CN110508095A - 一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，包括吸附及脱附单元、水循环单元与真空单元；所述的吸附及脱附单元包括引风机(1)、VOCs废气缓冲罐(2)与两个吸附器(3)，所述的水循环单元有两套，分别包括冷却器(4)、循环水罐(5)及循环水泵(6)；所述的循环水泵(6)出口与吸附器(3)的换热器入口间还串接有汽水混合器(12)，所述的两个吸附器(3)的进气口还连接真空单元。通过多处阀的连接，控制吸附及脱附回。保证了吸附床层温度维持在最佳的脱附或解析的温度。水循环的方式，避免采用蒸汽直接加热所引起的局部温度过高的现象。

Description

一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置
技术领域
本发明涉及环保与机械结构技术领域，尤其涉及一种可挥发性有机物(VOCs)吸附及脱附处理和资源回收装置。
背景技术
工业企业排放的可挥发性有机物(VOCs)能够对人类健康及大气环境造成极大危害。其既可以直接破坏人体的呼吸、消化系统，也可以与大气中的NOx发生光化学反应，引发深层次的环境问题。
目前VOCs的处理技术包括销毁和回收利用两大类。销毁技术是直接通过生化反应将VOCs分解为二氧化碳和水，主要包括生物处理、催化燃烧、臭氧氧化、光催化等，这些方法通常运行成本高、能源消耗大。而回收利用技术是在不破坏有机分子结构的前提下，通过一系列物理方法，对VOCs进行捕集、浓缩、收集利用，主要包括冷凝、溶液吸收、吸附和膜分离等，此类技术同样存在处理效率低、有效周期短、二次污染严重等问题。将上述技术优化组合是克服各自缺点的一种有效办法，在众多的组合技术中，VOCs吸附冷凝回收技术由于工艺简单、经济性好、相对成熟而得到了广泛应用。
现有的吸附-水蒸气脱附-冷凝回收工艺包含了预处理系统、吸附系统、脱附再生系统、冷凝回收系统、自动控制系统、后处理系统等多个子系统。详见《挥发性有机物污染控制工程》化学工业出版社；第1版(2017年8月1日)，具体的见图1，包括预处理器、主风机、固定床吸附器、冷凝器、油水分离器、储罐、加热器与烘干器，废气先经过预处理去除粉尘、杂质,经过风机经吸附床A吸附净化后，于安全处达标排放。当吸附床A中吸质吸附饱和后进入脱附再生阶段。脱附阶段根据不同的介质可分为水蒸气脱附法及氮气脱附法。其特点是蒸汽与吸附剂采用直接接触，将吸附在吸附剂上VOCs脱附，从而完成吸附剂的再生。脱附出的蒸汽(氮气)与有机物混合气进入冷凝回收系统，脱附结束后，再启动风机，用通过加热后的热空气对吸附剂进行干燥，然后，通入冷风对吸附剂进行冷却降温、备用。三个吸附床通过时间差控制，轮流切换工作状态。脱附出来的混合气体经过冷凝器冷凝，冷凝液流入分层槽后，进行后续处理。
上述的方法，虽能有效地将吸附质从吸附剂中解析出来，主要缺陷在于：
1、有机物部分可溶性，或者即使是甲苯类的难溶物质，也会少量的溶解于水中形成废水二次污染；
2、通入大量的蒸汽会使得吸附质的机械强度降低、改变吸附质原有的孔道结构从而降低了吸附容量、降低了催化剂使用寿命。
3、由于系统直接通入蒸汽，系统压力较低，对应的蒸汽加热的温度有限，一般为100～140℃，许多被吸附的VOCs无法解析，如沸点较高的物质，如重芳烃中少量四甲苯，沸点高达190℃以上，N-甲基吡咯烷酮，沸点为202℃，或者特别强吸附作用的物质，如乙酸吸附于活性炭，或者物质存在水解性，如DMF吸附于碳纤维，因此物质将会在吸附剂上产生累计，逐步将吸附剂的吸附性能降低，从而使得吸附效果变差。
还有中国专利CN104888490B公开了一种VOCs气体的冷凝吸附回收装置，包括冷凝回路和变温变压回路。工艺基本上沿用原有的吸附-冷凝工艺，但所述技术中变温变压吸附器中内设盘管，其作用是脱附解析时吸附罐的内盘管中通入蒸汽对吸附剂进行加热解析，同时增加了真空泵，将解析在真空条件下作用，从而更加完善地将吸附在吸附剂内的VOCs气体脱附出来。
