CN111450657A - 一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，包括集气系统、吸附系统、脱附系统和回收系统，所述吸附系统包括若干组并列设置的吸附器，所述吸附器与所述集气系统连接，所述集气系统系统包括与废气入口依次连接的阻火器、预处理器和输送风机，所述输送风机通过三通阀与所述吸附器底部入口连通，所述输送风机还与所述回收系统的排气口连通；所述吸附器的顶部还分别设有与排气口、氮气连通的入口，所述吸附器顶部位于所述排气口对侧的连接口依次通过加热器、循环风机、冷却器与吸附器的底部排气口连通。本发明采用上述结构的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法，回收产品中水含量低，溶剂品质高，可降低运行成本。

Description

一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法

技术领域

本发明涉及有机溶剂循环利用技术领域，特别是涉及一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法。

背景技术

以往以活性炭、活性炭纤维为吸附剂的废气吸附回收工艺主要应用在甲苯、二甲苯、环已烷、卤代烃等难溶于水的有机物回收技术上。例如，中国专利ZL200510200344.8公开了一种工业有机废气自动化回收新工艺的方法，该技术方案采用水蒸汽脱附、静态分层回收的方法。虽然用水蒸汽脱附有相变热高，脱附较完全、易冷凝等优点，但还有以下缺点：

(1)回收产品含水量高，后续处理费用高，特别是回收溶解度大的有机物时提纯难度高；

(2)利用水蒸气脱附再生后，有大量冷凝水残存在吸附层中，虽经干燥风吹扫但吸附剂的水含量还是很高，影响其吸附性能，降低了利用率；

当有机废气中含有易水解物质或卤代烃等物质时，在高温水蒸汽的作用下，设备极易腐蚀，回收产品中杂质多；

(3)对一些含有高沸点物质的场合，由于水蒸汽不能有效解吸，上述工艺及装置运行一段时间后吸附率会下降很多，不能正常运行；

(4)吸附装置运行需配套蒸汽、废水处理、冷却水等，建设费用高。

发明内容

本发明的目的是提供一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法，回收产品中水含量低，溶剂品质高，可降低运行成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，包括集气系统、吸附系统、脱附系统和回收系统，所述吸附系统包括若干组并列设置的吸附器，所述吸附器与所述集气系统连接，所述集气系统系统包括与废气入口依次连接的阻火器、预处理器和输送风机，所述输送风机通过三通阀与所述吸附器底部入口连通，所述输送风机还与所述回收系统的排气口连通；

所述吸附器的顶部还分别设有与所述排气口、氮气连通的入口，所述吸附器顶部位于所述排气口对侧的连接口依次通过加热器、循环风机、冷却器与所述吸附器的底部排气口连通；

所述冷却器的排液口与若干组并列设置的冷凝器连通，所述冷凝器之间相连通，所述冷凝器还与所述吸附器底部的排液口连通，所述冷凝器还依次与分离过滤器、真空泵连通，所述真空泵的另一端连接在所述预处理器与所述输送风机之间；

所述冷却器、所述冷凝器、所述过滤分离器的底部均与储槽连通，所述储槽通过磁力泵与排液口连通。

优选的，所述预处理器包括过滤器和预冷器。

优选的，所述吸附器内设有氧气检测仪和温度监测仪，所述储槽上设有计量液位计。

优选的，所述吸附器内填充有吸附剂，所述吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛或改性树脂。

优选的，所述加热器内设有第一换热机构，所述吸附器内设有第二换热机构，所述冷却器内设有第三换热机构，所述冷凝器内设有第四换热机构，所述第二换热机构为电加热、导热油加热或高压水蒸汽加热。

