CN116808777A - 一种废气处理装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气处理装置，预处理风机依次与预处理系统、吸附风机、树脂吸附系统和烟囱连接；还包括高温脱附和冷凝系统，高温脱附和冷凝系统包括隔膜泵，隔膜泵进口与树脂吸附系统出口连接，树脂吸附系统进口连接蒸汽通道，隔膜泵出口连接列管冷凝器，列管冷凝器出口连接分层槽，分层槽的溶剂相出口与溶剂储罐连接，分层槽的水相出口与水箱进口连接；还包括空气降温系统，空气降温系统包括空冷风机、空冷换热器和气液分离器。本发明还公开一种废气处理装置工作方法。本发明提供的一种废气处理装置及其工作方法，能够高效的回收废气中的有机溶剂，使用常见的空气进行降温冷却，并且空气冷却管道与其他管路分开布置，能够减少介质二次净化的现象。

Description

一种废气处理装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种废气处理装置及其工作方法，属于工业废气治理、溶剂回收技术领域。
背景技术
随着工业标准化的不断施行以及各种先进的研究成果落地，溶剂产业也应运而生并蓬勃发展，给科研工作和工农生产提供了便利。但在广泛使用溶剂的同时，也带来了极大的危害。大多数有机溶剂有毒、致病且容易挥发而产生挥发性有机化合物(VOCs)散布于空中。目前废气吸附装置脱附时，溶剂回收工艺常使用常温水、低温水或者氮气作为高温脱附后的冷却介质，但是由于罐内存在残留，冷却介质因污染不断更换导致产生的新的废水废气，额外增加企业运行成本，另外目前的溶剂回收工艺回收效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种废气处理装置及其工作方法，能够高效的回收废气中的有机溶剂，使用常见的空气进行降温冷却，并且空气冷却管道与其他管路分开布置，能够减少介质二次净化的现象。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种废气处理装置，包括与废气连通的预处理风机，所述预处理风机依次与预处理系统、吸附风机、树脂吸附系统和烟囱连接；还包括高温脱附和冷凝系统，所述高温脱附和冷凝系统包括隔膜泵，所述隔膜泵进口与树脂吸附系统出口连接，所述树脂吸附系统顶部进口连接蒸汽通道，所述隔膜泵出口连接二级列管冷凝器，所述二级列管冷凝器底部出口连接分层槽，所述分层槽的溶剂相出口与溶剂储罐连接，所述分层槽的水相出口与水箱进口连接，所述水箱出口与水箱泵进口连接，所述水箱泵出口与所述树脂吸附系统顶部进口连接；还包括空气降温系统，所述空气降温系统包括空冷风机，所述空冷风机进口与所述树脂吸附系统出口连接，所述空冷风机出口与空冷换热器进口连接，所述空冷换热器出口与气液分离器进口连接，所述气液分离器出口与所述树脂吸附系统进口连接。
所述树脂吸附系统包括并联设置在所述吸附风机与所述烟囱之间的树脂吸附罐A、树脂吸附罐B和树脂吸附罐C，所述树脂吸附罐A、树脂吸附罐B和树脂吸附罐C中两两之间通过旁通管路连通。
所述树脂吸附系统包括应急吸附罐，所述应急吸附罐的进气口接在所述树脂吸附罐A、树脂吸附罐B和树脂吸附罐C的出气管路上，并与所述吸附风机出气口直连，所述应急吸附罐的出气口与所述烟囱连接。
所述列管冷凝器包括串联设置的第一级列管冷凝器和第二级列管冷凝器。
所述预处理系统包括废气依次通过的洗涤塔、除雾塔和表冷器。
包括阻火器，所述阻火器的进口与所述表冷器出口连接，所述阻火器出口与所述吸附风机进口连接。
一种废气处理装置的工作方法，包括：吸附流程和脱附流程轮换循环进行；
所述吸附流程包括正常吸附流程、纯应急吸附流程和复合吸附流程三种，所述正常吸附流程为废气从预处理风机接入，由预处理风机传输到洗涤塔进口，并依次传过除雾器、表冷器和阻火器，接入吸附风机然后连接至树脂吸附罐A进口，树脂吸附罐A旁路出口连接至树脂吸附罐B进口，然后传输至烟囱；
所述纯应急吸附流程为废气从预处理风机接入，由预处理风机传输到洗涤塔进口，并依次传过除雾器、表冷器和阻火器，从顶部出风管道直接接入应急吸附罐进口，应急吸附罐出口传输至烟囱；
所述复合吸附流程是在正常吸附流程后端串联接入应急吸附罐进口，最后应急吸附罐出口传输至烟囱；
所述脱附流程包括以下步骤：
