CN111991989A - 一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机废气处理的技术领域，特别是涉及一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置及方法，其处理过程简单，减少二次污染和资源浪费，方便对废气中的有机物质进行回收利用；包括过滤器、石墨烯转轮Ⅰ、主风机和排气筒，还包括加热器Ⅰ、冷凝器Ⅰ和分流管路Ⅰ和回流管路Ⅰ，冷凝器Ⅰ上设置有溶剂回收端Ⅰ，回流管路Ⅰ上设置有辅助风机Ⅰ，还包括石墨烯转轮Ⅱ、加热器Ⅱ、冷凝器Ⅱ、分流管路Ⅱ和回流管路Ⅱ，石墨烯转轮Ⅱ设置在回流管路Ⅰ上，并且回流管路Ⅰ与石墨烯转轮Ⅱ吸附区连通，回流管路Ⅱ输出端与回流管路Ⅰ连通，冷凝器Ⅱ上设置有溶剂回收端Ⅱ，回流管路Ⅱ上设置有辅助风机Ⅱ。

Description

一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置及方法

技术领域

本发明涉及有机废气处理的技术领域，特别是涉及一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置及方法。

背景技术

众所周知，随着世界人口的快速增长和工业的迅速发展，环境污染引起了社会的广泛关注；特别是有机污染废气，作为原材料制造业中较为严峻的问题，目前，常用的治理方法有催化燃烧法、微生物处理法、吸附法等，其中催化燃烧法在应用时，在催化燃烧有机物之前还需经过吸附-脱附的步骤，其过程复杂，设备占地面积大，涉及活性炭或沸石等吸附材料的大量运用，但是由于活性炭和沸石吸附能力一般，且再生较为困难，同时，如频繁更换活性炭或沸石，则运行费用高，并且浪费资源，造成二次污染；如专利公告号为CN201410097011.6的专利提供了一种锌烯重防腐涂料及其制备方法，在其涂料生产过程中，在原料中添加了石墨烯作为生产辅料，石墨烯首先与有机溶剂相结合形成混合溶剂，再进行后续生产，通过添加石墨烯来降低涂料中的锌含量，环境友好，具有良好的耐候性，使用寿命长，同时由于石墨烯具有优异的刚性、尺寸稳定性和韧性等特性，在涂料中可以显著提高涂料的力学性能，并且在涂料的生产过程中，添加物中存在含有机溶剂的废气排放问题，传统方法采用活性炭和沸石进行处理时，处理效果较差，为了提高对废气的处理效果，降低排放量以及物料损失，寻找新型绿色环保材料进行反应处理是一个亟需解决的问题，并且具有较好的应用前景。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种处理过程简单，减少二次污染和资源浪费，方便对废气中的有机物质进行回收利用的以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置及方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，包括一级处理系统，所述一级处理系统包括过滤器、石墨烯转轮Ⅰ、主风机和排气筒，所述过滤器的输入端与生产设备出气端连通，并且过滤器的输出端与石墨烯转轮Ⅰ吸附区输入端连通，所述主风机的输入端与石墨烯转轮Ⅰ吸附区输出端连通，并且主风机输出端与排气筒连通，还包括加热器Ⅰ、冷凝器Ⅰ和分流管路Ⅰ和回流管路Ⅰ，所述分流管路Ⅰ两端分别与石墨烯转轮Ⅰ吸附区输入端和石墨烯转轮Ⅰ冷却区输入端连通，所述加热器Ⅰ输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅰ加热区输入端连通，所述冷凝器Ⅰ输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ加热区输出端和回流管路Ⅰ连通，所述回流管路Ⅰ输出端与石墨烯转轮Ⅰ吸附区输入端连通，所述冷凝器Ⅰ上设置有溶剂回收端Ⅰ，所述回流管路Ⅰ上设置有辅助风机Ⅰ。

