CN109985482A - 一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，包括左吸附器、右吸附器、冷凝器、真空泵、除雾器、干燥风机和加热器，有机废气管道入口通过第一左阀门和第一右阀门分别左吸附器和右吸附器，左吸附器和右吸附器的上端分别通过第二左阀门和第二右阀门连接排气筒，蒸汽管道入口通过第六左阀门和第六右阀门分别连接左吸附器和右吸附器，本发明实现了干燥气体内循环，净化后排放，不产生二次污染，在脱附过程中能进行快速脱附，减少高温蒸汽的使用量，缩短脱附时间，再生吸附剂彻底，吸附性能恢复完全，缩短干燥、冷却时间、节能减耗。
Description
技术领域
本发明涉及吸附处理技术领域，具体是一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备及方法。
背景技术
现有的吸附-脱附工艺中，脱附工艺采用“二步法”，即蒸汽脱附和空气吹脱，蒸汽脱附时，将高温蒸汽从蒸汽管路中通入，由内向外/一侧向另一侧吹扫吸附剂芯体，产生的冷凝液和不凝气分别从冷凝液管路和解吸物管路排出进入废液处理系统进行处理；空气吹脱时，启动干燥风机，对吸附器内吸附剂进行干燥，减少水分，恢复吸附剂的吸附性能，吹脱完毕，停干燥风机，完成吸附剂的活化再生，进入备用状态。
然而上述脱附工艺吸附剂由于常压脱附，吹脱气体直接排放，存在以下弊端：
(1)水蒸气消耗量大，脱附时间长；
(2)再生吸附剂含水率高，严重影响其二次吸附容量；
(3)干燥、冷却时间长、能耗大；
(4)干燥废气和冷凝废水会造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节约能源、能够连续吸附脱附、不产生二次污染的挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，包括左吸附器、右吸附器、冷凝器、真空泵、除雾器、干燥风机和加热器，有机废气管道入口通过第一左阀门和第一右阀门分别左吸附器和右吸附器，左吸附器和右吸附器的上端分别通过第二左阀门和第二右阀门连接排气筒，蒸汽管道入口通过第六左阀门和第六右阀门分别连接左吸附器和右吸附器，所述左吸附器的底部还通过并联的第四左阀门和第五左阀门连接冷凝器的一端，右吸附器的底部还通过并联的第四右阀门和第五右阀门连接冷凝器的一端，冷凝器的底部通过第十阀门连接废液处理系统，冷凝器的另一端通过第九阀门和第十二阀门分别连接除雾器和真空泵，除雾器的另一端连接干燥风机，干燥风机的另一端分别连接加热器和第八阀门，加热器的另一端连接第七阀门，所述第七阀门的另一端和第八阀门的另一端均分别通过第三左阀门和第三右阀门连接左吸附器和右吸附器。
优选地，所述真空泵与第十二阀门之间的管道上还安装有压力表。
优选地，所述第五左阀门的口径小于第四左阀门，第五右阀门的口径小于第四右阀门。
一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的方法，具体步骤如下：
1)吸附阶段：打开第一左阀门，将待处理的有机废气通入至左吸附器中，在左吸附器中有机废气经吸附剂吸附处理，处理后的气体经左吸附器的排气管排至排气筒，左吸附器中的吸附剂饱和后或根据工艺设定要求，切换至右吸附器连续进行吸附；
2)脱附解吸阶段：脱附解吸采用七步法，包括蒸汽吹脱、保压升温、泄压、蒸汽脱附、真空抽除、热空气吹脱和冷风降温；
A、蒸汽吹脱：打开第六右阀门、第四右阀门和第十阀门，通入温度不低于140℃、压力不低于0.2MPa的蒸汽，对吸附器中的空气进行置换；
B、保压升温：关闭阀第四右阀门，右吸附器内充满蒸汽，蒸汽压力不低于设定值，使蒸汽在罐内达到饱和；
