CN112588070B - 一种高效有机废气回收处理方法 - Google Patents

一种高效有机废气回收处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112588070B
CN112588070B CN202011411701.6A CN202011411701A CN112588070B CN 112588070 B CN112588070 B CN 112588070B CN 202011411701 A CN202011411701 A CN 202011411701A CN 112588070 B CN112588070 B CN 112588070B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
adsorption bed
adsorption
desorption
organic waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011411701.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112588070A (zh
Inventor
李文铃
朱海峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Hongjing Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Ningbo Hongjing Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Hongjing Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Ningbo Hongjing Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202011411701.6A priority Critical patent/CN112588070B/zh
Publication of CN112588070A publication Critical patent/CN112588070A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112588070B publication Critical patent/CN112588070B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438Cooling or heating systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454Controlling adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30Controlling by gas-analysis apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/4002Production
    • B01D2259/40022Production with two sub-steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及有机废气处理技术领域,具体涉及一种高效有机废气回收处理方法:使用交替进行的吸附过程和脱附过程处理有机废气;所述脱附过程包括依次进行的氮气置换步骤、循环脱附步骤、脱附后处理步骤和活性炭降温步骤;在氮气置换步骤中,使用真空泵将处于脱附过程的吸附床中的气体抽出,然后在吸附床中充入氮气,从吸附床中抽出的气体为气体Ⅰ;气体Ⅰ依次经过冷凝和气液分离处理之后,形成液相部分Ⅰ和气相部分Ⅰ;将所述气相部分Ⅰ传送到处于吸附过程的吸附床中。本方法解决了现有技术中的活性炭吸附不能够充分地将有机物充分回收的技术问题,既能够高效地无害化处理有机废气,又能够将有机废气中的有机物充分回收。

Description

