CN110605107B - 低排放一体式吸附剂就地再生装置 - Google Patents

低排放一体式吸附剂就地再生装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低排放一体式吸附剂就地再生装置，包括依次相连的蒸汽发生器、解吸塔、余热回收装置和冷凝液分离罐；所述蒸汽发生器用于为所述解吸塔提供热蒸汽；所述解吸塔用于对饱和吸附剂进行蒸汽解吸，并生成吸附剂和水油蒸汽；所述余热回收装置用于回收所述水油蒸汽的余热，并冷凝生成水油冷凝液；所述冷凝液分离罐用于分离所述水油冷凝液，生成回收水和回收油；所述余热回收装置回收的余热用于加热所述回收水，并将加热后的回收水提供给所述蒸汽发生器。本发明采用热蒸汽脱附法，经济性好；利用余热回收装置进行余热回收，能够做到资源合理利用，节能、环保。

Description

低排放一体式吸附剂就地再生装置
技术领域
本发明属于吸附剂应用及再生技术领域，具体涉及一种低排放一体式吸附剂就地再生装置。
背景技术
活性炭是一种多孔含碳物质的颗粒或粉末，是应用最早、用途较广的一种优良吸附剂。然而，活性炭的吸附容量有限，要增大吸附装置的处理能力，活性炭一般都要循环使用，即当活性炭达到饱和或接近饱和时，使其转入脱附和再生操作，脱附后重新转入吸附操作。目前有多种脱附再生方法，如升温脱附、降压脱附、置换脱附等，升温脱附和降压脱附在工业应用中较为广泛。
过热水蒸气脱附法是升温脱附方式中的一种，水蒸气热焓高且易得，经济性好。水蒸气解吸法适用于脱附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物，但是对于高沸点物质的脱附能力较弱且解吸周期长。此脱附方法常在化工废气治理中使用，但是，现有的吸附剂再生装置需要长久提供高温蒸汽，耗能大，而吸附剂脱附后产生的高温油气直接排放则造成环境污染及能源浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低排放一体式吸附剂就地再生装置，解决现有装置废气排放量大，耗能多，节能性差的问题。
本发明提供了如下的技术方案：
一种低排放一体式吸附剂就地再生装置，包括依次相连的蒸汽发生器、解吸塔、余热回收装置和冷凝液分离罐；
所述蒸汽发生器用于为所述解吸塔提供热蒸汽；
所述解吸塔用于对饱和吸附剂进行蒸汽解吸，并生成吸附剂和水油蒸汽；
所述余热回收装置用于回收所述水油蒸汽的余热，并冷凝生成水油冷凝液；
所述冷凝液分离罐用于分离所述水油冷凝液，生成回收水和回收油；
所述余热回收装置回收的余热用于加热所述回收水，并将加热后的回收水提供给所述蒸汽发生器。
优选的，所述余热回收装置包括依次循环连接的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述蒸发器设有蒸汽进口和蒸汽出口；所述冷凝器底部设有冷凝气进口和回收水进口，顶部设有冷凝液出口和回收水出口；所述蒸汽出口与所述冷凝气进口间通过管路连接有真空泵。
优选的，解吸塔选用立式解吸塔，其直径可以根据所要处理吸附剂量来确定，一般解吸塔直径为500mm~2000mm，高度为1000mm~5000mm；所述解吸塔的顶部和底部分别设有吸收剂回剂口和解吸油气出口；所述吸收剂回剂口连接有回剂管，所述回剂管上设有第一球阀；所述解吸油气出口连接有油气出管，所述油气出管连接有变频防爆电机，所述油气出管上依次设有第二球阀、第一转子流量计、压力表和稳压组件。
优选的，所述稳压组件包括并联设置的稳压阀和第一闸阀，所述稳压阀和第一闸阀的进口端连接有压力检测探头，出口端连接所述蒸汽进口。
优选的，所述解吸油气出口还连接有检测支管，所述检测支管连接有气相色谱仪，所述检测支管上设有第三球阀。
