CN108579324B - 一种回收含溴烟气中Br2的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回收含溴烟气中Br₂的装置及方法，包括有吸附柱、酸性气体脱除装置、Br₂冷凝装置和液溴贮存装置；吸附柱的壳体内设置有超细纤维填料和压紧装置，超细纤维填料填充于壳体内；压紧装置包括有驱动单元和压板，驱动单元驱动压板压紧或者松驰超细纤维填料；设置有吸附系统和解吸系统；吸附系统包括有依次通过管路连接的吸附柱和酸性气体脱除装置；解吸系统包括有通过管路连接的吸附柱、Br₂冷凝装置、液溴贮存装置和酸性气体脱除装置；管路设置有多个切换吸附系统或解吸系统的阀门。本发明的装置及方法具有吸附效率高、吸附剂再生周期长、适应实际生产、操作灵活的优点。

Description

一种回收含溴烟气中Br2的装置及方法

技术领域

本发明涉及燃烧生成物或燃烧余渣的清除或处理技术领域，尤其涉及一种回收含溴烟气中Br₂的装置及方法。

背景技术

出于使用过程安全性考虑，印刷线路板须在生产过程中添加阻燃剂。由于有机溴系列阻燃剂具有阻燃性能好、不影响线路板基材的性能、价格适中等优势，被大多数印刷线路板生产商使用。尽管部分溴系列阻燃剂(如多溴联苯醚、六溴环十二烷等）产品在许多国家被禁用，各种无卤阻燃剂不断被推出。但是由于性价比高，且被认为在线路板使用过程中对接触人群相对比较安全，四溴双酚A仍在包括欧盟在内的一些国家广泛使用。同时，阻燃效果好、对环境而言安全性更高的新品种被不断推出。因此溴系阻燃剂（BFRs）在很长一段时间内仍将是印刷线路板所使用的主要阻燃剂。样品中Br含量通常在3.2～8.5 wt.%范围内。1吨线路板含有数十公斤Br，数量十分可观。

采用火法冶金工艺处理废弃印刷线路板时，贵金属回收率最高、还可以直接利用树脂中的热能、利用玻璃纤维做造渣剂。在高温燃烧过程中，原料中绝大多数有机溴转化为HBr进入烟气（转化率可超过99.9%）。91%以上的HBr将在后燃区转化为Br₂，形成高浓度Br₂烟气。以原料含Br 6 wt.%计，1吨线路板约产生27kgBr₂（烟气中Br₂浓度约5g/Nm³）。若采用物理方法从冷却烟气中有效分离Br₂，配合冷凝工艺，可将污染物Br₂变成可直接利用的产品，有效回收。

中国发明专利（专利号：ZL 2013 1 0251704.1）提供了“一种含溴高温烟气的综合处理回收利用工艺及装置”。该发明通过将从高温燃烧室及二燃室出来的高温烟气进入余热锅炉冷却；充分冷却后的烟气进入溴吸附装置，溴吸附装置饱和后，采用少量热风对吸附质进行再生，再生产生的高浓度含溴气体进入Br₂冷凝装置。该发明所用吸附剂为分子筛、活性炭等传统吸附剂。

中国发明专利申请（申请号：2015 1 0944067.5）公开了一种“在后燃区分离回收烟气中Br₂的方法”，采用超细纤维作为吸附剂，包括“吸附”分离烟气中Br₂—“解吸”被吸附的Br₂—分离“解吸剂”等步骤，最终可获得溴素。

经过发明人研究发现，与传统吸附剂不同，超细纤维填料属于“软性”吸附剂。与传统“刚性”吸附剂（活性炭、分子筛等）相比，超细纤维做吸附剂时，其吸附特性及吸附柱床层的透过曲线不同。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种充分利用超细纤维吸附剂的吸附容量空间、满足实际生产中烟气浓度变化较大时高效吸附的需求、系统操作简单、吸附剂再生方便的含溴烟气回收技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种充分利用吸附剂的吸附容量空间、满足实际生产中烟气浓度变化较大时高效吸附的需求、系统操作简单、吸附剂再生方便的回收含溴烟气中Br₂的装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其中：设置有吸附系统和解吸系统，包括有吸附柱、酸性气体脱除装置、Br₂冷凝装置和液溴贮存装置；所述吸附柱的壳体内设置有超细纤维填料和压紧装置，所述超细纤维填料填充于所述壳体内；所述压紧装置包括有驱动单元和压板，所述驱动单元驱动所述压板压紧或者松弛所述超细纤维填料；所述吸附系统包括有依次通过管路连接的吸附柱和酸性气体脱除装置，烟气出口连接所述吸附柱的前通气口，酸性气体脱除装置连接所述吸附柱的后通气口；所述解吸系统包括有通过管路连接的吸附柱、Br₂冷凝装置、液溴贮存装置和酸性气体脱除装置，（其他工序的）清洁气体出口连接所述吸附柱的后通气口，所述Br₂冷凝装置分别连接所述吸附柱的前通气口、所述液溴贮存装置和所述酸性气体脱除装置；所述管路设置有多个切换吸附系统或解吸系统的阀门。

