CN109045926B - 一种含有VOCs的废气处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有VOCs的废气处理装置和方法，在吸附器对废气进行吸附处理达到饱和后进行脱附处理，采用循环风机提供循环风，在吸附器脱附充入氮气的过程中，通过氮气排放管路将吸附器和充氮循环管路中的氧气置换出来，使得吸附器内充满氮气，然后通过加热的循环风对氮气进行加热，加热的氮气对吸附在吸附器上的VOCs进行脱附，脱附出来的VOCs与循环风混合成混合气，经冷凝之后进行气液分离回收VOCs，通过氮气排放管路释放出的气体再次经主风机进入并联的另一个吸附器进行吸附处理，在实现释放压力的同时，避免排入大气污染环境进行循环吸附处理，提高废气净化率，本发明直接利用风机，对循环风量进行控制，既达到了彻底脱附的目的，又降低了运行费用。

Description

一种含有VOCs的废气处理装置和方法

技术领域

本发明涉及VOCs废气治理领域，尤其涉及一种含有VOCs的废气处理装置和方法。

背景技术

VOCs是一类沸点低于250℃的易挥发有机化合物，对人体健康和生态环境具有很大的危害性。有效回收处理这类有机废气，不仅能避免环境污染，而且变废为宝，降低了企业的运行成本，具有较高的社会效益与经济效益。

VOCs废气净化技术目前常用的处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法等。其中吸附法是一种常用的有机废气净化有效方法，是利用各种固体吸附剂(如硅藻土、活性炭(颗料、纤维、蜂窝)、分子筛等)对排放废气中的污染物进行吸附净化，其中活性炭具有吸附率高、吸附物质种类广、容易解吸性等性能，因此用作吸附剂被广泛使用。

吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种传统的废气治理技术，也是目前应用最广的治理技术。吸附完成后需对吸附剂进行再生(或者叫脱附)，现在常用的再生为水蒸汽再生和热空气再生。目前采用吸附法回收处理VOCs的方法中，应用最广泛的仍以蒸汽解吸为主，先用蒸汽对吸附饱和的活性炭进行再生，解吸出来的混合气体冷却后变为液体，实现重复利用的目的。采用这种方法存在以下问题：

1)脱附后，在活性炭中存在凝结水，不能彻底干燥，影响吸附性能；

2)处理卤代烃类物质时，在水解作用下，对设备腐蚀性很大；

3)排放水中含一定量有机物，不能直接排放，再处理费用高。

采用热空气脱附，一般用于续处理方式为燃烧的处理工艺。存在的问题主要为：1)解吸过程中，混和气体存在燃烧或爆炸的隐患。2)空气热容值较小，使用的空气量较大，才能达到解吸温度。

近年来，开发了以氮气脱附等有机废气回收处理方法。例如申请号为201310520571.3的中国专利，公开了一种活性炭吸附、N2脱附回收处理有机废气的工艺，其脱附时先用N2置换，再用热N2脱附，脱附出的气体经过冷凝回收有机物。采用分路冷凝的办法来解决大循环风量下难以冷凝的问题，但这样，相当大部分含有机物的没有参与冷凝而是直接循环回炭床，冷凝效率极低。申请号为201510347973.7的中国专利，公开了一种N2加热真空脱附的活性炭有机废气治理工艺及其装置，其脱附时先用真空泵将吸附器抽真空后，通入热氮气并持续抽真空脱附，将抽出的气体低温冷凝后回收有机物。这种工艺首先是抽真空时，吸附罐内的气体在低压力下膨胀倍数很大，造成真空泵流量较大，能耗较大，而且真空解吸不彻底。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种含有VOCs的废气处理装置和方法，直接利用变频风机，对循环风量进行控制，既达到了彻底解吸的目的，又降低了运行费用，以解决上述技术问题的至少一种。

一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含有VOCs的废气处理装置，包括：

吸附管路，吸附管路中的吸附器对废气进行吸附处理，并将处理后的气体排出；

充氮循环管路，吸附器充入氮气时，充氮循环管路提供循环风；

氮气排放管路，氮气排放管路用于当吸附器中压力超过指定值时进行排气，释放吸附器中的压力并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来；经氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

