CN110841439A - 一种有机废气的处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种有机废气的处理系统及其处理方法，包括有收集装置、碱洗装置、除湿装置、吸附装置、光解装置，碱洗装置的进气口与收集装置的出气口连接，除湿装置的进气口与碱洗装置的出气口连接，吸附装置的进气口与除湿装置的出气口连接，光解装置的进气口与吸附装置的出气口连接。本发明有机废气处理系统废气脱水除湿效果好，脱附解吸能力强，脱附效率高，有机废气处理率高，且设计合理，结构简单。本发明有机废气处理系统的处理方法，采用碱洗装置、除湿装置、吸附装置和光解装置组合，多种处理工艺并用，操作方便，运行稳定可靠，运维成本低，适用范围广稳定可靠。

Description

一种有机废气的处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及废气治理技术领域的有机废气处理系统及其处理方法，特别涉及一种医药行业有机废气的活性炭吸脱附处理系统及其处理方法，属于有机废气的处理系统及其处理方法的创新技术。

背景技术

工业生产中，很多涉及化学品使用的行业都会产生有机废气，有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、处理难度大、危害度高等特点，泄露或随意排放会对周围环境带来严重破坏。尤其是医药行业，在生产过程中经常会产生大量溶剂消耗，其消耗的溶剂大多是低沸点、高挥发的有机物质，因此生产中所排放的尾气为有机废气，具有排放量大、排放点多以及排放的废气成分相对复杂，极易出现扩散现象，危害较大。在行业内为节省初期投资普遍采用喷淋洗涤和活性炭吸附的方法对废气进行处理，但是喷淋塔的脱水除湿效果往往不理想，使得经喷淋处理后的废气常含有大量的水汽或雾滴，以致其进入后续的活性炭吸附装置后，废气脱水除湿效果差，容易使活性炭吸水饱和，吸附能力下降，影响活性炭的处理效率，从而导致有机废气处理率低下，废气不能达标排放。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种有机废气的处理系统，本发明废气脱水除湿效果好，脱附解吸能力强，脱附效率高，有机废气处理率高。

本发明的另一目的在于提供一种有机废气的处理系统的处理方法，本发明操作简单方便，有机废气处理效率高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明有机废气的处理系统，包括有收集装置、碱洗装置、除湿装置、吸附装置、光解装置，其中碱洗装置的进气口与收集装置的出气口连接，除湿装置的进气口与碱洗装置的出气口连接，吸附装置的进气口与除湿装置的出气口连接，光解装置的进气口与吸附装置的出气口连接，光解装置的出气口输出处理后的气体。

本发明有机废气处理系统的处理方法，包括有如下步骤：

1）采用收集装置对有机废气源产生的废气进行集中回收；

2）收集后的有机废气进入碱洗装置，洗涤后的有机废气经出口管流出碱洗装置，进入除湿装置；

3）在除湿装置内依次经冷凝、除湿、加热处理，进一步去除废气中残留的酸雾及水分，除湿后的有机废气进入吸附装置；

4）吸附装置通过活性炭对有机废气中残留的污染物进一步吸附脱除，从吸附装置出来的废气再经光解装置作进一步处理；

5）光解装置去除废气中的恶臭气体，光解装置输出处理达标的气体。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明的有机废气处理系统，采用碱洗装置、除湿装置、吸附装置和光解装置组合，多种处理工艺并用，收集装置用于收集有机废气并将其送入后续的处理装置；碱洗装置用于对来自收集装置的有机废气进行洗涤处理；除湿装置用于对洗涤后的有机废气进行除水除湿；吸附装置用于对除水除湿后的有机废气进行吸附处理；光解装置用于对吸附处理后的废气进行氧化分解，另外，本发明采用独立的除湿装置，对洗涤后的有机废气进行先冷凝、再除湿、后加热，可以最大限度降低废气中的水分含量，从而减轻后续吸附装置的处理负荷，防止有机废气过量带水进入后续的吸附装置而使活性炭发生饱和，影响吸附处理效果。本发明设计合理，结构简单，操作方便，运行稳定可靠，运维成本低，废气处理效率高，适用范围广稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的有机废气处理系统的工艺流程图；

