CN116571226A - VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于VOCs处理技术领域，具体涉及VOCs吸附材料解吸‑回收连续运行装置及工艺。本发明包括连续解吸罐，连续解吸罐设有由上至下依次连通的解吸区、加热区和降温区，解吸区设有进料口和解吸气出口，降温区设有出料口和清洁循环气入口，解吸气出口经多级水冷换热器与深冷换热器连接，深冷换热器连接气液分离罐，气液分离罐的气体出口连接清洁循环气入口；加热区内设有加热器。本发明清洁、节能、高效、可连续运行，具有很好的应用前景和实用价值。
Description
技术领域
本发明属于VOCs处理技术领域，具体涉及VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置及工艺。
背景技术
目前，工业处理VOCs的技术主要分回收法和分解净化法两类。分解净化法依靠热能、光能、催化剂或生物酶的作用，将VOCs氧化分解为CO2和水等。此方法完全氧化能够使VOCs高效去除，但是分解净化成本同样很高，尤其对于浓度低VOCs的处理，将造成更高的运行成本，并会造成能源的浪费。
回收法将VOCs从废气中加以分离、回收，同时具有废气回收和循环利用两大优势，是最环保的治理方式。如中国发明专利CN110624526A提出一种基于热气体脱附法的吸附剂再生装置，包括依次相连的空气加热器、解吸塔、换热器和回收罐；所述解吸塔底部设有油气出口，所述油气出口分别连接有检测管路和油气输送管，所述检测管路连接有气相色谱仪，所述油气输送管连接所述换热器的进口端；所述换热器的出口端通过真空泵与所述回收罐的进口端相连，所述回收罐的出口端通过回收泵连接有排流管；所述空气加热器、解吸塔、换热器和回收罐分别安装于四个撬块，所述撬块间为可拆卸式连接。该专利中解吸后的吸附剂温度仍较高，这部分热量并没有得到利用；同时，该装置运行中每次解吸过程均需要依次进行吸附剂倒入、解吸和排出，解吸过程较为繁琐，解吸效率较低。
回收法具有对吸附材料要求高、解吸回收技术不成熟、运行成本高、无法对大量的吸附材料进行连续解吸、处理过程中易造成二次污染等不足，这些缺点成为阻碍该技术发展的主要障碍。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置及工艺，清洁、节能、高效、可连续运行，具有很好的应用前景和实用价值。
本发明所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，包括连续解吸罐，连续解吸罐设有由上至下依次连通的解吸区、加热区和降温区，解吸区设有进料口和解吸气出口，降温区设有出料口和清洁循环气入口，解吸气出口经多级水冷换热器与深冷换热器连接，深冷换热器连接气液分离罐，气液分离罐的气体出口连接清洁循环气入口；加热区内设有加热器。
优选的，进料口处设有待解吸储料仓，出料口处设有解吸后储料仓。
优选的，待解吸储料仓分为上下设置的第一分仓和第二分仓，第一分仓和第二分仓之间设有第一阀门，第二分仓和解吸区之间设有第二阀门。
优选的，解吸后储料仓分为上下设置的第三分仓和第四分仓，降温区和第三分仓之间设有第三阀门，第三分仓和第四分仓之间设有第四阀门。
优选的，清洁循环气入口处设有风机。
优选的，加热器设有热介质入口和热介质出口，热介质入口和热介质出口均连通热介质供给装置。
本发明所述的采用VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置的工艺，包括以下步骤：
a、从解吸气出口排出的解吸气经多级水冷换热器换热和深冷换热器降温后进入气液分离罐；
b、在气液分离罐内对解吸气进行除尘吸附得到清洁循环气，并收集解吸气冷凝后得到的溶剂，清洁循环气送至降温区，对降温区内已解吸吸附材料进行吹扫降温，同时清洁循环气吸收热量得到预热后清洁循环气；
c、预热后清洁循环气进入加热区经加热器加热后得到高温清洁循环气；
d、高温清洁循环气进入解吸区对待解吸吸附材料进行解吸，得到已解吸吸附材料和解吸气；
e、将降温区内已解吸吸附材料排出连续解吸罐，解吸区内已解吸吸附材料在重力作用下向下运动，将待解吸吸附材料填充至解吸区；
重复步骤a~e。
优选的，清洁循环气温度为3~20℃；预热后清洁循环气温度为50~100℃。
优选的，高温清洁循环气温度为110~310℃。
优选的，经解吸气出口排出的解吸气温度为100~300℃，解吸气经多级水冷换热器换热至30~50℃，解吸气经深冷换热器降温至3~20℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，对已解吸吸附材料的吹扫降温、对预热后清洁循环气的加热和对待解吸吸附材料的解吸均可在一个连续解析罐中同步进行，大大减少待解吸吸附材料的解吸时间；
2、本发明采用多级冷媒换热工艺，使用多级水冷换热器和深冷换热器，可使挥发性有机物气体深度冷凝，回收效率达到95%以上；
3、解吸气经除挥发性有机物气体和除尘后得到清洁循环气，实现循环使用，有效节约能源。
附图说明
图1、本发明VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置结构示意图；