上述专利技术采用了原位脱附再生技术，通过内置盘管加热使得脱附过程处于真空加热状态下解析，该方法虽然避免了蒸汽直接与吸附剂直接接触且能延长吸附剂寿命等优点，但是内置盘管换热面积一般无法做得较大，导致传热速率小，从而需要较长时间才能够升温至指定温度，从而导致解析不彻底、吸附剂解析再生时间长等问题。
特别需要强调的是所述方案，蒸汽和冷水直接切换无法实现，由于蒸汽与冷水在直接开阀混合后将产生剧烈的震动，即工业中所述的‘气锤’，从而无法长周期运转，会将设备震动至报废。
发明内容
本发明的目的是提供一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，主要解决变温变压吸附处理VOCs未被工业化实施中的技术难题，在兼顾吸附器的床层压力降较低情况下，实现解吸升温和降温待用过程中的高换热效率需要；解决现有吸附器加热蒸汽和冷水直接切换产生气锤的问题，设置蒸汽和冷水采用汽水混合器，并且设置有热水和冷水罐实现逐步降温和升温的流程，解决热和冷交替的难题，并且采用脱盐水，避免潜在的水结垢问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种可挥发性有机物吸附及脱附回收装置，包括吸附及脱附单元、水循环单元与真空单元；
所述的吸附及脱附单元包括引风机1、VOCs废气缓冲罐2与两个吸附器3；VOCs废气连接引风机1入口，引风机1出口通过第二阀门V2连接VOCs废气缓冲罐2入口，VOCs废气缓冲罐2上方出口通过两个第三阀门V3-1，V3-2分别连接两个吸附器3的进气口；两个吸附器3的排气口分别通过两个第九阀门V9-1，V9-2排放；
所述的水循环单元有两套，分别包括冷却器4、循环水罐5及循环水泵6；循环水泵6出口连接吸附器3的换热器入口中，吸附器3的换热器出口通过第八阀门V8连接循环水罐5入口，吸附器3的换热器出口还通过第四阀门V4连接冷却器4入口，冷却器4出口通过第五阀门V5连接循环水罐5入口；循环水罐5出口连接循环水泵6入口；
所述的循环水泵6出口与吸附器3的换热器入口间还串接有汽水混合器12，汽水混合器12的蒸气入口通过第六阀门V6连接蒸气源；
所述的两个吸附器3的进气口还分别通过第七阀门V7-1，V7-2连接真空单元。
所述的吸附器3为列管式固定床吸附器或径向绕管式固定床吸附器；
所述的列管式固定床吸附器内部为列管式结构，吸附剂填充于列管内，列管中吸附剂高度0.6～5.0m，列管式固定床吸附器的壳程为换热器；
所述的径向绕管式固定床吸附器为带有中心积气筒和外壁分布器的径向式结构，吸附剂填充于壳程构成吸附剂床层，吸附剂床层径向厚度0.2～2m，管程为绕管式换热器；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为80～420m2/m3。
优选的，所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度0.8～4.0m；
所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.3～1.5m；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为100～350m2/m3。
优选的，所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度1.0～3.0m；
所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.4～1.2m；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为120～300m2/m3。
所述换热器内的介质包括水、乙二醇、丙二醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇。
所述的吸引风机1出口还通过第一阀门V1并联连接安全排空管路。
所述的真空单元包括前冷冻器7、前气液分离器8、真空泵9、后冷冻器10与后气液分离器11；