优选的，设置有引风机，在所述吸附系统中，所述引风机与所述酸性气体脱除装置的出气口连接；在所述解吸系统中，所述引风机与所述酸性气体脱除装置的出气口连接。

优选的，所述吸附系统和解吸系统中的酸性气体脱除装置可以为同一个装置，所述吸附系统和解吸系统中的引风机可以为同一台设备。

优选的，所述吸附柱设置为二个以上，在所述吸附系统中，二个以上所述吸附柱依次通过管路串联连接；在所述解吸系统中，二个以上所述吸附柱通过管路并联连接。

另一优选的，在所述吸附系统中，设置有连通所述吸附柱的后通气口和所述吸附柱的前通气口的旁通管路和阀门。所述吸附系统中，每一级吸附柱的后通气口均可通过旁通管路与第一级吸附柱烟的前通气口相连通，也可以通过旁通管路与该级吸附柱的前通气口相连通，旁通管路上设有阀门。由此，多级串联的吸附柱中每一级后通气口排出的烟气可部分返回进行二次吸附操作，使得每一级吸附柱内吸附剂的吸附容量得以充分利用，同时吸附操作可以适应不同浓度的烟气，根据排放需求进行灵活操作。进行解吸操作时，若吸附柱内气体流向与吸附操作时的烟气流向一致，则从前面吸附剂填料中解吸出来的吸附质可能被后面的吸附剂后重新吸附，极大地延长了解吸所需时间。类似地，若采用抽真空解吸方式，同样从前面吸附剂解吸出来的Br₂被后端吸附剂吸附。因此，进行解吸操作时所有吸附柱为并联连接，清洁气体从吸附柱的解吸气体总进气口（或每一个吸附柱的清洁气体进气口）进入每一个吸附柱，携带Br₂的解吸气体从吸附柱的解吸气体总出气口排出，吸附柱内气体流向与吸附操作时的烟气流向相反，解吸气体中Br₂浓度逐渐增加，并且吸附柱内的填料分段解吸，从而提高解吸速率。

优选的，所述吸附柱由两个以上的吸附柱通过管路并联组成。当每一级由两个或两个以上的吸附柱并联组成的时，每一级吸附柱的后通气孔还通过一条旁通管路与吸附柱的烟气进口相连通，也可以通过一条旁通管路与该级吸附柱的级前通气口相连通，旁通管路上设有阀门。

另一优选的，在所述吸附系统中，设置有连通所述吸附柱的后通气口和所述烟气出口的旁通管路和阀门。借助旁通管路，进行吸附操作时，从某一级吸附柱出来的烟气中一部分可以与从前一级吸附柱出来的部分烟气一起重新进入该级吸附柱，或者从某一级吸附柱出来的烟气中一部分可以与来自前道工序的含溴烟气一起进入第一级吸附柱，由此当该级吸附柱被穿透后进入吸附柱的烟气中Br₂平均浓度较没有使用旁通管路时低，由此，继续利用吸附柱剩余吸附能力。使进入最后一级吸附柱的吸附浓度降低，延长最后一级吸附柱被穿透时间。最终，延长了吸附柱吸附周期时间。

更优选的，所述吸附柱设置为四个。在第三级吸附柱的后通气口设置烟气检测装置，当第三级吸附柱排出的烟气浓度达到设定值时，烟气从第三级吸附柱的后通气口排出返回第一级吸附柱的前通气口。达到充分吸附烟气中Br₂的目的。

优选的，所述吸附柱设置为细长吸附柱。减小吸附柱的截面积，高度增加，这样对提高吸附容量是有利的。吸附柱的设计应选择合理的高/径比(h/D)，以达到最佳的吸附效果。所述吸附柱总长度（高度）的确定不以传质单元高度为依据。可以根据预设的单位吸附剂平均吸附容量及再生周期时间确定。

烟气依次经过多级串联吸附柱中的超细纤维填料，若烟气中Br₂浓度满足排放要求，则经过酸性气体脱除装置处理后将烟气排放。优选的，酸性气体脱除装置内置碱性试剂（如CaO）、吸水试剂（如硅胶、CaCl₂等），脱除可能残存的微量酸性气体和水分。

优选的，所述超细纤维填料设置为超细纤维织物。使用超细纤维织物做为填料，可以为碎片状、粒状或者团状的织物。另一优选的，所述超细纤维填料为聚酯超细纤维织物、聚酰胺超细纤维织物、聚苯乙烯超细纤维、聚乙烯超细纤维或聚丙烯超细纤维中的一种或几种。

优选的，所述的酸性气体脱除装置为耐腐蚀干介质过滤器，过滤介质为碱性物质，所述碱性物质可以是CaO、NaOH、Na₂CO₃中的一种。

优选的，所述壳体内壁覆盖有耐腐蚀材料。如塑料防腐层、聚四氟乙烯、碳纤维或者氧化铜。若待处理烟气中含有较多酸性或者碱性物质，可能的腐蚀通常发生在金属材质的吸附柱内壁，降低装置寿命。设置塑料防腐层有助于提高设备安全性、使用寿命。