图中，1、连续解吸罐；2、解吸区；3、加热区；4、降温区；5、解吸气出口；6、水冷换热器；7、深冷换热器；8、气液分离罐；9、清洁循环气入口；10、待解吸储料仓；101、第一分仓；102、第二分仓；103、第一阀门；104、第二阀门；11、解吸后储料仓；111、第三分仓；112、第四分仓；113、第三阀门；114、第四阀门；12、风机；13、热介质供给装置。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是：文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，方便表达，不代表顺序关系。
实施例1
如图1所示，本发明所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，包括连续解吸罐1，连续解吸罐1设有由上至下依次连通的解吸区2、加热区3和降温区4，解吸区2设有进料口和解吸气出口5，降温区4设有出料口和清洁循环气入口9，解吸气出口5经多级水冷换热器6与深冷换热器7连接，深冷换热器7连接气液分离罐8，气液分离罐8的气体出口连接清洁循环气入口9；加热区3内设有加热器。
进料口处设有待解吸储料仓10，出料口处设有解吸后储料仓11。
待解吸储料仓10分为上下设置的第一分仓101和第二分仓102，第一分仓101和第二分仓102之间设有第一阀门103，第二分仓102和解吸区2之间设有第二阀门104。
解吸后储料仓11分为上下设置的第三分仓111和第四分仓112，降温区4和第三分仓111之间设有第三阀门113，第三分仓111和第四分仓112之间设有第四阀门114。
清洁循环气入口9处设有风机12。
加热器设有热介质入口和热介质出口，热介质入口和热介质出口均连通热介质供给装置13。
实施例2
采用实施例1的装置对VOCs吸附材料解吸-回收连续运行工艺，包括以下步骤：
a、从解吸气出口5排出的100℃的解吸气经多级水冷换热器6换热至40℃和深冷换热器7降温至5℃后进入气液分离罐8；
b、在气液分离罐8内对解吸气进行除尘吸附得到5℃的清洁循环气，并收集解吸气冷凝后得到的溶剂，5℃的清洁循环气从气液分离罐8的气体出口送出，经风机12以6000m2/h的流量送至降温区4，对降温区4内已解吸吸附材料进行吹扫降温，同时清洁循环气吸收热量得到50℃的预热后清洁循环气；
c、预热后清洁循环气进入加热区3经加热器加热至110℃后得到高温清洁循环气；
d、110℃的高温清洁循环气进入解吸区2对待解吸吸附材料进行解吸，得到已解吸吸附材料和100℃的解吸气；
e、将降温区4内已解吸吸附材料排出连续解吸罐1，解吸区2内已解吸吸附材料在重力作用下向下运动，将待解吸吸附材料填充至解吸区2；
重复步骤a~e，清洁循环气为氮气；
其中，e步骤中，关闭第四阀门114，打开第三阀门113，降温区4内已解吸吸附材料排入第三分仓111，然后关闭第三阀门113，打开第四阀门114，第三分仓111内已解吸吸附材料进入第四分仓112，然后从出料口排出；待解吸吸附材料从进料口进入第一分仓101，关闭第二阀门104，打开第一阀门103，第一分仓101内待解吸吸附材料进入第二分仓102，然后关闭第一阀门103，打开第二阀门104，第二分仓102内待解吸吸附材料进入解吸区2。
通过上述步骤，调节排出降温区4内已解吸吸附材料的排出速度和排出量，以及解吸区2内的待解吸吸附材料的进入速度和进入量；
本实施例对吸附材料中VOCs的回收率为96%。
实施例3
采用实施例1的装置对VOCs吸附材料解吸-回收连续运行工艺，包括以下步骤：
a、从解吸气出口5排出的290℃的解吸气经多级水冷换热器6换热至40℃和深冷换热器7降温至15℃后进入气液分离罐8；
b、在气液分离罐8内对解吸气进行除尘吸附得到30℃的清洁循环气，并收集解吸气冷凝后得到的溶剂，15℃的清洁循环气从气液分离罐8的气体出口送出，经风机12以6000m2/h的流量送至降温区4，对降温区4内已解吸吸附材料进行吹扫降温，同时清洁循环气吸收热量得到100℃的预热后清洁循环气；
c、预热后清洁循环气进入加热区3经加热器加热至300℃后得到高温清洁循环气；
d、300℃的高温清洁循环气进入解吸区2对待解吸吸附材料进行解吸，得到已解吸吸附材料和290℃的解吸气；
e、将降温区4内已解吸吸附材料排出连续解吸罐1，解吸区2内已解吸吸附材料在重力作用下向下运动，将待解吸吸附材料填充至解吸区2；
重复步骤a~e，清洁循环气为氮气；
其中，e步骤中，关闭第四阀门114，打开第三阀门113，降温区4内已解吸吸附材料排入第三分仓111，然后关闭第三阀门113，打开第四阀门114，第三分仓111内已解吸吸附材料进入第四分仓112，然后从出料口排出；待解吸吸附材料从进料口进入第一分仓101，关闭第二阀门104，打开第一阀门103，第一分仓101内待解吸吸附材料进入第二分仓102，然后关闭第一阀门103，打开第二阀门104，第二分仓102内待解吸吸附材料进入解吸区2。
通过上述步骤，调节排出降温区4内已解吸吸附材料的排出速度和排出量，以及解吸区2内的待解吸吸附材料的进入速度和进入量；
本实施例对吸附材料中VOCs的回收率为98%。
实施例4
采用实施例1的装置对VOCs吸附材料解吸-回收连续运行工艺，包括以下步骤：
a、从解吸气出口5排出的160℃的解吸气经多级水冷换热器6换热至50℃和深冷换热器7降温至20℃后进入气液分离罐8；
b、在气液分离罐8内对解吸气进行除尘吸附得到20℃的清洁循环气，并收集解吸气冷凝后得到的溶剂，20℃的清洁循环气从气液分离罐8的气体出口送出，经风机12以6000m2/h的流量送至降温区4，对降温区4内已解吸吸附材料进行吹扫降温，同时清洁循环气吸收热量得到80℃的预热后清洁循环气；