一种高效有机废气回收处理方法
技术领域
本发明涉及有机废气处理技术领域,具体涉及一种高效有机废气回收处理方法。
背景技术
在有机废气回收治理领域,活性炭吸附是一项较为常用的技术。活性炭(位于吸附床中)可以通过吸附过程将有机废气中的有机物吸附,然后对活性炭加热,使得有机物从活性炭上脱附(即脱附过程),实现活性炭的再生。为了增加处理效率,通常是将多个吸附床并联使用,在部分吸附床处于吸附过程时,部分吸附床同时处于脱附过程。
现有的活性炭吸附技术的研究和实践主要集中在活性炭净化有机废气上,有机废气中的大量有机物没有得到充分利用。即使现有技术中的一些活性炭吸附系统中设计了有机物的冷凝回收结构,但是,现有的冷凝回收结构并不能将目的有机物有效收集,回收率有限。因此,为满足实际应用的需求,亟需研发一种既能够高效地无害化处理有机废气、又能够将有机废气中的有机物充分回收的方法。
发明内容
本发明意在提供一种高效有机废气回收处理方法,以解决现有技术中的活性炭吸附不能够充分地将有机物充分回收的技术问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高效有机废气回收处理方法,使用交替进行的吸附过程和脱附过程处理有机废气;所述脱附过程包括依次进行的氮气置换步骤、循环脱附步骤、脱附后处理步骤和活性炭降温步骤;在氮气置换步骤中,使用真空泵将处于脱附过程的吸附床中的气体抽出,然后在吸附床中充入氮气,从吸附床中抽出的气体为气体Ⅰ;气体Ⅰ依次经过冷凝和气液分离处理之后,形成液相部分Ⅰ和气相部分Ⅰ;收集所述液相部分Ⅰ,并将所述气相部分Ⅰ传送到处于吸附过程的吸附床中。
本方案的原理及优点是:本方案使用氮气来实现活性炭的再生,并且将氮气置换步骤中排出的气体进行冷凝回收,充分回收有机废气中的有机物。在冷凝回收过程中,使用真空泵抽出吸附床中的气体并充入氮气,被真空泵抽出的气体Ⅰ依次经过冷凝和气液分离处理,获得的气相部分Ⅰ中含有大部分的待回收的有机物,气相部分Ⅰ传送到处于吸附过程的吸附床中,对气相部分Ⅰ中的有机物再次进行吸附,以保证充分回收有机废气中的有机物。采用本方案不但能够有效地再生活性炭(使活性炭上吸附的有机物脱吸附),还能够将有机废气中的有机物(包括吸附在活性炭上的有机物)充分冷凝回收。冷凝回收后的气相部分Ⅰ中仍含有少量的有机物,若直接回到处于脱附过程的吸附床中,会对脱附效果有一定的影响,本方案将冷凝的气体输入处于吸附过程的吸附床中,避免了上述影响。另外,真空泵的设置也有利于活性炭脱附的进行,真空泵前为负压有利与活性炭脱附,真空泵后为正压有利于后续的冷凝。
发明人在设计研发本方法前,曾经尝试过将氮气置换步骤产生的气体直接通入正处于吸附过程的吸附床,并认为上述手段对有机物的回收率并不能产生较大影响,但是,发明人通过对比实验证明:将氮气置换步骤时从吸附床中逸出的气体进行冷凝回收,并将回收过程中产生的气相(气相部分Ⅰ)返回处于吸附过程中的吸附床,上述操作对提高目的有机物的回收率起到了比较显著的作用。发明人进而分析了产生上述现象的原因,氮气的流动会对部分小分子有机物吸附稳定性产生影响,特别是在使用真空泵的情况下,所以氮气置换时从吸附床中逸出的气体需要进入冷凝回收以保证理想的有机物回收率。
进一步,在氮气置换步骤中,使用真空泵先将吸附床的内压调整至-0.07~-0.09Mpa,然后在吸附床中充入氮气;真空泵抽气和充入氮气的过程重复2~3次。
采用上述技术方案,真空泵抽气和充入氮气重复且交底地进行,有利于气体置换,将氧含量降低到指定水平,保证脱附过程的安全性。
进一步,在循环脱附步骤中,使用氮气为加热介质将处于脱附过程的吸附床的活性炭加热至100~120℃,循环脱附步骤持续时间为0.5~1h。
采用上述技术方案,上述温度和运行时间可保证活性炭上的有机物能够充分脱吸附。
进一步,在脱附后处理步骤中,使用真空泵将处于脱附过程的吸附床中的气体抽出,获得气体Ⅱ;气体Ⅱ依次经过冷凝和气液分离处理之后,形成液相部分Ⅱ和气相部分Ⅱ;收集所述液相部分Ⅱ,并将所述气相部分Ⅱ传送到处于吸附过程的吸附床中;脱附后处理步骤的持续时间为3~4h。