加热循环管路，加热循环管路对需要进行脱附的吸附器内氮气进行加热；热氮气对吸附于吸附器内的VOCs进行脱附；

冷凝回收循环管路，冷凝回收循环管路将吸附器脱附出的VOCs进行冷凝回收；

冷却循环管路，冷却循环管路对完成脱附的吸附器进行冷却降温；

充氮循环管路、加热循环管路、冷凝回收循环管路和冷却循环管路中分别通过循环风机实现自循环，且各个循环管路中的送风频率不同。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，包括加热器、冷凝器和气液分离器，

吸附器和循环风机通过管路连接构成充氮循环管路；

吸附器、加热器和循环风机通过管路都成加热循环管路；

吸附器、冷凝器、气液分离器、加热器和循环风机通过管路构成冷凝回收循环管路；

吸附器、冷凝器和循环风机通过管路构成冷却循环管路。

进一步，吸附管路还包括主风机和预处理装置，预处理装置用于对废气进行冷却和过滤处理，预处理装置、主风机和用于对废气进行吸附处理的吸附器依次通过管路连接；吸附处理后的废气从吸附器排出。

进一步，还包括紧急降温管路，紧急降温管路用于当吸附器温度异常时进行降温处理。

进一步，吸附器上设有废气进口、废气出口、循环风进口、循环风出口、氮气进口、进水口、排水口，且对应设有废气进口阀、废气出口阀、循环风进口阀、循环风出口阀、氮气进口阀、进水口阀、排水口阀；预处理装置的出气口与主风机的进气口通过管路连接，主风机的出气口与废气进口通过废气进气管路连接；循环风进口与循环风机的出风口通过管路连接；

冷凝器、气液分离器和加热器依次设置在吸附器的循环风出口与循环风机的进气口之间的管路上；且冷凝器并联一冷凝旁通管路，气液分离器并联一回收旁路，加热器并联一加热旁通管路，冷凝器的进气口、冷凝旁通管路、气液分离器的出气口、回收旁路、加热器的进气口和加热旁通管路分别设有冷凝器阀、冷凝旁通管路阀、气液分离器阀、回收旁路阀、加热器阀和加热旁通管路阀；

紧急降温管路包括进水管和排水管，进水管与进水口连接，排水管与排水口连接；

氮气排放管路连接循环风机的出风口与主风机的进风口且氮气排放管路上设有排气排放阀；

其中，吸附器为并联设置的多个，多个吸附器可交替进行工作。

另一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：包括以下步骤：

S1:吸附：废气进入吸附器进行吸附处理，直至吸附床穿透，排放废气达到一定浓度；

S2:充氮:对需脱附的吸附器进行充氮，并通过循环风机提供循环风，充氮过程中，当吸附器中的压力大于5-10KPa，通过氮气排放管路排气，释放吸附器内的压力，并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来使氧含量降到0.1-5％以下；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ；经所述氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

S3：加热:通过加热的循环风对需脱附的吸附器内氮气进行加热，加热至吸附器内温度达到100-140℃，热氮气对吸附器进行脱附；其中，调整循环风机频率为40-50HZ；

S4：冷凝回收：循环风穿过吸附器并与脱附出的VOCs混合得到含VOCs的混合气，对混合气中的VOCs进行冷凝并用气液分离器进行分离回收；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ；

S5：冷却：冷凝回收30-120分钟后，通过冷却的循环风对完成脱附的吸附器进行冷却降温；其中，调整循环风机的频率为50HZ。。

进一步，步骤S1还包括预处理，将含有VOCs的废气进行预处理:将废气的温度调整到0-40℃，将废气通过酸碱中和调整到中性(PH＝7)，过滤废气中的粉尘，使粉尘含量小于5ppm，去除废气中的水份，使废气混度不大于50％；经过预处理的废气进入吸附器进行吸附处理。

进一步，步骤S5还包括：吸附器温度降到30-50℃后，通过循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ。

进一步，还包括紧急降温，在吸附器温度处于异常状态时对吸附器进行紧急降温。

进一步，步骤S1中废气进入一个或几个吸附器进行吸附处理，吸附床穿透，排放废气达到一定浓度后切换到并联的另外的一个或几个吸附器吸附。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明在吸附器对废气进行吸附处理达到饱和后进行脱附处理，采用循环风机提供循环风，在吸附器脱附充入氮气的过程中，通过氮气排放管路将吸附器和充氮循环管路中的氧气置换出来，使得吸附器内充满氮气，然后通过加热的循环风对氮气进行加热，加热的氮气对吸附在吸附器上的VOCs进行脱附，脱附出来的VOCs与循环风混合成混合气，经冷凝之后进行气液分离回收VOCs；