图2为本发明实施例1有机废气处理系统的原理图；

图3为本发明碱洗装置的示意图；

图4为本发明除湿装置的示意图；

图5为本发明吸附装置的示意图；

图6为本发明脱附装置的示意图；

图7为本发明实施例2有机废气处理系统的原理图。

图中：

1-收集装置、2-碱洗装置、21-洗涤塔、211-入口管、212-出口管、213-喷淋器、214-填料层、22-回流泵、221-进液管、222-出液管、23-碱液储罐、24-计量泵、25-输送管、26-第一风机、3-除湿装置、31-进气口、32-出气口、33-冷凝部件、331-低温水上水、332-低温水回水、34-除湿部件、341-折流板除湿器、342-玻纤除湿器、35-加热部件、351-饱和蒸汽、352-低温蒸汽、4-吸附装置、41-废气进口、42-废气出口、43-活性炭吸附床、44-脱附气入口、45-循环气入口、46-循环气出口、47-第二风机、5-光解装置、6-排放烟囱、7-脱附装置、71-脱附气储罐、72-脱附气进气管、73-脱附气循环管、74-分级冷凝器、741-一级冷凝部件、7411-冷却水上水、7412-冷却水回水、742-二级冷凝部件、7421-低温水上水、7422-低温水回水、75-预热装置、751-蒸汽加热器、7511-饱和蒸汽、7512-低温蒸汽、752-电加热器、76-冷却器、761-冷却水上水、762-冷却水回水、77-第三风机、78-废液回收槽。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1：

如图1-2所示，本发明有机废气的处理系统，包括有收集装置1、碱洗装置2、除湿装置3、吸附装置4、光解装置5，其中碱洗装置的进气口与收集装置的出气口连接，除湿装置的进气口与碱洗装置的出气口连接，吸附装置的进气口与除湿装置的出气口连接，光解装置的进气口与吸附装置的出气口连接，光解装置的出气口输出处理后的气体。

上述收集装置用于收集有机废气并将其送入后续的处理装置；碱洗装置用于对来自收集装置的有机废气进行洗涤处理；除湿装置用于对洗涤后的有机废气进行除水除湿；吸附装置用于对除水除湿后的有机废气进行吸附处理；光解装置用于对吸附处理后的废气进行氧化分解。

本实施例中，上述碱洗装置2包括洗涤塔21、回流泵22以及加碱装置；所述洗涤塔21上设置有入口管211及出口管212，洗涤塔21内自上而下设置有喷淋器213和填料层214，回流泵22的进液管221与洗涤塔21底部连通，回流泵22的出液管222与所述喷淋器213连通，加碱装置包括碱液储罐23以及输送管25，所述碱液储罐23中的碱液通过输送管25输送至所述洗涤塔21内，回流泵22用于将洗涤塔21内的液体循环输送至喷淋器213；加碱装置用于为洗涤塔21内部提供碱液。

上述填料层214的填料优选鲍尔环，可以增大气液相的接触面积，所述喷淋器213和填料层214至少设置一组； 有机废气采用下进上出的方式进出洗涤塔21，在洗涤塔21中，有机废气经填料层214均匀分布后，与喷淋器213喷洒的碱液充分接触，有机废气中的酸性气体与碱液发生中和反应，从而可以去除有机废气中的酸性气体，降低废气的酸度，减小其对后续处理装置以及管道的腐蚀。同时，有机废气在洗涤塔21中，经洗涤、吸收、降温处理，能洗涤去除废气中的颗粒物，并将可溶于水的物质溶解吸收，废气温度得到降低。上述加碱装置还包括有计量泵24，液储罐23中的碱液经计量泵24计量后通过输送管25输送至所述洗涤塔21内。通过计量泵24可以连续精确的向洗涤塔21内投加碱液，满足塔内的液体所需的pH值要求，确保洗涤塔21始终处于最佳净化处理状态。入口管211设置在涤塔21的侧壁，出口管212设置在洗涤塔21的顶部。