具体的，还包括二级处理系统，所述二级处理系统石墨烯转轮Ⅱ、加热器Ⅱ、冷凝器Ⅱ、分流管路Ⅱ和回流管路Ⅱ，所述石墨烯转轮Ⅱ设置在回流管路Ⅰ上，并且回流管路Ⅰ与石墨烯转轮Ⅱ吸附区连通，所述分流管路Ⅱ两端分别与回流管路Ⅰ和石墨烯转轮Ⅱ冷却区输入端连通，所述加热器Ⅱ输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅱ加热区输入端连通，所述冷凝器Ⅱ输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ加热区输出端和回流管路Ⅱ连通，所述回流管路Ⅱ输出端与回流管路Ⅰ连通，所述冷凝器Ⅱ上设置有溶剂回收端Ⅱ，所述回流管路Ⅱ上设置有辅助风机Ⅱ。

具体的，所述石墨烯转轮Ⅰ和石墨烯转轮Ⅱ中所使用的吸附材料均为石墨烯材料，并且石墨烯转轮Ⅰ和石墨烯转轮Ⅱ均处于间歇转动状态。

具体的，所述冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ内部均设置有螺旋冷却管，并在冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ上均设置有冷却水输入端和冷却水输出端。

一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理方法，包括以下步骤：

S1、将涂料生产过程中产生的废气在主风机的作用下牵引至一级处理系统中，通过过滤器对产生的废气进行初步过滤处理，将其中加大的颗粒杂质过滤出来；

S2、驱动石墨烯转轮Ⅰ间歇转动，经过初步过滤的废气再通过石墨烯转轮Ⅰ吸附区上的石墨烯材料进行吸附处理，将其中的有机物质吸附出来，吸附后的部分在主风机的作用下进入至排气筒中排出；

S3、启动辅助风机Ⅰ，在辅助风机的作用下部分废气通过分流管路Ⅰ流通，并经过石墨烯转轮Ⅰ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅰ中进行加热处理；

S4、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅰ上，对石墨烯转轮Ⅰ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅰ中进行冷凝处理；

S5、随着石墨烯转轮Ⅰ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅰ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S6、在冷凝器Ⅰ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅰ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅰ回流至主风机控制的管路上进行继续处理；

S7、溶剂回收端Ⅰ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S8、当石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

具体的，该方法还包括以下步骤：

S9、在回流管路Ⅰ上设置二级处理系统，并驱动石墨烯转轮Ⅱ间歇转动，经过一级处理系统处理后的废气在辅助风机Ⅰ的作用下通过石墨烯转轮Ⅱ吸附区上的石墨烯材料进行再次吸附处理，将其中的有机物质进行进一步的吸附；

S10、启动辅助风机Ⅱ，在辅助风机Ⅱ的作用下回流管路Ⅰ中的部分废气通过分流管路Ⅱ流通，并经过石墨烯转轮Ⅱ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅱ中进行加热处理；

S11、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅱ上，对石墨烯转轮Ⅱ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅱ中进行冷凝处理；

S12、随着石墨烯转轮Ⅱ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅱ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S13、在冷凝器Ⅱ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅱ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅱ回流至辅助风机Ⅰ控制的回流管路Ⅰ上进行继续处理；

S14、溶剂回收端Ⅱ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S15、当石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，具备以下有益效果：在涂料的生产过程中，会产生含有有机物质的生产废气，在主风机的作用下将涂料生产过程中产生的废气抽出，首先通过过滤器对其进行初步过滤处理，将其中较大颗粒的杂质过滤出来，并驱动石墨烯转轮Ⅰ间歇转动，经过初步过滤的废气再通过石墨烯转轮Ⅰ吸附区上的石墨烯材料进行吸附处理，将其中的有机物质VOC吸附出来，吸附后的部分在主风机的作用下进入至排气筒中排出，并同时启动辅助风机Ⅰ，在辅助风机的作用下部分废气通过分流管路Ⅰ流通，并经过石墨烯转轮Ⅰ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅰ中进行加热处理，使废气温度升高，并反冲至石墨烯转轮Ⅰ上，对石墨烯转轮Ⅰ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅰ中进行冷凝处理，有机物质液化后排出至溶剂回收端Ⅰ，剩余的气体通过回流管路Ⅰ回流至主风机控制的管路上进行继续处理，通过分流管路Ⅰ分流出的部分废气可以对加热后的石墨烯材料进行迅速的冷却，保持其对废气中的有机物质的吸附作用，即石墨烯转轮Ⅰ上的吸附区、加热区和冷却区是不断的变换的，对其上的石墨烯材料进行实时的再生处理，保证石墨烯材料对有机物质的吸附能力，当石墨烯材料无法继续工作时，可以将使用后的石墨烯材料再次投入至石墨烯涂料的生产，不产生资源的浪费，节能环保，无污染处理固废，并且可以根据转轮的转速，生产中废气的产生量，单独启动一级处理系统，或同时启动一级处理系统和二级处理系统，或根据使用要求，再次设置三级、四级甚至多级处理系统。