S01，当树脂吸附系统中树脂吸附罐吸附饱和后，对树脂吸附罐进行脱附，脱附流程为先从罐顶通入高温蒸汽，高温蒸汽经过树脂吸附罐变成蒸汽冷凝水后由隔膜泵抽取，依次经过第一级列管冷凝器、第二级列管冷凝器流入分层槽中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐中，分离出的水经由另一出口流入水箱中；
S02，通过水箱泵将水箱中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行降温，得到带有溶剂的水依次经过第一级列管冷凝器、第二级列管冷凝器流入分层槽中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐中，分离出的水经由另一出口流入水箱中：
S03，打开空冷风机，通过空冷换热器和气液分离器降温和除水后，控制冷空气对树脂吸附系统中树脂再次进行降温，尾气由空冷风机抽取重新降温并打入树脂吸附系统的罐中；
S04，通过水箱泵将水箱中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行润湿。
本发明的有益效果：本发明提供的一种废气处理装置及其工作方法，采用空气降温系统对高温树脂进行降温，空气降温系统包括空冷风机、空冷换热器和气液分离器，改变了常规工艺对于水量或氮气的需求，还使用容易获得的空气作为降温介质，减少工厂对环保行业的投入、运行成本；同时，空气降温系统与其他管路分开布置，能够减少介质二次净化的现象；最后，高温脱附和冷凝系统包括隔膜泵，隔膜泵进口与树脂吸附系统出口连接，树脂吸附系统进口连接蒸汽通道，隔膜泵出口连接列管冷凝器，列管冷凝器出口连接分层槽，分层槽的溶剂相出口与溶剂储罐连接，分层槽的水相出口与水箱进口连接，采用本发明的高温脱附和冷凝系统，能够高效的回收废气中的有机溶剂。
附图说明
图1为本发明一种废气处理装置的结构示意图。
图中附图标记如下：1-预处理风机；2-洗涤塔；3-除雾塔；4-表冷器；5-阻火器；6-吸附风机；7-树脂吸附罐；7-1-树脂吸附罐A；7-2-树脂吸附罐B；7-3-树脂吸附罐C；8-应急吸附罐；9-烟囱；10-二级列管冷凝器；10-1-第一级列管冷凝器；10-2-第二级列管冷凝器；11-分层槽；12-溶剂储罐；13-水箱；14-空冷风机；15-空冷换热器；16-气液分离器；17-隔膜泵；18-水箱泵；19-1～11吸附控制阀；19-1-第一吸附控制阀；19-2-第二吸附控制阀；19-3-第三吸附控制阀；19-4-第四吸附控制阀；19-5-第五吸附控制阀；19-6-第六吸附控制阀；19-7-第七吸附控制阀；19-8-第八吸附控制阀；19-9-第九吸附控制阀；19-10-第十吸附控制阀；19-11-第十一吸附控制阀；20-1-第一空冷控制阀；20-2-第二空冷控制阀；20-3-第三空冷控制阀；20-4-第四空冷控制阀；20-5-第五空冷控制阀；20-6-第六空冷控制阀；20-7-第七空冷控制阀；20-8-第八空冷控制阀；21-1-第一旁路控制阀；21-2-第二旁路控制阀；21-3-第三旁路控制阀；21-4-第四旁路控制阀；21-5-第五旁路控制阀；21-6-第六旁路控制阀；22-1-第一脱附控制阀；22-2-第二脱附控制阀；22-3-第三脱附控制阀；22-4-第四脱附控制阀；22-5-第五脱附控制阀；22-6-第六脱附控制阀；22-7-第七脱附控制阀；22-8-第八脱附控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明公开一种废气处理装置，包括预处理风机1、预处理系统、阻火器5、树脂吸附系统、烟囱9和高效RCS系统。预处理风机1进口与废气连通，预处理风机1出口依次与预处理系统、吸附风机6、树脂吸附系统和烟囱9连接。预处理系统包括废气依次通过的洗涤塔2、除雾塔3和表冷器4。阻火器5的进口与表冷器4出口连接，阻火器5出口与吸附风机6进口连接。
树脂吸附系统包括并联设置在吸附风机6与烟囱9之间的树脂吸附罐A7-1、树脂吸附罐B7-2和树脂吸附罐C7-3，树脂吸附罐A7-1、树脂吸附罐B7-2和树脂吸附罐C7-3中两两之间通过旁通管路连通。本发明中，三个树脂吸附罐二用一备，如树脂吸附罐A7-1和树脂吸附罐B7-2串联工作，树脂吸附罐C7-3处于备用状态。树脂吸附系统包括应急吸附罐8，应急吸附罐8的进气口一端接在吸附风机6出气口上，另一端接在树脂吸附罐A7-1、树脂吸附罐B7-2和树脂吸附罐C7-3的出气管路上，应急吸附罐8的出气口与烟囱9连接。
