CN113877360A - 多层吸附结构的吸附床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机废气处理技术领域，具体为多层吸附结构的吸附床，包括壳体，所述壳体底部设置有进气口，顶部设置有排气口，所述进气口与所述排气口之间的所述壳体内部自下而上设置有多个吸附层，每个吸附层上均设置有用于吸附有机废气中有机物的吸附剂；每个所述吸附层下方的壳体内均横向设置有旋流式气体分布器，当有机废气通过所述旋流式气体分布器时可产生旋流。本发明解决了现有技术中吸附床内有机废气气流分布效果不好、吸附效率低及吸附剂利用率不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及有机废气处理技术领域，具体为多层吸附结构的吸附床。
背景技术
有机溶剂生产过程中会挥发出大量有机废气，有机废气主要包括烷烃类、醇类、醚类、芳烃类、醛类、酯类以及有机卤系衍生物等不但对环境和人体健康都产生巨大的危害，而且造成了极大的资源浪费和安全隐患。进行经济、有效的有机废气回收和循环利用，一方面有利于降低生产成本，产生经济效益，另一方面又可减少环境污染，是企业清洁生产的重要环节。从生命周期分析的角度，有机气体回收利用还可大大减少生产过程的资源、能源消耗和环境污染，减少温室气体排放，对于推动循环经济的发展和建立可持续发展的社会具有重大意义。
目前，有机废气回收利用多采用吸附法，即在吸附床内放置多孔性固体物质(吸附剂)，流经壳体内的有机废气与吸附剂接触，其一种或多种组分在吸附剂表面未平衡的分子引力(或化学键力)的作用下，在固体表面富集而分离出来。现有技术中，流经壳体内的有机废气气流分布效果不好，存在吸附死角，该吸附死角内始终存在大量未经处理的有机废气，导致吸附效率低，且吸附剂大多以单层形式布置在壳体内，位于下方的吸附剂已饱和而位于上方的吸附剂还未充分利用，就需要频繁更换新的吸附剂，吸附剂利用率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了多层吸附结构的吸附床，旨在解决现有技术中吸附床内有机废气气流分布效果不好、吸附效率低及吸附剂利用率不高的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：多层吸附结构的吸附床，包括壳体，所述壳体底部设置有进气口，顶部设置有排气口，所述进气口与所述排气口之间的所述壳体内部自下而上设置有多个吸附层，每个吸附层上均设置有用于吸附有机废气中有机物的吸附剂；每个所述吸附层下方的壳体内均横向设置有旋流式气体分布器，当有机废气通过所述旋流式气体分布器时可产生旋流。
本发明的进一步改进在于，相邻的两个所述旋流式气体分布器产生的旋流旋向相反。
本发明的进一步改进在于，所述旋流式气体分布器包括外环及与所述外环同轴线设置的圆形中心板，所述外环与中心板之间的圆周方向上均匀分布有多个倾斜设置的旋流板，且相邻两个所述旋流板之间形成风道。
本发明的进一步改进在于，所述旋流板与水平面夹角为10~45°。
本发明的进一步改进在于，所述吸附层包括横向设置在所述壳体内的隔板，所述隔板具有多个通孔，所述隔板上承载有吸附剂。
本发明的进一步改进在于，所述吸附剂为颗粒状，所述吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛或吸附树脂中一种或多种的组合。
本发明的进一步改进在于，与每个所述吸附层相对的所述壳体上均设置有进料口、出料口，所述进料口、出料口均设置有密封盖。
本发明的进一步改进在于，所述壳体顶部设置有脱附剂进口，所述壳体底部设置有脱附剂出口，所述脱附剂进口、脱附剂出口均设置有阀门。
本发明的进一步改进在于，所述脱附剂为水蒸气。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、有机废气通过进气口进入壳体内，在旋流式气体分布器作用下，有机废气在吸附层下方产生旋流并均匀分布，可以有效消除吸附死角，避免有机废气堆积，与现有技术相比扩大了有机废气通过吸附层的路径，吸附效率大大提高。
2、相邻两个旋流式气体分布器产生的旋流旋向相反，通过后序旋流式气体分布器的有机废气可在对应吸附层下方形成湍流，增大有机废气与吸附剂的接触面积，进一步提高吸附效率。
3、壳体内部自下而上多个设置的吸附层可以实现分级吸附，吸附剂利用率更高，且吸附剂更换时，只需更换下方几个或其中几个吸附层中已饱和吸附的吸附剂，与现有技术相比，提高了吸附剂的利用率，利于减少浪费、节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述吸附床的内部结构示意图；
图2为本发明所述旋流式气体分布器的结构示意图；
附图标记说明：
10-壳体，101-进气口，102-排气口，103-进料口，104-出料口，105-脱附剂进口，106-脱附剂出口，21-吸附剂，22-隔板，30-旋流式气体分布器，31-外环，32-中心板，33-旋流板。
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，以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明提供多层吸附结构的吸附床，根据说明书附图1可知，多层吸附结构的吸附床，包括壳体10及壳体10下方设置的裙座，壳体10材质为304不锈钢。壳体10底部设置有进气口101，顶部设置有排气口102。具体地，进气口101处设置有风机，提高壳体10内有机废气的气流流速。
进气口101与排气口102之间的壳体10内部自下而上设置有多个吸附层。具体的，吸附层为2~7个。当壳体10内的有机废气自下而上依次经过多个吸附层时，有机废气中有机物分级、依次被多个吸附层上的吸附剂21吸附下来，净化后的气体由壳体10顶部的排气口102排出。壳体10内部自下而上多个设置的吸附层可以实现分级吸附，吸附剂21利用率更高。
