管道与吸附器B下部进口与进气管道接通，同时使吸附器A下部进口与加热器出口接通；切换出气切换阀门位置，使出气管道与吸附器B上部出口接通，同时使吸附器A上部出口与冷凝器进口接通，冷凝器循环出口与二级吸附器上口接通；这时吸附器B进行正常吸附，吸附器A进行一级脱附：通过加热器加热惰性气体通过进气切换阀门和管道从吸附器A的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对吸附有机溶剂的活性炭加热，脱附出含有水的VOC气体，脱附出含有水的VOC气体通过吸附器A上部出口、出气切换阀门和管道进入冷凝器内，在冷凝器中把含有水的高温VOC气体降至常温，一部分含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐，另一部分含有少量水的VOC气体通过循环出口管道进入二级吸附器内，二级吸附器对含有少量水的VOC气体进行吸附，二级吸附器下部出口把吸附后的不含水和少量VOC气体的惰性气体进入循环风机进口，循环风机出口与加热器进口连通，加热后的惰性气体再次循环进入吸附器内对其进行脱附，一级脱附时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使一级吸附机构的吸附器A脱附至标准要求后，停止脱附，关闭加热器，连通加热器上部的管道，继续对吸附器A进行循环冷却至常温，完成一级脱附；
二级脱附：关闭一级吸附机构吸附器A上部出气切换阀门与冷凝器之间管道上阀门，关闭吸附器A下部进气管道阀门与加热器之间管道上阀门，这时对二级吸附器进行脱附：通过加热器加热后的惰性气体通过进管道从二级吸附器的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对二级吸附有有机溶剂的活性炭加热，脱附出高浓度VOC气体，脱附出高浓度的VOC气体通过二级吸附器上部出口和管道进入冷凝器内，在冷凝器中把高浓度的高温VOC气体降温冷凝，冷凝后的有机溶剂通过凝集出口管道进入储存罐，冷凝器循环出口再通过循环风机把冷却后不能冷凝的含VOC气体的惰性气体再次进入到加热器内进行加热，加热后的惰性气体再次进入到二级吸附器内对二级吸附器进行脱附，二级脱附时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使二级吸附器脱附至标准要求后，停止脱附；完成二级脱附；
二级脱附热能返回一级脱附循环利用：当一级吸附机构吸附器B饱和后切换进气切换阀门位置，使进气管道与吸附器A下部进口接通，同时使吸附器B下部进口与加热器出口接通；切换进气切换阀门位置，使出气管道与吸附器A上部出口接通，同时使吸附器B上部与冷凝器进口接通；这时吸附器A进行正常吸附，吸附器B进行一级脱附：通过二级吸附器的下部出口连通循环风机进口，循环风机出口把二级吸附器内含有余热的惰性气体通过加热器到达进气切换阀门下部并进入到吸附器B对其进行脱附，在此可明显减少加热器加热功率，脱附出含有水的VOC气体进入冷凝器内，在冷凝器中把含有水的高温VOC气体降至常温，含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐，冷却后含voc气体进入到二级吸附器上口对其罐内的活性炭逐级进行冷却，惰性气体经过二级吸附器后会再次被二级吸附器内的余热加热，加热后的惰性气体再通过循环风机经加热器补热后进入进气切换阀门到吸附器B内对吸附器B进行脱附，随着二级吸附器自上而下逐渐冷却的同时，二级吸附器内的活性炭同时也进行着自上而下的吸附状态，二级脱附热能返回一级脱附循环利用时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使一级吸附机构的吸附器B脱附至标准要求后，停止一级脱附，实现二级脱附热能返回一级脱附循环再利用过程。
本发明提出的技术方案，达到了良好的效果： 通过利用二级脱附作业后的余热对一级吸附机构脱附的吸附器进行加热，有效的缩短了二级吸附器的冷却时间，同时节省了一级吸附机构脱附的吸附器加热时间和加热器的加热能量，提高了设备的工作效率，降低了设备的使用成本，极大的节约了能源，降低了生产成本，减轻了企业的经济负担。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为一级脱附示意图。
图3为二级脱附示意图。
图4为二级脱附后热能返回一级脱附循环再利用示意图。