本实施例中，上述除湿装置3上设置有冷凝部件33、除湿部件34、加热部件35，冷凝部件33、除湿部件34、加热部件35在除湿装置中沿气流方向依次设置；除湿部件34设置于冷凝部件33与加热部件35之间。冷凝部件用于对有机废气进行冷凝脱水；除湿部件用于对有机废气进行除湿；加热部件用于降低除湿后的有机废气的相对湿度。所述除湿部件设置于冷凝部件与加热部件之间。

本实施例中，上述冷凝部件33为翅片式盘管，冷凝部件33的盘管内走循环低温水，低温水上水331的温度为7℃，低温水回水332的温度为12℃，低温水的循环流动方向与有机废气流向相反，冷凝部件33用于对有机废气进行冷凝脱水。

上述除湿部件34包括折流板除湿器341和玻璃纤维除湿器342，采用折流板除湿器341和玻璃纤维除湿器342结合对有机废气进行除水除湿，可以使除湿装置3对粒径大于1微米的雾滴的去除效率达到99%以上。

上述加热部件35为加热盘管，加热盘管内接入饱和蒸汽351，饱和蒸汽351经加热盘管与有机废气换热，换热后产生的低温蒸汽352出加热盘管后回收利用，所述加热部件35用于对除水除湿后的有机废气进行加热，进一步除湿，所述除湿装置3产生的冷凝液汇集在其底部便于集中处理。

来自洗涤塔21的有机废气进入除湿装置3后，与冷凝部件33接触后换热降温（温度降到25℃以下），将有机废气中的部分水冷凝回收，然后有机废气依次经过折流板除湿器341和玻璃纤维除湿器342，进一步去除废气中残留的雾滴和水分，除湿后的有机废气再经过加热部件35，经加热升温（温升幅度约为5℃），从而保证有机废气的湿度不超过65%，防止有机废气过量带水进入后续的吸附装置4而使活性炭发生饱和，影响吸附处理效果。

本实施例中，上述吸附装置4上设置废气进口41和废气出口42，有机废气由废气进口41进入吸附装置4内，经活性炭吸附床43吸附处理后通过废气出口42排出。在吸附装置4中，有机废气中的长碳链、中高沸点污染物被具有巨大比表面积和丰富空隙结构的活性炭捕捉吸附，活性炭吸附率高，废气处理效率高，使用周期长，运行成本低。

本实施例中，上述吸附装置4内设置有活性炭吸附床43，吸附装置4的外侧设置有活性炭吸附床43内的活性炭进行脱附再生的脱附装置7。脱附装置7用于对吸附装置4内的活性炭进行脱附再生，将活性炭内吸附的污染物分子脱除，活性炭可以循环利用，这样有利于延长活性炭使用周期，降低运行成本。

本实施例中，上述脱附装置7包括脱附气储罐71、脱附气进气管72以及脱附气循环管73，吸附装置4上设有脱附气入口44、循环气入口45以及循环气出口46；脱附气进气管72的一端与脱附气储罐71连接，脱附气进气管72的另一端与所述脱附气入口44连接，脱附气循环管73的一端与所述循环气出口46连接，脱附气循环管73的另一端与循环气入口45连接；脱附气循环管73上沿气流方向设置有分级冷凝器74、预热装置75以及冷却器76，冷却器76与预热装置75并联设置，所述预热装置75包括串联设置的蒸汽加热器751和电加热器752。

所述分级冷凝器74用于对脱附气进行冷凝，将脱附气从活性炭吸附床43中吸收携带的有机溶剂进行冷凝回收；蒸汽加热器751采用管式换热器，利用饱和蒸汽7511对废气进行初步加热，产生的低温蒸汽7512回收利用，所述预热装置75用于在脱附过程中给脱附气进行预热，预热后的脱附气进入吸附装置4与活性炭吸附床43接触，可以加快活性炭的脱附速率，提高脱附效率。

