CN110548361A - 有机废气的回收系统及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机废气的回收系统及回收方法，该回收系统包括吸附器、加热器、冷凝回收单元和热交换器。吸附器包括经由脱附管路连接的脱附接收口和脱附排出口。冷凝回收单元位于加热器的上游。热交换器位于加热器的上游。加热器、冷凝回收单元和热交换器设置于脱附管路上，并且热交换器的热流体出口和冷流体进口分别与冷凝回收单元的输入端和输出端连接。本发明提供的回收系统，一方面能够对高温混合气进行初步降温，从而降低了冷凝回收单元的能耗，节约了冷凝回收单元中设备的投资成本及冷媒耗量。另一方面还能够对未凝气进行初步升温，减少了加热器的能耗，节约了加热器的投资成本及运行成本。

Description

有机废气的回收系统及回收方法

技术领域

本发明涉及有机废气回收技术领域，且更具体地涉及一种有机废气的回收系统及回收方法。

背景技术

有机溶剂在生产和使用过程中通常会挥发出有机废气。该有机废气对人体健康，生态环境产生巨大危害的同时，还会造成极大的资源浪费。如何对有机废气中具有回收价值的有机溶剂进行循环利用，从而减少环境污染和资源消耗，对建立资源节约型和环境友好型的可持续发展社会具有现实意义。

目前，“活性炭吸附+水蒸汽、热空气脱附+冷凝回收”是有机溶剂回收领域应用最为广泛的技术路线，但利用水蒸汽、热空气脱附在实际工程中存在着如脱附时间过长、设备加速腐蚀、溶剂二次污染、活性炭易燃等问题。

近年来，国内开发了以干燥阻燃性气体氮气作为脱附介质的有机溶剂回收工艺。该工艺虽然能够成功解决水蒸汽、热空气脱附存在的缺点，但是仍存在能耗大，运行费用高，自动化缺乏等问题。

因此，需要一种有机废气的回收系统及回收方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种有机废气的回收系统，该回收系统包括吸附器、加热器、冷凝回收单元和热交换器。

所述吸附器用于吸附所述有机废气和进行有机废气的脱附，所述吸附器包括脱附接收口和脱附排出口，以分别用于接收和排出包括脱附剂和有机废气的混合气，所述脱附接收口和所述脱附排出口经由脱附管路连接。

所述加热器用于对混合气加热。

所述冷凝回收单元位于所述加热器的上游，用于对混合气中的VOCs(volatileorganic compounds，挥发性有机化合物)冷凝和回收。

所述热交换器位于所述加热器的上游。

其中，所述加热器、所述冷凝回收单元和所述热交换器设置于所述脱附管路上，并且所述热交换器的热流体出口和冷流体进口分别与所述冷凝回收单元的输入端和输出端连接，以对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换。

根据本方案，冷凝后的未凝气(冷凝后的混合气)能够与吸附器出口输出的高温混合气进行热交换。一方面能够对高温混合气进行初步降温，从而降低了冷凝回收单元的能耗，节约了冷凝回收单元中设备的投资成本及冷媒耗量。另一方面还能够对未凝气进行初步升温，减少了加热器的能耗，节约了加热器的投资成本及运行成本。

优选地，所述脱附管路包括旁通管路，所述冷凝回收单元与所述旁通管路并联，在所述冷凝回收单元处于停止状态下，所述旁通管路处于开通状态，在所述冷凝回收单元处于运行状态下，所述旁通管路处于关闭状态，以使混合气在循环流通状态和冷凝回收状态之间转换。

优选地，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述吸附器、所述加热器、所述冷凝回收单元和所述热交换器的运行或停止。

优选地，在所述冷凝回收单元的上游设置第一VOCs浓度监测仪，所述第一VOCs浓度监测仪设置于所述旁通管路的上游，当所述第一VOCs浓度监测仪所监测的第一VOCs浓度大于或等于第一VOCs预设浓度时，所述冷凝回收单元由所述停止状态转换为所述运行状态。

优选地，在所述冷凝回收单元的下游设置第二VOCs浓度监测仪，当所述第二VOCs浓度监测仪所监测的第二VOCs浓度与所述第一VOCs浓度的浓度变化小于预设浓度变化值时，所述冷凝回收单元由所述运行状态转换为所述停止状态。

优选地，所述控制单元接收所述第一VOCs浓度监测仪和所述第二VOCs浓度监测仪的信号，而控制所述冷凝回收单元在所述运行状态与所述停止状态之间转换。

优选地，在所述加热器和所述热交换器之间设置第一温度传感器，以根据所述第一温度传感器检测的第一温度调节所述加热器的功率。

优选地，在所述加热器的下游设置第二温度传感器，以当所述第二温度传感器检测的第二温度低于或高于第二预设温度时，调节所述加热器的功率。

优选地，所述控制单元接收所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号，而控制所述加热器的运行。

优选地，还包括与所述脱附管路连接的排气管路，所述排气管路位于所述加热器的下游，以在所述吸附器接收所述脱附剂的状态下，所述吸附器内的有机废气被置换而排出。

优选地，所述加热器的上游设置氧含量监测仪，以当所述脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，所述吸附器停止接收所述脱附剂。

