CN203577580U - 以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，它包括吸附单元、脱附单元、m个活性炭吸附罐以及PLC，m为＞1的自然数，吸附单元包括m根有机废气输送管、2m根净化气体输送管、m根排气管、依次连接的预处理单元、表冷器，m根有机废气输送管上均设置有阀一，2m根净化气体输送管上均设置有阀二，m根排气管上均设置有阀三，脱附单元包括m根氮气输送管、m根连接管、依次连接的氮气发生器、氮气加热器以及依次连接的冷凝器、分离系统、溶剂收集罐，m根氮气输送管上均设置有阀四，m根连接管上均设置有阀五，两层活性炭吸附层之间设置有气体分布器。本实用新型能提高吸附、脱附效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，苯、甲苯、二甲苯、等芳香族溶剂以及醇类、脂类、丙酮类等溶剂在印刷、喷涂、制革、电子等工艺领域中广泛使用，这些挥发性有机化合物大多具有毒性，而其中相当一部分最终以有机废气的形式排入大气中，造成大气的严重污染。因此，有机废气的回收和利用势在必行，从工业排放的有机废气中回收有机溶剂，既可以减少环境污染，又回收宝贵的资源。
但是，吸附罐中活性炭吸附层一般只设置一层，当有机废气的气量大时，会造成吸附不及时，影响吸附效率；同时未加入气体分布器的活性炭双层吸附器，会因为上下活性炭吸附层分得气体量压力不等导致吸附不均匀，影响吸附效率。在脱附阶段高温氮气与罐体壁形成温度差，导致脱附温度不够，影响脱附效率、增加能耗；此外，吸附罐内部未采用均分式气体分布器在吸附丁酮、环己酮类时易发生局部放热过盛引起设备自燃，甚至爆炸。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种能提高吸附、脱附效率的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：它包括吸附单元、脱附单元、m个活性炭吸附罐以及PLC，m为＞1的自然数，所述吸附单元包括m根有机废气输送管、2m根净化气体输送管、m根排气管、依次连接的预处理单元、表冷器，所述m根有机废气输送管上均设置有阀一，所述2m根净化气体输送管上均设置有阀二，m根排气管上均设置有阀三，所述脱附单元包括m根氮气输送管、m根连接管、依次连接的氮气发生器、氮气加热器以及依次连接的冷凝器、分离系统、溶剂收集罐，m根氮气输送管上均设置有阀四，m根连接管上均设置有阀五，每个所述活性炭吸附罐内设置有上下设置的两层活性炭吸附层，所述两层活性炭吸附层之间设置有气体分布器，每个所述活性炭吸附罐上设置有进气口，每个进气口通过有机废气输送管与表冷器连接，每个进气口通过氮气输送管与氮气加热器连接，每个所述活性炭吸附罐的顶部与底部均设置有排气口，每个排气口通过净化气体输送管与排气管连接，每个所述活性炭吸附罐的两根净化气体输送管与一根排气管连接，每个所述活性炭吸附罐的两根净化气体输送管通过一根连接管与冷凝器连接，所述氮气输送管与有机废气输送管相连处设有三通阀，所述氮气发生器、氮气加热器、冷凝器、分离系统、三通阀、阀一、阀二、阀三、阀四、阀五分别与PLC联接。
优选地，所述气体分布器呈管状，所述气体分布器的其中一个端口与进气口连通，所述气体分布器的另一个端口与活性炭吸附罐的内壁密闭连接，所述气体分布器的外壁与活性炭吸附罐的内壁之间设置有分隔板，所述分隔板水平设置，所述分隔板与活性炭吸附罐的内壁密闭连接，所述分隔板将活性炭吸附罐内部分隔成上区域、下区域，所述气体分布器上开设有多个孔，位于所述上区域内的气体分布器上的多个孔之间的间距比位于所述下区域内的气体分布器上的多个孔之间的间距大。
优选地，所述多个孔的大小形状相同。
优选地，所述与进气口连通的气体分布器的端口的内径与进气口的直径相等。
优选地，所述活性炭吸附罐外壁上设置有保温层，所述保温层平铺在活性炭吸附罐的外壁上,所述保温层的厚度为50-100mm。
优选地，所述保温层的材料为矿棉、酚醛树脂、聚氨酯防水保温一体化、橡塑海绵、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、玻璃棉、岩棉中的一种。
优选地，所述分隔板为不锈钢板。
优选地，所述有机废气输送管上设置有防爆风机，所述防爆风机的外部设置有隔音减震箱。