优选的，所述驱动单元设置为电磁吸控装置，所述电磁吸控装置包括有电磁铁和弹簧，所述压板设置为导磁良好的金属板，所述弹簧分别与所述电磁铁和所述金属板连接，所述电磁铁通电时吸引所述金属板压缩所述弹簧移动。使用电磁吸控装置，当进行吸附操作时，电磁铁断电，弹簧自然伸展推动压板压紧超细纤维织物。当进行解吸操作时，给电磁铁通电，压板受电磁铁吸引，压缩弹簧，使超细纤维织物舒展。使用电磁吸控装置还具有工作体积小、结构简单、安全可靠的特点，并且其机械结构不易受到烟气腐蚀。

由于超细纤维织物吸附烟气中Br₂的主要作用机制包括毛细凝聚，同时吸附剂本身是“软性”质地，在吸附装置容器内，随着外加压力的不同，其装填密度不同，吸附剂内孔孔径不同，吸附剂比表面积不同，随之吸附效果不同。当超细纤维填料压力很大、内孔孔径很小时，容易发生毛细凝聚现象。毛细凝聚使得吸附剂平衡吸附容量、吸附速率、解吸特性等均发生变化。因而设置压紧装置，解吸时松开压紧装置，使得吸附剂舒展，吸附剂内孔增大，毛细凝聚产生的液体迅速气化释放出来。通过调节织物被压紧、松弛程度，可以灵活调节吸附、解吸操作时吸附柱内填料的特性。

优选的，所述压板的一端设置有中心柱，所述中心柱的圆周方向设置有分枝。中心柱插入超细纤维填料中，当压板被吸引移动时，中心柱上的分枝拖动部分超细纤维填料，从而进一步松弛/松动原本压紧的超细纤维填料，使超细纤维填料舒展、蓬松，有利于加速解吸过程。

另一优选的，所述压板的一端设置有柔性连接，有多个分布于所述超细纤维填料中的压紧片，所述压紧片的直径小于所述压板。所述每个压紧片间通过带连接或者链连接与压板连接，超细纤维填料填充在压紧片之间，当压板压紧超细纤维填料时，压紧片间柔性连接松弛，利于超细纤维填料被压的更紧实。当压板向松弛超细纤维填料方向移动时，压板拉紧压紧片，其每个压紧片间的带连接或者链连接紧绷，使吸附柱内超细纤维填料均匀分散松弛，有利于加速解吸过程。

另一优选的，所述驱动单元设置为直线气缸驱动装置。当处理某些敏感易爆的气体时，可以使用直线气缸驱动装置，所述直线气缸固定于所述吸附柱的一端，述气缸的活塞杆驱动所述压板移动。

另一优选的，所述驱动单元设置为电机齿条驱动装置。将电机固定于所述吸附柱的一端，通过固定在所述电机转轴上的齿轮，驱动直线齿条副带动所述压板移动。使用电机驱动压板可以更灵活控制超细纤维填料的压紧程度，可以针对不同工况进行调整。

优选的，吸附柱外壳设有冷却装置，进行吸附操作时启用冷却装置，冷却方式可以采用水冷也可以采用风冷。

优选的吸附柱外壳设有加热装置，进行解吸操作时启用加热装置。

优选的，所述Br₂冷凝装置为间接换热冷却装置，冷却介质可以是水、空气、氨水溶液。

本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种回收含溴烟气中Br₂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现，包括有以下步骤：

a.启动吸附系统时，关闭清洁气体出口与吸附柱清洁气体进气口或吸附柱的解吸气体总进气口之间管路上的阀门，或关闭连通清洁空气与解吸气体总进气口的管路上的阀门；关闭Br₂冷凝装置与酸性气体脱除装置之间管路上的阀门；所述驱动单元驱动所述压板压紧超细纤维填料，将待回收处理的含溴烟气从烟气出口连接所述吸附柱的前通气口送入所述吸附柱，经过吸附柱内的超细纤维填料吸附后从吸附柱的后通气口排出，得脱Br₂烟气；

b.脱溴烟气经过酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放；

c.从所述吸附柱的烟气出口处的取样口取样分析，当样品中Br₂浓度达到吸附柱穿透浓度时，最后一级吸附柱开始被穿透，吸附趋于饱和，切换管路中的阀门，关闭所述烟气出口与吸附柱的烟气进口之间管路阀门，关闭吸附柱的烟气出口与酸性气体脱除装置之间管路上的阀门；打开清洁气体出口与吸附柱的后通气口或吸附柱的解吸气体总进气口之间管路上的阀门，或打开连通清洁空气与吸附柱的解吸气体总进气口的管路上的阀门；打开Br₂冷凝装置与酸性气体脱除装置之间管路上的阀门；切换管路中的阀门，启动解吸系统，所述驱动单元驱动所述压板松弛所述超细纤维填料，将清洁气体从所述吸附柱的后通气口送入吸附柱，所述清洁气体穿过所述吸附柱内的超细纤维填料、携带解吸下来的Br₂从所述吸附柱的前通气口排出，得解吸气体；

d.所述解吸气体进入所述Br₂冷凝装置后进行冷凝，得液溴和脱溴烟气；

e.冷凝析出的液溴进入所述液溴贮存装置，脱溴烟气经过所述酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放。