优选地，所述回收系统包括至少两个吸附器，所述至少两个吸附器并联设置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种有机废气的回收方法，该回收方法包括如下步骤：

加热脱附步骤：加热器加热脱附剂，以使所述脱附剂将有机废气从吸附器内脱附，并形成包括所述脱附剂和有机废气的混合气；

冷凝回收步骤：对混合气中的VOCs冷凝和回收；

热交换步骤：对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换；以及

持续脱附步骤：将热交换之后的混合气经由所述加热器输送回所述吸附器，并且所述脱附剂将有机废气从所述吸附器内脱附。

根据本发明，从吸附器输出的高温混合气能够通过热交换而初步降温，再进行冷凝回收。这样降低了冷凝回收的能耗，减少了冷却介质的消耗量。并且经冷凝后的混合气(未凝气)能够通过热交换而初步升温，再输送至加热器加热。这样降低了加热器的能耗，节约了加热器的设备成本和运行成本。

优选地，还包括在所述加热脱附步骤之后和所述冷凝回收步骤之前的循环脱附步骤，在所述循环脱附步骤中，当所述冷凝回收步骤停止时，将已加热的混合气在所述加热器和所述吸附器之间循环流通。

优选地，当混合气中的VOCs的浓度达到预设浓度时，进行所述冷凝回收步骤。

优选地，所述VOCs的预设浓度为30％～70％。

优选地，根据冷凝前后的混合气中的VOCs的浓度变化，停止对混合气中的VOCs冷凝和回收。

优选地，所述VOCs的浓度变化为小于30％～50％。

优选地，在所述冷凝回收步骤和所述热交换步骤停止之后，重复进行所述循环脱附步骤、所述冷凝回收步骤和所述热交换步骤。

优选地，还包括加热器调节步骤，在所述加热器调节步骤中，根据所述加热器接收的混合气的温度，调节加热器的功率，并且将所述加热器输出的混合气的温度控制在预设温度范围内。

优选地，还包括在所述加热脱附步骤之前的置换步骤，在所述置换步骤中，将所述脱附剂输送至所述吸附器，并置换所述吸附器和所述加热器内的氧气。

优选地，当所述脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，所述吸附器停止接收所述脱附剂。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1为第一优选实施方式的有机废气的回收系统的结构示意图；

图2为第一优选实施方式的有机废气的回收方法的流程示意图；以及

图3为第二优选实施方式的有机废气的回收系统的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施例。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本发明的具体实施例进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施例，并不是限定本发明。

第一优选实施方式

如图1所示，本发明提供了一种有机废气的回收系统。该系统可以用于回收包含有挥发性有机分子的废气，更适用于回收有机溶剂挥发出的有机溶剂废气。

该回收系统包括吸附器10、加热器20、冷凝回收单元30和热交换器40。吸附器10用于吸附有机废气和进行有机废气的脱附。具体地，吸附器10能够在吸附状态和脱附状态之间转换。当吸附器10处于吸附状态时，吸附器10内吸附有机废气。当吸附器10处于脱附状态时，吸附器10内进行有机废气的脱附。加热器20、冷凝回收单元30和热交换器40均是在吸附器10处于脱附状态下进行运作。加热器20用于加热脱附剂。加热后的脱附剂能够输送至吸附器10，进行脱附。此外，加热器20还可以用于加热脱附形成的混合气。其中混合气包括脱附剂和脱附后的有机废气(脱附气)。冷凝回收单元30用于对混合气中的VOCs冷凝和回收。热交换器40用于对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换。冷凝后的混合气经由加热器20加热后，再输送至吸附器10。

具体地，吸附器10内填装有能够吸附有机废气的固体填料。可选地，固体填料可以为活性炭。固体填料长时间使用会失效或饱和，为了使得固体填料能够循环利用，需要对固体填料进行再生处理，将吸附至固体填料的有机废气从固体填料中脱附出。

吸附器10包括脱附接收口和脱附排出口，以分别用于接收和排出包括脱附剂和有机废气的混合气。脱附接收口还用于接收脱附剂，以使吸附器10内填充脱附剂。可选地，脱附剂可以为氮气。脱附接收口和脱附排出口经由脱附管路L1连接。混合气能够从脱附排出口排出，经由脱附管路L1输送至脱附接收口被接收至吸附器10内。

脱附管路L1在靠近脱附接收口和脱附排出口处，分别设置有脱附接收阀11和脱附排出阀12。当开启这两个阀门时，吸附器10能够处于脱附状态。在脱附排出阀12的下游设置脱附驱动装置50，以驱动气体在脱附管路L1内流动。脱附驱动装置50可以为管道风机。

冷凝回收单元30设置于脱附管路L1上，并位于吸附器10的下游和加热器20的上游。从吸附器10排出的混合气可以通过脱附管路L1输送至冷凝回收单元30，经冷凝后，混合气中的未凝气(冷凝后的混合气)输送至加热器20，混合气中的VOCs能够由气体变成液体被收集回收。需要说明的是，在冷凝回收单元30中，可以通过调节冷凝回收单元30的冷凝效率，使得混合气中的VOCs可以全部或部分的被冷凝。