优选地，所述脱附系统还包括含氧量检测仪以及温度检测仪，所述含氧量检测仪、温度检测仪均设置在活性炭吸附罐内部，所述含氧量检测仪、温度检测仪分别与PLC连接。
优选地，所述预处理单元为多孔细密筛网。
本实用新型的有益效果是：通过气体分布器的设置，在吸附时，使得大量的有机废气均匀的分布于上下设置的两层活性炭吸附层，两层活性炭吸附层受压均匀，能有效吸附大量有机废气，降低有机废气排出的浓度，提高吸附效率；同样，通过气体分布器的设置，在脱附时，高温氮气会均匀的分布到上下设置的两层活性炭吸附层上，上下设置的两层活性炭吸附层受压均匀，不会造成上下设置的两层活性炭吸附层受压不均的现象，从而提高了脱附效率。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实施例的结构示意图；
图2是本实施例中活性炭吸附罐的结构示意图；
图3是本实施例中气体分布器、活性炭吸附罐、分隔板的结构示意图。
图中：
1-活性炭吸附罐；2-有机废气输送管；3-净化气体输送管；4-预处理单元；5-表冷器；6-阀一；7-氮气发生器；8-氮气加热器；9-冷凝器；10-分离系统；11-溶剂收集罐；12-活性炭吸附层；13-气体分布器；14-进气口；15-排气口；16-氮气输送管；17-分隔板；18-孔；19-保温层；20-防爆风机；21-阀二；22-阀三；23-阀四；24-排气管；25-连接管；26-阀五。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1、图2所示，本实施例的一种以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，它包括吸附单元、脱附单元、m个活性炭吸附罐1以及PLC，m为＞1的自然数，吸附单元包括m根有机废气输送管2、m根净化气体输送管3、m根排气管24，依次连接的预处理单元4、表冷器5，m根有机废气输送管2上均设置有阀一6、m根净化气体输送管3上均设置有阀二21，m根排气管24上均设置有阀三22，脱附单元包括m根氮气输送管16、m根连接管25、依次连接的氮气发生器7、氮气加热器8以及依次连接的冷凝器9、分离系统10、溶剂收集罐11，m根氮气输送管16上均设置有阀四23，m根连接管25上均设置有阀五26，每个活性炭吸附罐1内设置有上下设置的两层活性炭吸附层12，两层活性炭吸附层12之间设置有气体分布器13，每个活性炭吸附罐1上设置有进气口14，每个进气口14通过有机废气输送管2与表冷器5连接，每个进气口14通过氮气输送管16与氮气加热器8连接，每个活性炭吸附罐1的顶部与底部均设置有排气口15，每个排气口15通过净化气体输送管3与排气管24连接，每个活性炭吸附罐1的两根净化气体输送管3与一根排气管24连接，每个活性炭吸附罐1的两根净化气体输送管3通过一根连接管25与冷凝器9连接，氮气输送管16与有机废气输送管2相连处设有三通阀，氮气发生器7、氮气加热器8、冷凝器9、分离系统10、三通阀、阀一6、阀二21、阀三22、阀四23、阀五26分别与PLC联接。表冷器5可以使有机废气的温度降低至38℃以下，高温的有机废气会影响两层活性炭吸附层12的吸附效率；通过气体分布器13、两层活性炭吸附层12的设置，使得该装置在吸附阶段能充分吸附大量低浓度有机废气，提高处理效果，降低有机废气排出的浓度；氮气加热器8使得氮气温度达到135-160℃，冷凝器9可以使得高温氮气混合的有机物温度降低至20℃以下；三通阀的设置可使得结构紧凑；氮气发生器7、氮气加热器8、冷凝器9、分离系统10、三通阀、阀一6、阀二21、阀三22、阀四23、阀五26的开启与关闭通过PLC控制，当其中一个或多个活性炭吸附罐1进行脱附时，PLC可以通过控制其余几个活性炭吸附罐1进行吸附，自动化控制较为方便，吸附、脱附时间不间断，进一步的提高了该装置的工作效率。
参阅图3所示，气体分布器13的具体结构为：气体分布器13呈管状，气体分布器13的其中一个端口与进气口14连通，气体分布器13的另一个端口与活性炭吸附罐1的内壁密闭连接，气体分布器13的外壁与活性炭吸附罐1的内壁之间设置有分隔板17，分隔板17水平设置，分隔板17与活性炭吸附罐1的内壁密闭连接，分隔板17将活性炭吸附罐1内部分隔成上区域、下区域，气体分布器13上开设有多个孔18，位于上区域内的气体分布器13上的多个孔18之间的间距比位于下区域内的气体分布器13上的多个孔18之间的间距大。从而保证上下设置的两层活性炭吸附层12受压均匀，不会造成上下设置的两层活性炭吸附层12吸附不均匀现象，能有效处理大量有机废气的吸附。