C、泄压：保压3min后，关闭第六右阀门、打开第五右阀门，开始泄压；
D、蒸汽脱附：关闭第五右阀门，打开第六右阀门和第四右阀门，高温蒸汽由内向外、由一侧向另一侧吹扫吸附剂芯体，不凝气通过第二右阀门排出，蒸汽进入冷凝器冷凝后的冷凝液通过第十阀门排出进入废液处理系统进行处理；
E、真空抽除：吸附剂所吸附挥发性有机物脱附完成后，关闭第六右阀门、第十阀门，打开第五右阀门、第四右阀门和第十二阀门，启动真空泵抽出残留的挥发性有机物，同时降低蒸汽残余含量，恢复吸附剂的吸附性能，抽除完成后停止真空泵，关闭第十二阀门；
F、热空气吹脱：打开第七阀门、第三右阀门和第四右阀门，启动干燥风机，外界补充空气沿管路进入加热器，在加热器内对空气进行加热后通过第七阀门和第三右阀门进入到右吸附器，进行吹脱后通过第四右阀门进入到冷凝器将吹脱出的水蒸气冷却，析出冷凝水，降低空气中水含量，打开第十阀门和第九阀门，排除冷凝水，空气进入除雾器消除夹带的水分，除雾器出口连接干燥风机，该干燥空气在系统内密闭循环，使右吸附器内吸附剂充分干燥，干燥完毕，关闭第七阀门；
G、冷风降温：打开第八阀门、第三右阀门、第四右阀门和第九阀门，系统内干燥气体经第三右阀门进入到右吸附器，再经过第四右阀门进入到冷凝器对该股气体进行降温，冷空气经第九阀门进入除雾器消除夹带的水分，除雾器出口连接干燥风机，该股冷空气在系统内密闭循环，对吸附剂进行冷却降温，冷却至工艺要求温度后，降温结束，停干燥风机，关闭第三右阀门、第四右阀门、第十阀门、第九阀门和第八阀门，完成吸附剂的活化再生，进入备用状态；
3)下一个吸附-脱附解吸-干燥循环。
优选地，所述热空气吹脱步骤中的外界补充空气是净化后的废气或者外界空气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明从热空气吹脱开始，从外界补一部分空气，吹脱、干燥过程中一直密闭循环，过程终了，该股空气不外排，留在吸附器中，待开始吸附后，合并净化后排放，实现了干燥气体内循环，净化后排放，不产生二次污染，在脱附过程中能进行快速脱附，减少高温蒸汽的使用量，缩短脱附时间，再生吸附剂彻底，吸附性能恢复完全，缩短干燥、冷却时间、节能减耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的吸附及脱附流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，包括左吸附器1、右吸附器2、冷凝器3、真空泵4、除雾器5、干燥风机6和加热器7，有机废气管道入口通过第一左阀门8和第一右阀门9分别左吸附器1和右吸附器2，左吸附器1和右吸附器2的上端分别通过第二左阀门10和第二右阀门11连接排气筒，蒸汽管道入口通过第六左阀门12和第六右阀门13分别连接左吸附器1和右吸附器2，所述左吸附器1的底部还通过并联的第四左阀门14和第五左阀门15连接冷凝器3的一端，右吸附器2的底部还通过并联的第四右阀门16和第五右阀门17连接冷凝器3的一端，所述第五左阀门15的口径小于第四左阀门，第五右阀门17的口径小于第四右阀门16，设置该第五左阀门15和第五右阀门17的目的为保证泄压过程平缓，减缓对其后续设备的冲击，冷凝器的底部通过第十阀门18连接废液处理系统，冷凝器的另一端通过第九阀门19和第十二阀门20分别连接除雾器5和真空泵4，所述真空泵4与第十二阀门20之间的管道上还安装有压力表25，除雾器5的另一端连接干燥风机6，干燥风机6的另一端分别连接加热器7和第八阀门21，加热器7的另一端连接第七阀门22，所述第七阀门22的另一端和第八阀门21的另一端均分别通过第三左阀门23和第三右阀门24连接左吸附器1和右吸附器2。
实施例1