一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收方法，包括如下步骤：

S1、吸附

有机废气经集气系统收集后由输送风机加压送入吸附器中，废气穿过吸附器内的吸附剂时有机物被吸附截留，经过吸附后尾气洁净排放；

S2、氮气置换

切换阀门，进行常压充氮置换，或是先抽真空再充氮至常压进行置换，检测吸附器内氮气浓度达到设定值后进行加热；

S3、加热升温

切换阀门，开循环风机、加热器对吸附剂进行加热，高温时吸附剂更易于解吸，当到达设定加热温度后关闭加热器，循环风机延时关闭；

S4、真空解吸

切换阀门，启动真空泵对吸附器进行抽真空解吸，高浓解吸气送到冷凝器进行回收；

S5、冷凝回收

解吸出来的高浓混合气体经过串联设置的一级、二级冷凝器冷凝成液态自动流入溶剂储槽，当储槽内计量液位计检测储槽回收的溶剂达到设定的液位后，储槽内的溶剂进入用户储罐，少量不凝气经上方尾气管送入吸附器中再次进行吸附，防止了不凝气逸散造成的浪费和周围环境的气味；

S6、降温恢复

解吸结束后关闭真空泵，充入氮气使吸附器恢复常压，切换阀门，表冷器通低温水，开循环风机将吸附床层冷却至室温。

因此，本发明采用上述结构的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法，与传统的废气吸附回收工艺相比有以下优点：

(1)采用加热抽真空脱附工艺，不产生二次污染物，可实现环保达标排放。

(2)吸附层保持干燥，提高了吸附剂的利用率，节约运行成本。

(3)由于不用水蒸汽脱附，水解产物少，腐蚀问题小，降低设备材质要求，可以减少设备制造成本。

(4)对于水溶性大或是易水解的溶剂回收效果好，回收产品中水含量低，溶剂品质高，可降低运行成本。

(5)由于循环加热可以升至300度左右，抽真空解吸下可以将高沸点有机溶剂从吸附剂上脱附下来，拓展回收装置的应用范围。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法实施例的示意图。

附图标记

1、吸附器；2、废气入口；3、阻火器；4、预处理器；5、输送风机；6、排液口；7、排气口；8、氮气；9、加热器；10、循环风机；11、冷却器；12、冷凝器；13、分离过滤器；14、真空泵；15、储槽；16、磁力泵。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

图1是本发明一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法实施例的示意图，如图所示，一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，包括集气系统、吸附系统、脱附系统和回收系统，吸附系统包括若干组并列设置的吸附器1，吸附器内填充有吸附剂，吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛或改性树脂。废气穿过吸附剂后有机物被吸附截留，经过吸附后尾气洁净排放。

吸附器与集气系统连接，集气系统系统包括与废气入口2依次连接的阻火器3、预处理器4和输送风机5，输送风机通过三通阀与吸附器底部入口连通，输送风机还与回收系统的排气口连通。废气在输送风机的带动下，经过阻火器、预处理器进入吸附器中。预处理器包括过滤器和预冷器，过滤器和预冷器可以除去气流夹带的灰尘、高沸点物质，并适当降低废气温度，以延长吸附剂使用寿命，提高吸附效率。事故三通阀控制气流流向，当系统工作时打开进气口将有机废气引入吸附器进行吸附，当处理机组故障停机时，此三通阀自动切换到事故排放状态，尾气通过排放烟囱直排，避免影响生产系统。

吸附器的顶部还分别设有与排气口7、氮气8连通的入口，经过吸附后的洁净气体经过排气口向外排出。另外，氮气可以进入吸附器中。吸附器设有两组，其中一组进行吸附，另一组进行解吸。其中，采用加热抽真空方式解吸，吸附剂再生彻底，提高系统吸附效率，避免了水蒸汽冷凝在吸附层中从而影响其吸附性能，同时也解决了因部分有机废气在高温水蒸汽的作用下产生的分解反应从而导致回收产品杂质多的问题。吸附器内设有第二换热机构，第二换热机构为电加热、导热油加热或高压水蒸汽加热，氮气的加热温度可以达到300℃左右，可以有效解吸高沸点有机气体。