优选的，进行吸附操作时，第二级吸附柱开始穿透，从第二级吸附柱出来的部分烟气也可以直接通过旁通管路经吸附柱的前通气口重新进入第二级吸附柱，类似的，从某一级吸附柱出来的部分烟气也可以直接通过旁通管路经该级吸附柱的前通气口重新进入该级吸附柱进行二次吸附。

本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种回收含溴烟气中Br₂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现，包括有以下步骤：

a.启动吸附系统时，所述驱动单元驱动所述压板压紧超细纤维填料，将待回收处理的含溴烟气从烟气出口连接所述第一级吸附柱的前通气口送入，烟气依次穿过串联连接的各级吸附柱，经过吸附柱内的超细纤维填料吸附后，从最后一级吸附柱的后通气口排出，得脱溴烟气；

b.脱溴烟气经过酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放；

c.当吸附趋于饱和，切换管路中的阀门，启动解吸系统，所述驱动单元驱动所述压板松弛所述超细纤维填料，将的清洁气体分别从并联连接的所述吸附柱的后通气口送入吸附柱，所述清洁气体穿过所述吸附柱内的超细纤维填料、携带解吸下来的Br₂从所述吸附柱的前通气口排出，得解吸气体；

d.所述解吸气体进入所述Br₂冷凝装置后进行冷凝，得液溴和脱溴烟气；

e.冷凝析出的液溴进入所述液溴贮存装置，脱溴烟气经过所述酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放。

优选的，所述步骤a中，吸附柱的后通气口设置有烟气检测装置，当吸附柱排出的烟气浓度达到设定值时，通过旁通管路将吸附柱的后通气口排出的烟气部分返回吸附柱的前通气口或烟气出口。

更优选的，在步骤b中，使用加热的清洁气体（预先加热至80℃左右）对超细纤维填料进行吹扫。

优选的，在步骤b中，可以采用抽真空方式对超细纤维填料进行解吸。

本发明的有益效果：

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置及方法，具有以下优点和特点：

1. 所述装置系统的多级吸附柱，除最后一级的吸附柱外，每一级吸附柱与下一级吸附柱相串联的管路上还设有旁通管路与该级吸附柱烟气进口相连通，或者与第一级吸附柱烟气进口相连通，旁通管路上设有阀门。借助旁通管路，除最后一级吸附柱外，即使吸附柱穿透后，仍然可以较好地继续利用这些吸附柱剩余吸附能力，同时进入最后一级吸附柱的烟气浓度降低，使得最后一级吸附柱被穿透时间延长。最终，装置的整个吸附周期时间得以延长。

2. 生产实际中，借助旁通管路，烟气回流返混，使吸附工艺可以适应实际生产中烟气中Br₂浓度可能波动较大的现场条件。

3. 进行解吸操作时所有吸附柱为并联连接，吸附柱内气体流向与吸附操作时的烟气流向相反。避免流向一致时可能导致的从前面吸附剂填料中解吸出来的吸附质被后面的吸附剂重新吸附的现象，从而提高解吸速率。

4. 最后一级吸附柱中聚酯超细纤维填料的压紧密度较前面各级中聚酯超细纤维填料的压紧密度大，更适应该级吸附柱进气浓度较低的工作环境，提高最后一级吸附柱的吸附效率、延长吸附柱的工作时间。

5. 使用聚酯超细纤维填料作为吸附剂，对烟气中Br₂的吸附效率高。

6. 借助吸附柱内可调节的压紧装置调节超细纤维填料的装填密度，使得吸附柱中不同级吸附柱的压紧密度不同，获得更高的吸附效率。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的方法的工艺流程示意图；