图中： 1、吸附器A， 2、出气切换阀门， 3、出气管道， 4、阀门， 5、二级吸附器， 6、冷凝器， 7、储存罐，8、循环风机，9、加热器，10、进气管道，11、进气风机，12、进气切换阀门，13、吸附器B，。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
如附图1所示一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，包括一级吸附机构、进气风机11、二级吸附器5、冷凝器6、循环风机8、加热器9和储存罐7；所述的一级吸附机构下部左侧设置有进气管道10，进气风机11设置在进气管道10的下部，一级吸附机构下部右侧设置管道与加热器9出口一端连接，一级吸附机构的上部左侧设置有出气管道3，一级吸附机构上部右侧设置管道与冷凝器6进口连接；一级吸附机构由吸附器A 1、吸附器B 13、进气切换阀门12和出气切换阀门2构成，所述的吸附器A 1与吸附器B 13并联设置，吸附器A 1和吸附器B 13结构相同，均为活性炭罐形吸附器，一级吸附机构至少由两台吸附器构成；所述的吸附器A 1和吸附器B 13的下端进气口与进气切换阀门12上部连接，进气切换阀门12的下部通分别与进气风机11和加热器9出口连接，进气切换阀门11为两位四通的切换阀门，进气切换阀门11为电动控制；所述的出气切换阀门2上部与出气管道3和冷凝器6进口连接，吸附器A 1和吸附器B 13的上端出气口与出气切换阀门2下部连接，出气切换阀门2与进气切换阀门12结构相同；所述的冷凝器6由循环出口和凝集出口两个出口，冷凝器6循环出口通过管道与循环风机8进口连接，冷凝器凝集出口通过管道与储存罐7连接，所述的循环风机8出口与加热器9进口连接，循环风机8为封闭式循环风机；所述的二级吸附器5设置在一级吸附机构一侧，二级吸附器5上部进口通过管道与循环风机8进口一端和冷凝器6进口一端连接，二级吸附器5下部出口通过管道与冷凝器6循环出口一端和加热器9出口一端连接，二级吸附器5为活性炭罐形吸附器；加热器9进口一端与出口一端通过管道连接，所有连接管道上均设置有阀门4。
一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统方法：其包括一级脱附工艺、二级脱附工艺和二级脱附热能返回一级脱附循环再利用工艺三个步骤：
如附图2所示的一级脱附：VOC气体从进气管道通过进气切换阀门12进入一级吸附机构吸附器A 1内被吸附，洁净空气通过出气切换阀门2从出气管道3排出，当吸附器A1吸附饱和后，切换进气切换阀门12位置，使进气管道10与吸附器B13下部进口接通，同时使吸附器A1下部进口与加热器9出口接通；切换出气切换阀门12位置，使出气管道3与吸附器B13上部出口接通，同时使吸附器A1上部出口与冷凝器6进口接通，冷凝器6出口与二级吸附器上口接通，这时吸附器B13进行正常吸附，吸附器A1进行一级脱附：通过加热器9加热惰性气体通过进气切换阀门12和管道从吸附器A1的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对吸附有机溶剂的活性炭加热，脱附出含有水的VOC气体，脱附出含有水的VOC气体通过吸附器A1上部出口和出气切换阀门2和管道进入冷凝器6内，在冷凝器6中把含有水的高温VOC气体降至常温，一部分含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐7，另一部分含有少量水的VOC气体通过循环出口管道进入二级吸附器5内，二级吸附器5对含有少量水的VOC气体进行吸附，二级吸附器5下部出口把吸附后的不含水和被吸附后少量VOC气体的惰性气体进入循环风机8进口，循环风机8出口与加热器9进口连通，加热后的惰性气体再次循环进入吸附器1内对其进行脱附，一级脱附时整个管路阀门4全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使一级吸附机构的吸附器A1脱附至标准要求后，停止脱附，完成一级脱附，关闭加热器，经旁路管道给一级吸附器进行降温，使一级吸附器重新进入吸附状态；