请参阅图2，一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的方法，此时左吸附器1处于吸附阶段，右吸附器2处于脱附解吸阶段，处于具体步骤如下：
1)吸附阶段：打开第一左阀门8，将待处理的有机废气通入至左吸附器1中，在左吸附器1中有机废气经吸附剂吸附处理，打开第二左阀门10处理后的气体经左吸附器1的排气管排至排气筒，左吸附器1中的吸附剂饱和后或根据工艺设定要求，切换至右吸附器2连续进行吸附；
2)脱附解吸阶段：脱附解吸采用七步法，包括蒸汽吹脱、保压升温、泄压、蒸汽脱附、真空抽除、热空气吹脱和冷风降温；
A、蒸汽吹脱：打开第六右阀门13、第四右阀门16和第十阀门18，通入温度不低于140℃、压力不低于0.2MPa的蒸汽，对吸附器中的空气进行置换；
B、保压升温：关闭阀第四右阀门16，右吸附器2内充满蒸汽，蒸汽压力不低于设定值，使蒸汽在罐内达到饱和；
C、泄压：保压3min后，关闭第六右阀门13、打开第五右阀门17，开始泄压；
D、蒸汽脱附：关闭第五右阀门17，打开第六右阀门13和第四右阀门16，高温蒸汽由内向外、由一侧向另一侧吹扫吸附剂芯体，不凝气通过第二右阀门11排出，蒸汽进入冷凝器3冷凝后的冷凝液通过第十阀门18排出进入废液处理系统进行处理；
E、真空抽除：吸附剂所吸附挥发性有机物脱附完成后，关闭第六右阀门13、第十阀门18，打开第五右阀门17、第四右阀门16和第十二阀门20，启动真空泵4抽出残留的挥发性有机物，同时降低蒸汽残余含量，恢复吸附剂的吸附性能，抽除完成后停止真空泵4，关闭第十二阀门20；
F、热空气吹脱：打开第七阀门22、第三右阀门24和第四右阀门16，启动干燥风机6，外界补充空气沿管路进入加热器7，在加热器7内对空气进行加热后通过第七阀门22和第三右阀门24进入到右吸附器2，所述热空气吹脱步骤中的外界补充空气是净化后的废气或者外界空气，进行吹脱后通过第四右阀门16进入到冷凝器3，通过冷凝器3内的循环冷却水降温，将吹脱出的水蒸气冷却，析出冷凝水，降低空气中水含量，打开第十阀门18和第九阀门19，排除冷凝水，空气进入除雾器5消除夹带的水分，除雾器5出口连接干燥风机4，该干燥空气在系统内密闭循环，使右吸附器2内吸附剂充分干燥，减少水分，尽可能恢复吸附剂的吸附性能，该过程干燥气体在系统内循环使用，不外排，即干燥气体实现内循环，干燥完毕，关闭第七阀门22；
G、冷风降温：打开第八阀门21、第三右阀门24、第四右阀门16和第九阀门19，系统内干燥气体经第三右阀门24进入到右吸附器2，再经过第四右阀门16进入到冷凝器3通过冷凝器3内的循环冷却水降温，对该股气体进行降温，冷空气经第九阀门19进入除雾器5消除夹带的水分，除雾器出口连接干燥风机4，该股冷空气在系统内密闭循环，对吸附剂进行冷却降温，冷却至工艺要求温度后，降温结束，停干燥风机，关闭第三右阀门24、第四右阀门16、第十阀门18、第九阀门19和第八阀门21，完成吸附剂的活化再生，进入备用状态。
实施例2
请参阅图2，一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的方法，此时左吸附器1处于吸附阶段，右吸附器2处于脱附解吸阶段，处于具体步骤如下：
1)吸附阶段：打开第一右阀门9，将待处理的有机废气通入至右吸附器2中，在右吸附器2中有机废气经吸附剂吸附处理，处理后的气体经右吸附器2的排气管，打开第二左阀门10排至排气筒，右吸附器2中的吸附剂饱和后或根据工艺设定要求，切换至左吸附器1连续进行吸附；
2)脱附解吸阶段：脱附解吸采用七步法，包括蒸汽吹脱、保压升温、泄压、蒸汽脱附、真空抽除、热空气吹脱和冷风降温；