采用上述技术方案,气体Ⅱ中含有大量的从活性炭中脱吸附的有机物,气体Ⅱ通过冷凝和气液分离处理,大部分有机物被液化形成液相部分Ⅱ,并且和气相部分Ⅱ发生分离。气相部分Ⅱ中含有少量有机物,被运送回处于吸附状态的活性炭吸附床,对气相部分Ⅱ中的有机物再次吸附,提高有机物的回收利用率。在脱附后处理步骤中,将抽出的含大量有机物的气体进行冷凝回收处理,而不是通入处于脱附过程的吸附床中,避免了这部分有机物影响脱附过程的顺利进行,提高了脱附效率,延长活性炭寿命,并且增加了有机物的回收利用率。
进一步,在活性炭降温步骤中,使用氮气为冷却介质将处于脱附过程的吸附床的活性炭降温至20~30℃。
采用上述技术方案,将脱附再生的活性炭的温度降至一定温度,在该温度下活性炭处于可吸附有机物的状态,为下一轮的吸附过程做好准备。
进一步,所述气体Ⅰ和气体Ⅱ均通过冷凝降温至5~8℃,并在5~8℃和0.001~0.002MPa的条件下进行气液分离。
采用上述技术方案,上述冷凝温度以及气液分离温度、压强条件,可以使的有机废气中的小分子物质充分液化,实现对目的有机物的收集。
进一步,在吸附过程中,使用吸附床的活性炭吸附有机废气中的有机物,获得净化气。
采用上述技术方案,有机废气流经含有活性炭的吸附床,有机物被活性炭吸附,气体被净化成净化气,符合指标的净化气可以排出至大气中,也可以用于一些下游工艺。
进一步,所述吸附过程在20~30℃和0.0005~0.001MPa的条件下进行。
采用上述技术方案,在上述温度和压强条件下,活性炭能够高效地吸附有机物,充分净化有机废气。
进一步,所述吸附过程的持续时间为5~6h,有机废气的平均流速为0.1~0.3m/s。
采用上述技术方案,在上述时间内,活性炭处于未吸附饱和状态,可有效处理有机废气。如果活性炭处于吸附过程的时间过长,吸附饱和之后,需要进行脱附过程,使得活性炭再生。
进一步,所述有机废气中含有二氯甲烷。
采用上述技术方案,本方法可以对有机废气中的二氯甲烷进行有效回收处理。
附图说明
图1为实施例1的高效有机废气回收处理系统的示意图。
图2为对比例1的高效有机废气回收处理系统的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:第一吸附床一号阀A1、第一吸附床二号阀A2、第一吸附床三号阀A3、第一吸附床四号阀A4、第一吸附床五号阀A5、第二吸附床一号阀B1、第二吸附床二号阀B2、第二吸附床三号阀B3、第二吸附床四号阀B4、第二吸附床五号阀B5、第一吸附床C1、第二吸附床C2、氧浓度检测仪D、冷却器E1、冷凝器E2、加热器E3、气液分离器F1、有机废气入口G、冷凝阀K1、循环阀K2、回收阀K3、氮气入口N、排风机P1、循环风机P2、真空泵P3、储槽V1。
实施例1:
如图1所示,一种高效有机废气回收处理系统包括吸附子系统和脱附子系统,吸附子系统包括有机废气入口G、吸附床(在本实施例中包括第一吸附床C1和第二吸附床C2)和排风机P1。脱附子系统包括冷凝单元和循环脱附单元;冷凝单元包括真空泵P3、冷凝器E2、气液分离器F1和储槽V1;循环脱附单元包括冷却器E1、循环风机P2和加热器E3。第一吸附床C1和第二吸附床C2并联,具体为:第一吸附床C1上方的废气入口和第二吸附床C2上方的废气入口均与有机废气入口G通过管道连通,在有机废气入口G和第一吸附床C1的废气入口之间的管道上设有第一吸附床一号阀A1,开启第一吸附床一号阀A1,有机废气可进入第一吸附床C1。在有机废气入口G和第二吸附床C2的废气入口之间的管道上设有第二吸附床一号阀B1,开启第二吸附床一号阀B1,有机废气可进入第二吸附床C2。
第一吸附床C1下方的净化气出口,第二吸附床C2下方的净化气出口均通过管道连通排风机P1。第一吸附床C1的净化气出口和排风机P1之间的管道上设有第一吸附床四号阀A4,第一吸附床四号阀A4用于控制第一吸附床C1中的气体物料是否排向排风机P1,从排风机P1排出的气体为已经除去了大部分有机物的净化气,将输送至下游工艺设备。第二吸附床C2的净化气出口和排风机P1之间的管道上设有第二吸附床四号阀B4,第二吸附床四号阀B4用于控制第二吸附床C2中的气体物料是否排向排风机P1。