本发明还包括高温脱附和冷凝系统(高效RCS系统)，高温脱附和冷凝系统包括隔膜泵17，高温脱附采用蒸汽直连的方式进行连接，冷凝系统动力由隔膜泵17提供。隔膜泵17进口与树脂吸附系统出口连接，树脂吸附系统进口连接蒸汽通道，隔膜泵17出口连接二级列管冷凝器10，二级列管冷凝器10包括串联设置的第一级列管冷凝器10-1和第二级列管冷凝器10-2。二级列管冷凝器10出口连接分层槽11，溶剂储罐12和水箱13根据实际溶剂的物理性质分别连接在分层槽11的轻、重相出口上。水箱13出口与水箱泵18进口连接，水箱泵18出口与树脂吸附系统进口连接。采用本发明的高温脱附和冷凝系统，能够高效的回收废气中的有机溶剂。
本发明还包括空气降温系统，空气降温系统包括空冷风机14，空冷风机14进口与树脂吸附系统出口连接，空冷风机14出口与空冷换热器15进口连接，空冷换热器15出口与气液分离器16进口连接，气液分离器16出口与树脂吸附系统进口连接。采用空气降温系统对高温树脂进行降温，空气降温系统包括空冷风机、空冷换热器和气液分离器，改变了常规工艺对于水量或氮气的需求，还使用容易获得的空气作为降温介质，减少工厂对环保行业的投入、运行成本；同时，空气降温系统与其他管路分开布置，能够减少介质二次净化的现象。
本发明还公开一种废气处理装置的工作方法，包括：吸附流程和脱附流程。其中，吸附流程包括正常吸附流程、纯应急吸附流程和复合吸附流程三种。
正常吸附流程为废气从主风机1接入，由风机传输到洗涤塔2进口，并依次传过除雾器3、表冷器4、阻火器5，由吸附控制阀19-10控制接入吸附风机6然后连接至树脂吸附罐A7-1进口，出口通过第四旁路控制阀21-4和第二旁路控制阀21-2连接至树脂吸附罐B 7-2进口，然后传输至烟囱9。当树脂吸附罐A 7-1吸附饱和后，按此顺序使用树脂吸附罐B 7-2、树脂吸附罐C 7-3进行吸附，同时树脂吸附罐A 7-1切换进入后续的脱附流程。
纯应急吸附流程为废气从预处理风机1接入，由预处理风机1传输到洗涤塔2进口，并依次传过除雾器3、表冷器4和阻火器5，经过第十一吸附控制阀19-11接入应急吸附罐8进口，应急吸附罐8出口通过第四吸附控制阀19-4传输至烟囱9。
复合吸附流程为预处理风机1传输到洗涤塔2进口，并依次传过除雾器3、表冷器4和阻火器5，连接到第十吸附控制阀19-10，然后接入吸附风机6然后连接至树脂吸附罐A7-1(或者树脂吸附罐B、树脂吸附罐C)进口，树脂吸附罐A7-1出口连接至树脂吸附罐B7-2进口，然后树脂吸附罐B7-2出口经过第五吸附控制阀19-5和第八吸附控制阀19-8接入应急吸附罐8进口，最后应急吸附罐8出口传输至烟囱9。
本发明中，脱附流程包括以下步骤：
步骤一，当树脂吸附系统中树脂吸附罐吸附饱和后，对树脂吸附罐进行脱附，脱附流程为先从罐顶通过第五脱附控制阀22-5通入高温蒸汽，高温蒸汽经过树脂吸附罐(树脂吸附罐A 7-1、树脂吸附罐B 7-2或者树脂吸附罐C 7-3)变成蒸汽冷凝水后由隔膜泵17抽取，依次经过第一级列管冷凝器10-1、第二级列管冷凝器10-2流入分层槽11中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐12中，分离出的水经由另一出口流入水箱13中。
步骤二，通过水箱泵18将水箱13中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行降温，得到带有溶剂的水依次经过第一级列管冷凝器10-1、第二级列管冷凝器10-2流入分层槽11中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐12中，分离出的水经由另一出口流入水箱13中。
步骤三，打开空冷风机14，从罐内抽湿气(可能还有余温)，通过空冷换热器15降温，以及气液分离器16除水后变成冷空气，尾气由空冷风机14抽取重新降温并打入树脂吸附系统的罐中，到罐内进行干燥降温。
