CN112191071A - 一种废气处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气处理装置及处理方法，属于废气处理技术领域；本发明中装置的外壁内设置有进气总通气管，所述通气进气总管包括进气管和出气管，所述进气管设置于出气管内；通气进气总管的进通气管壁与外壁之间连接设置有隔板，隔板、外壁和进气管壁形成不少于2个吸附管道；进气管上设置有分气口连通至吸附管道；出气管上设置有出气口连通至吸附管道；所述分气口与出气口之间的吸附管道空腔内设置有吸附层，所述吸附管道的外壁上设置有脱附入口；实现本发明的处理方法在相互隔离的多个吸附管道内可以单独进行废气的吸附处理，也可以单独进行脱附处理，实现了装置内废气的吸附处理与脱附处理的同时进行，避免废气吸附处理过程的间断。

Description

一种废气处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，更具体地说，涉及一种废气处理装置及处理方法。
背景技术
各类生产企业排放的工业废气是大气污染物的重要来源。大量工业废气如果未经处理达标后排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。工业废气中有毒有害物质可通过呼吸道和皮肤进入人体后，长期低浓度或短期高浓度接触可造成人体的呼吸、血液、肝脏等系统和器官暂时性和永久性病变，尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌以引起人类的高度重视。
因此，对废气进行适当并且高效的处理十分重要，其中废气吸附就是其中一种废气处理的方式。目前废气吸附装置通常采用传统的固定床废气吸附器，其中的多孔吸附剂可以实现对废气中有害成分的有效吸附。而在吸附器正常的使用过程中，除了正常的吸附过程，在吸附剂进行一段时间的吸附后还需要进行脱附以接下来继续进行废气中污染物的吸附；而目前固定床废气吸附器在脱附时需要进行关闭，所以为了实现废气的连续化处理，目前大多需要 2个或者2个以上吸附塔进行吸附、脱附交替运行，导致废气吸附装置投资成本高，并且目前一般采用单层吸附，脱附热源利用效率低。
另外，废气吸附实际过程中由于来气浓度波动大，往往超出废气最大允许进气浓度，导致安全性变差，且进气浓度高后导致吸附器内部填料温升急剧上升，一个导致吸附效果急剧变差(低温有利于吸附)，二是温度升高会导致吸附剂性能变差甚至着火，极大的影响了吸附装置的稳定运行。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，针对现有技术中废气吸附装置脱附过程需要暂停导致吸附过程无法连续进行的技术问题，提供了一种废气处理装置及处理方法；通过装置内多个进气总管的设置以及与进气总管特定连接关系的设置，在处理过程中使得单个装置中可以同时实现废气的吸附以及吸附层的脱附过程。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种废气处理装置，装置的外壁内设置有通气管，所述通气管包括进气管和出气管，所述进气管设置于出气管内；通气管的通气管壁与外壁之间连接设置有隔板，隔板、外壁和进气管壁形成吸附管道，吸附管道不少于2个；进气管上设置有分气口，进气管通过分气口连通至吸附管道；出气管上设置有出气口，出气管通过出气口连通至吸附管道；所述分气口与出气口之间的吸附管道空腔内设置有吸附层，所述吸附管道的外壁上设置有脱附入口。
优选地，所述通气管设置于外壁内的中部，所述隔板设置有n个，所述n≥2。
优选地，沿吸附管道的轴向设置有2个吸附层，所述分气口设置于2个吸附层之间的吸附管道内；上吸附层上方的吸附管道设置有1个出气口，下吸附层下方的吸附管道设置有1 个出气口。
优选地，吸附管道底端的外壁上设置有脱附出口。
优选地，所述进气管的底部设置有进气口，进气口处设置有文丘里管，所述文丘里管的收缩管出设置有文丘里进气口，文丘里管的收缩管处通过文丘里进气口与出气管相连通。
优选地，所述出气管的顶部设置有喷淋口；和/或还包括调压器，所述出气管口通过管道连接至调压器；和/或所述吸附层的外部设置有分气板。
优选地，分气口和/或出气口和/或脱附入口和/或脱附出口设置有气阀。
优选地，所述隔板设置有2个，形成2个吸附管道，或所述隔板设置有4个，形成4个吸附管道。