优选的，所述冷凝液分离罐为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计；冷凝液分离罐整体设有保温层，保温层厚度为50～100mm；冷凝液分离罐内部设有高度为700～800mm的第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板之间的距离为1000～1500mm，将所述冷凝液分离罐分隔为水区、缓冲区和油区；第一隔板的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液分离罐底部高25～30mm；第二隔板的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离该隔板上边缘低25～30mm；所述缓冲区与所述冷凝液出口相连，所述水区连接有回收水排出管，回收水排出管出口离冷凝液分离罐底部高15～20mm，回收水排出管直径为25mm，所述回收水排出管与所述回收水进口相连，所述回收水出口与所述蒸汽发生器相连，所述油区连接有回收油排出管，回收油排出管出口离冷凝液分离罐底部高15～20mm，回收油排出管直径为25mm。
优选的，所述回收油排出管上设有第四球阀，所述回收水排出管上设有第五球阀，所述回收水排出管还连接有补水管，所述补水管上设有第六球阀。
优选的，所述蒸汽发生器与所述解吸塔间依次设有第二闸阀、可燃气体报警仪、第二转子流量计和单向阀。
优选的，所述解吸塔内自上而下设有若干均匀分布的压力探头，所述压力探头连接有多路压力测试仪。
优选的，所述解吸塔、蒸汽发生器、冷凝液分离罐和余热回收装置分别安装于四个撬块，所述撬块间连接有安装板，所述安装板的两端通过螺栓分别固定于相邻撬块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用热蒸汽脱附法，经济性好；利用余热回收装置进行余热回收，能够做到资源合理利用，节能又环保；冷凝液分离罐具有油水分离功能，可以直接实现油水分离，回收的水可用于蒸汽发生器，回收油排出后可循环利用，从而实现低排放和降低成本。
附图说明
图1是本发明的流程结构示意图；
图2是本发明的安装结构示意图；
图3是图2中A的局部结构放大图；
图4是图3中B-B方向的横截面示意图；
图中标记为：1、气相色谱仪；2、第三球阀；3、变频防爆风机；4、解吸塔；5、第一球阀；6、单向阀；7、第二球阀；8、第一转子流量计；9、多路压力测试仪；10、第二转子流量计；11、可燃气体报警仪；12、压力表；13、稳压阀；14、压力检测探头；15、第一闸阀；16、真空泵；17、第二闸阀；18、蒸发器；19、膨胀阀；20、压缩机；21、蒸汽发生器；22、冷凝器；23、第六球阀；24、冷凝液分离罐；25、回收水排出管；26、回收油排出管；27、第五球阀；28、第四球阀；29、余热回收装置；30、第一隔板；31、第二隔板；32、补水管；33、水区；34、缓冲区；35、油区；36、吸收剂回剂口；37、解吸油气出口；38、检测支管；39、油气出管；40、回剂管；41、压力探头；42、蒸汽进口；43、蒸汽出口；44、冷凝气进口；45、冷凝液出口；46、回收水进口；47、回收水出口；48、安装板；49、螺栓；50、撬块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本实施例针对饱和MZ-03活性炭再生利用，其填充密度为327 kg/m3。
如图1所示，一种低排放一体式吸附剂就地再生装置，包括依次相连的蒸汽发生器18、解吸塔4、余热回收装置29和冷凝液分离罐24；蒸汽发生器18用于为解吸塔4提供热蒸汽；解吸塔4用于对饱和吸附剂进行蒸汽解吸，并生成吸附剂和水油蒸汽；余热回收装置29用于回收水油蒸汽的余热，并冷凝生成水油冷凝液；冷凝液分离罐24用于分离所述水油冷凝液，生成回收水和回收油；余热回收装置29回收的余热用于加热所述回收水，并将加热后的回收水提供给蒸汽发生器21。
解吸塔4选用立式解吸塔，其直径可以根据所要处理吸附剂量来确定，本实施例中解吸塔4直径为1500mm，高度为3000mm；解吸塔4的顶部和底部分别设有吸收剂回剂口36和解吸油气出口37；吸收剂回剂口36连接有回剂管40，回剂管40上设有第一球阀5；解吸油气出口37连接有油气出管39，油气出管39连接有变频防爆电机3，具有防爆性能，提高装置的安全性，油气出管39上依次设有第二球阀7、第一转子流量计8、压力表12和稳压组件。解吸塔4内自上而下设有若干均匀分布的压力探头41，压力探头41连接有多路压力测试仪9，实时监控塔内压力，保障解吸过程的安全，解吸塔4进口热蒸汽绝对压力范围为0.4MPa~0.6MPa，解吸油气出口37的蒸汽绝对压力控制在0.15MPa~0.2MPa。