步骤四，通过水箱泵18将水箱13中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行润湿。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种废气处理装置，其特征在于：包括与废气连通的预处理风机(1)，所述预处理风机(1)依次与预处理系统、吸附风机(6)、树脂吸附系统和烟囱(9)连接；还包括高温脱附和冷凝系统，所述高温脱附和冷凝系统包括隔膜泵(17)，所述隔膜泵(17)进口与树脂吸附系统出口连接，所述树脂吸附系统顶部进口连接蒸汽通道，所述隔膜泵(17)出口连接二级列管冷凝器(10)，所述二级列管冷凝器(10)底部出口连接分层槽(11)，所述分层槽(11)的溶剂相出口与溶剂储罐(12)连接，所述分层槽(11)的水相出口与水箱(13)进口连接，所述水箱(13)出口与水箱泵(18)进口连接，所述水箱泵(18)出口与所述树脂吸附系统顶部进口连接；还包括空气降温系统，所述空气降温系统包括空冷风机(14)，所述空冷风机(14)进口与所述树脂吸附系统出口连接，所述空冷风机(14)出口与空冷换热器(15)进口连接，所述空冷换热器(15)出口与气液分离器(16)进口连接，所述气液分离器(16)出口与所述树脂吸附系统进口连接。
2.根据权利要求1所述一种废气处理装置，其特征在于：所述树脂吸附系统包括并联设置在所述吸附风机(6)与所述烟囱(9)之间的树脂吸附罐A(7-1)、树脂吸附罐B(7-2)和树脂吸附罐C(7-3)，所述树脂吸附罐A(7-1)、树脂吸附罐B(7-2)和树脂吸附罐C(7-3)中两两之间通过旁通管路连通。
3.根据权利要求2所述一种废气处理装置，其特征在于：所述树脂吸附系统包括应急吸附罐(8)，所述应急吸附罐(8)的进气口接在所述树脂吸附罐A(7-1)、树脂吸附罐B(7-2)和树脂吸附罐C(7-3)的出气管路上，并与所述吸附风机(6)出气口直连，所述应急吸附罐(8)的出气口与所述烟囱(9)连接。
4.根据权利要求3所述一种废气处理装置，其特征在于：所述列管冷凝器(10)包括串联设置的第一级列管冷凝器(10-1)和第二级列管冷凝器(10-2)。
5.根据权利要求4所述一种废气处理装置，其特征在于：所述预处理系统包括废气依次通过的洗涤塔(2)、除雾塔(3)和表冷器(4)。
6.根据权利要求5所述一种废气处理装置，其特征在于：包括阻火器(5)，所述阻火器(5)的进口与所述表冷器(4)出口连接，所述阻火器(5)出口与所述吸附风机(6)进口连接。
7.一种权利要求6所述废气处理装置的工作方法，其特征在于：包括：吸附流程和脱附流程轮换循环进行；
所述吸附流程包括正常吸附流程、纯应急吸附流程和复合吸附流程三种，所述正常吸附流程为废气从预处理风机(1)接入，由预处理风机(1)传输到洗涤塔(2)进口，并依次传过除雾器(3)、表冷器(4)和阻火器(5)，接入吸附风机(6)然后连接至树脂吸附罐A(7-1)进口，树脂吸附罐A(7-1)旁路出口连接至树脂吸附罐B(7-2)进口，然后传输至烟囱(9)；
所述纯应急吸附流程为废气从预处理风机(1)接入，由预处理风机(1)传输到洗涤塔(2)进口，并依次传过除雾器(3)、表冷器(4)和阻火器(5)，从顶部出风管道直接接入应急吸附罐(8)进口，应急吸附罐(8)出口传输至烟囱(9)；
所述复合吸附流程是在正常吸附流程后端串联接入应急吸附罐(8)进口，最后应急吸附罐(8)出口传输至烟囱(9)；
所述脱附流程包括以下步骤：
S01，当树脂吸附系统中树脂吸附罐吸附饱和后，对树脂吸附罐进行脱附，脱附流程为先从罐顶通入高温蒸汽，高温蒸汽经过树脂吸附罐变成蒸汽冷凝水后由隔膜泵(17)抽取，依次经过第一级列管冷凝器(10-1)、第二级列管冷凝器(10-2)流入分层槽(11)中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐(12)中，分离出的水经由另一出口流入水箱(13)中；
S02，通过水箱泵(18)将水箱(13)中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行降温，得到带有溶剂的水依次经过第一级列管冷凝器(10-1)、第二级列管冷凝器(10-2)流入分层槽(11)中，根据溶剂的物理属性从重/轻相出口流入溶剂储罐(12)中，分离出的水经由另一出口流入水箱(13)中：
S03，打开空冷风机(14)，通过空冷换热器(15)和气液分离器(16)降温和除水后，控制冷空气对树脂吸附系统中树脂再次进行降温，尾气由空冷风机(14)抽取重新降温并打入树脂吸附系统的罐中；
S04，通过水箱泵(18)将水箱(13)中水注入到树脂吸附系统中，对树脂进行润湿。
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