(2)本发明通过设置氮气排放管路，释放充氮过程中吸附器内的压力，通过氮气排放管路释放出的气体再次经主风机进入并联的另一个吸附器进行吸附处理，在实现释放压力的同时，避免排入大气污染环境进行循环吸附处理，提高废气净化率；

(3)本发明通过设置紧急降温管路，在吸附器温度处于异常状态时对吸附器进行紧急降温；

(4)本发明在吸附器完成脱附并冷却之后，再次通过循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫，残留废气或随着氮气排管管路再次进入吸附器进行吸附处理，或在冷凝回收过程中被回收，解决了残留含VOCs的废气被排入大气污染环境的问题；

(5)本发明直接利用改变循环风机的频率，对循环风量进行控制，既达到了彻底脱附的目的，又降低了运行费用；

(6)本发明提供一种全新的热氮气脱附工艺进行脱附，既避免了水蒸汽脱附所成的污水二次污染及回收有机溶剂含水，又解决了其他方式热氮气脱附由于氮气热容值低而造成的氮气用量大，循环风量大，换热面积大的缺点，从而具有脱附速度快，运行费用低的优点，并且回收的有机溶剂品质好，从而实现废物利用，达到绿色环保的目的。

附图说明

图1为本发明一个实施例示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-预处理装置，2-主风机，3-冷凝器，4-气液分离器，5-循环风机，6-加热器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个方面提供了一种含有VOCs的废气处理装置，包括：

吸附管路，吸附管路中的吸附器对废气进行吸附处理，并将处理后的气体排出；

充氮循环管路，吸附器充入氮气时，充氮循环管路提供循环风；

氮气排放管路，氮气排放管路用于当吸附器中压力超过指定值时进行排气，释放吸附器中的压力并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来；经氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

加热循环管路，加热循环管路对需要进行脱附的吸附器内氮气进行加热；热氮气对吸附于吸附器内的VOCs进行脱附；

冷凝回收循环管路，冷凝回收循环管路将吸附器脱附出的VOCs进行冷凝回收；

冷却循环管路，冷却循环管路对完成脱附的吸附器进行冷却降温；

充氮循环管路、加热循环管路、冷凝回收循环管路和冷却循环管路中分别通过循环风机实现自循环，且各个循环管路中的送风频率不同。

本发明提供了含有VOCs的废气处理装置，在吸附器对废气进行吸附处理达到饱和后进行脱附处理，充氮循环管路中，采用循环风机提供循环风，在吸附器脱附充入氮气的过程中，循环风将吸附器中的氧气置换出来，使得吸附器内氧气含量降低，然后通过加热循环管路中加热的循环风对氮气进行加热，加热后的氮气对吸附在吸附器上的VOCs进行脱附，冷凝回收循环管路中脱附出来的VOCs与循环风混合成混合气，经冷凝之后进行气液分离回收VOCs,冷却循环管路对完成脱附的吸附器进行冷却降温，充氮循环管路、加热循环管路、冷凝回收循环管路和冷却循环管路中的送风频率不同，对循环风量进行控制，既达到了彻底脱附的目的，又降低了运行费用,通过氮气排放管路释放出的气体再次经主风机进入并联的另一个吸附器进行吸附处理，在实现释放压力的同时，避免排入大气污染环境进行循环吸附处理，提高废气净化率，本发明具有脱附速度快，运行费用低的优点，并且回收的有机溶剂品质好，从而实现废物利用，达到绿色环保的目的。

作为本发明的优选的实施方式，上述装置包括加热器、冷凝器和气液分离器，

吸附器和循环风机通过管路连接构成充氮循环管路；

吸附器、加热器和循环风机通过管路都成加热循环管路；

吸附器、冷凝器、气液分离器、加热器和循环风机通过管路构成冷凝回收循环管路；

吸附器、冷凝器和循环风机通过管路构成冷却循环管路；

吸附管路还包括主风机和预处理装置，预处理装置用于对废气进行冷却和过滤处理，预处理装置、主风机和用于对废气进行吸附处理的吸附器依次通过管路连接；吸附处理后的废气从吸附器排出；