稳压组件包括并联设置的稳压阀13和第一闸阀15，稳压阀13和第一闸阀15的进口端连接有压力检测探头14，出口端连接蒸汽进口42。稳压阀13是根据油气压力大小来开关，当来气绝对压力≥0.15MPa时，稳压阀13开启，将来气绝对压力控制在0.15MPa内，保证设备安全，当来气绝对压力< 0.15MPa时，压力检测探头14控制第一闸阀15开启。
解吸油气出口37还连接有检测支管38，检测支管38连接有气相色谱仪1，检测支管38上设有第三球阀2。通过气相色谱仪1抽取解吸油气出口37的气体进行检测油气浓度是否达标，若不达标则需继续解吸。
余热回收装置39包括依次循环连接的蒸发器18、压缩机20、冷凝器22和膨胀阀19；蒸发器18设有蒸汽进口42和蒸汽出口43；冷凝器22底部设有冷凝气进口44和回收水进口46，顶部设有冷凝液出口45和回收水出口47；蒸汽出口42与冷凝气进口44间通过管路连接有真空泵16，真空泵16为干式变频真空泵，由解吸塔4内压力控制，主要用于解吸塔4和管线的抽真空以及将蒸发器18的油气抽至冷凝器22。余热回收装置29的运行原理为从解吸塔4出来的高温的水油蒸汽通过蒸发器18进行热交换，温度降低后的经真空泵16进入冷凝器22，冷凝成水油冷凝液，进入冷凝液分离罐24进行水油分离；同时，蒸发器18内部的工质吸热汽化被吸入压缩机20，压缩机20将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器22，水蒸汽被冷却成水，水经膨胀阀19节流降温后再次流入蒸发器18，如此反复循环工作，高温的水油蒸汽中的热能回收，用于对从回收水排出管25排出的水加热，然后再进入蒸汽发生器21加热成为高温蒸汽，从而实现冷凝水回收液的零排放。
冷凝液分离罐24为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1200mm，长度为2100mm，在中部设有1个高度为1000mm的液位计；冷凝液分离罐24整体设有保温层，保温层厚度为80mm。冷凝液分离罐24内部设有高度为750mm的第一隔板30和第二隔板31，第一隔板30和第二隔板31之间的距离为1200mm，将冷凝液分离罐24分隔为水区33、缓冲区34和油区35；第一隔板30的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液分离罐24底部高25mm；第一隔板30和第二隔板31的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离该隔板上边缘低25mm。缓冲区34与冷凝液出口45相连；水区33连接有回收水排出管25，回收水排出管25出口离冷凝液分离罐24底部高15mm，回收水排出管25直径为25mm，回收水排出管25与回收水进口46相连，回收水出口47与蒸汽发生器21相连，回收水经加热后提供给蒸汽发生器21，为解吸塔4提供高温蒸汽；油区35连接有回收油排出管26，回收油排出管26出口离冷凝液分离罐24底部高15mm，回收油排出管26直径为25mm。
回收油排出管26上设有第四球阀28，回收水排出管25上设有第五球阀27，回收水排出管25还连接有补水管32，补水管32上设有第六球阀23，当冷凝液分离罐24、冷凝器22和蒸汽发生器21中水不足时，补水管32可进行水的补给。
蒸汽发生器21与解吸塔4间依次设有第二闸阀17、可燃气体报警仪11、第二转子流量计10和单向阀6，可燃气体报警仪11用来监测可燃气体浓度，当浓度超过安全范围报警提示。
如图2-4所示，解吸塔4、蒸汽发生器21、冷凝液分离罐24和余热回收装置29分别安装于四个撬块50，撬块50间连接有安装板48，安装板48的两端通过螺栓49分别固定于相邻撬块50。各撬块50上的主体设备的管线通过带有标记的特制金属软管快速接头对应连接，各设备、仪表的电缆连接是通过带有标记的特制快速电缆插座对应连接，并使用石墨烯软体密封胶进行密封；各主体部件安放在四个撬块50上，各撬块50通过螺栓49连接，可以方便地实现组撬安装及拆卸，从而可在现场直接进行组撬，方便安装便于运输。