如附图3所示的二级脱附：关闭一级吸附机构吸附器A1上部出气切换阀门12与冷凝器6之间管道上阀门4，关闭吸附器A1下部进气管道阀门12与加热器9之间管道上阀门4，这时对二级吸附器进行脱附：通过加热器9加热后的惰性气体通过进管道从二级吸附器5的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对二级吸附有有机溶剂的活性炭加热，脱附出高浓度VOC气体，脱附出高浓度VOC气体通过二级吸附器5上部出口和管道进入冷凝器6内，在冷凝器6中把高浓度的高温VOC气体降温冷凝，冷凝后的有机溶剂通过凝集出口管道进入储存罐7，冷凝器6循环出口再通过循环风机8把冷却后不能冷凝的含VOC气体的惰性气体再次进入到加热器9内进行加热，加热后的惰性气体再次进入到二级吸附器5内对二级吸附器5进行脱附，二级脱附时整个管路阀门4全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使二级吸附器5脱附至标准要求后，停止脱附，完成二级脱附；
如附图4所示的二级脱附热能返回一级脱附循环再利用：当一级吸附机构吸附器B13饱和后切换进气切换阀门12位置，使进气管道10与吸附器A1下部进口接通，同时使吸附器B13下部进口与加热器9出口接通；切换进气切换阀门2位置，使出气管道3与吸附器A1上部出口接通，同时使吸附器B13上部与冷凝器6进口接通；这时吸附器A1进行正常吸附，吸附器B13进行一级脱附：通过二级吸附器5的下部出口连通循环风机8进口，循环风机8出口把二级吸附器5内含有余热的惰性气体通过换热器到达进气切换阀门12下部并进入到吸附器B13内对其进行脱附，在此可明显减少加热器工作功率，起到节能减排的作用，脱附出含有水的VOC气体，脱附出含有水的VOC气体进入冷凝器6内，在冷凝器6中把含有水的高温VOC气体降至常温，含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐7，冷却后含voc气体进入到二级吸附器5上口对其罐内的活性炭逐级进行冷却对其进行冷却，惰性气体经过二级吸附器5后会再次被二级吸附器5内的余热加热，加热后的惰性气体再通过循环风机8进入进气切换阀门12到吸附器B13内对吸附器B13进行脱附，随着二级吸附器5自上而下逐渐冷却的同时，二级吸附器5内的活性炭同时也进行着自上而下的吸附状态，二级脱附热能返回一级脱附循环利用时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤，使一级吸附机构的吸附器B脱附至标准要求后，停止一级脱附，实现二级脱附热能返回一级脱附循环再利用过程。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (7)
1.一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，包括一级吸附机构、进气风机、二级吸附器、冷凝器、循环风机、加热器和储存罐；其特征是：一级吸附机构下部左侧设置有进气管道，进气风机设置在进气管道的下部，一级吸附机构下部右侧设置管道与加热器出口一端连接，一级吸附机构的上部左侧设置有出气管道，一级吸附机构上部右侧设置管道与冷凝器进口连接，冷凝器由循环出口和凝集出口两个出口，冷凝器循环出口通过管道与循环风机进口连接，冷凝器凝集出口通过管道与储存罐连接，循环风机出口与加热器进口连接，二级吸附器设置在一级吸附机构一侧，二级吸附器上部进口通过管道与循环风机进口一端和冷凝器进口一端连接，二级吸附器下部出口通过管道与冷凝器的循环出口一端和加热器出口一端连接，加热器进口一端与出口一端通过管道连接，所有连接管道上均设置有阀门；所述的一级吸附机构由吸附器A、吸附器B、进气切换阀门和出气切换阀门构成，吸附器A与吸附器B并联设置，吸附器A和吸附器B的下端进气口与进气切换阀门上部连接，进气切换阀门的下部通分别与进气风机和加热器出口连接，吸附器A和吸附器B的上端出气口与出气切换阀门下部连接，出气切换阀门上部与出气管道和冷凝器进口连接，吸附器A和吸附器B结构相同，均为活性炭罐形吸附器。
2.根据权利要求1所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，其特征是：所述的进气切换阀门为两位四通的切换阀门，进气切换阀门为电动控制。
3.根据权利要求1所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，其特征是：所述的出气切换阀门与进气切换阀门结构相同。
4.根据权利要求1所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，其特征是：所述的二级吸附器为活性炭罐形吸附器。
5.根据权利要求1所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，其特征是：所述的循环风机为封闭式循环风机。