进一步地，冷凝回收单元30包括沿混合气流线方向依次布置的冷凝器31和气液分离器32。冷凝器31的气体出口与气液分离器32的气体进口连接。在气液分离器32中，未凝气中的VOCs液体进一步回收。冷凝器31和气液分离器32中的VOCs液体均经由各自的液体出口被收集至溶剂回收罐33。冷凝器31的冷却液进口和冷却液出口用于冷却液的接收和排出。

冷凝回收单元30还包括冷却液供给装置。具体地，冷却液供给装置包括冷却液池34、冷却液泵35和冷却塔36。冷却液泵35的进口和出口分别与冷却液池34和冷凝器31经由管路连接，以将存储于冷却液池34内的冷却液输送至冷凝器31。冷却塔36的进口和出口分别与冷凝器31和冷却液池34经由管路连接。经过热交换的冷却液从冷凝器31中输出，经由冷却塔36冷却后收集至冷却液池34。这样冷却液能够循环利用。冷却液泵35的进口处设置冷却液阀37，以控制冷却液的流量。

加热器20设置于脱附管路L1上。加热器20的出口与脱附接收口连接，进口与热交换器40的冷流体出口连接。

热交换器40设置于脱附管路L1上，并位于加热器20的上游。热交换器40的热流体进口与脱附排出口连接，热流体出口和冷流体进口分别与冷凝回收单元30的输入端和输出端连接。具体地，热交换器40的热流体出口与冷凝器31的气体进口连接，冷流体进口与气液分离器32的气体出口连接。从吸附器10排出的高温混合气可以与从冷凝回收单元30输出的未凝气进行热交换。

由此，高温混合气能够在热交换器40中初步降温，再输送至冷凝器31。这样降低了冷凝器31的热负荷，节省了冷凝器31的投资成本，以及减少了冷却液的消耗量。并且未凝气能够在热交换器40中初步升温，再输送至加热器20。这样降低了加热器20的最大额定能耗，节约了加热器20的设备成本和运行成本。可以理解的是，当加热器20为电加热器时，降低了电加热器的用电负荷。

进一步地，脱附管路L1包括旁通管路L100，冷凝回收单元30与旁通管路L100并联。旁通管路L100的第一端和第二端分别与冷凝回收单元30的输入端和输出端连接。并且在旁通管路L100和冷凝回收单元30的连接处设置第一切换阀110和第二切换阀120，以控制混合气的流通方向。在冷凝回收单元30处于停止状态下，旁通管路L100处于开通状态，在冷凝回收单元30处于运行状态下，旁通管路L100处于关闭状态，以使混合气在循环流通状态和冷凝回收状态之间转换。由此，可以根据需要对混合气进行冷凝回收。可以理解的是，“循环流通状态”是指混合气能够流经旁通管路L100的状态。“冷凝回收状态”是指混合气能够流经冷凝回收单元30的状态。

本实施方式示出了第一切换阀110和第二切换阀120为三通阀。如图1所示，在第一切换阀110的a口和b口连通的状态下，第二切换阀120的b口和a口连通。这样使得旁通管路L100处于开通状态，混合气能够从旁通管路L100流动，而不经过冷凝回收单元30。在第一切换阀110的a口和c口连通的状态下，第二切换阀120的c口和a口连通。这样使得旁通管路L100处于关闭状态，混合气能够从冷凝回收单元30流动，而不经过旁通管路L100。

该回收系统还包括脱附剂供给装置60。脱附剂供给装置60与吸附器10的脱附接收口经由脱附剂输送管路L2连接。在脱附剂输送管路L2上设置脱附剂阀61，以控制脱附剂的输送量。可选地，脱附剂供给装置60可以为氮气发生装置。

该回收系统还包括与脱附管路L1连接的排气管路L3。排气管路L3位于加热器20的下游，以在吸附器10接收脱附剂的状态下，吸附器10内的有机废气被置换而经由排气管路L3排出。考虑到本发明中的脱附过程是在高温条件下进行的，为了保证系统的安全性，需要严格控制回收系统中的氧含量。因此，在脱附开始之前需要用脱附剂对回收系统内的氧气进行置换，以使氧含量低于预设氧含量。优选地，预设氧含量为0.5％。

需要说明的是，在脱附开始之前，吸附器10内含有未被吸附的有机废气。有机废气中通常含有氧气，如果回收系统中的氧气太多，在高温条件下可能存在安全隐患，因此，需要将氧气从回收系统内排出。被置换后的有机废气可以经过排气管路L3排出至排烟烟囱70而排放。回收系统在初次使用时，脱附管路L1、加热器20等部件或装置内可能会含有空气，该空气内的氧气也需要置换除去。