所述的前冷冻器7入口连接所述的两个吸附器3的进气口；所述的冷冻器7出口连接前气液分离器8进口，前气液分离器8气相出口连接真空泵9入口，真空泵9出口连接后冷冻器10入口，后冷冻器10出口连接后气液分离器11进口，后冷冻器10气相出口连接VOCs废气缓冲罐2。
吸附过程中，开启第三阀门V3-1，V3-2、第四阀门V4、第五阀门V5与第九阀门V9-1，V9-2；关闭第六阀门V6、第七阀门V7-1，V7-2与第八阀门V8；
循环水罐5中的循环水，在循环水泵6的作用下进入吸附器3的换热器，冷却吸附器3的吸附床层；由吸附器3的换热器出口流出的循环水经第四阀门V4进入冷却器4，冷却器4降温换热后经第五阀门V5返至循环水罐5中，保持吸附器3的吸附床层温度在-15～40℃；
脱附回收过程中，先开启第六阀门V6与第八阀门V8，关闭第四阀门V4、第五阀门V5与第九阀门V9-1，V9-2；
循环水罐5中的循环水，在循环水泵6的作用下进入汽水混合器12，蒸汽与循环水充分混合，再进入吸附器3的换热器；加热吸附器3的吸附床层；由吸附器3的换热器出口流出的循环水经八阀门V8返至循环水罐5中；
吸附器3的吸附床层温度达到设定温度60～220℃，开启第七阀门V7-1，V7-2，吸附器3的进气口连通真空单元。
所述的循环水包括脱盐水、去离子水、纯水、蒸馏水或蒸汽凝结水。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，主要解决变温变压吸附处理VOCs未被工业化实施中的技术难题，在兼顾吸附器的床层压力降较低情况下，实现解吸升温和降温待用过程中的高换热效率需要；解决现有吸附器加热蒸汽和冷水直接切换产生气锤的问题，设置蒸汽和冷水采用汽水混合器，并且设置有热水和冷水罐实现逐步降温和升温的流程，解决热和冷交替的难题，并且采用脱盐水，避免潜在的水结垢问题。
采列管式固定床或径向绕管式固定床作为吸附设备。当以列管式固定床为主的吸附装置时，加热介质在壳程中逆流换热，保证了吸附床层温度维持在最佳的脱附或解析的温度。另外，本发明提出了一种水循环的方式，避免采用蒸汽直接加热所引起的局部温度过高的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有技术的吸附水蒸气脱附冷凝回收工艺示意图；
图2为本发明实施例提供的可挥发性有机物吸附及脱附回收装置的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置的真空单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例
如图2所示，一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，包括吸附及脱附单元、水循环单元与真空单元；所述的吸附及脱附单元包括引风机1、VOCs废气缓冲罐2与两个吸附器3；VOCs废气也称VOCs尾气，包括有组织尾气及无组织尾气；引风机1可以为离心风机、罗茨风机等均可，选型属于公知常识，不再赘述。VOCs废气连接引风机1入口，引风机1出口通过第二阀门V2连接VOCs废气缓冲罐2入口，所述的吸引风机1出口还通过第一阀门V1并联连接安全排空管路。当系统运行正常，第二阀门V2开启，使尾气进入VOCs废气缓冲罐2。而当装置出现紧急事故包括超温、吸附床层堵塞等状况时，装置联锁第一阀门V1开启，第二阀门V2关闭从而保证系统正常安全性。所述VOCs废气缓冲罐2目的是通过沉降缓冲已达到除尘目的，另外防止上端系统误操作而引起串液。经过VOCs废气缓冲罐2除尘后的尾气进入装有吸附剂的吸附器3中。
所述的吸附器3为列管式固定床吸附器或径向绕管式固定床吸附器。这两种吸附器均属于本领域常用的设备，其一般具有吸附床层，用于吸附VOCs废气中的有害物质，还包括换热器，换热器可以是吸附器3的壳程或管程，用于调节吸附床层区域的温度。结构除下文有说明外，属于公知常识，不再赘述。