本发明的一种废气处理方法，所使用的装置为上述的一种废气处理装置，包括废气吸附过程与吸附层脱附过程；废气吸附过程在至少一个吸附管道内，废气先通入至进气管内，然后由进气管的分气口进入至吸附管道内，然后经吸附层吸附后由出气口进入至出气管内排出；在进行废气吸附过程同时，也进行吸附层脱附过程，在除了进行废气吸附过程的吸附管道内，脱附热源由脱附入口进入至吸附管道内对吸附层进行脱附，然后脱附热源可以由出气口进入至出气管内排出。
优选地，所述废气在吸附管道内的停留时间为t，所述
t＝(T/40)*(CCO/1000)*K
其中t为废气在吸附器内停留时间，单位为s；T为废气的进气温度，单位为℃；CCO为废气浓度，单位为mg/m3；K为修正系数，取值范围0.5-4。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种废气处理装置，装置的外壁内设置有进气总通气管，所述通气进气总管包括进气管和出气管，所述进气管设置于出气管内；通气进气总管的进通气管壁与外壁之间连接设置有隔板，隔板、外壁和进气管壁形成吸附管道，吸附管道不少于2个；进气管上设置有分气口，进气管通过分气口连通至吸附管道；出气管上设置有出气口，出气管通过出气口连通至吸附管道；所述分气口与出气口之间的吸附管道空腔内设置有吸附层，所述吸附管道的外壁上设置有脱附入口；相互隔离的多个吸附管道内可以单独进行废气的吸附处理，也可以单独进行脱附处理，实现了装置内废气的吸附处理与脱附处理的同时进行，避免废气吸附处理过程的间断；处理同等气量的需要的塔直径小、阻力小，废气进入塔内后废气从上下层均匀分配，可减少废气处理量，也就可以降低塔直径，减少塔阻力。
(2)本发明的一种废气处理装置，所述进气管的底部设置有进气口，进气口处设置有文丘里管，所述文丘里管的收缩管出设置有文丘里进气口，文丘里管的收缩管处通过文丘里进气口与出气管相连通；通过文丘里管的设置，在废气通过文丘里管的收缩管处时，出气管中一部分处理后的气体可进入对废气进行稀释降温，实现小部分废气的内循环，有利于提高装置处理过程中的稳定性。
(3)本发明的一种废气处理方法，包括废气吸附过程与吸附层脱附过程；废气吸附过程在至少一个吸附管道内，废气先通入至进气管内，然后由进气管的分气口进入至吸附管道内，然后经吸附层吸附后由出气口进入至出气管内排出；在进行废气吸附过程同时，也进行吸附层脱附过程，在除了进行废气吸附过程的吸附管道内，脱附热源由脱附入口进入至吸附管道内对吸附层进行脱附，然后脱附热源可以由出气口进入至出气管内排出；在减小处理装置提及的同时保证废气处理量，同时保证废气吸附过程与吸附层脱附过程的同时进行且不相互干扰；并且采用多层吸附，脱附热源脱完上层后继续脱附下层，利用效率高；可节约30％-40％的热源。
附图说明
图1为本发明一种废气处理装置结构示意图；
图2为本发明一种废气处理装置有2个隔板的横截面示意图。
示意图中的标号说明：
101、外壁；110、通气管；111、进气口；112、分气口；113、通气管壁；114、进气管；115、出气管；116、文丘里管；117、喷淋口；118、出气管口；119、文丘里进气口；
120、吸附管道；121、出气口；122、脱附入口；123、脱附出口；124、隔板；125、分气板；126、吸附层；130、调压器。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得以涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴；除此之外，本发明的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。
实施例1
本实施例的一种废气处理装置，装置的外壁101内设置有通气管110，通气管110的通气管壁113与外壁101之间连接设置有隔板124，隔板124、外壁101和通气管壁113形成吸附管道120，吸附管道120不少于2个；本实施例中，如图1和图2所示，在装置横截面上，装置的外壁101为圆形，通气管110也为圆形，所述通气管110设置于外壁101内的中部，即通气管110为外壁101的内同心圆，本实施例中隔板124设置有2个，将通气管110外部外壁101内的空腔分隔为2部分，即2个吸附管道120。
所述通气管110包括进气管114和出气管115，所述进气管114设置于出气管115内，如图1和图2中所示，进气管114上设置有分气口112，进气管114通过分气口112连通至吸附管道120；出气管115上设置有出气口121，出气管115通过出气口121连通至吸附管道 120。在某一个吸附管道120内，废气先通入至进气管114内，然后由进气管114的分气口 112进入至吸附管道120内进行吸附，废气吸附后由出气口121进入至出气管115内排出。