多个孔18的大小形状相同。其中孔18的形状可以为任意形状，而本实施例中的孔18的形状为圆形，设置成圆形，是为了方便打孔。
其中，与进气口14连通的气体分布器13的端口的内径与进气口14的直径相等。
活性炭吸附罐1外壁上设置有保温层19，保温层19平铺在活性炭吸附罐1的外壁上,保温层19的厚度为50-100mm。保温层19的设置使该装置在脱附阶段活性炭吸附罐1的热量散失小、温度均匀，避免因温度不够而使造成脱附不完全的现象发生，大大减少了滞留的有机物，从而大大提高脱附效果及活性炭再生率，降低能耗。经试验得，与未加保温层19的活性炭吸附罐1相比，能提高30％的脱附效率。
保温层19的材料为矿棉、酚醛树脂、聚氨酯防水保温一体化、橡塑海绵、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、玻璃棉、岩棉中的一种。本实施例中的保温层19采用矿棉，矿棉的厚度为50mm，矿棉材料包括岩石、炉渣，十五级矿物纤维素在一起用有机粘结剂，运行在较高的温度下保温效果好。
分隔板17为不锈钢板。采用不锈钢，可以防腐蚀，焊接方式为全焊以及防止因晃动而掉落。
有机废气输送管2上设置有防爆风机20，本实施例中的风机之所以要设置成防爆型，用于防止有机废气有时候浓度偏高，与风机运行的火花产生爆；防爆风机20的外部设置有隔音减震箱，隔音减震箱可以降低工作环境的噪音，给作业人员提供良好的工作环境。
脱附系统还包括含氧量检测仪以及温度检测仪，含氧量检测仪、温度检测仪均设置在活性炭吸附罐1内部，含氧量检测仪、温度检测仪分别与PLC连接。当活性炭吸附罐1中的氧量检测仪检测到氧气含量低于1.5％，则氧量检测仪会将该信号反馈给PLC，PLC控制阀四23开启，则高温氮气从氮气加热器8吹入活性炭吸附罐1进行脱附，当活性炭吸附罐1中的温度检测仪检测到温度低于135°时，则温度检测仪会将该信号反馈给PLC，PLC控制氮气加热器8启动将氮气加热至所需温度。
本实施例中的预处理单元4为多孔细密筛网，能去除有机废气中的粉尘颗粒等，保证活性炭吸附层12的吸附效率。
本实施例中的m为2，活性炭吸附罐1设置有两个，其中一个活性炭吸附罐1进行吸附，另一个活性炭吸附罐1进行脱附，以活性炭吸附层12对有机废气进行吸附、以高温氮气对活性炭吸附层12进行脱附的工艺过程均为“一进两出”方式，即每个活性炭吸附罐1均具有一个进气口14、两个排气口15的结构，PLC通过控制阀一6、阀二21、阀三22、阀四23、阀五26的开启与关闭，从而控制控制活性炭吸附层12的吸附、氮气与纯净空气的走向以及活性炭吸附层12的脱附。
PLC控制其中一个阀一6、与该阀一6关联的活性炭吸附罐1的两个阀二21以及一个阀三22开启，PLC还控制与该阀一6关联的活性炭吸附罐1的一个阀四23以及阀五26关闭，该活性炭吸附罐1进行吸附；与此同时，控制另一个阀一6、另外两个阀二21以及另外一个阀三22关闭，还控制与另一个阀四23以及阀五26开启，该活性炭吸附罐1进行脱附。此外，PLC还控制氮气发生器7、氮气加热器8、冷凝器9、分离系统10均开启。
其中一个活性炭吸附罐1进行吸附过程为：有机废气由防爆风机20抽入多孔细密筛网，除去有机废气中的粉尘颗粒等，再进入表冷器3，使有机废气温度降低至38℃以下，然后进入活性炭吸附罐1内，有机废气一部分被上区域内的气体分布器13上的多个孔18分配给位于上部的活性炭吸附层12，有机废气的另一部分被下区域内的气体分布器13上的多个孔18分配给位于下部的活性炭吸附层12，待两层活性炭吸附层12吸附完成以及经检测达标后，分别从两个排气口15排至排气管24，最终从排气管24中排出；另一个活性炭吸附罐1进行脱附过程为：氮气发生器7产生氮气由氮气加热器8加热至135-160℃，先用纯净的氮气吹扫活性炭吸附层12，将水蒸气，氧气杂质等从活性炭吸附层12上吹扫出去，当活性炭吸附罐1中的氧量检测仪检测到氧气含量低于1.5％，则氧量检测仪会将该信号反馈给PLC，PLC控制阀四23开启，则高温氮气从氮气加热器8吹入活性炭吸附罐1进行脱附，当活性炭吸附罐1中的温度检测仪检测到温度低于135°时，则温度检测仪会将该信号反馈给PLC，PLC控制氮气加热器8启动将氮气加热至所需温度，进入活性炭吸附罐1内的纯净的氮气由气体分布器13分散到两层活性炭吸附层12，从排气口15出来的带着脱附出的有机物的高温氮气进入冷凝器9冷凝成液体，再进入分离系统10，将脱附出的有机物和高温氮气进行分离，回收有机溶剂，最终将有机溶剂储存到溶剂收集罐11中，脱附结束后活性炭吸附层12获得再生。吸附、脱附完成后，通过PLC控制，原本进行吸附的活性炭吸附罐1进行脱附，原本进行脱附的活性炭吸附罐1进行吸附。