吸附器顶部位于排气口对侧的连接口依次通过加热器、循环风机10、冷却器11与吸附器的底部排气口连通，加热器内设有第一换热机构，冷却器内设有第三换热机构，加热器、冷却器可将氮气加热或冷却。循环风机提供运行动力，循环风机采用氮气密封或机械密封，并在循环加热过程中持续通入少量氮气使系统呈微正压，防止外界空气进入系统。吸附器内还设有氧气检测仪和温度监测仪，用于实时监测氧气和温度。氧气检测仪可以检测氮气置换、循环加热、循环冷却时氧含量。

冷却器的排液口与若干组并列设置的冷凝器12连通，冷凝器内设有第四换热机构，冷凝器可以将脱附气中的溶剂进行冷凝回收。冷凝器之间相连通，实现若干级冷凝器之间的连接，并且当一级冷凝器故障时，冷却器内液体可以直接进入下一级冷凝器，不影响使用。冷凝器还与吸附器底部的排液口6连通，吸附器内液体还可以直接进入冷凝器中。冷凝器还依次与分离过滤器、真空泵14连通，真空泵可将吸附系统抽成负压。真空泵的另一端连接在预处理器与输送风机之间，少量的尾气可以进入输送机中，再次进行吸附。

冷却器、冷凝器、过滤分离器13的底部均与储槽15连通，储槽通过磁力泵16与排液口连通，在磁力泵的作用下，冷却器、冷凝器和过滤分离器内的液体进入储槽中。储槽上设有计量液位计，当液位达标后，则经排液口进入储罐中。

一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收方法，包括如下步骤：

S1、吸附

有机废气经集气系统收集后由输送风机加压送入吸附器中，废气穿过吸附器内的吸附剂时有机物被吸附截留，经过吸附后尾气洁净排放；

打开气流控制三通阀、输送风机、吸附器废气进出口阀门，车间产生的含有机溶剂的废气经过预处理器除去大部分悬浮物和大颗粒杂质，调节气流温度后通入吸附器吸附，净化后废气达标排放。一组吸附器吸附时，另一吸附器待机状态或是脱附、冷却状态。

S2、氮气置换

切换阀门，进行常压充氮置换，或是先抽真空再充氮至常压进行置换，检测吸附器内氮气浓度达到设定值后进行加热；

当吸附器通入有机废气一段时间到达穿透点时，关闭吸附器废气进出口阀门，将有机废气送至另一吸附器进行吸附。打开真空泵抽真空，达到设定负压后关阀真空泵，通入氮气使吸附器呈微正压，在线氧含量监测仪测试氧含量小于2％时，减小氮气通入量，打开循环风机及加热器进行加热。

其中，在线氧含量及温度监测系统以PLC或DCS分两阶段连锁控制，当氧含量>2％时与氧气检测仪连接的蜂鸣器发出警报，加热器停止加热，循环风机停机，加大补充氮气流量进行氮气置换，直到氧含量低于2％，再开启加热器、循环风机进行加热；当氧含量>5％时蜂鸣器发出警报、加热器停止加热，应急氮气阀自动开启，从吸附器充入大量氮气进行置换。

当吸附器温度达到设定温度时，关阀氮气阀，打开真空泵抽真空解吸，高浓度解吸气经冷凝器深冷回收，少量不冷气回收吸附器入口再次进行吸附。

S3、加热升温

切换阀门，开循环风机、加热器对吸附剂进行加热，高温时吸附剂更易于解吸，当到达设定加热温度后关闭加热器，循环风机延时关闭；

S4、真空解吸

切换阀门，启动真空泵对吸附器进行抽真空解吸，高浓解吸气送到冷凝器进行回收；

S5、冷凝回收

解吸出来的高浓混合气体经过串联设置的一级、二级冷凝器冷凝成液态自动流入溶剂储槽，当储槽内计量液位计检测储槽回收的溶剂达到设定的液位后，储槽内的溶剂进入用户储罐，少量不凝气经上方尾气管送入吸附器中再次进行吸附，防止了不凝气逸散造成的浪费和周围环境的气味；