所述冷却器76采用管式换热器，冷却器76的冷却水上水761的温度为32℃，冷却水回水762的温度为37℃，所述冷却器76用于脱附结束后，对系统内的脱附气冷却降温，再利用降温后的脱附气对吸附装置4内部进行冷却，以便于吸附装置4尽快投运。

所述脱附气循环管73上还设置有第三风机77，设置第三风机77有利于推动脱附气在吸附装置4和脱附装置7中循环流动，提高脱附效率。

所述分级冷凝器74内沿气流方向设置一级冷凝部件741和二级冷凝部件742，所述分级冷凝器74底部设置有废液回收槽78。所述分级冷凝器74的一级冷凝部件741和二级冷凝部件742均为翅片盘管结构，一级冷凝部件741的翅片盘管内通入循环冷却水，从而经翅片盘管外表换热对脱附出来的高温气体进行预冷却，一级冷凝部件741的冷却水上水7411的温度为32℃，低温水回水7412的温度为37℃，冷却水的循环流动方向与废气流向相反；二级冷凝部件742的翅片盘管内通入循环低温水，进一步将预冷却气体中含有的有机溶剂冷凝成液态，二级冷凝部件742的低温水上水7421的温度为7℃，低温水回水7422的温度为12℃，低温水的循环流动方向与废气流向相反；所述分级冷凝器74冷凝收集的有机溶剂集中在废液回收槽78中统一处理。

所述脱附装置7运行时，首先通过脱附气进气管72将脱附气储罐71中的脱附气充入吸附装置4，当充气量达到需求量后，切断脱附气进气管72的进气，然后利用第三风机77推动吸附装置4内的脱附气循环流动，吸收了活性炭吸附床43中的有机物的脱附气经分级冷凝器74冷凝析出有机溶剂，再经预热装置75加热后重新进入吸附装置4进行脱附，如此循环，完成对吸附装置4中的活性炭的脱附处理。

所述脱附装置7采用的脱附气为氮气。脱附前，先通氮气对脱附系统设备及管道中的氧气进行吹扫，通过氧含量检测器检测脱附系统设备及管道中氧含量低于3%。脱附过程中，脱附气经加热装置加热至130℃以上循环使用。采用高温氮气对吸附装置4内的活性炭进行脱附再生，可有效将活性炭吸附床43内吸附的污染物脱附解析出来，脱附效率高。

此外，上述收集装置1与碱洗装置2之间的管道上设置有第一风机26，所述除湿装置3与吸附装置4之间的管道上设置有第二风机47。由于各处理装置内均设置有内件，会对气流产生阻力，因此设置第一风机26和第二风机47，在风机的推动作用下，有机废气可以保持一定的空速依次经过各处理装置进行处理，最终处理达标的气体经过排放装置6高空排放。

本实施例中，上述光解装置5为UV光解装置.在光解装置5的高能紫外线作用下，一方面空气中的氧气被裂解，然后组合产生臭氧，另一方面废气中的恶臭气体的化学键断裂，使之形成游离态的原子或基团，同时产生的臭氧与恶臭气体发生反应，使恶臭气体最终被裂解、氧化生成简单稳定的化合物，如CO₂、H₂O、N₂等。

本发明有机废气的处理系统的处理方法，包括有如下步骤：

1）采用收集装置1对有机废气源产生的废气进行集中回收；

2）收集后在第一风机26的抽吸作用下，有机废气经入口管211进入洗涤塔21，由下向上流动，在填料层214与来自喷淋器213的碱液接触，有机废气与碱液换热传质，发生反应，使废气中含有的酸性气体和可溶于水的物质以及颗粒物被除去，洗涤后的有机废气经出口管212流出洗涤塔21，进入除湿装置3；

3）在除湿装置3内依次经冷凝、除湿、加热处理，进一步去除废气中残留的酸雾及水分，使有机废气的湿度不超过65%，除湿后的有机废气在第二风机47的推动作用下，进入吸附装置4；