需要说明的是，所述的列管式固定床吸附器内部为列管式结构，吸附剂填充于列管内，列管中吸附剂高度0.6～5.0m，列管式固定床吸附器的壳程为换热器；所述的径向绕管式固定床吸附器为带有中心积气筒和外壁分布器的径向式结构，吸附剂填充于壳程构成吸附剂床层，吸附剂床层径向厚度0.2～2m，管程为绕管式换热器；这里所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为80～420m2/m3。
较佳的情况下，所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度0.8～4.0m；所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.3～1.5m；所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为100～350m2/m3。
最佳的情况下，所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度10.～3.0m；所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.4～1.2m；所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为120～300m2/m3。
上述的结构中，所述换热器内的介质包括水、乙二醇、丙二醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇箸醇类物质。
在实践中，所述的吸附器3中换热面积和吸附剂体积的比例大于150m2/m3，优化值为大于200m2/m3，更优化值为大于260m2/m3。所述列管式固定床使用于相对气量较小、尾气浓度高的条件下，其中吸附器中换热面积和吸附剂体积的比例为150～300m2/m3，而径向绕管式固定床适用于相对气量较大、尾气浓度较高的条件下，吸附器中换热面积和吸附剂体积的比例为200～400m2/m3。
吸附床层是在吸附器3中填充的吸附剂，所述吸附剂包括果壳型活性炭、改性椰壳活性炭、硅胶、经过硅烷改性后的硅胶、经过硅烷改性后的氧化铝、改性分子筛等。所述吸附床层根据VOCs尾气组分的不同可装填不同种类及数量的吸附剂于吸附床层。
所述列管式固定床使用于相对气量较小、尾气浓度高的条件下，而径向绕管式固定床适用于相对气量较大、尾气浓度较高的条件下。所述列管式固定床吸附器，吸附剂装填于列管中，列管尺寸为19～45mm(OD)，壳程流动着换热介质。
所述绕管式固定床吸附器，吸附剂装填于吸附器板框之中，绕管流动着换热介质，绕管的管径为10～38mm(OD)。经计算与CN104847735A对比，CN中套管式加热解吸的情况下，采用最大和最密集的套管，吸附器中换热面积和吸附剂体积的比例一般低于20m2/m3。
这里的，换热器水循环流程中可以设置有热水罐和冷水罐，采用饱和热水加热，饱和热水采用泵循环，所述的饱和热水压力为0～3.0MPaG，温度为110～230℃。
所述的VOCs废气缓冲罐2上方出口通过两个第三阀门V3-1，V3-2分别连接两个吸附器3的进气口；两个吸附器3的排气口分别通过两个第九阀门V9-1，V9-2排放；所述的水循环单元有两套，分别包括冷却器4、循环水罐5及循环水泵6；循环水泵6出口连接吸附器3的换热器入口中，吸附器3的换热器出口通过第八阀门V8连接循环水罐5入口，吸附器3的换热器出口还通过第四阀门V4连接冷却器4入口，冷却器4出口通过第五阀门V5连接循环水罐5入口；冷却器4还需要连接制冷的上水与回水，这均属于公知常识，不再赘述。循环水罐5出口连接循环水泵6入口；所述的循环水泵6出口与吸附器3的换热器入口间还串接有汽水混合器12，汽水混合器12的蒸气入口通过第六阀门V6连接蒸气源；所述的两个吸附器3的进气口还分别通过第七阀门V7-1，V7-2连接真空单元。
本例中，如图3所示，所述的真空单元包括前冷冻器7、前气液分离器8、真空泵9、后冷冻器10与后气液分离器11；所述真空泵9为螺杆式真空泵或爪式真空泵均可，选型属于公知常识，不再赘述。所述的前冷冻器7入口连接所述的两个吸附器3的进气口；所述的冷冻器7出口连接前气液分离器8进口，前气液分离器8气相出口连接真空泵9入口，真空泵9出口连接后冷冻器10入口，后冷冻器10出口连接后气液分离器11进口。
在真空下，吸附在吸附剂中的VOCs在负压下进入了真空单元。脱附的尾气在前冷冻器7中发生冷冻，使得脱附尾气中的VOCs被冷凝下来，并在前气液分离器8中进行气液分离。紧接着脱附尾气通过真空泵9又在后冷冻器10中发生冷凝，冷凝后的气液混合物在后气液分离器11中进行分离，分离后的气相尾气循环至VOCs废气缓冲罐2。前气液分离器8与后气液分离器11冷凝下来的液相有机物通过泵送出界区。
所述前冷冻器7与后冷冻器10的冷冻温度为-30～40℃。所述前冷冻器7与后冷冻器10还需要连接制冷的上水与回水，这均属于公知常识，不再赘述。所述真空单元的真空泵9真空度为5～60kPaG。
本例中的多个阀门的集中控制，具体的控制过程依实际情况确定，属于公知常识，不再赘述。
在吸附过程中，开启第三阀门V3-1，V3-2、第四阀门V4、第五阀门V5与第九阀门V9-1，V9-2；关闭第六阀门V6、第七阀门V7-1，V7-2与第八阀门V8；循环水罐5中的冷冻循环水在循环水泵6的作用下进入吸附器3的换热器，冷却吸附器3的吸附床层；由吸附器3的换热器出口流出的循环水经第四阀门V4进入冷却器4，冷却器4降温换热后经第五阀门V5返至循环水罐5中，冷冻循环水在换热器中循环作用，保持吸附器3的吸附床层温度在-15～40℃。该循环过程保证吸附床层温度维持在一个较低的温度下，且不受环境影响。另外，还能撤走吸附产生的热量。
在附回收过程中，先开启第六阀门V6与第八阀门V8，关闭第四阀门V4、第五阀门V5与第九阀门V9-1，V9-2；循环水罐5中的循环水，在循环水泵6的作用下进入汽水混合器12，蒸汽与循环水充分混合，再进入吸附器3的换热器；加热吸附器3的吸附床层；由吸附器3的换热器出口流出的循环水经八阀门V8返至循环水罐5中；吸附器3的吸附床层温度达到设定温度60～220℃，开启第七阀门V7-1，V7-2，吸附器3的进气口连通真空单元。
在使用过程中，吸附床层温度逐渐提高，根据所需脱附温度的不同调节汽水混合器12控制器PIC的压力设定值，所述压力设置值在0～3.0MpaG，上述压力由脱附的温度决定。汽水混合器12蒸汽凝结水在液位控制器的作用下排出，当吸附床层温度达到所需温度后，开启第七阀门V7-1，V7-2，此时正式进入真空脱附再生阶段。
上文的循环水包括脱盐水、去离子水、纯水、蒸馏水或蒸汽凝结水。
本专利采用原位脱附再生的方法，避免加热介质直接接触吸附剂，提高了吸附剂使用寿命。采用列管式固定床或径向绕管固定床使得加热介质有充分换热面积，从而保证解析彻底。循环水系统保证了吸附过程床层温度的恒定，且带走吸附产生的吸附热。另外，保证了床层温度不受大气环境的影响。
并且采用的吸附床换热效率高，在兼顾吸附器的床层压力降较低情况下，实现解吸升温和降温待用过程中的高换热效率需要；
同时解决现有吸附器加热蒸汽和冷水直接切换产生气锤的问题，设置蒸汽和冷水采用汽水混合器，并且设置有热水和冷水罐实现逐步降温和升温的流程，解决热和冷交替的难题，并且采用脱盐水，避免潜在的水结垢问题。
两个具体的应用实验实施例：
例1，如某苯乙烯生产厂家排放废气，尾气中苯乙烯总浓度3.5×105mg/m3，废气总量达300m3/h。采用如图2与3所示的工艺方案进行处理。苯乙烯尾气由风机引至吸附装置，当吸附装置出现异常或出现紧急状态时，切断阀迅速切换至事故紧急排空，以保证装置安全性。由风机引入的尾气送至缓冲罐，以除去尾气携带过来的液体及粉尘固体。经预处理的苯乙烯尾气进入列管式固定床吸附器，经处理后高空安全排放。所述吸附剂为3～6mm硅烷改性二氧化硅和改性活性炭小球按照1:1从上到下装填在该固定床列管之中。所述列管规格为Φ38*3.5，吸附器换热面积和吸附剂装填量比值为220m2/m3。当吸附器处于吸附状态时，固定床壳侧通入循环水，以保证床层温度恒定并维持在较低的温度之下。当过程处于脱附状态时通过程序控制切断外置冷却器，并打开蒸汽阀门及真空泵切断阀使床层在真空下原位解析。经解析的尾气在真空泵二级冷冻中富集冷凝而被回收，而真空泵中的尾气循环至缓冲罐中，以继续进行处理。
其中再生温度为80℃，从常温循环水温度升温至80℃仅用时12min，从80℃降温至常温用时18min。再生真空泵压力为8KPaA，热水罐压力为0.04MpaG，上述升温和降温速率与发明人自身编制的动态模拟软件结果误差2min。
苯乙烯处理率达到99.998％，尾气中苯乙烯回收率达到99.99％以上，苯乙烯排放量低于5mg/m3,仅有少量在取样中损失，达到超低排放，蒸汽加热凝结水与回收苯乙烯各自排放，无二次废水。
例2，如某双氧水生产厂家排放废气，尾气中含多种重芳烃其含量高达4500ppm，废气总量达36000Nm3/h。采用如图2与3所示的工艺方案进行处理。苯乙烯尾气由风机引至吸附装置，当吸附装置出现异常或出现紧急状态时，切断阀迅速切换至事故紧急排空，以保证装置安全性。由风机引入的尾气送至缓冲罐，以除去尾气携带过来的液体及粉尘固体。经预处理的尾气进入绕管式径向固定床吸附器，经处理后高空安全排放。所述吸附剂为3～6mm硅烷改性二氧化硅并装填在该固定床壳程之中。所述列管规格为Φ19*2，吸附器换热面积和吸附剂装填量比值为331m2/m3。当吸附器处于吸附状态时，固定床壳侧通入循环水，以保证床层温度恒定并维持在较低的温度之下。当过程处于脱附状态时通过程序控制切断外置冷却器，并打开蒸汽阀门及真空泵切断阀使床层在真空下原位解析。经解析的尾气在真空泵二级冷冻中富集冷凝而被回收，而真空泵中的尾气循环至缓冲罐中，以继续进行处理。
其中再生解吸温度为220℃，从常温循环水温度升温至220℃仅用时25min，从再生解吸220℃降温至常温用时31min。再生真空泵压力为15KPaA，热水罐压力为2.90MpaG，上述升温和降温速率与发明人自身编制的动态模拟软件结果误差2min。
重芳烃处理率达到99.95％，尾气中苯乙烯回收率达到99.9％以上，重芳烃排放量低于25mg/m3,仅有少量在取样中损失，达到超低排放，蒸汽加热凝结水与回收重芳烃各自排放，无二次废水。
对比实验
例2的同一尾气，采用CN104888490B，所述的结构，盘管按照机械允许的最大可能布置，盘管采用Φ19*2，吸附器换热面积和吸附剂装填量比值为13m2/m3。按照同一模拟计算，从常温升温至再生解吸温度为220℃时间为275min，再生解吸220℃降温至常温用时368min，合计升温和降温时间为643min，合计接近11小时，很明显，无论何种吸附剂，在吸附塔内吸附剂不足以保障其排放达标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于：包括吸附及脱附单元、水循环单元与真空单元；
所述的吸附及脱附单元包括引风机(1)、VOCs废气缓冲罐(2)与两个吸附器(3)；VOCs废气连接引风机(1)入口，引风机(1)出口通过第二阀门(V2)连接VOCs废气缓冲罐(2)入口，VOCs废气缓冲罐(2)上方出口通过两个第三阀门(V3-1，V3-2)分别连接两个吸附器(3)的进气口；两个吸附器(3)的排气口分别通过两个第九阀门(V9-1，V9-2)排放；
所述的水循环单元有两套，分别包括冷却器(4)、循环水罐(5)及循环水泵(6)；循环水泵(6)出口连接吸附器(3)的换热器入口中，吸附器(3)的换热器出口通过第八阀门(V8)连接循环水罐(5)入口，吸附器(3)的换热器出口还通过第四阀门(V4)连接冷却器(4)入口，冷却器(4)出口通过第五阀门(V5)连接循环水罐(5)入口；循环水罐(5)出口连接循环水泵(6)入口；
所述的循环水泵(6)出口与吸附器(3)的换热器入口间还串接有汽水混合器(12)，汽水混合器(12)的蒸气入口通过第六阀门(V6)连接蒸气源；
所述的两个吸附器(3)的进气口还分别通过第七阀门(V7-1，V7-2)连接真空单元。
2.根据权利要求1所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于，所述的吸附器(3)为列管式固定床吸附器或径向绕管式固定床吸附器；
所述的列管式固定床吸附器内部为列管式结构，吸附剂填充于列管内，列管中吸附剂高度0.6～5.0m，列管式固定床吸附器的壳程为换热器；