A、蒸汽吹脱：打开第六左阀门12、第四左阀门14和第十阀门18，通入温度不低于140℃、压力不低于0.2MPa的蒸汽，对吸附器中的空气进行置换；
B、保压升温：关闭阀第四左阀门14，左吸附器1内充满蒸汽，蒸汽压力不低于设定值，使蒸汽在罐内达到饱和；
C、泄压：保压3min后，关闭第六左阀门12、打开第五左阀门15，开始泄压；
D、蒸汽脱附：关闭第五左阀门15，打开第六左阀门12和第四左阀门14，高温蒸汽由内向外、由一侧向另一侧吹扫吸附剂芯体，不凝气通过第二左阀门10排出，蒸汽进入冷凝器3冷凝后的冷凝液通过第十阀门18排出进入废液处理系统进行处理；
E、真空抽除：吸附剂所吸附挥发性有机物脱附完成后，关闭第六左阀门12、第十阀门18，打开第五左阀门15、第四左阀门14和第十二阀门20，启动真空泵4抽出残留的挥发性有机物，同时降低蒸汽残余含量，恢复吸附剂的吸附性能，抽除完成后停止真空泵4，关闭第十二阀门20；
F、热空气吹脱：打开第七阀门22、第三左阀门23和第四左阀门14，启动干燥风机6，外界补充空气沿管路进入加热器7，在加热器7内对空气进行加热后通过第七阀门22和第三左阀门23进入到左吸附器1，所述热空气吹脱步骤中的外界补充空气是净化后的废气或者外界空气，进行吹脱后通过第四左阀门14进入到冷凝器3，通过冷凝器3内的循环冷却水降温，将吹脱出的水蒸气冷却，析出冷凝水，降低空气中水含量，打开第十阀门18和第九阀门19，排除冷凝水，空气进入除雾器5消除夹带的水分，除雾器5出口连接干燥风机4，该干燥空气在系统内密闭循环，使左吸附器1内吸附剂充分干燥，减少水分，尽可能恢复吸附剂的吸附性能，该过程干燥气体在系统内循环使用，不外排，即干燥气体实现内循环，干燥完毕，关闭第七阀门22；
G、冷风降温：打开第八阀门21、第三左阀门23、第四左阀门14和第九阀门19，系统内干燥气体经第三左阀门23进入到左吸附器1，再经过第四左阀门14进入到冷凝器3通过冷凝器3内的循环冷却水降温，对该股气体进行降温，冷空气经第九阀门19进入除雾器5消除夹带的水分，除雾器出口连接干燥风机4，该股冷空气在系统内密闭循环，对吸附剂进行冷却降温，冷却至工艺要求温度后，降温结束，停干燥风机，关闭第三左阀门23、第四左阀门14、第十阀门18、第九阀门19和第八阀门21，完成吸附剂的活化再生，进入备用状态。
Claims (5)
1.一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，其特征在于，包括左吸附器(1)、右吸附器(2)、冷凝器(3)、真空泵(4)、除雾器(5)、干燥风机(6)和加热器(7)，有机废气管道入口通过第一左阀门(8)和第一右阀门(9)分别左吸附器(1)和右吸附器(2)，左吸附器(1)和右吸附器(2)的上端分别通过第二左阀门(10)和第二右阀门(11)连接排气筒，蒸汽管道入口通过第六左阀门(12)和第六右阀门(13)分别连接左吸附器(1)和右吸附器(2)，所述左吸附器(1)的底部还通过并联的第四左阀门(14)和第五左阀门(15)连接冷凝器(3)的一端，右吸附器(2)的底部还通过并联的第四右阀门(16)和第五右阀门(17)连接冷凝器(3)的一端，冷凝器的底部通过第十阀门(18)连接废液处理系统，冷凝器的另一端通过第九阀门(19)和第十二阀门(20)分别连接除雾器(5)和真空泵(4)，除雾器(5)的另一端连接干燥风机(6)，干燥风机(6)的另一端分别连接加热器(7)和第八阀门(21)，加热器(7)的另一端连接第七阀门(22)，所述第七阀门(22)的另一端和第八阀门(21)的另一端均分别通过第三左阀门(23)和第三右阀门(24)连接左吸附器(1)和右吸附器(2)。
2.根据权利要求1所述的挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，其特征在于，所述真空泵(4)与第十二阀门(20)之间的管道上还安装有压力表(25)。
3.根据权利要求1所述的挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的设备，其特征在于，所述第五左阀门(15)的口径小于第四左阀门，第五右阀门(17)的口径小于第四右阀门(16)。
4.一种挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的方法，具体步骤如下：
1)吸附阶段：打开第一左阀门(8)，将待处理的有机废气通入至左吸附器(1)中，在左吸附器(1)中有机废气经吸附剂吸附处理，处理后的气体经左吸附器(1)的排气管排至排气筒，左吸附器(1)中的吸附剂饱和后或根据工艺设定要求，切换至右吸附器(2)连续进行吸附；
2)脱附解吸阶段：脱附解吸采用七步法，包括蒸汽吹脱、保压升温、泄压、蒸汽脱附、真空抽除、热空气吹脱和冷风降温；
A、蒸汽吹脱：打开第六右阀门(13)、第四右阀门(16)和第十阀门(18)，通入温度不低于140℃、压力不低于0.2MPa的蒸汽，对吸附器中的空气进行置换；
B、保压升温：关闭阀第四右阀门(16)，右吸附器(2)内充满蒸汽，蒸汽压力不低于设定值，使蒸汽在罐内达到饱和；
C、泄压：保压3min后，关闭第六右阀门(13)、打开第五右阀门(17)，开始泄压；
D、蒸汽脱附：关闭第五右阀门(17)，打开第六右阀门(13)和第四右阀门(16)，高温蒸汽由内向外、由一侧向另一侧吹扫吸附剂芯体，不凝气通过第二右阀门(11)排出，蒸汽进入冷凝器(3)冷凝后的冷凝液通过第十阀门(18)排出进入废液处理系统进行处理；
E、真空抽除：吸附剂所吸附挥发性有机物脱附完成后，关闭第六右阀门(13)、第十阀门(18)，打开第五右阀门(17)、第四右阀门(16)和第十二阀门(20)，启动真空泵(4)抽出残留的挥发性有机物，同时降低蒸汽残余含量，恢复吸附剂的吸附性能，抽除完成后停止真空泵(4)，关闭第十二阀门(20)；
F、热空气吹脱：打开第七阀门(22)、第三右阀门(24)和第四右阀门(16)，启动干燥风机(6)，外界补充空气沿管路进入加热器(7)，在加热器(7)内对空气进行加热后通过第七阀门(22)和第三右阀门(24)进入到右吸附器(2)，进行吹脱后通过第四右阀门(16)进入到冷凝器(3)将吹脱出的水蒸气冷却，析出冷凝水，降低空气中水含量，打开第十阀门(18)和第九阀门(19)，排除冷凝水，空气进入除雾器(5)消除夹带的水分，除雾器(5)出口连接干燥风机(4)，该干燥空气在系统内密闭循环，使右吸附器(2)内吸附剂充分干燥，干燥完毕，关闭第七阀门(22)；
G、冷风降温：打开第八阀门(21)、第三右阀门(24)、第四右阀门(16)和第九阀门(19)，系统内干燥气体经第三右阀门(24)进入到右吸附器(2)，再经过第四右阀门(16)进入到冷凝器(3)对该股气体进行降温，冷空气经第九阀门(19)进入除雾器(5)消除夹带的水分，除雾器出口连接干燥风机(4)，该股冷空气在系统内密闭循环，对吸附剂进行冷却降温，冷却至工艺要求温度后，降温结束，停干燥风机，关闭第三右阀门(24)、第四右阀门(16)、第十阀门(18)、第九阀门(19)和第八阀门(21)，完成吸附剂的活化再生，进入备用状态；
3)下一个吸附-脱附解吸-干燥循环。
5.根据权利要求5所述的挥发性有机物吸附以及原位脱附再生的工艺，其特征在于，所述热空气吹脱步骤中的外界补充空气是净化后的废气或者外界空气。
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