第一吸附床C1上方的废气入口和第二吸附床C2上方的废气入口均通过管道与冷却器E1的管程入口连通,冷却器E1的管程出口通过管道与加热器E3的管程入口连通,加热器E3的管程出口通过管道与第一吸附床C1下方的净化气出口和第二吸附床C2下方的净化气出口均连通。冷却器E1和加热器E3之间的管道上设置有循环风机P2,冷却器E1的上游设有循环阀K2。第一吸附床C1的废气入口和循环阀K2之间的管道上设有第一吸附床二号阀A2,开启第一吸附床二号阀A2后,第一吸附床C1中的气体流向循环阀K2的方向。第二吸附床C2的废气入口和循环阀K2之间的管道上设有第二吸附床二号阀B2,开启第二吸附床二号阀B2后,第二吸附床C2中的气体流向循环阀K2的方向。第一吸附床C1的净化气出口和加热器E3之间的管道上设有第一吸附床五号阀A5,开启第一吸附床五号阀A5,气体物料从加热器E3流入第一吸附床C1中。第二吸附床C2的净化气出口和加热器E3之间的管道上设有第二吸附床五号阀B5,开启第二吸附床五号阀B5,气体物料从加热器E3流入第二吸附床C2中。
第一吸附床C1和第二吸附床C2的净化气出口通过管道与氮气入口N连通,第一吸附床C1的净化气出口与氮气入口N之间的管道上设有第一吸附床三号阀A3,开启第一吸附床三号阀A3,氮气输入进第一吸附床C1;第二吸附床C2的净化气出口与氮气入口N之间的管道上设有第二吸附床三号阀B3,开启第二吸附床三号阀B3,氮气输入进第二吸附床C2。
真空泵P3的抽气端通过管道与第二吸附床二号阀B2和循环阀K2之间的管道连通,真空泵P3和第二吸附床二号阀B2之间的管道上设有冷凝阀K1,开启冷凝阀K1,管道中的气体物料流向真空泵P3。真空泵P3的出气端与冷凝器E2的管程的入口连通,冷凝器E2的管程的出口与气液分离器F1的入口连通。气液分离器F1的气相出口通过管道与第一吸附床一号阀A1和第二吸附床一号阀B1均连通。气液分离器F1的液相出口通过管道与储槽V1的入口连通。
为检测管道中的氧气浓度,在连通气液分离器F1和有机废气入口G之间的管道上设有氧浓度检测仪D,氧浓度检测仪D位于第一吸附床一号阀A1和第二吸附床一号阀B1的上游。
在本方案中,各种阀门、第一吸附床C1、第二吸附床C2、氧浓度检测仪D、热交换设备(冷却器E1、冷凝器E2、加热器E3)、气液分离器F1、各种风机(排风机P1、循环风机P2)、真空泵P3、储槽V1等均为化工领域以及废气处理领域常用的设备,本方案利用常用设备进行连接设置,获得了理想的废气处理和有机物回收效果。在本方案中的热交换设备为包括壳程和管程的常规热交换设备。热交换设备的管程指物料(例如,氮气置换过程中用真空泵P3抽出的气体等)流经的换热器内的通道及与其相贯通的部分,物料流经壳程后可被加热或者降温,以满足工艺需求。热交换设备的壳程系指加热或冷却介质(热源或冷源,例如冷水、蒸汽)流经的换热器外的通道及与其相贯通的部分。在本方案中,工艺的上游和工艺的下游是依照物料的流动方向来确认,例如氧浓度检测仪D位于第一吸附床一号阀A1和第二吸附床一号阀B1是指,气体物料先流经氧浓度检测仪D,再流入第一吸附床一号阀A1或第二吸附床一号阀B1。
具体的实施过程:
1吸附过程
第一吸附床一号阀A1和第一吸附床四号阀A4打开,有机废气从有机废气入口G进入第一吸附床C1,有机废气内的有机物被吸附在第一吸附床C1内的活性炭上,有机废气经净化处理后由排风机P1排出(或送入后续装置)。第一吸附床C1吸附饱和后,第一吸附床一号阀A1和第一吸附床四号阀A4均关闭。第二吸附床一号阀B1和第二吸附床四号阀B4均打开,有机废气从有机废气入口G进入第二吸附床C2进行吸附净化。同时,第一吸附床二号阀A2和第一吸附床五号阀A5打开,第一吸附床C1进行脱附过程。第二吸附床C2吸附饱和后,第二吸附床一号阀B1和第二吸附床四号阀B4均关闭,第一吸附床一号阀A1和第一吸附床四号阀A4打开,有机废气进入第一吸附床C1进行吸附净化。第二吸附床C2的第二吸附床二号阀B2和第二吸附床五号阀B5打开,进行脱附过程。第一吸附床C1与第二吸附床C2的吸附过程与脱附过程交替进行。
2脱附过程
2.1氮气置换