图2是本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的方法的吸附系统组成及吸附操作工艺流程示意图；

图3是本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置中解吸系统组成及解吸操作工艺流程示意图；

图4是本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置的吸附柱的一种实施方式的结构示意图；

图5是图4中的“A——A”剖面结构示意图；

图6是本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置的一种实施方式的流程示意图。

在图1至图6中包括有：

1——吸附柱、

11——壳体、

12——前通气口、

13——后通气口、

14——超细纤维填料、

15——电磁吸控装置、

16——电磁铁、

17——弹簧、

18——压板、

19——中心柱、

20——分枝、

21——清洁气体进气口、

22——解吸气体出气口、

100——第一级吸附柱、

101——第一吸附进气口、

102——第一吸附出气口、

103——第一清洁气体进气口、

104——第一解吸出气口、

200——第二级吸附柱、

201——第二吸附进气口、

202——第二吸附出气口、

203——第二清洁气体进气口、

204——第二解吸出气口、

300——第三级吸附柱、

301——第三吸附进气口、

302——第三吸附出气口、

303——第三清洁气体进气口、

304——第三解吸出气口、

400——第四级吸附柱、

401——第四吸附进气口、

402——第四吸附出气口、

403——第四清洁气体进气口、

404——第四解吸出气口、

2——酸性气体脱除装置、

3——Br₂冷凝装置、

31——Br₂冷凝装置进气口、

32——Br₂冷凝装置出气口、

33——Br₂冷凝装置液溴出口、

34——冷却介质入口、

35——冷却介质出口、

4——液溴贮存装置、

5——引风机、

603——解吸气体总进气口、

604——解吸气体总出气口。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明的吸附系统组成示意及吸附操作工艺流程框图如图1、图2 所示。包括，吸附柱、酸性气体脱除装置、引风机。图1为每级吸附柱只有单一的吸附柱，而图2为每级吸附柱有2个并联的吸附柱。不难理解，每级可以有多个吸附柱并联，具体设置多少个，根据实际待处理烟气气量、特性确定；解吸系统组成示意及解吸操作工艺流程框图如图3所示（以每级有2个并联的吸附柱为例），除吸附柱、酸性气体脱除装置、引风机外，还包括Br₂冷凝装置、液溴贮存装置。

吸附系统与解吸系统中的吸附柱、酸性气体脱除装置、引风机为同个/套设备，但是通过不同的管路系统相连接，通过阀门切换吸附操作和解吸操作。

吸附操作时，以图1为例。在吸附操作初期，来自烟气出口的经初步冷却、净化后的含Br₂烟气，依次进入各级吸附柱，烟气中的Br₂被吸附柱内的超细纤维织物填料截留下来。脱Br₂的烟气进入酸性气体脱除装置，去除烟气中可能残留的微量酸性气体。酸性气体脱除装置出来的气体经引风机排放。随着吸附操作的进行，各级吸附柱将逐渐穿透。除最后一级吸附柱外，各级吸附柱依次发生穿透后，从该吸附柱出来的烟气将有部分通过旁通管路返回进入第一级吸附柱，其余的依然进入下一级吸附柱。此外，图1中没有表示出：从该吸附柱出来的部分烟气也可以通过旁路从该吸附柱前通气口返回、重新进入该吸附柱。

当最后一级吸附柱出现穿透后，切断烟气出口与吸附柱的烟气进口管路上的阀门，停止烟气进入吸附柱。清洁空气（必要时先预热）从每一个吸附柱清洁气体进气口21进入、逆向穿过每一个吸附柱。吸附剂床层中的Br₂释放出来与进入的气体一起形成解吸气体，解吸气体从吸附柱解吸气体出气口22出来后依次进入Br₂冷凝装置、酸性气体脱除装置，然后经引风机排放。Br₂冷凝装置冷凝出来的液溴流入液溴贮存装置。

吸附柱中的每一个吸附柱的吸附柱壳体11内设置有聚酯超细纤维填料14及电磁吸控装置15（参见图4、图5）。电磁吸控装置15包括有电磁铁16和弹簧17，压板18。压板18为导磁良好的金属板，压板18的一端设置有中心柱19，中心柱19的圆周方向设置有分枝20。弹簧17分别与电磁铁16和金属板连接，电磁铁16通电时吸引金属板压缩弹簧17移动。当进行吸附操作时，电磁铁16断电或减小所供电流，弹簧17自然伸展或适度伸展推动压板18压紧聚酯超细纤维织物填料14。当进行解吸操作时，给电磁铁16通电，压板18受电磁铁16吸引，压缩弹簧17，带动中心柱19上的分枝20松动聚酯超细纤维织物填料14。电磁铁16和压板18上均留有气体穿过的通道。

本实施例设置有四级吸附柱（参见图6，图中各管道上的S表示阀门，M表示驱动马达，T表示温度计），包括第一级吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300和第四级吸附柱400。第一吸附进气口101通过管路与前道工序的烟气出口相连通，第一吸附出气口102与第二吸附进气口201相连通。类似地，第二吸附出气口202与第三吸附进气口301、第三吸附出气口302与第四吸附进气口401相连通。同时，除最后一级吸附柱的第四级吸附柱400外，每一级吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300出口第一吸附出气口102、第二吸附出气口202、第三吸附出气口302都有各自旁通管路管道分别与第一吸附进气口101相连通，每个旁通管道上设有阀门S，需要时开启。此外，其他工序的清洁气体出口通过管路与吸附柱的解吸气体总进气口603相连通，管路上设有阀门S。解吸气体总进气口603通过并联的不同管路分别与吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300、第四级吸附柱400末端的第一清洁气体进气口 103、第二清洁气体进气口203、第三解吸进气口303、第四清洁气体进气口403相连通。各吸附柱前端有第一解吸出气口104、第二解吸出气口204、第三解吸出气口304、第四解吸出气口404，通过管道与Br₂冷凝装置进气口31相连通。Br₂冷凝装置出气口32通过管道与酸性气体脱除装置2进气口相连通。Br₂冷凝装置液溴出口33通过管道与液溴贮存装置4相连。Br₂冷凝装置还另设有冷却介质入口34、冷却介质出口35。