4）吸附装置4通过活性炭对有机废气中残留的污染物进一步吸附脱除，从吸附装置4出来的废气再经光解装置5作进一步处理；

5）光解装置5去除废气中的恶臭气体，光解装置5输出处理达标的气体。最终处理达标的气体经过排放装置6高空排放。

实施例2：

本发明有机废气的处理系统，本发明与实施例1的区别是：如果有若干个车间，可以每个车间分别设置收集装置1、碱洗装置2、除湿装置3，如图7所示，有两个车间，则设置两个收集装置1、两个碱洗装置2、两个除湿装置3，两个车间的除湿装置3将除湿后的有机废气在第二风机47的推动作用下，全部进入吸附装置4。如果有三个车间，则设置三个收集装置1、三个碱洗装置2、三个除湿装置3，三个车间的除湿装置3将除湿后的有机废气在第二风机47的推动作用下，全部进入吸附装置4，如此类推。

本发明的有机废气处理系统，设计合理，可有效提高有机废气的处理效率，运行稳定可靠，污染物去除率高，适用范围广。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气的处理系统，其特征在于包括有收集装置、碱洗装置、除湿装置、吸附装置、光解装置，其中碱洗装置的进气口与收集装置的出气口连接，除湿装置的进气口与碱洗装置的出气口连接，吸附装置的进气口与除湿装置的出气口连接，光解装置的进气口与吸附装置的出气口连接，光解装置的出气口输出处理后的气体。

2.根据权利要求1所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述碱洗装置包括洗涤塔、回流泵以及加碱装置；所述洗涤塔上设置有入口管及出口管，洗涤塔内自上而下设置有喷淋器和填料层，回流泵的进液管与洗涤塔底部连通，回流泵的出液管与所述喷淋器连通，加碱装置包括碱液储罐以及输送管，所述碱液储罐中的碱液通过输送管输送至所述洗涤塔内，回流泵用于将洗涤塔内的液体循环输送至喷淋器；加碱装置用于为洗涤塔内部提供碱液。

3.根据权利要求1所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述除湿装置上设置有冷凝部件、除湿部件、加热部件，冷凝部件、除湿部件、加热部件在除湿装置中沿气流方向依次设置；除湿部件设置于冷凝部件与加热部件之间。

4.根据权利要求3所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述冷凝部件为翅片式盘管，除湿部件包括折流板除湿器和玻璃纤维除湿器，加热部件为加热盘管。

5.根据权利要求1所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述吸附装置上设置废气进口和废气出口，吸附装置内还设置有活性炭吸附床，有机废气由废气进口进入吸附装置内，经活性炭吸附床吸附处理后通过废气出口排出。

6.根据权利要求5所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述吸附装置的外侧设置有对活性炭吸附床内的活性炭进行脱附再生的脱附装置。

7.根据权利要求6所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述脱附装置包括脱附气储罐、脱附气进气管以及脱附气循环管，吸附装置上设有脱附气入口、循环气入口以及循环气出口；脱附气进气管的一端与脱附气储罐连接，脱附气进气管的另一端与所述脱附气入口连接，脱附气循环管的一端与所述循环气出口连接，脱附气循环管的另一端与循环气入口连接；脱附气循环管上沿气流方向设置有分级冷凝器、预热装置以及冷却器，冷却器与预热装置并联设置，所述预热装置包括串联设置的蒸汽加热器和电加热器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述收集装置与碱洗装置之间的管道上设置有第一风机，所述除湿装置与吸附装置之间的管道上设置有第二风机。

9.根据权利要求8所述的有机废气的处理系统，其特征在于上述光解装置为UV光解装置。

10.一种根据权利要求1所述有机废气的处理系统的处理方法，其特征在于包括有如下步骤：

1）采用收集装置对有机废气源产生的废气进行集中回收；

2）收集后的有机废气进入碱洗装置，洗涤后的有机废气经出口管流出碱洗装置，进入除湿装置；

3）在除湿装置内依次经冷凝、除湿、加热处理，进一步去除废气中残留的酸雾及水分，除湿后的有机废气进入吸附装置；

4）吸附装置通过活性炭对有机废气中残留的污染物进一步吸附脱除，从吸附装置出来的废气再经光解装置作进一步处理；

5）光解装置去除废气中的恶臭气体，光解装置输出处理达标的气体。

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