以第二吸附床C2为例说明脱附过程,通过脱附过程来恢复第二吸附床C2中的活性炭的吸附有机物的能力。第二吸附床一号阀B1和第二吸附床四号阀B4均关闭,第二吸附床C2的第二吸附床二号阀B2和第二吸附床五号阀B5打开,冷凝阀K1打开,循环阀K2关闭,启动真空泵P3,对第二吸附床C2以及管道抽真空至-0.07~-0.09Mpa;停真空泵P3。然后第二吸附床三号阀B3打开,氮气从氮气入口N进入系统,压力恢复至常压,关B3。以上过程重复2-3次。氮气置换第二吸附床C2以及管道的氧气,降低含氧量,保证安全(直至氧浓度检测仪D检测氧气浓度小于3%)。上述抽真空和氮气间接置换较连续氮气置换过程可节约氮气。真空泵P3抽出的气体,送至冷凝器E2,再通过气液分离器F1的作用发生气液分离,液相部分进入储槽V1,气相部分通过管道进入第一吸附床C1进行吸附过程。真空泵P3前为负压有利与活性炭脱附,真空泵P3后为正压有利于后续的冷凝。
2.2循环脱附
氮气置换完成后,冷凝阀K1关闭,循环阀K2打开,启动循环风机P2,氮气在第二吸附床C2和对应的管路内形成闭环流动。启动加热器E3(热源为蒸汽,为现有技术中的常规方式),对系统中的气体(氮气)进行循环加热,从而加热第二吸附床C2内的活性炭,活性炭(第二吸附床C2)在此过程中进行脱附。在此过程中,将处于脱附过程的吸附床的活性炭加热至100~120℃,循环脱附步骤持续时间为0.5~1h。
2.3脱附后处理
当活性炭层温度达到120℃时,关闭循环阀K2、循环风机P2和加热器E3(不再对气体进行加热),同时打开冷凝阀K1,并打开真空泵P3抽真空,从活性炭内脱附出来的有机物与气体一起由真空泵P3带出,送至冷凝器E2(冷源为冷水),再通过气液分离器F1的作用发生气液分离,液相部分进入储槽V1,气相部分通过管道进入第一吸附床C1进行吸附过程。脱附后处理步骤的持续时间为3~4h。
2.4活性炭降温
待脱附后处理完成之后,关闭冷凝阀K1和真空泵P3,打开循环阀K2和循环风机P2,启动冷却器E1(冷源为冷水)对气体物料进行冷却处理,从而冷却第二吸附床C2内的活性炭,当活性炭层温度达到20~30℃时,关闭循环阀K2和循环风机P2,关闭冷却器E1(停止冷却气体物料)。第二吸附床C2完成脱附过程,可以用于有机废气的吸附。第一吸附床C1的脱附过程同第二吸附床C2,在此不做赘述。
在本方案中设置了冷凝单元,该冷凝单元不但可以处理循环脱附后从第一吸附床C1和第二吸附床C2来的含有大量有机物的气体,还可以处理氮气置换之后产生的气体。冷凝单元的设置一举两得,可对有机废气中的有机物进行充分回收,提高有机物的回收率。冷凝回收后的气体中仍含有少量的有机物,若回到脱附子系统,会对脱附效果有一定的影响,本方案将冷凝的气体输入吸附子系统中,避免了上述影响。另外,真空泵P3前为负压有利与活性炭脱附,真空泵P3后为正压有利于后续的冷凝。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上针对具体的有机废气进行回收,有机废气中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的主要成分为二氯甲烷,其含量为900g/m3;废气流量500m3/h。在本实施例中,有机废气在进入本系统之前是通过了过滤处理,不含有悬浮颗粒。
第一吸附床C1和第二吸附床C2的有效吸附体积为0.6m3,并采用粒径为3mm的高效煤质活性炭,有机废气在第一吸附床C1和第二吸附床C2中的平均气体流量为0.2m/s。在吸附过程中,有机废气以0.2m/s(实际操作中,可维持有机废气的平均流速为0.1~0.3m/s)的平均速度流经第一吸附床C1或第二吸附床C2,分别从两者的净化气出口排出。在吸附过程中,第一吸附床C1或第二吸附床C2的内压维持在0.001MPa(可在0.0005~0.001MPa范围内变化),温度维持在25℃(可在20~30℃范围内变化),每次吸附过程持续6h(至吸附饱和,实际操作中,吸附过程的持续时间可为5~6h),并在常温下进行,吸附完成后更换吸附床,使用过的吸附床进行脱附过程。
以第二吸附床C2脱附为例,在脱附过程的氮气置换步骤中,使用氮气置换第二吸附床C2中的空气,具体为:真空泵P3抽出的气体,将第二吸附床C2抽真空至-0.07~-0.09Mpa,再打开第二吸附床三号阀B3,通入氮气至恢复常压。再次使用真空泵P3抽真空,再通入氮气至常压,上述抽真空再通入氮气恢复常压的过程重复3次(可视实际情况重复2~3次,直至氧浓度检测仪D检测管道中的氧气浓度小于3%)。来自真空泵的气体物料(称为气体Ⅰ)送至冷凝器E2(将气体物料的温度降至5~8℃),再通过气液分离器F1(工作温度5~10℃,压强0.001~0.002MPa)的作用发生气液分离,形成液相部分Ⅰ和气相部分Ⅰ,液相部分Ⅰ进入储槽V1,气相部分Ⅰ通过管道进入第一吸附床C1进行吸附过程。