进行吸附操作时，清洁气体管路阀门S关闭、解吸气体相关管路阀门S关闭。同时，各吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300、第四级吸附柱400中的电磁吸控装置15未通电，因而弹簧处于自然伸展状态，推动压紧片压紧吸附柱中的聚酯超细纤维织物。

被冷却至室温且除尘后的烟气（浓度约1500 mg/Nm³）经过前道工序的烟气出口依次通过串联的第一级吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300、第四级吸附柱400。烟气中的Br₂被吸附柱中的聚酯超细纤维织物吸附。脱Br₂后的烟气经酸性气体脱除装置2由引风机5排放。酸性气体脱除装置内置碱性试剂（CaO）、吸水试剂（硅胶或CaCl₂）。随着吸附的进行，先后分别在第一吸附出气口102、第二吸附出气口202、第三吸附出气口302、第四吸附出气口402取样分析。当从前3个吸附柱出来的烟气中Br₂浓度分别超过75 mg/Nm³、50 mg/Nm³、25 mg/Nm³时，开启相应的旁通管路阀门，对应的吸附柱出口烟气部分通过旁通管路返回、与来自前道工序未被吸附处理过的烟气一起再次进入吸附柱100。

经过长时间吸附，吸附柱烟气出口处的烟气中基本不含Br₂（取样分析，烟气中Br₂浓度低于2mg/Nm³) 。但当吸附进行到一定时刻，吸附柱烟气出口处的烟气中Br₂浓度明显迅速增加，当Br₂浓度超过了20mg/Nm³，可以认为最后一级吸附柱的第四级吸附柱400也被穿透，该回收含溴烟气中Br₂的装置系统进入解吸操作环节。

进行解吸操作时，前道工序的烟气出口与第一级吸附装置100相连通的烟气管路上阀门S关闭、最后一级吸附柱与酸性气体脱除装置之间的相连的管道上阀门S关闭。同时，各吸附柱中100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300、第四级吸附柱400中的电磁吸控装置15通电，吸附柱中的聚酯超细纤维织物填料14处于松弛状态。

少量清洁空气（预先加热至80℃左右）通过解吸气体总进气口603、分别经不同管路由各第一清洁气体进气口103、第二清洁气体进气口203、第三清洁气体进气口303、第四清洁气体进气口403逆向进入吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300、第四级吸附柱400，对聚酯超细纤维织物填料进行吹扫。然后，携带Br₂的解吸气体分别从第一解吸出气口104、第二解吸出气口204、第三解吸出气口304、第四解吸出气口404排出，经解吸气体总出气口604及管路进入Br₂冷凝装置3。在Br₂冷凝装置内3，解吸气体中高浓度的Br₂冷凝析出形成液溴，最终流入液溴贮存装置4。解吸气体从Br₂冷凝装置3排出后进入酸性气体脱除装置2，然后经引风机5排放。

采用如上所述部分烟气返回工艺处理烟气，吸附周期延长，单位质量的吸附剂吸附的Br₂较不采用烟气返回工艺可以多出25%以上。

实施例2

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置的实施方式之一，本发明的吸附系统组成示意及吸附操作工艺流程框图如图4、图5 所示。包括有吸附柱1包括有柱形壳体11和分居壳体11两端的前通气口12和后通气口13，壳体11内设置有超细纤维填料14和压紧装置，超细纤维填料14填充于壳体11内；压紧装置包括有驱动单元和压板18，驱动单元驱动压板18压紧或者松弛超细纤维填料14。应当理解的是，分居壳体11两端的前通气口12和后通气口13可以对称分布，也可以按实际情况做出调整，比如放到壳体11中间。前通气口12和后通气口13可以设置为不止一个，也可以在前通气口12或者后通气口13设置二位三通控制阀对进入或者排出的气体切换控制。在本实施例中前通气口12和后通气口13设置为如图1所示。

具体的，超细纤维填料14设置为超细纤维织物。使用超细纤维织物做为填料，可以为碎片状、粒状或者团状的织物。本实施例中设置为碎片状聚酯超细纤维织物和聚苯乙烯超细纤维织物混合物。

具体的，驱动单元设置为电磁吸控装置15，如图1，电磁吸控装置15包括有电磁铁16和弹簧17，压板18设置为导磁良好的金属板，弹簧17分别与电磁铁16和金属板连接，电磁铁16通电时吸引金属板压缩弹簧17移动。使用电磁吸控的弹力压紧装置，当进行吸附操作时，电磁铁16断电，弹簧17自然伸展推动压板18压紧超细纤维织物。当进行解吸操作时，给电磁铁16通电，压板18受电磁铁16另一极吸引，压缩弹簧17，使超细纤维织物舒展。使用电磁吸控装置15还具有工作体积小、结构简单、安全可靠的特点，并且其机械结构不易受到烟气腐蚀。