以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：它包括吸附单元、脱附单元、m个活性炭吸附罐以及PLC，m为＞1的自然数，所述吸附单元包括m根有机废气输送管、2m根净化气体输送管、m根排气管、依次连接的预处理单元、表冷器，所述m根有机废气输送管上均设置有阀一，所述2m根净化气体输送管上均设置有阀二，m根排气管上均设置有阀三，所述脱附单元包括m根氮气输送管、m根连接管、依次连接的氮气发生器、氮气加热器以及依次连接的冷凝器、分离系统、溶剂收集罐，m根氮气输送管上均设置有阀四，m根连接管上均设置有阀五，每个所述活性炭吸附罐内设置有上下设置的两层活性炭吸附层，所述两层活性炭吸附层之间设置有气体分布器，每个所述活性炭吸附罐上设置有进气口，每个进气口通过有机废气输送管与表冷器连接，每个进气口通过氮气输送管与氮气加热器连接，每个所述活性炭吸附罐的顶部与底部均设置有排气口，每个排气口通过净化气体输送管与排气管连接，每个所述活性炭吸附罐的两根净化气体输送管与一根排气管连接，每个所述活性炭吸附罐的两根净化气体输送管通过一根连接管与冷凝器连接，所述氮气输送管与有机废气输送管相连处设有三通阀，所述氮气发生器、氮气加热器、冷凝器、分离系统、三通阀、阀一、阀二、阀三、阀四、阀五分别与PLC联接。
2.根据权利要求1所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述气体分布器呈管状，所述气体分布器的其中一个端口与进气口连通，所述气体分布器的另一个端口与活性炭吸附罐的内壁密闭连接，所述气体分布器的外壁与活性炭吸附罐的内壁之间设置有分隔板，所述分隔板水平设置，所述分隔板与活性炭吸附罐的内壁密闭连接，所述分隔板将活性炭吸附罐内部分隔成上区域、下区域，所述气体分布器上开设有多个孔，位于所述上区域内的气体分布器上的多个孔之间的间距比位于所述下区域内的气体分布器上的多个孔之间的间距大。
3.根据权利要求2所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述多个孔的大小形状相同。
4.根据权利要求2或3所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述与进气口连通的气体分布器的端口的内径与进气口的直径相等。
5.根据权利要求4所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述活性炭吸附罐外壁上设置有保温层，所述保温层平铺在活性炭吸附罐的外壁上,所述保温层的厚度为50-100mm。
6.根据权利要求5所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述保温层的材料为矿棉、酚醛树脂、聚氨酯防水保温一体化、橡塑海绵、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、玻璃棉、岩棉中的一种。
7.根据权利要求2或6所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述分隔板为不锈钢板。
8.根据权利要求7所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述有机废气输送管上设置有防爆风机，所述防爆风机的外部设置有隔音减震箱。
9.根据权利要求2或8所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述脱附系统还包括含氧量检测仪以及温度检测仪，所述含氧量检测仪、温度检测仪均设置在活性炭吸附罐内部，所述含氧量检测仪、温度检测仪分别与PLC连接。
10.根据权利要求1所述的以氮气为脱附介质的活性炭吸附回收装置，其特征在于：所述预处理单元为多孔细密筛网。
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