S6、降温恢复

解吸结束后关闭真空泵，充入氮气使吸附器恢复常压，切换阀门，表冷器通低温水，开循环风机将吸附床层冷却至室温。

上述步骤自动循环进行，两吸附器交替吸附、解吸、冷却。

冷凝回收根据有机废气组成，为防止低沸点有机物在冷凝管表面凝结成固体影响回收效果可分单级冷凝回收或多级冷凝回收，冷凝液进入储槽。

对于含少量高沸点有机物的废气回收设备，在运行一段时间后回收效率下降，可以在氮气保护下将温度加热至300度左右进行活化，再抽真空使高沸点有机物脱附恢复吸附剂性能。因高沸点物质含量少，平时运行时的脱附温度比溶剂沸点高50度左右。

对于风量大，浓度高的场合，可以设计成二次吸附装置，即经过一次吸附的有机废气再回送至另一吸附器进行二次吸附，以提高设备处理效率，如此则吸附装置需要至少三个吸附器。

因此，本发明采用上述结构的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法，回收产品中水含量低，溶剂品质高，可降低运行成本。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，其特征在于：包括集气系统、吸附系统、脱附系统和回收系统，所述吸附系统包括若干组并列设置的吸附器，所述吸附器与所述集气系统连接，所述集气系统系统包括与废气入口依次连接的阻火器、预处理器和输送风机，所述输送风机通过三通阀与所述吸附器底部入口连通，所述输送风机还与所述回收系统的排气口连通；

所述吸附器的顶部还分别设有与所述排气口、氮气连通的入口，所述吸附器顶部位于所述排气口对侧的连接口依次通过加热器、循环风机、冷却器与所述吸附器的底部排气口连通；

所述冷却器的排液口与若干组并列设置的冷凝器连通，所述冷凝器之间相连通，所述冷凝器还与所述吸附器底部的排液口连通，所述冷凝器还依次与分离过滤器、真空泵连通，所述真空泵的另一端连接在所述预处理器与所述输送风机之间；

所述冷却器、所述冷凝器、所述过滤分离器的底部均与储槽连通，所述储槽通过磁力泵与排液口连通。

2.根据权利要求1所述的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，其特征在于：所述预处理器包括过滤器和预冷器。

3.根据权利要求1所述的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，其特征在于：所述吸附器内设有氧气检测仪和温度监测仪，所述储槽上设有计量液位计。

4.根据权利要求1所述的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，其特征在于：所述吸附器内填充有吸附剂，所述吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛或改性树脂。

5.根据权利要求1所述的一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置，其特征在于：所述加热器内设有第一换热机构，所述吸附器内设有第二换热机构，所述冷却器内设有第三换热机构，所述冷凝器内设有第四换热机构，所述第二换热机构为电加热、导热油加热或高压水蒸汽加热。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的常压吸附真空解吸有机溶剂回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、吸附

有机废气经集气系统收集后由输送风机加压送入吸附器中，废气穿过吸附器内的吸附剂时有机物被吸附截留，经过吸附后尾气洁净排放；

S2、氮气置换

切换阀门，进行常压充氮置换，或是先抽真空再充氮至常压进行置换，检测吸附器内氮气浓度达到设定值后进行加热；

S3、加热升温

切换阀门，开循环风机、加热器对吸附剂进行加热，高温时吸附剂更易于解吸，当到达设定加热温度后关闭加热器，循环风机延时关闭；

S4、真空解吸

切换阀门，启动真空泵对吸附器进行抽真空解吸，高浓解吸气送到冷凝器进行回收；

S5、冷凝回收

解吸出来的高浓混合气体经过串联设置的一级、二级冷凝器冷凝成液态自动流入溶剂储槽，当储槽内计量液位计检测储槽回收的溶剂达到设定的液位后，储槽内的溶剂进入用户储罐，少量不凝气经上方尾气管送入吸附器中再次进行吸附，防止了不凝气逸散造成的浪费和周围环境的气味；

S6、降温恢复

解吸结束后关闭真空泵，充入氮气使吸附器恢复常压，切换阀门，表冷器通低温水，开循环风机将吸附床层冷却至室温。

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