具体的，压板18的一端设置有中心柱19，中心柱19的圆周方向设置有分枝20，如图2。中心柱19插入超细纤维填料14中，当压板18被吸引移动时，中心柱19上的分枝20拖动部分超细纤维填料14，从而进一步松动原本压紧的超细纤维填料14，使超细纤维填料14舒展、蓬松，有利于加速解吸过程。

一种用于烟气处理的方法的实施方式之一，包括有以下步骤：

a.当进行烟气吸附时，驱动单元驱动压板18压紧，将待回收处理的烟气从烟气出口连接吸附柱1的前通气口12，经过吸附柱1的超细纤维填料14吸附后从吸附柱1的后通气口13排出；

b.当进行烟气解吸时，驱动单元驱动压板18松弛超细纤维填料14，将清洁气体从吸附柱1的后通气口13，通过吸附柱1的超细纤维填料14解吸后从吸附柱1的前通气口12排出，得解吸气体；

c.将解吸气体进行冷凝回收。

由此，利用超细纤维填料填充压力大时，容易发生毛细凝聚现象。对进行烟气吸附时的超细纤维填料施加外力，提高吸附效率。在解吸时，松动超细纤维填料可以加速解吸过程。

本实施例充分利用超细纤维织物在吸附中的毛细凝聚机制，同时吸附剂本身是软性质地，具有可压缩性，在吸附装置容器内可以根据电磁吸控装置15改变其装填密度，其吸附剂内孔孔径、吸附剂比表面积随之改变，因此带来不同的吸附效果。因而设置压紧装置，解吸时松开压紧装置，使得吸附剂舒展，吸附剂内孔增大，毛细凝聚产生的液体迅速气化释放出来。由此通过在吸附柱1内设置压紧装置，可以灵活根据不同使用状况灵活调节超细纤维填料的外加压力和装填密度。适应实际吸附和解吸工况。具有吸附效果好、操作灵活的优点。

实施例3

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置的实施方式之一，本实施例3的主要技术方案与实施例2基本相同，在本实施例3中未作解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：压板18的一端设置有柔性连接有多个分布于超细纤维填料中的压紧片，压紧片的直径小于压板18。每个压紧片间通过带连接或者链连接与压板18连接，超细纤维填料填充在压紧片之间，当压板18压紧超细纤维填料时，压紧片间柔性连接松弛，利于超细纤维填料被压的更紧实。当压板18向松弛超细纤维填料方向移动时，压板18拉紧压紧片，其每个压紧片间的带连接或者链连接紧绷，使吸附柱内超细纤维填料均匀分散松弛，有利于加速解吸过程。

具体的，驱动单元设置为直线气缸驱动装置。当处理某些敏感易爆的气体时，可以使用直线气缸驱动装置，直线气缸固定于吸附柱的一端，述气缸的活塞杆驱动压板18移动。

本实施例使用的超细纤维填料为聚酰胺超细纤维织物。

实施例4

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的装置的实施方式之一，本实施例4的主要技术方案与实施例2基本相同，本实施例与实施例2的区别在于：壳体11内壁覆盖有塑料防腐层的耐腐蚀材料。更具体的，还可以设置为聚四氟乙烯、碳纤维或者氧化铜。若待处理烟气中含有较多酸性或者碱性物质，可能对通常设置为金属的吸附柱内壁腐蚀，降低吸附柱寿命。因此设置塑料防腐层有助于提高设备安全性、使用寿命。

具体的，超细纤维填料为聚苯乙烯超细纤维织物、聚乙烯超细纤维及聚丙烯超细纤维织物的混合填料。

具体的，吸附柱设置为细长吸附柱，其高/径比为6~20。本实施例中吸附柱的高/径比为10。减小吸附柱的截面积，高度增加，这样对 提高吸附容量是有利的。吸附柱的设计应选择合理的高/径比(h/D)，以达到最佳的吸附效果。

具体的，驱动单元设置为电机齿条驱动装置。将电机固定于吸附柱的一端，通过固定在电机转轴上的齿轮，驱动直线齿条带动压板18移动。使用电机驱动压板18可以更灵活控制超细纤维填料的压紧程度，可以针对不同工况进行调整。

实施例5

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的方法，本实施例5的主要技术方案与实施例2基本相同，在本实施例5中未作解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：在步骤a中，吸附柱的后通气口13通过管路连接有酸性气体脱除装置2，经过滤处理后将烟气排放；酸性气体脱除装置2内置碱性试剂（如CaO）、吸水试剂（如硅胶、CaCl₂等），脱除可能残存的微量酸性气体和水分。在步骤b中，采用抽真空方式对超细纤维填料进行解吸。

实施例6

本发明的一种回收含溴烟气中Br₂的方法的实施方式之一，如图1至图6表示，本实施例6的主要技术方案与实施例5基本相同，在本实施例6中未作解释的特征，采用实施例5中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例5的区别在于：本实施例设置有四级吸附柱（图6），包括第一级吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300和第四级吸附柱400，在第四级吸附柱400中具有第四吸附进气口401、第四吸附出气口402、第四清洁气体进气口403、第四解吸出气口404；