本发明提供的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置应用于存在有机挥发物排放的涂料生产过程中，也可以用于存在有机挥发物排放的施工环境，有机废气经过石墨烯材料进行吸附和脱附后，溶剂回收端Ⅰ和溶剂回收端Ⅱ处回收的液态有机物质可以重新回流至涂料的生产过程中继续进行涂料的生产，同时在吸附完成后，无法再继续进行吸附的石墨烯材料也可以投入至石墨烯涂料的生产过程中作为原料使用。

本发明采用石墨烯材料代替传统的沸石、活性炭等吸附材料，极大的提升了对有机物质的吸附效率，并且采用冷凝回流重新进入涂料的方案，代替传统焚烧方案，节能环保，在整个处理过程中，无废物产生，并且排放清洁。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是采用石墨烯材料进行处理与传统的吸附材料沸石和活性炭进行处理的效果对比表；

图3是采用石墨烯材料进行处理与传统的吸附材料沸石和活性炭进行处理的效果对比图；

附图中标记：1、过滤器；2、石墨烯转轮Ⅰ；3、主风机；4、排气筒；5、加热器Ⅰ；6、冷凝器Ⅰ；7、分流管路Ⅰ；8、回流管路Ⅰ；9、溶剂回收端Ⅰ；10、辅助风机Ⅰ；11、石墨烯转轮Ⅱ；12、加热器Ⅱ；13、冷凝器Ⅱ；14、分流管路Ⅱ；15、回流管路Ⅱ；16、溶剂回收端Ⅱ；17、辅助风机Ⅱ。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，包括过滤器1、石墨烯转轮Ⅰ2、主风机3和排气筒4，过滤器1的输入端与生产设备出气端连通，并且过滤器1的输出端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端连通，主风机3的输入端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输出端连通，并且主风机3输出端与排气筒4连通，还包括加热器Ⅰ5、冷凝器Ⅰ6和分流管路Ⅰ7和回流管路Ⅰ8，分流管路Ⅰ7两端分别与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端和石墨烯转轮Ⅰ2冷却区输入端连通，加热器Ⅰ5输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ2冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅰ2加热区输入端连通，冷凝器Ⅰ6输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ2加热区输出端和回流管路Ⅰ8连通，回流管路Ⅰ8输出端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端连通，冷凝器Ⅰ6上设置有溶剂回收端Ⅰ9，回流管路Ⅰ8上设置有辅助风机Ⅰ10。

具体的，还包括石墨烯转轮Ⅱ11、加热器Ⅱ12、冷凝器Ⅱ13、分流管路Ⅱ14和回流管路Ⅱ15，石墨烯转轮Ⅱ11设置在回流管路Ⅰ8上，并且回流管路Ⅰ8与石墨烯转轮Ⅱ11吸附区连通，分流管路Ⅱ14两端分别与回流管路Ⅰ8和石墨烯转轮Ⅱ11冷却区输入端连通，加热器Ⅱ12输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ11冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅱ11加热区输入端连通，冷凝器Ⅱ13输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ11加热区输出端和回流管路Ⅱ15连通，回流管路Ⅱ15输出端与回流管路Ⅰ8连通，冷凝器Ⅱ13上设置有溶剂回收端Ⅱ16，回流管路Ⅱ15上设置有辅助风机Ⅱ17。

具体的，石墨烯转轮Ⅰ2和石墨烯转轮Ⅱ11中所使用的吸附材料均为石墨烯材料，并且石墨烯转轮Ⅰ2和石墨烯转轮Ⅱ11均处于间歇转动状态。

具体的，冷凝器Ⅰ6和冷凝器Ⅱ13内部均设置有螺旋冷却管，并在冷凝器Ⅰ6和冷凝器Ⅱ13上均设置有冷却水输入端和冷却水输出端。

一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理方法，包括以下步骤：

S1、将涂料生产过程中产生的废气在主风机的作用下牵引至一级处理系统中，通过过滤器对产生的废气进行初步过滤处理，将其中加大的颗粒杂质过滤出来；

S2、驱动石墨烯转轮Ⅰ间歇转动，经过初步过滤的废气再通过石墨烯转轮Ⅰ吸附区上的石墨烯材料进行吸附处理，将其中的有机物质吸附出来，吸附后的部分在主风机的作用下进入至排气筒中排出；

S3、启动辅助风机Ⅰ，在辅助风机的作用下部分废气通过分流管路Ⅰ流通，并经过石墨烯转轮Ⅰ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅰ中进行加热处理；

S4、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅰ上，对石墨烯转轮Ⅰ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅰ中进行冷凝处理；

S5、随着石墨烯转轮Ⅰ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅰ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S6、在冷凝器Ⅰ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅰ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅰ回流至主风机控制的管路上进行继续处理；

S7、溶剂回收端Ⅰ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S8、当石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中；

S9、在回流管路Ⅰ上设置二级处理系统，并驱动石墨烯转轮Ⅱ间歇转动，经过一级处理系统处理后的废气在辅助风机Ⅰ的作用下通过石墨烯转轮Ⅱ吸附区上的石墨烯材料进行再次吸附处理，将其中的有机物质进行进一步的吸附；

S10、启动辅助风机Ⅱ，在辅助风机Ⅱ的作用下回流管路Ⅰ中的部分废气通过分流管路Ⅱ流通，并经过石墨烯转轮Ⅱ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅱ中进行加热处理；

S11、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅱ上，对石墨烯转轮Ⅱ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅱ中进行冷凝处理；

S12、随着石墨烯转轮Ⅱ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅱ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S13、在冷凝器Ⅱ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅱ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅱ回流至辅助风机Ⅰ控制的回流管路Ⅰ上进行继续处理；

S14、溶剂回收端Ⅱ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S15、当石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

实施例2

请参阅图1，一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，包括过滤器1、石墨烯转轮Ⅰ2、主风机3和排气筒4，过滤器1的输入端与生产设备出气端连通，并且过滤器1的输出端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端连通，主风机3的输入端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输出端连通，并且主风机3输出端与排气筒4连通，还包括加热器Ⅰ5、冷凝器Ⅰ6和分流管路Ⅰ7和回流管路Ⅰ8，分流管路Ⅰ7两端分别与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端和石墨烯转轮Ⅰ2冷却区输入端连通，加热器Ⅰ5输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ2冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅰ2加热区输入端连通，冷凝器Ⅰ6输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ2加热区输出端和回流管路Ⅰ8连通，回流管路Ⅰ8输出端与石墨烯转轮Ⅰ2吸附区输入端连通，冷凝器Ⅰ6上设置有溶剂回收端Ⅰ9，回流管路Ⅰ8上设置有辅助风机Ⅰ10。

具体的，石墨烯转轮Ⅰ2中所使用的吸附材料为石墨烯材料，并且石墨烯转轮Ⅰ2处于间歇转动状态，冷凝器Ⅰ6内部设置有螺旋冷却管，并在冷凝器Ⅰ6上设置有冷却水输入端和冷却水输出端。

一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理方法，包括以下步骤：

S1、将涂料生产过程中产生的废气在主风机的作用下牵引至一级处理系统中，通过过滤器对产生的废气进行初步过滤处理，将其中加大的颗粒杂质过滤出来；

S2、驱动石墨烯转轮Ⅰ间歇转动，经过初步过滤的废气再通过石墨烯转轮Ⅰ吸附区上的石墨烯材料进行吸附处理，将其中的有机物质吸附出来，吸附后的部分在主风机的作用下进入至排气筒中排出；

S3、启动辅助风机Ⅰ，在辅助风机的作用下部分废气通过分流管路Ⅰ流通，并经过石墨烯转轮Ⅰ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅰ中进行加热处理；

S4、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅰ上，对石墨烯转轮Ⅰ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅰ中进行冷凝处理；

S5、随着石墨烯转轮Ⅰ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅰ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S6、在冷凝器Ⅰ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅰ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅰ回流至主风机控制的管路上进行继续处理；

S7、溶剂回收端Ⅰ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S8、当石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

对比例1

采用沸石作为吸附原料，对涂料生产过程中产生的带有有机物质的废气进行吸附处理。

对比例2

采用活性炭作为吸附原料，对涂料生产过程中产生的带有有机物质的废气进行吸附处理。

本发明的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置应用于涂料的生产过程中，生产废气经过该装置处理后，溶剂回收端Ⅰ和溶剂回收端Ⅱ处回收的液态有机物质可以重新回流至涂料的生产过程中继续进行涂料的生产，同时在吸附完成后，无法再继续进行吸附的石墨烯材料也可以投入至石墨烯涂料的生产过程中作为原料使用，可以根据转轮的转速，生产中废气的产生量，单独启动一级处理系统，或同时启动一级处理系统和二级处理系统，或根据使用要求，再次设置三级、四级甚至多级处理系统。

以有机废气中的二甲苯为例，分别采用石墨烯和传统的吸附材料进行吸附处理，按照实施例2和对比例1、2进行操作，将石墨烯材料吸附与传统的沸石、活性炭吸附进行对比试验，结果如图2和图3所示，试验证明，本发明采用石墨烯材料代替传统的沸石、活性炭等吸附材料，极大的提升了对有机物质的吸附效率，随着吸附时间的推移，石墨烯材料的吸附效果远优于沸石和活性炭的吸附效果，并且采用冷凝回流重新进入涂料的方案，代替传统焚烧方案，节能环保，在整个处理过程中，无废物产生，并且排放清洁。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，其特征在于，包括过滤器（1）、石墨烯转轮Ⅰ（2）、主风机（3）和排气筒（4），所述过滤器（1）的输入端与生产设备出气端连通，并且过滤器（1）的输出端与石墨烯转轮Ⅰ（2）吸附区输入端连通，所述主风机（3）的输入端与石墨烯转轮Ⅰ（2）吸附区输出端连通，并且主风机（3）输出端与排气筒（4）连通，还包括加热器Ⅰ（5）、冷凝器Ⅰ（6）和分流管路Ⅰ（7）和回流管路Ⅰ（8），所述分流管路Ⅰ（7）两端分别与石墨烯转轮Ⅰ（2）吸附区输入端和石墨烯转轮Ⅰ（2）冷却区输入端连通，所述加热器Ⅰ（5）输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ（2）冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅰ（2）加热区输入端连通，所述冷凝器Ⅰ（6）输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅰ（2）加热区输出端和回流管路Ⅰ（8）连通，所述回流管路Ⅰ（8）输出端与石墨烯转轮Ⅰ（2）吸附区输入端连通，所述冷凝器Ⅰ（6）上设置有溶剂回收端Ⅰ（9），所述回流管路Ⅰ（8）上设置有辅助风机Ⅰ（10）。

2.根据权利要求1所述的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，其特征在于，还包括石墨烯转轮Ⅱ（11）、加热器Ⅱ（12）、冷凝器Ⅱ（13）、分流管路Ⅱ（14）和回流管路Ⅱ（15），所述石墨烯转轮Ⅱ（11）设置在回流管路Ⅰ（8）上，并且回流管路Ⅰ（8）与石墨烯转轮Ⅱ（11）吸附区连通，所述分流管路Ⅱ（14）两端分别与回流管路Ⅰ（8）和石墨烯转轮Ⅱ（11）冷却区输入端连通，所述加热器Ⅱ（12）输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ（11）冷却区输出端和石墨烯转轮Ⅱ（11）加热区输入端连通，所述冷凝器Ⅱ（13）输入端和输出端分别与石墨烯转轮Ⅱ（11）加热区输出端和回流管路Ⅱ（15）连通，所述回流管路Ⅱ（15）输出端与回流管路Ⅰ（8）连通，所述冷凝器Ⅱ（13）上设置有溶剂回收端Ⅱ（16），所述回流管路Ⅱ（15）上设置有辅助风机Ⅱ（17）。

3.根据权利要求2所述的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，其特征在于，所述石墨烯转轮Ⅰ（2）和石墨烯转轮Ⅱ（11）中所使用的吸附材料均为石墨烯材料，并且石墨烯转轮Ⅰ（2）和石墨烯转轮Ⅱ（11）均处于间歇转动状态。

4.根据权利要求2所述的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理装置，其特征在于，所述冷凝器Ⅰ（6）和冷凝器Ⅱ（13）内部均设置有螺旋冷却管，并在冷凝器Ⅰ（6）和冷凝器Ⅱ（13）上均设置有冷却水输入端和冷却水输出端。

5.根据权利要求2所述的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将涂料生产过程中产生的废气在主风机的作用下牵引至一级处理系统中，通过过滤器对产生的废气进行初步过滤处理，将其中加大的颗粒杂质过滤出来；

S2、驱动石墨烯转轮Ⅰ间歇转动，经过初步过滤的废气再通过石墨烯转轮Ⅰ吸附区上的石墨烯材料进行吸附处理，将其中的有机物质吸附出来，吸附后的部分在主风机的作用下进入至排气筒中排出；

S3、启动辅助风机Ⅰ，在辅助风机的作用下部分废气通过分流管路Ⅰ流通，并经过石墨烯转轮Ⅰ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅰ中进行加热处理；

S4、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅰ上，对石墨烯转轮Ⅰ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅰ中进行冷凝处理；

S5、随着石墨烯转轮Ⅰ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅰ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S6、在冷凝器Ⅰ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅰ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅰ回流至主风机控制的管路上进行继续处理；

S7、溶剂回收端Ⅰ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S8、当石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅰ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

6.根据权利要求5所述的一种以石墨烯材料为吸附介质的有机废气处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S9、在回流管路Ⅰ上设置二级处理系统，并驱动石墨烯转轮Ⅱ间歇转动，经过一级处理系统处理后的废气在辅助风机Ⅰ的作用下通过石墨烯转轮Ⅱ吸附区上的石墨烯材料进行再次吸附处理，将其中的有机物质进行进一步的吸附；

S10、启动辅助风机Ⅱ，在辅助风机Ⅱ的作用下回流管路Ⅰ中的部分废气通过分流管路Ⅱ流通，并经过石墨烯转轮Ⅱ上的冷却区吸附后，进入至加热器Ⅱ中进行加热处理；

S11、经过加热后的废气反冲至石墨烯转轮Ⅱ上，对石墨烯转轮Ⅱ上的部分石墨烯材料进行加热，使其上吸附的有机物质脱附下来并随热气一同离开石墨烯材料并进入至冷凝器Ⅱ中进行冷凝处理；

S12、随着石墨烯转轮Ⅱ的转动，加热后的部分转动并经过分流管路Ⅱ上流通的冷废气冷却后，可以再次进行废气中有机物质的吸附；

S13、在冷凝器Ⅱ中对带有石墨烯材料上脱附下来的有机物质的高温气体进行冷凝回流，将其中的液体冷凝并与气体分离，冷凝后的带有有机物质的液体排出至溶剂回收端Ⅱ，与液态物质分离后剩余的气体通过回流管路Ⅱ回流至辅助风机Ⅰ控制的回流管路Ⅰ上进行继续处理；

S14、溶剂回收端Ⅱ处回收的液体经过静置分层，将其中的有机溶剂回收，剩余的水分排出至污水处理站，并将回收的有机溶剂重新投入至涂料的生产过程中；

S15、当石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料不再能继续对有机物质进行吸附时，将石墨烯转轮Ⅱ上的石墨烯材料进行更替，并将更替下来的吸附有有机物质的石墨烯材料投入至石墨烯涂料的生产过程中。

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