本发明中通过管路连接将吸附器、冷凝器、气液分离器、加热器和循环风机通过管路连接成各个循环管路，循环风机实现循环处理废气的功能，且在各个循环管路中，循环风机采用不同的送风频率，该处理装置结构简单、成本低且净化率高。

作为本发明的优选的实施方式，还包括紧急降温管路，紧急降温管路用于当吸附器温度异常时进行降温处理。

作为本发明的优选的实施方式，吸附器上设有废气进口、废气出口、循环风进口、循环风出口、氮气进口、进水口、排水口，且对应设有废气进口阀、废气出口阀、循环风进口阀、循环风出口阀、氮气进口阀、进水口阀、排水口阀；预处理装置的出气口与主风机的进气口通过管路连接，主风机的出气口与废气进口通过废气进气管路连接；循环风进口与循环风机的出风口通过管路连接；

冷凝器、气液分离器和加热器依次设置在吸附器的循环风出口与循环风机的进气口之间的管路上；且冷凝器并联一冷凝旁通管路，气液分离器并联一回收旁路，加热器并联一加热旁通管路，冷凝器的进气口、冷凝旁通管路、气液分离器的出气口、回收旁路、加热器的进气口和加热旁通管路分别设有冷凝器阀、冷凝旁通管路阀、气液分离器阀、回收旁路阀、加热器阀和加热旁通管路阀；

紧急降温管路包括进水管和排水管，进水管与进水口连接，排水管与排水口连接；

氮气排放管路连接循环风机的出风口与主风机的进风口且氮气排放管路上设有排气排放阀；

吸附器为并联设置的多个，多个吸附器可交替进行工作，装置在运行时，一个或多个吸附器吸附，另一个或多个吸附器解吸，吸附连续运行。

本发明的另一个方面提供了一种含有VOCs的废气处理方法，包括以下步骤：

S1:吸附：废气进入吸附器进行吸附处理，直至吸附床穿透，排放废气达到一定浓度；

S2:充氮:对需脱附的吸附器进行充氮，并通过循环风机提供循环风，充氮过程中，当吸附器中的压力大于5-10KPa，通过氮气排放管路排气，释放吸附器内的压力，并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来使氧含量降到0.1-5％以下；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ；经所述氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

S3：加热:通过加热的循环风对需脱附的吸附器内氮气进行加热，加热至吸附器内温度达到100-140℃，热氮气对吸附器进行脱附；其中，调整循环风机频率为40-50HZ；

S4：冷凝回收：循环风穿过吸附器并与脱附出的VOCs混合得到含VOCs的混合气，对混合气中的VOCs进行冷凝并用气液分离器进行分离回收；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ；

S5：冷却：冷凝回收30-120分钟后，通过冷却的循环风对完成脱附的吸附器进行冷却降温；其中，调整循环风机的频率为50HZ。。

作为本发明的优选的实施方式，步骤S1还包括预处理，将含有VOCs的废气进行预处理:将废气的温度调整到0-40℃，将废气通过酸碱中和调整到中性(PH＝7)，过滤废气中的粉尘，使粉尘含量小于5ppm，去除废气中的水份，使废气混度不大于50％；经过预处理的废气进入吸附器进行吸附处理。

作为本发明的优选的实施方式，步骤S5还包括：吸附器温度降到30-50℃后，通过循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫；其中，调整循环风机的频率为10-30HZ，本发明在吸附器完成脱附并冷却之后，再次通过循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫，残留废气或随着氮气排管管路再次进入吸附器进行吸附处理，或在冷凝回收过程中被回收，解决了残留含VOCs的废气被排入大气污染环境的问题。

作为本发明的优选的实施方式，还包括紧急降温，在吸附器温度处于异常状态时对吸附器进行紧急降温。

作为本发明的优选的实施方式，步骤S1中废气进入一个或几个吸附器进行吸附处理，吸附床穿透，排放废气达到一定浓度后切换到并联的另外的一个或几个吸附器吸附，提高吸附工作效率。

本发明提供一种全新的热氮气脱附工艺进行脱附，既避免了水蒸汽脱附所成的污水二次污染及回收有机溶剂含水，又解决了其他方式热氮气脱附由于氮气热容值低而造成的氮气用量大，循环风量大，换热面积大的缺点，从而具有脱附速度快，运行费用低的优点，并且回收的有机溶剂品质好，从而实现废物利用，达到绿色环保的目的。