6.根据权利要求1所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统，其特征是：所述的一级吸附机构至少由两台吸附器构成。
7.一种利用权利要求1或2或3或4或5所述的一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能系统的方法，其特征是：一种VOC气体吸附器二级热返回一级节能方法：其包括一级脱附工艺、二级脱附工艺和二级脱附热能返回一级脱附循环再利用工艺三个步骤：
一级脱附：VOC气体从进气管道通过进气切换阀门进入一级吸附机构吸附器A内被吸附，洁净空气通过出气切换阀门从出气管道排出，当吸附器A吸附饱和后，切换进气切换阀门位置，使进气管道与吸附器B下部进口与进气管道接通，同时使吸附器A下部进口与加热器出口接通；切换出气切换阀门位置，使出气管道与吸附器B上部出口接通，同时使吸附器A上部出口与冷凝器进口接通，冷凝器出口与二级吸附器上口接通；这时吸附器B进行正常吸附，吸附器A进行一级脱附：通过加热器加热惰性气体通过进气切换阀门和管道从吸附器A的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对吸附有机溶剂的活性炭加热，脱附出含有水的VOC气体，脱附出含有水的VOC气体通过吸附器A上部出口、出气切换阀门和管道进入冷凝器内，在冷凝器中把含有水的高温VOC气体降至常温，一部分含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐，另一部分含有少量水的VOC气体通过循环出口管道进入二级吸附器内，二级吸附器对含有少量水的VOC气体进行吸附，二级吸附器下部出口把吸附后的不含水和被吸附后少量VOC气体的惰性气体进入循环风机进口，循环风机出口与加热器进口连通，加热后的惰性气体再次循环进入吸附器内对其进行脱附，一级脱附时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使一级吸附机构的吸附器A脱附至标准要求后，停止脱附，完成一级脱附；
（关于吸附器A\B：吸附器并不限于A\B两台，在实际应用中根据厂家提供的运行参数来确定吸附器数量，最少采用两台或两台以上的吸附器依次交替进行吸附、脱附）
二级脱附：关闭一级吸附机构吸附器A上部出气切换阀门与冷凝器之间管道上阀门，关闭吸附器A下部进气管道阀门与加热器之间管道上阀门，这时对二级吸附器进行脱附：通过加热器加热后的惰性气体通过进管道从二级吸附器的下部进口进入内部，加热后的惰性气体对二级吸附有有机溶剂的活性炭加热，脱附出高浓度VOC气体，脱附出高浓度的VOC气体通过二级吸附器上部出口和管道进入冷凝器内，在冷凝器中把高浓度的高温VOC气体降温冷凝，冷凝后的有机溶剂通过凝集出口管道进入储存罐，冷凝器循环出口再通过循环风机把冷却后不能冷凝的含VOC气体的惰性气体再次进入到加热器内进行加热，加热后的惰性气体再次进入到二级吸附器内对二级吸附器进行脱附，二级脱附时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使二级吸附器脱附至标准要求后，停止脱附；完成二级脱附；
二级脱附热能返回一级脱附循环再利用：当一级吸附机构吸附器B饱和后切换进气切换阀门位置，使进气管道与吸附器A下部进口接通，同时使吸附器B下部进口与加热器出口接通；切换进气切换阀门位置，使出气管道与吸附器A上部出口接通，同时使吸附器B上部与冷凝器进口接通；这时吸附器A进行正常吸附，吸附器B进行一级脱附：通过二级吸附器的下部出口连通循环风机进口，循环风机出口把二级吸附器内含有余热的惰性气体通过换热器到达进气切换阀门下部并进入到吸附器B对其进行脱附，在此可明显减少加热器工作功率，起到节能减排的作用，脱附出含有水的VOC气体进入冷凝器内，在冷凝器中把含有水的高温VOC气体降至常温，含有水的VOC气体通过凝集出口管道进入储存罐，冷却后含VOC气体进入到二级吸附器上口对其罐内的活性炭逐级进行冷却，惰性气体经过二级吸附器后会再次被二级吸附器内的余热加热，加热后的惰性气体再通过循环风机经加热器补热后进入进气切换阀门到吸附器B内对吸附器B进行脱附，随着二级吸附器自上而下逐渐冷却的同时，二级吸附器内的活性炭同时也进行着自上而下的吸附状态，二级脱附热能返回一级脱附循环利用时整个管路阀门全部打开形成循环管路，按以上操作步骤循环往复，使一级吸附机构的吸附器B脱附至标准要求后，停止一级脱附，实现二级脱附热能返回一级脱附循环再利用过程。
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