在循环脱附步骤中,通过加热器E3对管道内氮气(平均流动速度为11~15m/s)升温,然后氮气加热第二吸附床C2中的活性炭,使得有机物脱吸附,直至第二吸附床C2中的活性炭的温度达到120℃,且本过程持续1h。
在脱附后处理步骤中,从活性炭内脱附出来的有机物与气体一起由真空泵P3带出(称为气体Ⅱ),真空泵P3使第二吸附床C2的压强-0.07~-0.09Mpa,并保持第二吸附床C2内活性炭的温度为100~120℃。气体物料(气体Ⅱ)被真空泵P3送至冷凝器E2,冷凝器E2将气体Ⅱ的温度降至5~8℃,再通过气液分离器F1(工作温度5~10℃,压强0.001~0.002MPa)的作用发生气液分离,形成液相部分Ⅱ和气相部分Ⅱ。液相部分Ⅱ进入储槽V1,气相部分Ⅱ通过管道进入第一吸附床C1进行吸附过程。脱附后处理步骤的持续时间为4h。
在活性炭降温步骤中,通过冷却器E1将氮气(平均流动速度为11~15m/s)降温,使得第二吸附床C2中的活性炭的温度降至25℃。
第一吸附床C1脱附过程以及参数条件同第二吸附床C2脱附过程以及参数条件。按照上述过程循环吸附10次之后(第一吸附床C1和第二吸附床C2各进行5次吸附过程和5次脱附过程),检测挥发性有机物的回收率,其计算方法为:储槽V1中目的有机物的质量/进入系统的有机废气中目的有机物的质量×100%,其中,储槽V1中目的有机物的质量的计算方法为:根据储槽V1中目标有机物的体积换算成该目的有机物质量;进入系统的有机废气中目的有机物的质量的计算方法为:检测有机废气中目的有机物的含量,并根据进入系统的有机废气的量计算目的有机物的质量。在本实施例中,二氯甲烷的回收率为95%。
对比例1
本对比例基本同实施例2,不同点在于,如图2所示,本对比例设置了回收阀K3。回收阀K3设置在氧浓度检测仪D和第二吸附床一号阀B1之间的管道上,以及设置在氧浓度检测仪D和第一吸附床一号阀A1之间的管道上,开启回收阀K3,气体物料可流向第一吸附床一号阀A1和第二吸附床一号阀B1。在开发实施例2的系统之前,没有考虑在氮气置换步骤用冷凝的手段处理气体物料,而是在氮气置换的阶段打开回收阀K3,关闭冷凝阀K1和循环阀K2,从第一吸附床C1或第二吸附床C2来的气体物料通过回收阀K3回到正处于吸附阶段的吸附床中(第二吸附床C2或第一吸附床C1),直至氧浓度检测仪D检测氧气浓度小于3%。氮气推动吸附床中的气体物料通过回收阀K3进入下游设备,氮气平均流动速度为11~15m/s。本对比例的其他的工作流程和参数同实施例2。在本对比例中,二氯甲烷的回收率为85%。发明人最初考虑,氮气置换步骤时,从吸附床中逸出的气体中可能含有很少量有机物,可将这部分气体循环回处于吸附阶段的吸附床中,没有必要开启真空泵P3和后续的冷凝器E2,以节约能源。但是实际使用时发现,相对于实施例2,对比例1的这种方式的有机物的回收率较低,说明将氮气置换步骤中的气体充分冷凝回收非常必要。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。另外,在本方案中,除非特殊指出,MPa均是指表压。

Claims (1)

1.一种高效有机废气回收处理方法,其特征在于,使用交替进行的吸附过程和脱附过程处理有机废气;所述脱附过程包括依次进行的氮气置换步骤、循环脱附步骤、脱附后处理步骤和活性炭降温步骤;
在氮气置换步骤中,使用真空泵将处于脱附过程的吸附床中的气体抽出,然后在吸附床中充入氮气,从吸附床中抽出的气体为气体Ⅰ;气体Ⅰ依次经过冷凝和气液分离处理之后,形成液相部分Ⅰ和气相部分Ⅰ;收集所述液相部分Ⅰ,并将所述气相部分Ⅰ传送到处于吸附过程的吸附床中;使用真空泵先将吸附床的内压调整至-0.07~-0.09Mpa,然后在吸附床中充入氮气;真空泵抽气和充入氮气的过程重复2~3次;
在循环脱附步骤中,使用氮气为加热介质将处于脱附过程的吸附床的活性炭加热至100~120℃,循环脱附步骤持续时间为0.5~1h;