下面结合图1对本发明提供的含VOCs的废气处理装置和方法作具体说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例是一种含VOCs的废气处理装置，包括预处理装置1、主风机2、吸附器A、吸附器B、冷凝器3、气液分离器4、加热器6和循环风机5，其中循环风机5为变频风机。

吸附器A上设有废气进口、废气出口、循环风进口、循环风出口、氮气进口、进水口、排水口，且对应设有废气进口阀F4、废气出口阀F2、循环风进口阀F1、循环风出口阀F3、氮气进口阀N1、进水口阀S1、排水口阀S3；

吸附器B上设有废气进口、废气出口、循环风进口、循环风出口、氮气进口、进水口、排水口，且对应设有废气进口阀F8、废气出口阀F6、循环风进口阀F5、循环风出口阀F7、氮气进口阀N2、进水口阀S2、排水口阀S4；

预处理装置1的出气口与主风机2的进气口通过管路连接，主风机2的出气口与废气进口通过废气进气管路连接；循环风进口与循环风机5的出风口通过管路连接；

冷凝器3、气液分离器4和加热器6依次设置在吸附器的循环风出口与循环风机5的进气口之间的管路上；且冷凝器3并联一冷凝旁通管路，气液分离器4并联一回收旁路，加热器6并联一加热旁通管路，冷凝器3的进气口、冷凝旁通管路、气液分离器4的出气口、回收旁路、加热器6的进气口和加热旁通管路分别设有冷凝器阀F10、冷凝旁通管路阀F9、气液分离器阀F14、回收旁路阀F13、加热器阀F12和加热旁通管路阀F11；

紧急降温管路包括进水管和排水管，进水管与进水口连接，排水管与排水口连接；

氮气排放管路连接循环风机5的出风口与主风机2的进风口且氮气排放管路上设有氮气排放阀N3；

吸附管路由预处理装置1、主风机2和吸附器通过管路连接构成，具体的，预处理装置1包括过滤器、碱洗塔、酸洗塔、水洗塔、除雾器、表冷器中的一种或几种，吸附器内装有吸附材料，根据废气的性质，可装有颗料活性炭、活性炭纤维、吸附树脂或分子筛。

具体的，废气经过预处理装置1的冷却和过滤处理之后通过主风机2将废气进口进气吸附器A，吸附器A对废气进行吸附处理，VOCs吸附于吸附器A内，经过处理的废气从废气出口经排放管路排出；

当吸附器A穿透饱和后切换到吸附器B吸附，然后再生吸附饱和的吸附器A。

充氮循环管路由吸附器A、冷凝旁通管路、回收旁路、加热旁通管路和循环风机5通过管路连接构成；

停止向吸附器A注入废气，通过氮气进口向吸附器A内注入氮气，并通过循环风机5提供的循环风将吸附器中的氧气置换出来；在充入氮气的时候，当吸附器中的压力大于5-10KPa，打开氮气排放阀，释放吸附器内的压力，通过氮气排放阀释放的气体通过主风机2进入吸附器B进行吸附。

加热循环管路由吸附器A、冷凝旁通管路、回收旁路、加热器6和循环风机5通过管路连接构成；加热器6根据所处理废气的性质可选择一级或多级加热器6，第一级采用蒸汽加热，每二级可采用导热油或电加热，加热循环管路中的加热器6加热循环风，加热的循环风对需要进行脱附的吸附器进行加热；热氮气对吸附于吸附器内的VOCs进行脱附。

冷凝回收循环管路由吸附器A、冷凝器3、气液分离器4、加热器6和循环风机5通过管路连接构成，冷凝器3根据所处理废气的性质可选择一级或多级冷凝器3，循环介质可选用循环水或/和低温冷盐水；吸附器A脱附出来的VOCs与循环风混合进入冷凝器3经冷凝器3冷凝之后进气气液分离器4进行分离并对分离出的VOCs进行回收，分离出的气体进入加热器6进行加热之后继续参与循环。

冷却循环管路由吸附器A、冷凝器3、回收旁路、加热旁通管路和循环风机5通过管路连接构成，冷凝回收完成之后，通过冷凝器3对循环风进行冷却，冷却的循环风对吸附器A进行冷却。

吸附器A冷却之后，充氮循环管路的循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫。

在吸附器温度处于异常状态时打开进水阀和排水阀，向吸附器内注入冷却水，对吸附器进行紧急降温。

本实施例采用活性炭吸附净化、热氮气脱附和冷凝回收三种组合工艺净化有机废气，废气处理装置通过PLC或DCS控制，具有智能化、高效化、安全性的优点。

本实施例提供一种全新的热氮气脱附工艺进行脱附，既避免了水蒸汽脱附所成的污水二次污染及回收有机溶剂含水，又解决了其他方式热氮气脱附由于氮气热容值低而造成的氮气用量大，循环风量大，换热面积大的缺点，从而具有脱附速度快，运行费用低的优点，并且回收的有机溶剂品质好，从而实现废物利用，达到绿色环保的目的。

本实施例直接利用变频风机，对循环风量进行控制，既达到了彻底脱附的目的，又降低了运行费用。

本实施例的工作流程为：

如图1所示，废气经预处理装置1处理到适合吸附后经主风机2加压后经废气进口阀F4进入吸附器A，废气中的VOCs经吸附剂吸附后，洁净气体由废气排放口经废气出口阀F2排放。当吸附器A饱和后，打开吸附器B上的废气出口阀F6、废气进口阀F8，使吸附器B开始吸附，然后关闭吸附器A上的废气出口阀F2、废气进口阀F4。

然后打开吸附器A上的循环风进口阀F1、循环风出口阀F3，同时打开冷凝旁通管路阀F9、加热旁通管路阀F11、回收旁路阀F13、关闭冷凝器阀F10、加热器阀F12、气液分离器阀F14，打开循环风机5并调频到10-30HZ，打开氮气进口阀N1，当吸附器A中压力大于5-10kPa时打开氮气排放阀N3，当压力小于2-4kPa时，关闭氮气排放阀N3。当吸附器A中的氧气含量小于0.1-5％时(由于处理不同的有机物，根据其物理、化学性质的不同，控制的氧含量极限及温度会有所不同，所以在此设定了范围)，关闭氮气进口阀N1，调整循环风机5频率到工频(50HZ)，打开F12关闭F11。当吸附器A中温度大于100-140℃时，调整循环风机5到10-30HZ，打开冷凝器阀F10、加热器阀F12、气液分离器阀F14关闭冷凝旁通管路阀F9、回收旁路阀F13，经0.2-4小时后，打开回收旁路阀F13、加热旁通管路阀F11、关闭气液分离器阀F14、加热器阀F12，循环风机5频率为50HZ，当吸附器A中温度小于30-50℃时调整循环风机5到10-30HZ关闭冷凝器阀F10，打开冷凝旁通管路阀F9、氮气进口阀N1、氮气排放阀N3，1-20分钟后关闭氮气进口阀N1、氮气排放阀N3，关闭循环风机5，同时关闭循环风进口阀F1、循环风出口阀F3，打开废气出口阀F2,等待下一次吸附。

当吸附器B饱和后，打开吸附器A上的吸附阀废气出口阀F2、废气进口阀F4，使吸附器A开始吸附，然后关闭吸附器B上的废气出口阀F6、废气进口阀F8，吸附器B开始重复以上的脱附过程。

以上过程由PLC或DCS系统自动控制，两个吸附器交替进行吸附、脱附，使吸附过程连续运行。

进水口阀S1、进水口阀S2和排水口阀S3、排水口阀S4只应用于温度处于异常升温时使用，做为紧急降温。

实施例2

本实施例是一种含VOCs的废气处理方法，包括以下步骤：

S1：预处理：将含有VOCs的废气进行预处理:将废气的温度调整到0-40℃，将废气通过酸碱中和调整到中性(PH＝7)，过滤废气中的粉尘，使粉尘含量小于5ppm，去除废气中的水份，使废气混度不大于50％；经过预处理的废气进入吸附器进行吸附处理；

S2:吸附：废气进入一个或几个吸附器进行吸附处理，吸附床穿透，排放废气达到一定浓度后切换到并联的另外的一个或几个吸附器吸附；

S3:充氮:对需脱附的吸附器进行充氮，并通过循环风机5提供循环风将吸附器中的氧置换出来，使氧含量降到0.1-5％以下；其中，调整循环风机5的频率为10-30HZ；充氮过程中，当吸附器中的压力大于5-10KPa，释放吸附器内的压力；

S4：加热:通过加热的循环风对需脱附的吸附器内氮气进行加热，加热至吸附器内温度达到100-140℃，热氮气对吸附器进行脱附；其中，调整循环风机5频率为40-50HZ；

S5：冷凝回收：循环风穿过吸附器并与脱附出的VOCs混合得到含VOCs的混合气，对混合气中的VOCs进行冷凝并用气液分离器4进行分离回收；其中，调整循环风机5的频率为10-30HZ；

S6：冷却：冷凝回收30-120分钟后，通过冷却的循环风对完成脱附的吸附器进行冷却降温；其中，调整循环风机5的频率为50HZ。

S7：吸附器温度降到30-50℃后，通过循环风对吸附器中的残留废气进行吹扫；其中，调整循环风机5的频率为10-30HZ。

具体的，步骤一：将VOCs废气进行预处理，包括将温度调整到0～40℃，将废气通过酸碱中和调整到中性(PH＝7)，过滤废气中的粉尘，使粉尘含量小于5ppm，去除废气中的水份，使废气混度不大于50％。

步骤二：经过预处理的废气进入一个或几个吸附器进行吸附处理，吸附床穿透排放尾气达到一定浓度后切换到另外的一个或几个吸附器吸附，然后再生吸附饱和的吸附器。

步骤三：关闭需再生吸附器的废气进口阀、废气出口阀，打开其循环风进口阀、循环风出口阀，打开循环风机5调整其频率到10-30HZ，然后打开氮气进口阀充氮，根据压力打开或关闭氮气排放阀，将吸附器及管路中的氧置换出来。使氧含量降到0.1-5％以下。

步骤四：打开加热器阀，关闭冷凝器阀，打开回收旁路阀，调整循环风机5频率为40-50HZ，对吸附器进行加热至吸附器内温度达到100-140℃。

步骤五：调整循环风机5频率到10-30HZ，打开冷凝器阀，关闭冷凝旁通阀，打开气液分离器阀，将混合气中的有机物冷凝下来，并用气液分离器4进行分离。

步骤六：冷凝30-120分钟后，打开回收旁通阀，关闭气液分离器阀，打开加热旁通阀，关闭加热器阀，调整变频风机到50HZ，对吸附器进行降温。

步骤七：吸附器温度降到30-50℃后，关闭冷凝器阀，打开冷凝旁通阀，打开氮气进口阀、氮气排放阀，调整循环风机5频率为10-30HZ对吸附器内的残留有机废气进行吹扫。

在吸附器温度处于异常状态时打开进水阀和排水阀，向吸附器内注入冷却水，对吸附器进行紧急降温。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种含有VOCs的废气处理装置，其特征在于，包括：

吸附管路，所述吸附管路中的吸附器对废气进行吸附处理，并将处理后的气体排出；

充氮循环管路，所述吸附器充入氮气时，所述充氮循环管路提供循环风；

氮气排放管路，所述氮气排放管路用于当所述吸附器中压力超过指定值时进行排气，释放所述吸附器中的压力并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来；经所述氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

加热循环管路，所述加热循环管路对需要进行脱附的所述吸附器内氮气进行加热；热氮气对吸附于所述吸附器内的VOCs进行脱附；

冷凝回收循环管路，所述冷凝回收循环管路将所述吸附器脱附出的VOCs进行冷凝回收；

冷却循环管路，所述冷却循环管路对完成脱附的所述吸附器进行冷却降温；

所述充氮循环管路、加热循环管路、冷凝回收循环管路和冷却循环管路中分别通过循环风机实现自循环，且各个循环管路中的送风频率不同；

还包括加热器、冷凝器和气液分离器，

所述加热循环管路通过加热器对需要进行脱附的所述吸附器内氮气进行加热，所述吸附器和所述循环风机依次通过管路连接构成所述充氮循环管路；所述吸附器、所述加热器和所述循环风机通过管路构成所述加热循环管路；

所述冷凝回收循环管路通过冷凝器和气液分离器将所述吸附器脱附出的VOCs进行冷凝回收，所述吸附器、所述冷凝器、所述气液分离器、所述加热器和所述循环风机通过管路构成所述冷凝回收循环管路；

所述吸附器、所述冷凝器和所述循环风机通过管路构成所述冷却循环管路；

所述吸附器上设有废气进口、废气出口、循环风进口、循环风出口、氮气进口、进水口、排水口，且对应设有废气进口阀、废气出口阀、循环风进口阀、循环风出口阀、氮气进口阀、进水口阀、排水口阀；