废气吸附实际过程中，由于来气浓度波动大，往往超出废气最大允许进气浓度，导致安全性变差，且进气浓度高后导致吸附器内部填料温升急剧上升，会导致吸附效果急剧变差低温有利于吸附，而且温度升高会导致吸附剂性能变差甚至着火，极大的影响了吸附装置的稳定运行。
此处需要说明的是，本实施例中所述进气管114的底部设置有进气口111，进气口111处设置有文丘里管116，所述文丘里管116的收缩管出设置有文丘里进气口119，文丘里管116 的收缩管处通过文丘里进气口119与出气管115相连通；通过文丘里管116的设置，在废气通过文丘里管116的收缩管处时，出气管115中一部分处理后的气体可进入对废气进行稀释降温，实现小部分废气的内循环，有利于提高装置处理过程中的稳定性。
另外，所述出气管115的顶部设置有喷淋口117，该喷淋口117可以在外部连通水源，喷淋口117可以对出气管115中的气体进行喷淋降温，同时可以实现对文丘里管116中的废气进行降温。
所述分气口112与出气口121之间的吸附管道120空腔内设置有吸附层126，吸附层126 包括有活性炭、树脂、活性氧化铝等吸附剂；由分气口112进入至吸附管道120的废气经过吸附层126后由出气口121排出，实现废气的吸附处理。本实施例中，沿吸附管道120的轴向设置有2个吸附层126，所述分气口112设置于2个吸附层126之间的吸附管道120内；上吸附层126上方的吸附管道120设置有1个出气口121，下吸附层126下方的吸附管道120 设置有1个出气口121，废气由2个吸附层126之间通过吸附层126，经过2个吸附层126进行吸附处理，而后由出气口121进入至出气管115中。本实施例中所述吸附层126的外部设置有分气板125，分气板125的设置可以使得废气可以更为均匀地穿过吸附层126进行吸附。实施例中出气管口118通过管道连接至调压器130。
吸附处理后由吸附管道120顶端的外壁101和底端的外壁101设置的出气口121排出。本实施例中所述吸附层126的外部设置有分气板125，分气板125的设置可以使得废气可以更为均匀地穿过吸附层126进行吸附。
各吸附管道120的进气管壁113与通气管110通过分气口112相连通，所述通气管110 的底部设置有进气口110，待处理的废气由进气口110进入至通气管110中，可以再由分气口112进入至不同的吸附管道120中。
各吸附管道120的外壁101上还设置有脱附入口122，本实施例中在吸附管道120底端的外壁101上还设置有脱附出口123，脱附入口122和脱附出口123之间的吸附管道120空腔内设置有吸附层126，本实施例中吸附管道120顶端的外壁101上设置有脱附入口122，吸附管道120底端的外壁101上设置有脱附出口123，当某一个吸附管道120内吸附层126的需要进行脱附时，脱附气体由脱附入口122进入至该吸附管道120中，脱附气体可以为蒸汽、热氮气，上述结构可以实现脱附气体对多层吸附层126进行脱附，提高脱附效率。不需要脱附的吸附管道120继续进行废气的吸附处理，保证废气吸附过程的正常进行。需要说明的是，如果不设置脱附出口123，脱附气体也可以由出气口121进入出气管115进行排除。
相互隔离的多个吸附管道120内可以单独进行废气的吸附处理，也可以单独进行脱附处理，实现了装置内废气的吸附处理与脱附处理的同时进行，避免废气吸附处理过程的间断。
需要说明的是，分气口112、出气口121、脱附入口122和脱附出口123均设置有气阀；以控制各处气体的流通。
如图2所示，本实施例中还包括调压器130，所述出气口121通过管道连接至调压器130，调压器130对吸附管道120中的气体压力进行调节。
本实施例的一种废气处理方法，所使用的装置为前面所述的一种废气处理装置，包括废气吸附过程与吸附层126脱附过程；废气吸附过程在至少一个吸附管道120内，废气先通入至进气管114内，然后由进气管114的分气口112进入至吸附管道120内，然后经吸附层126 吸附后由出气口121进入至出气管115内排出；在进行废气吸附过程同时，也进行吸附层126 脱附过程，在除了进行废气吸附过程的吸附管道120内，脱附热源由脱附入口122进入至吸附管道120内对吸附层126进行脱附，然后脱附热源可以由出气口121进入至出气管115内排出。
另外，所述废气在吸附管道120内的停留时间为t，所述
t＝T/40*CCO/1000*K
其中t为废气在吸附器内停留时间，单位为s；T为废气的进气温度，单位为℃；CCO为废气浓度，单位为mg/m3；K为修正系数，取值范围0.5-4。
另外，调压器130对吸附管道120中的气体压力进行调节，控制废气吸附压力在0.12～0.18Mpa，可以减少废气处理量及管道直径。带压吸附可增加废气吸附的吸附量，增加 5％-10％。
实施例2
本实施例的一种废气处理装置，基本同实施例1，不同之处在于所述隔板124设置有4 个，形成4个吸附管道120，4个吸附管道120的设置可以进一步提高脱附过程的便捷性。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种废气处理装置，其特征在于，装置的外壁(101)内设置有通气管(110)，所述通气管(110)包括进气管(114)和出气管(115)，所述进气管(114)设置于出气管(115)内；通气管(110)的通气管壁(113)与外壁(101)之间连接设置有隔板(124)，隔板(124)、外壁(101)和进气管壁(113)形成吸附管道(120)，吸附管道(120)不少于2个；进气管(114)上设置有分气口(112)，进气管(114)通过分气口(112)连通至吸附管道(120)；出气管(115)上设置有出气口(121)，出气管(115)通过出气口(121)连通至吸附管道(120)；所述分气口(112)与出气口(121)之间的吸附管道(120)空腔内设置有吸附层(126)，所述吸附管道(120)的外壁(101)上设置有脱附入口(122)。
2.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，所述通气管(110)设置于外壁(101)内的中部，所述隔板(124)设置有n个，所述n≥2。
3.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，沿吸附管道(120)的轴向设置有2个吸附层(126)，所述分气口(112)设置于2个吸附层(126)之间的吸附管道(120)内；上吸附层(126)上方的吸附管道(120)设置有1个出气口(121)，下吸附层(126)下方的吸附管道(120)设置有1个出气口(121)。
4.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，吸附管道(120)底端的外壁(101)上设置有脱附出口(123)。
5.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，所述进气管(114)的底部设置有进气口(111)，进气口(111)处设置有文丘里管(116)，所述文丘里管(116)的收缩管出设置有文丘里进气口(119)，文丘里管(116)的收缩管处通过文丘里进气口(119)与出气管(115)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，所述出气管(115)的顶部设置有喷淋口(117)；和/或还包括调压器(130)，所述出气管口(118)通过管道连接至调压器(130)；和/或所述吸附层(126)的外部设置有分气板(125)。
7.根据权利要求1所述的一种废气处理装置，其特征在于，分气口(112)和/或出气口(121)和/或脱附入口(122)和/或脱附出口(123)设置有气阀。
8.根据权利要求2所述的一种废气处理装置，其特征在于，所述隔板(124)设置有2个，形成2个吸附管道(120)，或所述隔板(124)设置有4个，形成4个吸附管道(120)。
9.一种废气处理方法，其特征在于，所使用的装置为权利要求1～8任一项所述的一种废气处理装置，包括废气吸附过程与吸附层(126)脱附过程；
废气吸附过程在至少一个吸附管道(120)内，废气先通入至进气管(114)内，然后由进气管(114)的分气口(112)进入至吸附管道(120)内，然后经吸附层(126)吸附后由出气口(121)进入至出气管(115)内排出；
在进行废气吸附过程同时，也进行吸附层(126)脱附过程，在除了进行废气吸附过程的吸附管道(120)内，脱附热源由脱附入口(122)进入至吸附管道(120)内对吸附层(126)进行脱附，然后脱附热源可以由出气口(121)进入至出气管(115)内排出。
10.根据权利要求9所述的一种废气处理方法，其特征在于，所述废气在吸附管道(120)内的停留时间为t，所述
t＝(T/40)*(CCO/1000)*K
其中t为废气在吸附器内停留时间，单位为s；T为废气的进气温度，单位为℃；CCO为废气浓度，单位为mg/m3；K为修正系数，取值范围0.5-4。
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