c、预热后清洁循环气进入加热区3经加热器加热至200℃后得到高温清洁循环气；
d、将200℃的高温清洁循环气进入解吸区2对待解吸吸附材料进行解吸，得到已解吸吸附材料和160℃的解吸气；
e、将降温区4内已解吸吸附材料排出连续解吸罐1，解吸区2内已解吸吸附材料在重力作用下向下运动，将待解吸吸附材料填充至解吸区2；
重复步骤a~e，清洁循环气为氮气；
其中，e步骤中，关闭第四阀门114，打开第三阀门113，降温区4内已解吸吸附材料排入第三分仓111，然后关闭第三阀门113，打开第四阀门114，第三分仓111内已解吸吸附材料进入第四分仓112，然后从出料口排出；待解吸吸附材料从进料口进入第一分仓101，关闭第二阀门104，打开第一阀门103，第一分仓101内待解吸吸附材料进入第二分仓102，然后关闭第一阀门103，打开第二阀门104，第二分仓102内待解吸吸附材料进入解吸区2。
通过上述步骤，调节排出降温区4内已解吸吸附材料的排出速度和排出量，以及解吸区2内的待解吸吸附材料的进入速度和进入量；
本实施例对吸附材料中VOCs的回收率为97%。
Claims (10)
1.一种VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，包括连续解吸罐（1），连续解吸罐（1）设有由上至下依次连通的解吸区（2）、加热区（3）和降温区（4），解吸区（2）设有进料口和解吸气出口（5），降温区（4）设有出料口和清洁循环气入口（9），解吸气出口（5）经多级水冷换热器（6）与深冷换热器（7）连接，深冷换热器（7）连接气液分离罐（8），气液分离罐（8）的气体出口连接清洁循环气入口（9）；加热区（3）内设有加热器。
2.根据权利要求1所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，进料口处设有待解吸储料仓（10），出料口处设有解吸后储料仓（11）。
3.根据权利要求2所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，待解吸储料仓（10）分为上下设置的第一分仓（101）和第二分仓（102），第一分仓（101）和第二分仓（102）之间设有第一阀门（103），第二分仓（102）和解吸区（2）之间设有第二阀门（104）。
4.根据权利要求2所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，解吸后储料仓（11）分为上下设置的第三分仓（111）和第四分仓（112），降温区（4）和第三分仓（111）之间设有第三阀门（113），第三分仓（111）和第四分仓（112）之间设有第四阀门（114）。
5.根据权利要求1所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，清洁循环气入口（9）处设有风机（12）。
6.根据权利要求1所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置，其特征在于，加热器设有热介质入口和热介质出口，热介质入口和热介质出口均连通热介质供给装置（13）。
7.一种采用权利要求1~6任意一项所述的VOCs吸附材料解吸-回收连续运行装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、从解吸气出口（5）排出的解吸气经多级水冷换热器（6）换热和深冷换热器（7）降温后进入气液分离罐（8）；
b、在气液分离罐（8）内对解吸气进行除尘吸附得到清洁循环气，并收集解吸气冷凝后得到的溶剂，清洁循环气送至降温区（4），对降温区（4）内已解吸吸附材料进行吹扫降温，同时清洁循环气吸收热量得到预热后清洁循环气；
c、预热后清洁循环气进入加热区（3）经加热器加热后得到高温清洁循环气；
d、高温清洁循环气进入解吸区（2）对待解吸吸附材料进行解吸，得到已解吸吸附材料和解吸气；
e、将降温区（4）内已解吸吸附材料排出连续解吸罐（1），解吸区（2）内已解吸吸附材料在重力作用下向下运动，将待解吸吸附材料填充至解吸区（2）；
重复步骤a~e。
8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，清洁循环气温度为3~20℃；预热后清洁循环气温度为50~100℃。
9.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，高温清洁循环气温度为110~310℃。
10.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，经解吸气出口（5）排出的解吸气温度为100~300℃，解吸气经多级水冷换热器（6）换热至30~50℃，解吸气经深冷换热器（7）降温至3~20℃。
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2023
- 2023-07-13 CN CN202310857932.7A patent/CN116571226B/zh active Active
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