在脱附后处理步骤中,使用真空泵将处于脱附过程的吸附床中的气体抽出,获得气体Ⅱ;气体Ⅱ依次经过冷凝和气液分离处理之后,形成液相部分Ⅱ和气相部分Ⅱ;收集所述液相部分Ⅱ,并将所述气相部分Ⅱ传送到处于吸附过程的吸附床中;脱附后处理步骤的持续时间为3~4h;
在活性炭降温步骤中,使用氮气为冷却介质将处于脱附过程的吸附床的活性炭降温至20~30℃;
在吸附过程中,使用吸附床的活性炭,在20~30℃和0.0005~0.001MPa的条件下,吸附有机废气中的有机物,获得净化气;所述吸附过程的持续时间为5~6h,有机废气的平均流速为0.1~0.3m/s;
所述有机废气中含有二氯甲烷;所述吸附床中的填料为粒径为3mm的煤质活性炭,吸附床的有效吸附体积为0.6m3
CN202011411701.6A 2020-12-04 2020-12-04 一种高效有机废气回收处理方法 Active CN112588070B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011411701.6A CN112588070B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种高效有机废气回收处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011411701.6A CN112588070B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种高效有机废气回收处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112588070A CN112588070A (zh) 2021-04-02
CN112588070B true CN112588070B (zh) 2023-02-28

Family

ID=75188414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011411701.6A Active CN112588070B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种高效有机废气回收处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112588070B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101357291A (zh) * 2008-09-27 2009-02-04 北京信诺海博石化科技发展有限公司 连续法聚丙烯装置产生的聚丙烯尾气的处理工艺
CN102179129A (zh) * 2011-01-14 2011-09-14 海湾石油设备(北京)有限公司 吸附冷凝废气处理工艺
CN104107621A (zh) * 2014-08-06 2014-10-22 南京大学 氮气吹扫辅助的吸附树脂变压吸附回收有机废气的方法
CN104815519A (zh) * 2015-04-09 2015-08-05 北京信诺海博石化科技发展有限公司 轻质芳烃充装过程中挥发油气的回收工艺
CN104923031A (zh) * 2015-06-23 2015-09-23 江苏中远环保科技有限公司 一种新型的颗粒活性炭吸附工艺及其装置
CN107837648A (zh) * 2017-11-08 2018-03-27 北京信诺海博石化科技发展有限公司 中低浓度油气的回收工艺
CN210171129U (zh) * 2019-04-19 2020-03-24 同济大学 一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统
CN111450657A (zh) * 2020-05-29 2020-07-28 保定市万浩机械自动化设备有限公司 一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101357291A (zh) * 2008-09-27 2009-02-04 北京信诺海博石化科技发展有限公司 连续法聚丙烯装置产生的聚丙烯尾气的处理工艺