排气管路L3与脱附管路L1的连接处设置第三切换阀1，以控制气体的流通方向。图中实施方式示出了第三切换阀1为三通阀。在吸附器10从脱附剂供给装置60接收脱附剂的状态下，第三切换阀1的a口和b口连通，被置换的有机废气能够经由第三切换阀1从排气管路L3排出。在吸附器10处于脱附状态下，第三切换阀1的a口和c口连通，脱附管路L1在该连接处处于开通状态。

为了提高系统的自动化控制水平，该回收系统还包括控制单元(未示出)。控制单元用于控制吸附器10、加热器20、冷凝回收单元30和热交换器40等设备的运行或停止。上文提及的诸如脱附接收阀11、脱附排出阀12和冷却液阀37等阀门均为电控阀。控制单元能够控制各电控阀的开启、开度或关闭，以使相应设备能够达到运行或停止的条件。

进一步地，在冷凝回收单元30的上游设置第一VOCs浓度监测仪2，并且第一VOCs浓度监测仪2设置于旁通管路L100的上游，用于检测旁通管路L100的上游的第一VOCs浓度。第一VOCs浓度监测仪2能够检测从吸附器10输出的VOCs的浓度(第一VOCs浓度)，以根据第一VOCs浓度将冷凝回收单元30由运行状态转换为运行状态。图示实施方式中，第一VOCs浓度监测仪2进一步设置于吸附器10的脱附排出口处，脱附驱动装置50的上游。

第一VOCs浓度监测仪2能够将第一VOCs浓度的信号输送至控制单元。控制单元设置有第一VOCs预设浓度。当接收到的第一VOCs浓度大于或等于第一VOCs预设浓度时，控制单元能够使得旁通管路L100处于关闭状态，并开启冷凝回收单元30。具体地，控制单元能够将第一切换阀110的a口和c口连通，第二切换阀120的a口和c口连通，以使旁通管路L100处于关闭状态。控制单元能够开启冷却液阀37、气液分离器32及冷却液泵35，以使冷凝回收单元30能够运行。优选地，第一VOCs预设浓度可以为30％～70％。

可选地，在冷凝回收单元30的下游还设置有第二VOCs浓度监测仪3。第二VOCs浓度监测仪3能够检测从冷凝回收单元30输出的VOCs的浓度(第二VOCs浓度)，以根据第一VOCs浓度和第二VOCs浓度的浓度变化，将冷凝回收单元30由运行状态转换为停止状态。

第二VOCs浓度监测仪3能够将第二VOCs浓度的信号输送至控制单元。控制单元能够同时接收第一VOCs浓度监测仪2和第二VOCs浓度监测仪3的信号。并且控制单元设置有第一VOCs浓度和第二VOCs浓度的预设浓度变化值。当第一VOCs浓度和第二VOCs浓度的浓度变化小于预设浓度变化值时，控制单元能够使得旁通管路L100处于开通状态，并停止冷凝回收单元30。具体地，控制单元能够将第一切换阀110的a口和b口连通，第二切换阀120的a口和b口连通，以使旁通管路L100处于开通状态。控制单元能够关闭冷却液阀37、气液分离器32及冷却液泵35，以使冷凝回收单元30能够停止。优选地，上述预设浓度变化值可以为30％～50％。例如50％。

可选地，在加热器20和热交换器40之间设置有第一温度传感器4，以根据第一温度传感器4检测的第一温度调节加热器20的功率。当混合气在循环流通状态和冷凝回收状态之间切换时，第一温度会发生变化。在混合气处于冷凝回收状态下，冷凝回收单元30的冷凝效率可能会使得第一温度发生变化。为了能够保持脱附过程的进行，加热器20的功率需要根据第一温度的高低进行调节。

第一温度传感器4能够将第一温度的信号输送至控制单元。控制单元根据接收到的第一温度传感器4的信号，调节加热器20的功率大小。当加热器20为电加热器时，控制单元与加热器20电连接，以调节加热器20的电功率。

为了保证回收系统的脱附效果，加热器20输出的混合气的温度最好控制在一定的温度范围内。由此，在加热器20的下游设置第二温度传感器5，以当第二温度传感器5检测的第二温度低于或高于第二预设温度时，调节加热器20的功率。需要说明的是，第二预设温度可以是温度范围，在该温度范围内脱附过程能够顺利进行。对于不同类型的脱附剂，第二预设温度可以在100～300℃内可调。

第二温度传感器5能够将第二温度的信号输送至控制单元。控制单元设置有第二预设温度。当第二温度高于第二预设温度时，控制单元将加热器20的功率调小。当第二温度低于第二预设温度时，控制单元将加热器20的功率调大。这样可以保证加热器20输出的混合气的温度能够稳定在适宜温度，从而吸附器10内的脱附过程能够平稳进行。

进一步地，加热器20的上游设置氧含量监测仪6，氧含量监测仪6能够检测回收系统内的氧含量。当脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，吸附器10停止接收脱附剂。

氧含量监测仪6能够将氧含量的信号输送至控制单元。控制单元设置有预设氧含量。当氧含量低于预设氧含量时，控制单元能够关闭脱附剂阀61、脱附剂供给装置60，并将第三切换阀1的a口和c口连通。

脱附管路L1上还设置有压力传感器7。压力传感器7能够检测回收系统内的气体压力，以根据气体压力判定吸附器10接收脱附剂的量是否合适。

压力传感器7能够将气体压力的信号输送至控制单元。控制单元设置有预设气体压力。当气体压力达到预设气体压力时，控制单元能够关闭脱附剂阀61、脱附剂供给装置60，并将第三切换阀1的a口和c口连通。

本实施方式中，控制单元对脱附剂阀61、脱附剂供给装置60和第三切换阀1的上述控制，是在氧含量低于预设氧含量，以及气体压力达到预设气体压力的条件下进行的。

进一步地，冷凝器31的气体进口和气体出口分别设置有第三温度传感器38和第四温度传感器39，以检测混合气在进入冷凝器31之前的第三温度和从冷凝器31输出之后的第四温度。第三温度传感器38能够将第三温度的信号输送至控制单元，第四温度传感器39能够将第四温度的信号输送至控制单元。控制单元根据接收到的第三温度和第四温度的信号，对冷凝回收单元30的冷凝效率进行调节，以使混合气能够冷却至VOCs沸点以下。具体地，控制单元设置有VOCs沸点值，当第四温度高于VOCs沸点值时，控制单元将冷却液阀37的开度调大。这样冷凝液的流量变大，冷凝器31的冷凝效率提高，从而第四温度能够降至VOCs沸点值以下。优选地，控制第四温度在5～35℃内。

本实施方式的控制单元能够通过上述诸如第一VOCs浓度监测仪2、第二VOCs浓度监测仪3等检测装置反馈的信号，及对信号的分析处理，以操控上述诸如第一切换阀110、第二切换阀120等阀门的开启、关闭及开度调节，从而实现了回收系统的全程一键式自动化控制。本发明的回收系统具有较低的能耗，能够克服已有的采用氮气脱附的回收系统中的能耗高，换热设备投入成本大的问题。

回收系统还包括有机废气供给装置80。吸附器10设置有吸附接收口和吸附排出口。吸附接收口与有机废气供给装置80经由供给管路L4连接，以向吸附器10供给有机废气。吸附排出口与吸附外排管路L5连接，以使未被吸附的有机废气外排。

有机废气供给装置80包括沿有机废气流线方向布置的预处理器81、吸附风机82和阻火器83。预处理器81用于对有机废气进行调温、过滤等处理。预处理器81、吸附风机82和阻火器83设置于供给管路L4上。吸附接收口和吸附排出口处分别设置吸附接收阀13和吸附排出阀14。当开启吸附接收阀13和吸附排出阀14时，吸附器10能够处于吸附状态。并且在吸附接收阀13和吸附排出阀14处于关闭状态下，脱附接收阀11和脱附排出阀12处于开通状态。在吸附接收阀13和吸附排出阀14处于开通状态下，脱附接收阀11和脱附排出阀12处于关闭状态。这样可以通过控制这四个阀门的开启和关闭，使得吸附器10能够在脱附状态和吸附状态之间转换。

吸附外排管路L5上设置第三VOCs浓度监测仪8，以检测未被吸附的有机废气的VOCs浓度(第三VOCs浓度)。本实施方式可以根据第三VOCs浓度，将吸附器10由吸附状态转换至脱附状态。第三VOCs浓度监测仪8将第三VOCs浓度的信号输送至控制单元。当第三VOCs浓度达到穿透浓度或者排放限值时，判定吸附剂失效或饱和，控制单元能够关闭吸附接收阀13和吸附排出阀14，开启脱附接收阀11和脱附排出阀12，吸附器10切换至脱附状态，准备脱附。

进一步地，供给管路L4上设置有第四VOCs浓度监测仪9，以检测进入吸附器10之前的有机废气中的VOCs浓度(第四VOCs浓度)。本实施方式还可以根据第三VOCs浓度和第四VOCs浓度的浓度变化，将吸附器10由吸附状态转换至脱附状态。第四VOCs浓度监测仪9将第四VOCs浓度的信号输送至控制单元。控制单元能够同时接受第三VOCs浓度的信号和第四VOCs浓度的信号。当第三VOCs浓度和第四VOCs浓度的浓度变化小于预设值，例如5％时，判定吸附剂失效或饱和。控制单元采用如上操作，以使吸附器10切换至脱附状态，准备脱附。

优选地，吸附器10上设置有第五温度传感器15。第五温度传感器15用于检测吸附剂的温度。第五温度传感器15能够将第五温度的信号输送至控制单元。考虑到脱附完成之后，混合气(几乎不包括VOCs)仍处于高温状态，需要通过对脱附剂冷却并使吸附器10内的吸附剂降温。在吸附器10降温的过程中，当第五温度低于预设温度，例如45℃时，可知吸附器10内的整体温度能够低于预设温度，控制单元能够关闭脱附驱动装置50、冷却液泵35，将吸附器10由降温状态转换为备用状态。

为了提高回收系统的生产效率，回收系统包括至少两个吸附器，至少两个吸附器并联设置。这样可以使得至少两个吸附器可选择地进行脱附或者吸附。图中实施方式示出了回收系统还包括附加吸附器10’。附加吸附器10’与吸附器10并联设置。附加吸附器10’设置有附加吸附接收阀13’、附加吸附排出阀14’、附加脱附接收阀11’、附加脱附排出阀12’和附加第五温度传感器15’。控制单元通过控制这些阀门，使得在吸附器10处于脱附的状态下，附加吸附器10’能够进行吸附。或者在附加吸附器10’处于脱附的状态下，吸附器10能够进行吸附。

根据本发明的另一个方面，提供了一种有机废气的回收方法。如图2所示，该回收方法包括如下步骤：

加热脱附步骤S3：加热器20加热脱附剂，以使脱附剂将有机废气从吸附器10内脱附，并形成包括脱附剂和有机废气的混合气。

冷凝回收步骤S6：对混合气中的VOCs冷凝和回收。

热交换步骤S7：对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换。

持续脱附步骤S8：将热交换之后的混合气经由加热器20输送回吸附器10，并且脱附剂将有机废气从吸附器10内脱附。

从吸附器10输出的高温混合气能够通过热交换而初步降温，再进行冷凝回收。这样降低了冷凝回收的能耗，减少了冷却介质的消耗量。并且经冷凝后的混合气(未凝气)能够通过热交换而初步升温，再输送至加热器20加热。这样降低了加热器20的最大额定能耗，节约了加热器20的设备成本和运行成本。

可选地，回收方法还包括在加热脱附步骤S3之后和冷凝回收步骤S6之前的循环脱附步骤S5。在循环脱附步骤S5中，冷凝回收步骤S6停止时，将已加热的混合气在加热器20和吸附器10之间循环流通。由于本实施方式的脱附为物理脱附，因此，混合气包括脱附剂。在循环流通的过程中，脱附剂能够不断地在吸附器10内进行脱附，由此，可以增加混合气中的VOCs的浓度。

当混合气中的VOCs的浓度(第一VOCs浓度)达到第一VOCs预设浓度时，进行冷凝回收步骤S6。这样使得冷凝回收过程中，VOCs能够被大量的冷凝，提高了有机溶剂的回收效率。优选地，第一VOCs的预设浓度为3％～7％。

当冷凝回收步骤S6进行到一定程度后，可以根据冷凝前后的混合气中的VOCs的浓度变化，停止对混合气中的VOCs冷凝和回收，即停止冷凝回收步骤S9。优选地，冷凝前后的混合气中的VOCs的浓度变化为小于3％～5％。

在冷凝回收步骤S6和热交换步骤S7停止之后，再重复进行循环脱附步骤S4、冷凝回收步骤S6和热交换步骤S7。直到吸附器10内的有机废气基本上被完全脱附。

可选地，回收方法还包括加热器调节步骤S4。在加热器调节步骤S4中，根据加热器20接收的混合气的温度，调节加热器20的功率，并且将加热器20输出的混合气的温度控制在第二预设温度范围内。加热器调节步骤S4是为了保证加热脱附步骤S3、循环脱附步骤S5和持续脱附步骤S8能够顺利进行。

可选地，回收方法还包括在加热脱附步骤S3之前的置换步骤S2。在置换步骤S2中，将脱附剂输送至吸附器10，并置换吸附器10和加热器20内的氧气。当脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，吸附器10停止接收脱附剂。

可选地，回收方法还包括吸附器降温步骤S11。在吸附器降温步骤S11中，将脱附后留存的高温混合气(几乎不包括VOCs)冷却而形成低温混合气，以对吸附器10进行降温。当吸附器10内的整体温度能够低于预设温度，例如45℃后，停止降温，吸附器10作为下一次吸附备用。

可选地，回收方法还包括位于加热脱附步骤S3之前的吸附步骤S1。在吸附步骤S1中，对有机废气进行吸附。当吸附器10失效或者饱和时，吸附器10切换至脱附状态，准备脱附。

本实施方式的回收方法是采用上述回收装置而实现的。为简洁起见，回收装置中涉及的相同的技术内容，回收方法中不再进行赘述。尤其是，上述步骤可以通过控制单元的控制而实现的。

具体地，本实施方式的回收方法如下：

吸附步骤S1：打开吸附接收阀13和吸附排出阀14，关闭脱附接收阀11和脱附排出阀12，吸附器10处于吸附状态。启动吸附风机82。有机废气依次经过预处理器81调温、过滤，阻火器83后被送入到吸附器10中进行吸附，净化后的达标气体通过排烟烟囱70排放。

通过第四VOCs浓度监测仪9和第三VOCs浓度监测仪8监测吸附器10的进口和出口的VOCs浓度。当吸附器10失效或者饱和时，关闭吸附接收阀13和吸附排出阀14，打开脱附接收阀11和脱附排出阀12，吸附器10切换至脱附状态，准备进入脱附阶段。