每个吸附层下方的壳体10内均横向设置有旋流式气体分布器30，当有机废气通过旋流式气体分布器30时可产生旋流。有机废气经过每个吸附层之前，在旋流式气体分布器30作用下，在吸附层下方产生旋流并均匀分布在对应的吸附层下方，在通过吸附层时，可以有效消除吸附死角，避免有机废气堆积，与现有技术相比扩大了有机废气通过吸附层的路径，吸附效率大大提高，在目前我国狠抓落实进一步加强节能减排工作的形势下更具有现实意义。
作为一种实施例，上下相邻的两个旋流式气体分布器30产生的旋流旋向相反，有机废气经过前序旋流式气体分布器30后产生一定方向的旋流，再经后序旋流式气体分布器30作用产生相反的旋流时，两个相反的旋流共同作用产生湍流，增大有机废气与吸附层上吸附剂21的接触面积，进一步提高吸附效率。
本实施例中，根据说明书附图2可知，旋流式气体分布器30包括外环31及与外环31同轴线设置的圆形中心板32，外环31与中心板32之间的圆周方向上均匀分布多个倾斜设置的旋流板33，且相邻两个旋流板33之间形成风道。具体地，外环31的外圆周表面与壳体10内径相适配，且可拆卸地与壳体10内壁相连接。旋流板33与水平面夹角为10~45°，优选地，旋流板33与水平面夹角为15~30°。有机废气通过风道后可形成旋流。
作为一种实施例，根据说明书附图1可知，吸附层包括横向设置在壳体10内的隔板22，隔板22与其下方旋流式气体分布器30间距为150~400mm，隔板22与其上方旋流式气体分布器30间距为1000~1200mm。隔板22具有多个用于气体通过的通孔，隔板22上承载有吸附剂21，吸附剂21与其上方旋流式气体分布器30间具有气流空间。具体地，吸附剂21填充高度为300~600mm。吸附剂21为颗粒状，吸附剂21为活性炭、活性炭纤维、分子筛或吸附树脂中一种或多种的组合，优选地，吸附剂21为颗粒状活性炭，其颗粒直径为0.2mm～0.5mm，其堆密度为1000kg/m3～1500kg/m3；具体地，活性炭为椰壳活性炭、橄榄核质活性炭、稻壳质活性炭中一种或多种的组合。
本实施例中，根据说明书附图1可知，与每个吸附层相对的壳体10上均设置有进料口103、出料口104，用于每个吸附层上吸附剂21的填充、取出，进料口103、出料口104均设置有密封盖。具体地，密封盖可以为法兰或旋转门结构。吸附剂21更换时，只需更换下方几个或其中几个吸附层中已饱和吸附的吸附剂21，与现有技术相比，提高了吸附剂21的利用率，利于减少浪费、节约成本，使本发明更具经济性和可行性。
进料口103上沿不低于对应的吸附剂21的填充高度，以便于填充吸附剂21至所需高度。出料口104下沿与对应的隔板22上表面平齐，以便将隔板22上的吸附剂21干净、完全取出。
本实施例中，根据说明书附图1可知，壳体10顶部设置有脱附剂进口105，壳体底部设置有脱附剂出口106，脱附剂进口105、脱附剂出口106均设置有阀门。具体地，脱附剂为水蒸汽，水蒸气压强为0.2~0.5Mpa，温度为120~150℃，阀门采用耐负压的球阀或真空挡板阀。
当吸附剂21吸附有机物达到一定饱和度后，采用脱附剂自上而下地反向吹扫各层吸附层，穿过每个吸附层上的吸附剂21时，将被吸附剂21吸附的有机物脱附出来，脱附剂与有机物的混合物再经冷凝、分离等工艺，达到回收有机物的目的。
壳体10顶部还设置有与壳体10内部相连通的压力表。
需要说明的是，在本专利申请中，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，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.多层吸附结构的吸附床，包括壳体，其特征在于，所述壳体底部设置有进气口，顶部设置有排气口，所述进气口与所述排气口之间的所述壳体内部自下而上设置有多个吸附层，每个吸附层上均设置有用于吸附有机废气中有机物的吸附剂；每个所述吸附层下方的壳体内均横向设置有旋流式气体分布器，当有机废气通过所述旋流式气体分布器时可产生旋流。
2.根据权利要求1所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，相邻的两个所述旋流式气体分布器产生的旋流旋向相反。
3.根据权利要求2所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述旋流式气体分布器包括外环及与所述外环同轴线设置的圆形中心板，所述外环与中心板之间的圆周方向上均匀分布有多个倾斜设置的旋流板，且相邻两个所述旋流板之间形成风道。
4.根据权利要求3所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述旋流板与水平面夹角为10～45°。
5.根据权利要求1所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述吸附层包括横向设置在所述壳体内的隔板，所述隔板具有多个通孔，所述隔板上承载有吸附剂。
6.根据权利要求5所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述吸附剂为颗粒状，所述吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛或吸附树脂中一种或多种的组合。
7.根据权利要求5所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，与每个所述吸附层相对的所述壳体上均设置有进料口、出料口，所述进料口、出料口均设置有密封盖。
8.根据权利要求1～7任一项所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述壳体顶部设置有脱附剂进口，所述壳体底部设置有脱附剂出口，所述脱附剂进口、脱附剂出口均设置有阀门。
9.根据权利要求8所述的多层吸附结构的吸附床，其特征在于，所述脱附剂为水蒸气。
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