所述的径向绕管式固定床吸附器为带有中心积气筒和外壁分布器的径向式结构，吸附剂填充于壳程构成吸附剂床层，吸附剂床层径向厚度0.2～2m，管程为绕管式换热器；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为80～420m2/m3。
3.根据权利要求2所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于：
所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度0.8～4.0m；
所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.3～1.5m；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为100～350m2/m3。
4.根据权利要求2所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于：
所述的列管式固定床吸附器的列管中吸附剂高度1.0～3.0m；
所述的径向绕管式固定床吸附器吸附剂床层厚度0.4～1.2m；
所述的换热器的换热面积和吸附剂体积的比值为120～300m2/m3。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于：所述换热器内的介质包括水、乙二醇、丙二醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇中的一种或者多种。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于，所述的吸引风机(1)出口还通过第一阀门(V1)并联连接安全排空管路。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于，所述的真空单元包括前冷冻器(7)、前气液分离器(8)、真空泵(9)、后冷冻器(10)与后气液分离器(11)；
所述的前冷冻器(7)入口连接所述的两个吸附器(3)的进气口；所述的冷冻器(7)出口连接前气液分离器(8)进口，前气液分离器(8)气相出口连接真空泵(9)入口，真空泵(9)出口连接后冷冻器(10)入口，后冷冻器(10)出口连接后气液分离器(11)进口，后冷冻器(10)气相出口连接VOCs废气缓冲罐(2)。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于，吸附过程中，开启第三阀门(V3-1，V3-2)、第四阀门(V4)、第五阀门(V5)与第九阀门(V9-1，V9-2)；关闭第六阀门(V6)、第七阀门(V7-1，V7-2)与第八阀门(V8)；
循环水罐(5)中的循环水，在循环水泵(6)的作用下进入吸附器(3)的换热器，冷却吸附器(3)的吸附床层；由吸附器(3)的换热器出口流出的循环水经第四阀门(V4)进入冷却器(4)，冷却器(4)降温换热后经第五阀门(V5)返至循环水罐(5)中，保持吸附器(3)的吸附床层温度在-15～40℃；
脱附回收过程中，先开启第六阀门(V6)与第八阀门(V8)，关闭第四阀门(V4)、第五阀门(V5)与第九阀门(V9-1，V9-2)；
循环水罐(5)中的循环水，在循环水泵(6)的作用下进入汽水混合器(12)，蒸汽与循环水充分混合，再进入吸附器(3)的换热器；加热吸附器(3)的吸附床层；由吸附器(3)的换热器出口流出的循环水经八阀门(V8)返至循环水罐(5)中；
吸附器(3)的吸附床层温度达到设定温度60～220℃，开启第七阀门(V7-1，V7-2)，吸附器(3)的进气口连通真空单元。
9.根据权利要求8所述的可挥发性有机物吸附及脱附处理和资源回收装置，其特征在于，所述的循环水包括脱盐水、去离子水、纯水、蒸馏水或蒸汽凝结水。
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