置换步骤S2：启动脱附剂供给装置60，打开脱附剂阀61，将第三切换阀1的a口和b口连通，将第一切换阀110的a口和c口连通并且将第二切换阀120的a口和c口连通。用浓度99％的氮气对回收系统内气体进行置换，并通过压力传感器7和氧含量监测仪6对回收系统内气体压力和氧含量进行监测，当回收系统内气体压力达到5～10kPa，且氧含量低于0.5％时，关闭脱附剂供给装置60和脱附剂阀61，停止充氮气。

加热脱附步骤S3：将第三切换阀1的a口和c口连通，启动脱附驱动装置50和加热器20，开始采用氮气对吸附器10进行脱附。

加热器调节步骤S4：在加热脱附过程中，通过第一温度传感器4和第二温度传感器5监测加热器20的进出口混合气的温度，并调节加热器20的功率，使加热器20的出口混合气的温度稳定在适宜温度。

循环脱附步骤S5：将第一切换阀110的a口和b口连通并且将第二切换阀120的a口和b口连通，混合气从旁通管路L100内流动，而不经过冷凝器31和气液分离器32。混合气中的脱附剂能够对吸附器10进行循环脱附。在此过程中，可以进行加热器调节步骤S4。

冷凝回收步骤S6：第一VOCs浓度监测仪2监测第一VOCs浓度。当第一VOCs浓度达到预设浓度后，打开冷却液阀37，将第一切换阀110的a口和c口连通并且将第二切换阀120的a口和c口连通，启动冷却液泵35及气液分离器32。并通过第三温度传感器38和第四温度传感器39分别监测冷凝器31的进口和出口的气体温度，从而调节冷却液泵35的功率。这样混合气在冷凝器31中被冷却至VOCs沸点以下。

本发明中冷凝温度在5～35℃内可调，冷凝器31和气液分离器32中凝聚下来的有机溶剂经过管路进入溶剂回收罐33，冷却水经过冷却塔36后回到冷却液池34。

热交换步骤S7：冷凝后的混合气经过热交换器40与从吸附器10输出的高温混合气进行热交换。

持续脱附步骤S8：被初步升温的混合气从热交换器40输出至加热器20，在加热器20内升温至预设温度，再输送回吸附器10进行脱附。在此过程中，可以进行加热器调节步骤S4。

停止冷凝回收步骤S9：通过第一VOCs浓度监测仪2和第二VOCs浓度监测仪3对冷凝器31进口和出口的VOCs浓度进行监测。当此VOCs浓度变化小于5％时，关闭冷却液泵35、气液分离器32及冷却液阀37。

步骤S10：重复步骤S4至步骤S8，直至第一VOCs浓度监测仪2显示的VOCs浓度几乎为零，吸附器10中的有机废气被基本完全脱附。

吸附器降温步骤S11：吸附器10脱附完成后，停止加热器20和气液分离器32。开启冷却液泵35和冷却液阀37，第一切换阀110和第二切换阀120的a口和c口连通。回收系统内的氮气被冷凝器31冷却，从而使得吸附器10进行降温。第五温度传感器15对活性炭的温度进行监测，吸附器10内整体温度低于45℃后，关闭脱附驱动装置50、冷却液泵35和冷却液阀37。从而使得吸附器10作为下一次吸附备用。

步骤S12：对附加吸附器10’重复进行步骤S1至步骤S11。

步骤S13：重复步骤S1至步骤S12，直至有机废气处理完，或有停止机废气的处理。

第二优选实施方式

图3示出了根据本发明的第二优选实施方式的有机废气的回收系统。如图3所示，本优选实施方式提供的回收系统具有与第一优选实施方式大致相同的结构和/或构造，除了旁通管路L200的设置。因此，具有与第一优选实施方式中的相同的装置或部件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述。

旁通管路L200与冷凝回收单元30和热交换器40并联。旁通管路L200的第一端与位于热交换器40的热流体进口上游的脱附管路L1连接，第二端与位于热交换器40的冷流体出口下游的脱附管路L1连接。旁通管路L200的第一端处设置第一切换阀210，以控制混合气的流通方向。在冷凝回收单元30处于停止状态下，旁通管路L200处于开通状态，在冷凝回收单元30处于运行状态下，旁通管路L200处于关闭状态，以使混合气在循环流通状态和冷凝回收状态之间转换。

本实施方式示出了第一切换阀210为三通阀。如图3所示，当第一切换阀210的a口和b口连通时，旁通管路L200处于开通状态，混合气能够从旁通管路L200流动，而不经过冷凝回收单元30。当第一切换阀210的c口和a口连通时，旁通管路L200处于关闭状态，混合气能够从冷凝回收单元30流动，而不经过旁通管路L200。第一切换阀210为电控阀。控制单元能够控制第一切换阀210的连通方式。

本优选实施方式提供回收方法与第一优选实施方式中的回收方法大致相同。为简洁起见，不再赘述。不同的是，当第一切换阀210的a口和b口连通时，进行循环脱附步骤。当第一切换阀210的c口和a口连通时，进行冷凝回收步骤。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (22)

1.一种有机废气的回收系统，其特征在于，包括：

吸附器，用于吸附所述有机废气和进行有机废气的脱附，所述吸附器包括脱附接收口和脱附排出口，以分别用于接收和排出包括脱附剂和有机废气的混合气，所述脱附接收口和所述脱附排出口经由脱附管路连接；

加热器，用于对混合气加热；

冷凝回收单元，所述冷凝回收单元位于所述加热器的上游，用于对混合气中的VOCs冷凝和回收；以及

热交换器，所述热交换器位于所述加热器的上游；

其中，所述加热器、所述冷凝回收单元和所述热交换器设置于所述脱附管路上，并且所述热交换器的热流体出口和冷流体进口分别与所述冷凝回收单元的输入端和输出端连接，以对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换。

2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述脱附管路包括旁通管路，所述冷凝回收单元与所述旁通管路并联，在所述冷凝回收单元处于停止状态下，所述旁通管路处于开通状态，在所述冷凝回收单元处于运行状态下，所述旁通管路处于关闭状态，以使混合气在循环流通状态和冷凝回收状态之间转换。

3.根据权利要求2所述的回收系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述吸附器、所述加热器、所述冷凝回收单元和所述热交换器的运行或停止。

4.根据权利要求3所述的回收系统，其特征在于，在所述冷凝回收单元的上游设置第一VOCs浓度监测仪，所述第一VOCs浓度监测仪设置于所述旁通管路的上游，当所述第一VOCs浓度监测仪所监测的第一VOCs浓度大于或等于第一VOCs预设浓度时，所述冷凝回收单元由所述停止状态转换为所述运行状态。

5.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于，在所述冷凝回收单元的下游设置第二VOCs浓度监测仪，当所述第二VOCs浓度监测仪所监测的第二VOCs浓度与所述第一VOCs浓度的浓度变化小于预设浓度变化值时，所述冷凝回收单元由所述运行状态转换为所述停止状态。

6.根据权利要求5所述的回收系统，其特征在于，所述控制单元接收所述第一VOCs浓度监测仪和所述第二VOCs浓度监测仪的信号，而控制所述冷凝回收单元在所述运行状态与所述停止状态之间转换。

7.根据权利要求3所述的回收系统，其特征在于，在所述加热器和所述热交换器之间设置第一温度传感器，以根据所述第一温度传感器检测的第一温度调节所述加热器的功率。

8.根据权利要求7所述的回收系统，其特征在于，在所述加热器的下游设置第二温度传感器，以当所述第二温度传感器检测的第二温度低于或高于第二预设温度时，调节所述加热器的功率。

9.根据权利要求8所述的回收系统，其特征在于，所述控制单元接收所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号，而控制所述加热器的运行。

10.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，还包括与所述脱附管路连接的排气管路，所述排气管路位于所述加热器的下游，以在所述吸附器接收所述脱附剂的状态下，所述吸附器内的有机废气被置换而排出。

11.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述加热器的上游设置氧含量监测仪，以当所述脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，所述吸附器停止接收所述脱附剂。

12.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统包括至少两个吸附器，所述至少两个吸附器并联设置。

13.一种有机废气的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

加热脱附步骤：加热器加热脱附剂，以使所述脱附剂将有机废气从吸附器内脱附，并形成包括所述脱附剂和有机废气的混合气；

冷凝回收步骤：对混合气中的VOCs冷凝和回收；

热交换步骤：对冷凝前的混合气与冷凝后的混合气进行热交换；以及

持续脱附步骤：将热交换之后的混合气经由所述加热器输送回所述吸附器，并且所述脱附剂将有机废气从所述吸附器内脱附。

14.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，还包括在所述加热脱附步骤之后和所述冷凝回收步骤之前的循环脱附步骤，在所述循环脱附步骤中，当所述冷凝回收步骤停止时，将已加热的混合气在所述加热器和所述吸附器之间循环流通。

15.根据权利要求14所述的回收方法，其特征在于，当混合气中的VOCs的浓度达到预设浓度时，进行所述冷凝回收步骤。

16.根据权利要求15所述的回收方法，其特征在于，所述VOCs的预设浓度为30％～70％。

17.根据权利要求14所述的回收方法，其特征在于，根据冷凝前后的混合气中的VOCs的浓度变化，停止对混合气中的VOCs冷凝和回收。

18.根据权利要求17所述的回收方法，其特征在于，所述VOCs的浓度变化为小于30％～50％。

19.根据权利要求14所述的回收方法，其特征在于，在所述冷凝回收步骤和所述热交换步骤停止之后，重复进行所述循环脱附步骤、所述冷凝回收步骤和所述热交换步骤。

20.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，还包括加热器调节步骤，在所述加热器调节步骤中，根据所述加热器接收的混合气的温度，调节加热器的功率，并且将所述加热器输出的混合气的温度控制在预设温度范围内。

21.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，还包括在所述加热脱附步骤之前的置换步骤，在所述置换步骤中，将所述脱附剂输送至所述吸附器，并置换所述吸附器和所述加热器内的氧气。

22.根据权利要求21所述的回收方法，其特征在于，当所述脱附剂中的氧含量低于预设氧含量时，所述吸附器停止接收所述脱附剂。