CN102179129A (zh) * 2011-01-14 2011-09-14 海湾石油设备(北京)有限公司 吸附冷凝废气处理工艺
CN104107621A (zh) * 2014-08-06 2014-10-22 南京大学 氮气吹扫辅助的吸附树脂变压吸附回收有机废气的方法
CN104815519A (zh) * 2015-04-09 2015-08-05 北京信诺海博石化科技发展有限公司 轻质芳烃充装过程中挥发油气的回收工艺
CN104923031A (zh) * 2015-06-23 2015-09-23 江苏中远环保科技有限公司 一种新型的颗粒活性炭吸附工艺及其装置
CN107837648A (zh) * 2017-11-08 2018-03-27 北京信诺海博石化科技发展有限公司 中低浓度油气的回收工艺
CN210171129U (zh) * 2019-04-19 2020-03-24 同济大学 一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统
CN111450657A (zh) * 2020-05-29 2020-07-28 保定市万浩机械自动化设备有限公司 一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112588070A (zh) 2021-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104107618B (zh) 低浓度大风量废气浓缩及减风系统
US9403122B2 (en) VOC source removal and off gas purification system
CN112588078B (zh) 一种高效有机废气回收处理系统
JPS6099192A (ja) 空気及び炭化水素蒸気の混合物から炭化水素を除去するための改良した方法及び装置
CN111450657A (zh) 一种常压吸附真空解吸有机溶剂回收装置及方法
US8709135B2 (en) Vapor recovery system utilizing compression-condensation processes and related methods
CN112588070B (zh) 一种高效有机废气回收处理方法
CN110141932A (zh) 一种油气回收工艺系统
CN108079766A (zh) 一种低浓度大流量有机废气闭环多级回收装置及回收方法
JP6360800B2 (ja) Voc溶剤回収装置およびその方法
CN105381682A (zh) 一种voc废气净化回收系统
CN103212271B (zh) 一种气体分离系统以及使用该系统分离气体的方法
CN115006963A (zh) 一种医药行业废气深冷溶剂回收系统及工艺
JP2013132582A (ja) 有機溶剤含有ガス処理システム
CN211098274U (zh) 一种有机废气两级吸附回收处理系统
CN116123548A (zh) 一种适用于中低浓度voc废气的低能耗浓缩氧化装置
JP2012081411A (ja) 溶剤脱水装置
CN213348299U (zh) 一种高效有机废气活性炭吸附蒸汽脱附再生装置
CN212790376U (zh) 一种含氯代烃有机废气的处理装置
CN211706343U (zh) 一种新型VOCs气体回收处理装置
CN112588075A (zh) 一种具有深度脱附功能有机废气净化回收装置及其方法
CN209392980U (zh) 一种油气回收工艺系统
CN113181741A (zh) 径向吸附固定床VOCs吸附再生单元及系统
EP0495875A1 (en) Method and apparatus for the separation of one or more agents
CN111569615A (zh) 一种绿色节能处理合成橡胶干燥单元VOCs气体的方法及净化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant