CN109603414A - 一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机废气的净化处理领域。在高湿度时VOCs吸附床对VOCs气体的吸附容量显著下降。针对现有技术中的问题,本发明公开了一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,包括进气主管、VOCs吸附床和水气脱附系统;进气主管上设有并联的第一进气支管和第二进气支管,第一进气支管上设有流量调节阀,第二进气支管上并联设有若干进气支管,各进气支管上均设有水气吸附床,水气吸附床的上下游均设有阀门;水气脱附系统包括脱附进气主管、若干脱附进气支管和脱附出气支管,脱附进气主管上设有气体加热器,各脱附进气支管与各脱附出气支管分别与对应的进气支管在水气吸附床的下游和上游相连。本发明能经济灵活的改善VOCs吸附床对高湿度VOCs气体的吸附效果。

Description

一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置
技术领域
本发明具体涉及一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,属于有机废气的净化处理领域。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是需要控制的大气污染物之一,吸附浓缩是处理大风量低浓度有机气体的有效手段之一,目前广泛利用分子筛沸石、活性炭等材料对VOCs气体进行吸附浓缩,再通过热气体脱附,脱附后的气体通过热氧化或冷凝净化,吸附浓缩的效率决定了整个净化系统的效率。尽管目前的吸附剂采用的是憎水性的分子筛和相对憎水性的活性炭,但在相对湿度大于70%的情景下仍然对VOCs的吸附容量造成很大的损失,有研究表明气体相对湿度大于80%时,吸附剂对VOCs的吸附容量下降50%以上,因此需要提供一种经济有效的控制待吸附净化有机气体湿度的方法。
目前通常采用升温或在吸附装置的上游设置除湿过滤网的方式来降低待净化VOCs气体的相对湿度。采用除湿滤网的方式主要是通过颗粒物净化机理去除气体中可能含有的颗粒态的水滴,对于气态水没有去除作用,采用气体升温的方式,可以在一定程度上调节气体的相对湿度,改造吸附效果,但对气体升温一方面会因温度的提高减少吸附剂的吸附容量,另一方面需要耗能加热。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,该装置通过在VOCs吸附床的上游增设水气吸附系统,通过水气吸附系统提前吸附去除VOCs气体中的部分水气,可以在不改变气体温度的情况下调整待处理气体的湿度,改善VOCs吸附床对高相对湿度VOCs气体的吸附效果。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:
一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,包括进气主管、VOCs吸附床和水气脱附系统;所述进气主管上设有并联设置的第一进气支管和第二进气支管,第一进气支管上设有流量调节阀,第二进气支管上设有水气吸附系统,水气吸附系统包括并联设置的若干个进气支管,各进气支管上均设有水气吸附床,水气吸附床的上游和下游均设有阀门;所述VOCs吸附床设置在进气主管上;所述水气脱附系统包括脱附进气主管、若干个脱附进气支管和脱附出气支管,脱附进气主管上设有气体加热器,各脱附进气支管的一端均与脱附进气主管相连,各脱附进气支管的另一端分别与各对应的进气支管在水气吸附床的下游相连,各脱附进气支管上均设有阀门,各脱附出气支管分别与各对应的进气支管在水气吸附床的上游相连,各脱附出气支管上均设有阀门。本发明通过在VOCs吸附床的上游增设含有2床及以上并联的亲水型吸附剂吸附床的水气吸附系统,通过水气吸附系统中水气吸附床中的亲水性吸附剂的吸水能力提前吸附去除VOCs气体中的部分水分,可以在不改变气体温度的情况下调整待处理气体的湿度,为后续VOCs的吸附创造有利条件,改善VOCs吸附床对高湿度VOCs气体的吸附效果,通过阀门切换可以实现水性吸附床的交替连续运行,提高整个装置的运转效率;此外,通过在水气吸附系统的旁路设置流量调节阀进行分流调节,可以根据待处理VOCs气体的实际湿度情况对其相对湿度进行合理调节,灵活度和费用效益比高。
作为优选方案,所述的进气支管为2个。
作为优选方案,所述流量调节阀调节范围为使第二进气支管的流量为总进气流量的0~70%。
作为优选方案,所述装置还包括气体混合器,气体混合器的进口与第一进气支管和第二进气支管均连接,气体混合器的出口通过进气主管与VOCs吸附床相连。本发明通过设置气体混合器可以使第一进气支管输送来的未处理的VOCs气体与第二进气支管输送来的经除湿后的VOCs气体充分混合均匀,防止因VOCs气体中水气分布不均而影响VOCs吸附床对VOCs的吸附效果。
作为优选方案,所述水气脱附系统还包括脱附出气主管,各脱附出气支管一端分别与各对应的进气支管在水气吸附床的上游相连,另一端均与脱附出气主管相连。
作为优选方案,所述水气吸附床采用亲水吸附剂。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
附图标记:
100.进气主管 200.第一进气支管 210.流量调节阀 300.第二进气支管 310.第三进气支管 311.第一阀门 312.第一水气吸附床 313.第二阀门 320.第四进气支管 321.第三阀门 322.第二水气吸附床 323.第四阀门 400.VOCs吸附床 510.脱附进气主管 511.气体加热器 520.第一脱附进气支管 521.第五阀门 530.第一脱附出气支管 531.第六阀门 540.第二脱附进气支管 541.第七阀门 550.第二脱附出气支管 551.第八阀门 560.脱附出气主管 600.气体混合器
具体实施方式
结合图1,详细说明本发明的一个具体实施例,但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1所示,一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,包括进气主管100、VOCs吸附床400和水气脱附系统;
所述进气主管100上设有并联设置的第一进气支管200和第二进气支管300,第一进气支管200上设有流量调节阀210,第二进气支管300上设有水气吸附系统,水气吸附系统包括并联设置的第三进气支管310和第四进气支管320,第三进气支管310上依次设有第一阀门311、第一水气吸附床312和第二阀门313,第四进气支管320上依次设有第三阀门321、第二水气吸附床322和第四阀门323;其中,为了提高湿度调节的经济性,流量调节阀调节范围优选为使第二进气支管的流量为总进气流量的0~70%;
所述VOCs吸附床400设置在进气主管100上,所述水气脱附系统包括脱附进气主管510、第一脱附进气支管520、第一脱附出气支管530、第二脱附进气支管540、第二脱附出气支管550和脱附出气主管560,脱附进气主管510上设有气体加热器511,第一脱附进气支管520的一端与脱附进气主管510相连,另一端与第三进气支管310在第一水气吸附床312的下游相连,第一脱附进气支管520上设有第五阀门521,第一脱附出气支管530的一端与第三进气支管310在第一水气吸附床312的上游相连,另一端与脱附出气主管560相连,第一脱附出气支管530上设有第六阀门531,第二脱附进气支管540的一端与脱附进气主管510相连,另一端与第四进气支管320在第二水气吸附床322的下游相连,第二脱附进气支管540上设有第七阀门541,第二脱附出气支管550的一端与第四进气支管320在第二水气吸附床322的上游相连,另一端与脱附出气主管560相连,第二脱附出气支管550上设有第八阀门551;
其中,为使第一进气支管200输送来的未处理的VOCs气体与第二进气支管300输送来的经除湿后的VOCs气体充分混合均匀,防止因VOCs气体中水气分布不均而影响VOCs吸附床400对VOCs的吸附效果,所述装置还包括气体混合器600,气体混合器600的进口与第一进气支管200和第二进气支管300均连接,气体混合器的出口通过进气主管100与VOCs吸附床400相连。
工作原理:
当待处理VOCs气体为干燥气体时,打开流量调节阀210,关闭其他阀门,待处理VOCs气体直接经VOCs吸附床400中的吸附剂吸附处理后变成洁净气体排出;
当待处理VOCs气体为高含湿气体时,打开流量调节阀210、第一阀门311和第二阀门313,关闭其他阀门,待处理的VOCs气体在进气主管100内分流,分别通过第一进气支管200上的流量调节阀210和第三进气支管310上的第一水气吸附床312后在气体混合器内充分混合后(或直接在进气主管100内汇合后混合),再通过VOCs吸附床400中的吸附剂吸附处理后变成洁净气体排出;其中,可以根据待处理VOCs气体的含湿情况调节流量调节阀210将气体混合器中的VOCs气体调节成适宜的相对湿度;
当第一水气吸附床312中的亲水性吸附剂吸附达饱和后,关闭第一阀门311和第二阀门313,打开第三阀门321和第四阀门323,在进气主管100内分流的待处理的VOCs气体,分别通过第一进气支管200上的流量调节阀210和第四进气支管320上的第二水气吸附床322后混合,然后通过VOCs吸附床400中的吸附剂吸附处理后变成洁净气体排出,其中,在关闭第一阀门311和第二阀门313的同时,打开第五阀门521和第六阀门531,脱附气体经脱附出气主管560上的加热器预热后再经第一脱附进气支管520进入第一水气吸附床312,进行水气的热脱附再生,产生的高湿度气体依次经第一脱附出气支管530和脱附出气主管560后排出进行后续处理;
当第二水气吸附床322中的亲水性吸附剂吸附达饱和后,关闭第三阀门321和第四阀门323,打开第一阀门311和第二阀门313,重复上述吸水过程,同时打开第七阀门541和第八阀门551,脱附气体经脱附出气主管560上的加热器预热后再经第二脱附进气支管540进入第二水气吸附床322,进行水气的热脱附再生,产生的高湿度气体依次经第二脱附出气支管550和脱附出气主管560后排出;如此持续交替进行水气的吸附。
综上所述,本发明具有以下优点:
1.本发明通过在VOCs吸附床400的上游增设水气吸附系统,通过水气吸附系统中水性吸附床中的亲水性吸附剂的吸水能力提前吸附去除VOCs气体中的部分水分,可以在不改变气体温度的情况下调整待处理气体的湿度,为后续VOCs的吸附创造有利条件,改善VOCs吸附床400对高湿度VOCs气体的吸附效果。
2.本发明通过将水气吸附系统设置成2床及以上水性吸附床并联的结构,并配套设置一套独立运行的水气脱吸附系统,通过阀门切换可以实现水性吸附床的交替连续运行,提高整个装置的运转效率;此外,本发明将一部分脱附气用于水气脱吸附系统中各水气吸附床的脱附再生,且各水气吸附床共用一个加热器,结构精简,节约能源;
3.本发明通过在水气吸附系统的旁路设置流量调节阀210进行分流调节,可以根据待处理VOCs气体的实际湿度情况选择不同的运转模式并对其相对湿度进行合理调节,灵活度高,且可有效减少水气吸附系统中水性吸附床的规模,提高费用效益比;
4.本发明通过设置气体混合器可以使第一进气支管200输送来的未处理的VOCs气体与第二进气支管300输送来的经除湿后的VOCs气体充分混合均匀,防止因VOCs气体中水气分布不均而影响VOCs吸附床400对VOCs的吸附效果。
可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,包括进气主管、VOCs吸附床和水气脱附系统;所述进气主管上设有并联设置的第一进气支管和第二进气支管,第一进气支管上设有流量调节阀,第二进气支管上设有水气吸附系统,水气吸附系统包括并联设置的若干个进气支管,各进气支管上均设有水气吸附床,水气吸附床的上游和下游均设有阀门;所述VOCs吸附床设置在进气主管上;所述水气脱附系统包括脱附进气主管、若干个脱附进气支管和脱附出气支管,脱附进气主管上设有气体加热器,各脱附进气支管的一端均与脱附进气主管相连,各脱附进气支管的另一端分别与各对应的进气支管在水气吸附床的下游相连,各脱附进气支管上均设有阀门,各脱附出气支管分别与各对应的进气支管在水气吸附床的上游相连,各脱附出气支管上均设有阀门。
2.如权利要求1所述的减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,所述的进气支管为2个。
3.如权利要求1所述的减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,所述流量调节阀调节范围为使第二进气支管的流量为总进气流量的0~70%。
4.如权利要求1所述的减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,所述装置还包括气体混合器,气体混合器的进口与第一进气支管和第二进气支管均连接,气体混合器的出口通过进气主管与VOCs吸附床相连。
5.如权利要求1所述的减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,所述水气脱附系统还包括脱附出气主管,各脱附出气支管一端分别与各对应的进气支管在水气吸附床的上游相连,另一端均与脱附出气主管相连。
6.如权利要求1所述的减少气体湿度对有机气体吸附容量影响的装置,其特征在于,所述水气吸附床采用亲水吸附剂。
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