所述冷凝器、所述气液分离器和所述加热器依次设置在所述吸附器的循环风出口与所述循环风机的进气口之间的管路上；且所述冷凝器并联一冷凝旁通管路，所述气液分离器并联一回收旁路，所述加热器并联一加热旁通管路，所述冷凝器的进气口、所述冷凝旁通管路、所述气液分离器的出气口、所述回收旁路、所述加热器的进气口和所述加热旁通管路分别设有冷凝器阀、冷凝旁通管路阀、气液分离器阀、所述回收旁路阀、加热器阀和加热旁通管路阀。

2.根据权利要求1所述一种含有VOCs的废气处理装置，其特征在于，所述吸附管路还包括主风机和预处理装置，所述预处理装置用于对废气进行冷却和过滤处理，所述预处理装置、所述主风机和用于对废气进行吸附处理的吸附器依次通过管路连接；吸附处理后的废气从所述吸附器排出。

3.根据权利要求2所述一种含有VOCs的废气处理装置，其特征在于，还包括紧急降温管路，所述紧急降温管路用于当所述吸附器温度异常时进行降温处理。

4.根据权利要求3所述一种含有VOCs的废气处理装置，其特征在于，所述预处理装置的出气口与所述主风机的进气口通过管路连接，所述主风机的出气口与所述废气进口通过废气进气管路连接；所述循环风进口与所述循环风机的出风口通过管路连接；

所述紧急降温管路包括进水管和排水管，所述进水管与所述进水口连接，所述排水管与所述排水口连接；

所述氮气排放管路连接所述循环风机的出风口与所述主风机的进风口且所述氮气排放管路上设有氮气排放阀；

其中，所述吸附器为并联设置的多个，多个所述吸附器可交替进行工作。

5.一种含有VOCs的废气处理方法，其特征在于，采用如权利要求1～4任意一项所述一种含有VOCs的废气处理装置进行处理，包括以下步骤：

S1:吸附：废气进入吸附器进行吸附处理，直至吸附床穿透，排放废气达到一定浓度；

S2:充氮:对需脱附的吸附器进行充氮，并通过循环风机提供循环风，充氮过程中，当吸附器中的压力大于5-10KPa，通过氮气排放管路排气，释放吸附器内的压力，并将吸附器及充氮循环管路中的氧气置换出来使氧含量降到0.1-5％以下；其中，调整循环风机的频率为第一频率；经所述氮气排放管路排出的废气再次进入吸附器进行吸附处理；

S3：加热:通过加热的循环风对需脱附的所述吸附器内氮气进行加热，加热至所述吸附器内温度达到100-140℃，热氮气对所述吸附器进行脱附；其中，调整所述循环风机频率为第二频率；

S4：冷凝回收：循环风穿过所述吸附器并与脱附出的VOCs混合得到含VOCs的混合气，对所述混合气中的VOCs进行冷凝并用气液分离器进行分离回收；其中，调整所述循环风机的频率为第三频率；

S5：冷却：冷凝回收30-120分钟后，通过冷却的循环风对完成脱附的所述吸附器进行冷却降温；其中，调整所述循环风机的频率为第四频率。

6.根据权利要求5所述一种含有VOCs的废气处理方法，其特征在于，所述步骤S1还包括预处理，将含有VOCs的废气进行预处理:将废气的温度调整到0-40℃，将废气通过酸碱中和调整到中性，过滤废气中的粉尘，使粉尘含量小于5ppm，去除废气中的水份，使废气混度不大于50％；经过预处理的废气进入吸附器进行吸附处理。

7.根据权利要求6所述一种含有VOCs的废气处理方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：所述吸附器温度降到30-50℃后，通过循环风对所述吸附器中的残留废气进行吹扫；其中，调整所述循环风机的频率为第五频率。

8.根据权利要求5所述一种含有VOCs的废气处理方法，其特征在于，还包括紧急降温，在所述吸附器温度处于异常状态时对所述吸附器进行紧急降温。

9.根据权利要求7所述一种含有VOCs的废气处理方法，其特征在于，所述步骤S1中废气进入一个或几个吸附器进行吸附处理，吸附床穿透，排放废气达到一定浓度后切换到并联的另外的一个或几个吸附器吸附；

其中，第一频率为10-30HZ，第二频率40-50HZ，第三频率10-30HZ，第四频率40-50HZ，第五频率10-30HZ。

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