本实施例的工作原理为：使用前，开启真空泵16，利用真空泵16对解吸塔4、冷凝液分离罐24和管线进行抽真空，检查系统气密性；将吸附剂倒入解吸塔4，通过蒸汽发生器21产生的热蒸汽对饱和后的吸附剂进行热蒸汽进行解吸；从解吸塔4解吸出来的高温水油蒸汽进入余热回收装置29，先通过蒸发器18进行余热回收，回收的热量用于对回收水排出管25排出的水加热；再通过真空泵16进入冷凝器22进行冷凝，获得水油冷凝液；水油冷凝液流入冷凝液分离罐24的缓冲区34，在重力作用下分成水层和油层，下层水通过第一隔板30上的泪孔进入冷凝液分离罐24的水区33，并通过回收水排出管25排出冷凝液分离罐24，然后进入余热回收装置29进行循环利用；上层油品通过第二隔板31上的泪孔进入冷凝液分离罐24的油区35，并通过回收油排出管26排出冷凝液分离罐24；当冷凝液分离罐24、冷凝器22和蒸汽发生器21内部水不足时，打开第六球阀23，通过补水管32进行水的补给；当吸附剂解吸完成后，解吸塔4与真空泵16之间的第二球阀7关闭。
本发明采用热蒸汽脱附法，经济性好；利用余热回收装置进行余热回收，能够做到资源合理利用，节能又环保；冷凝液分离罐具有油水分离功能，可以直接实现油水分离，回收的水可用于蒸汽发生器，回收油排出后可循环利用，从而实现低排放和降低成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低排放一体式吸附剂就地再生装置，其特征在于，包括依次相连的蒸汽发生器、解吸塔、余热回收装置和冷凝液分离罐；
所述蒸汽发生器用于为所述解吸塔提供热蒸汽；
所述解吸塔用于对饱和吸附剂进行蒸汽解吸，并生成吸附剂和水油蒸汽；
所述余热回收装置用于回收所述水油蒸汽的余热，并冷凝生成水油冷凝液；
所述冷凝液分离罐用于分离所述水油冷凝液，生成回收水和回收油；
所述余热回收装置回收的余热用于加热所述回收水，并将加热后的回收水提供给所述蒸汽发生器；
所述余热回收装置包括依次循环连接的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述蒸发器设有蒸汽进口和蒸汽出口；所述冷凝器底部设有冷凝气进口和回收水进口，顶部设有冷凝液出口和回收水出口；所述蒸汽出口与所述冷凝气进口间通过管路连接有真空泵；
所述解吸塔的顶部和底部分别设有吸收剂回剂口和解吸油气出口；所述吸收剂回剂口连接有回剂管，所述回剂管上设有第一球阀；所述解吸油气出口连接有油气出管，所述油气出管连接有变频防爆电机，所述油气出管上依次设有第二球阀、第一转子流量计、压力表和稳压组件；
所述稳压组件包括并联设置的稳压阀和第一闸阀，所述稳压阀和第一闸阀的进口端连接有压力检测探头，出口端连接所述蒸汽进口；
所述冷凝液分离罐内设有第一隔板和第二隔板，并将所述冷凝液分离罐分隔为水区、缓冲区和油区；所述缓冲区与所述冷凝液出口相连，所述水区连接有回收水排出管，所述回收水排出管与所述回收水进口相连，所述回收水出口与所述蒸汽发生器相连，所述油区连接有回收油排出管；
所述回收油排出管上设有第四球阀，所述回收水排出管上设有第五球阀，所述回收水排出管还连接有补水管，所述补水管上设有第六球阀。
2.根据权利要求1所述的低排放一体式吸附剂就地再生装置，其特征在于，所述解吸油气出口还连接有检测支管，所述检测支管连接有气相色谱仪，所述检测支管上设有第三球阀。
3.根据权利要求1所述的低排放一体式吸附剂就地再生装置，其特征在于，所述蒸汽发生器与所述解吸塔间依次设有第二闸阀、可燃气体报警仪、第二转子流量计和单向阀。
4.根据权利要求1所述的低排放一体式吸附剂就地再生装置，其特征在于，所述解吸塔内自上而下设有若干均匀分布的压力探头，所述压力探头连接有多路压力测试仪。
5.根据权利要求1所述的低排放一体式吸附剂就地再生装置，其特征在于，所述解吸塔、蒸汽发生器、冷凝液分离罐和余热回收装置分别安装于四个撬块，所述撬块间连接有安装板，所述安装板的两端通过螺栓分别固定于相邻撬块。
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