步骤a中，第三级吸附柱300的第三吸附出气口302设置有烟气检测装置，当第三级吸附柱300排出的烟气浓度达到设定值时，第三级吸附柱300的第三吸附出气口302排出的烟气返回第一级吸附柱100的第一吸附进气口101。

更具体的，从高温燃烧室及二燃室出来的含溴高温烟气被冷却至室温且除尘后，依次通过多级串联的第一级吸附柱100、第二级吸附柱200、第三级吸附柱300。烟气中Br₂浓度很高（5000 mg/Nm³）调节通过吸附柱的烟气流量，使空塔气速比烟气浓度较低时空塔气速小。烟气中的Br₂被吸附柱中超细纤维织物吸附。由于烟气中Br₂浓度较高，虽然空塔气速较低，但这三级吸附柱床层较快被穿透（出口烟气浓度超过20mg/Nm³）。随着吸附操作继续进行，第三级吸附柱300的第三吸附出气口302出口烟气浓度增加很少，甚至可能比返回部分烟气前浓度相对降低。除返回吸附柱的烟气外，从第三级吸附柱300出来的烟气进入第四级吸附柱400，经进一步吸附后出口烟气浓度满足排放要求。然后满足排放要求的净化后气体经酸性气体脱除装置2由引风机5排放。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其特征在于：设置有吸附系统和解吸系统，包括有吸附柱、酸性气体脱除装置、Br₂冷凝装置和液溴贮存装置；

所述吸附柱的壳体内设置有超细纤维填料和压紧装置，所述超细纤维填料填充于所述壳体内；所述压紧装置包括有驱动单元和压板，所述驱动单元驱动所述压板压紧或者松弛所述超细纤维填料；

所述吸附系统包括有依次通过管路连接的吸附柱和酸性气体脱除装置，烟气出口连接所述吸附柱的前通气口，酸性气体脱除装置连接所述吸附柱的后通气口；

所述解吸系统包括有通过管路连接的吸附柱、Br₂冷凝装置、液溴贮存装置和酸性气体脱除装置，清洁气体出口连接所述吸附柱的后通气口，所述Br₂冷凝装置分别连接所述吸附柱的前通气口、所述液溴贮存装置和所述酸性气体脱除装置；

所述管路设置有多个切换吸附系统或解吸系统的阀门;

在所述吸附系统中，设置有连通所述吸附柱的后通气口和所述吸附柱的前通气口的旁通管路和阀门；

所述吸附柱外壳设置有加热装置。

2.根据权利要求1所述的一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其特征在于：所述吸附柱设置为二个以上，在所述吸附系统中，二个以上所述吸附柱依次通过管路串联连接；在所述解吸系统中，二个以上所述吸附柱通过管路并联连接。

3.根据权利要求1所述的一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其特征在于：所述吸附柱由两个以上的吸附柱通过管路并联组成。

4.根据权利要求2所述的一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其特征在于：在所述吸附系统中，设置有连通所述吸附柱的后通气口和所述烟气出口的旁通管路和阀门。

5.根据权利要求1所述的一种回收含溴烟气中Br₂的装置，其特征在于：所述驱动单元设置为电磁吸控装置，所述电磁吸控装置包括有电磁铁和弹簧，所述压板设置为导磁良好的金属板，所述弹簧分别与所述电磁铁和所述金属板连接，所述电磁铁通电时吸引所述金属板压缩所述弹簧移动。

6.一种采用权利要求1 ~ 5任意一项所述的装置的回收含溴烟气中Br₂的方法，包括有下列步骤：

a.启动吸附系统时，所述驱动单元驱动所述压板压紧超细纤维填料，将待回收处理的含溴烟气从与烟气出口相连接的吸附柱前通气口送入所述吸附柱，经过吸附柱内的超细纤维填料吸附后从吸附柱的后通气口排出，得脱Br₂烟气；

b.脱Br₂烟气经过酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放；

c.当吸附趋于饱和时，切换管路中的阀门，启动解吸系统，所述驱动单元驱动所述压板松弛所述超细纤维填料，将清洁气体从所述吸附柱的后通气口送入吸附柱，所述清洁气体穿过所述吸附柱内的超细纤维填料、携带解吸下来的Br₂从所述吸附柱的前通气口排出，得解吸气体；

d.所述解吸气体进入所述Br₂冷凝装置后进行冷凝，得液溴和脱溴烟气；

e.冷凝析出的液溴进入所述液溴贮存装置，脱溴烟气经过所述酸性气体脱除装置过滤处理后，将烟气排放。

7.根据权利要求6所述的回收含溴烟气中Br₂的方法，其特征在于：所述步骤a中，吸附柱的后通气口设置有烟气检测装置，当吸附柱排出的烟气浓度达到设定值时，通过旁通管路将吸附柱的后通气口排出的烟气返回吸附柱的前通气口或烟气出口。

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