CN204134443U - 一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，具体涉及一种通过在吸附器对挥发性有机废气在进行吸附净化后，在脱附阶段，对吸附器进行减压，并对吸附材料进行间接加热，采用低压干式间接加热解吸的方式回收工业生产排放的有机气体中的有机物，解决了回收所处理的排气中混有水溶性溶剂的场合，产生大量分离排水的问题，防止产生二次污染，减轻了后续水处理的压力，降低了废气处理的装置投资和运行成本，提高了回收的溶剂质量。属于清洁生产、节能环保行业大气污染治理的技术领域。

Description

一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置

技术领域

本实用新型涉及一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，具体涉及一种通过多微孔吸附材料对工业生产中的有机废气和空气进行吸附分离净化、间接加热吸附材料配合低压脱附的有机物回收装置，尤其在混有水溶性溶剂的场合应用效果极佳，属于清洁生产、节能环保行业大气污染治理的技术领域。 

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，工业有机废气是大气污染特的重要来源，也是目前频发的PM2.5和雾霾污染的前体物。大量工业有机废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。有机废气属于工业废气中最难处理的气体类型。工业生产中产生的各种有机物废气主要包括各种烃类、醇类、醛类、酮类和胺类等，这些有机废气会造成大气污染，危害人体健康，而且还会造成浪费，所以有机废气的处理与净化势在必行。 

目前对挥发性有机气体的处理普遍采用活性炭、活性炭纤维等多微孔材料进行吸附处理，再由高温蒸气对吸附饱和后的多微孔材料进行有机溶剂解吸、脱附，并采用冷却水对脱附下来的有机物与蒸汽的混合物进行冷凝，从而回收有机溶剂。但是在采用该工艺装置处理后，脱附时使用水蒸汽，因此产生与装置的规模大小相应的分离排水。而在回收所处理的排气中混有水溶性溶剂的场合，该排水中由于混入水溶性溶剂，作为防止二次污染的对策，必须另外进行排水处理或者废弃处理。既易产生二次污染，又增加了工艺装置投资和运行成本。 

实用新型内容

基于传统的通过多微孔材料对挥发性有机废气处理产生大量分离排水和水溶性溶剂回收需要再进行复杂的蒸馏精制分离的问题，本实用新型提供一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，该装置通过在吸附器对挥发性有机废气在进行吸附净化后，在脱附阶段，对吸附器进行减压，并对吸附材料进行间接加热，采用低压干式间接加热解吸的方式回收工业生产排放的有机气体中的有机物，解决了回收所处理的排气中混有水溶性溶剂的场合，产生大量分离排水的问题，防止产生二次污染，减轻了后续水处理的压力，降低了废气处理的装置投资和运行成本，提高了回收的溶剂质量。 

为了达到上述实用新型目的，本实用新型对挥发性有机气体的净化回收采用以下技 术方案： 

这种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，它包括：两个或两个以上固定床吸附器，吸附器连接阀门及待处理气体输入和输出管路，吸附器的进、出口接气动阀门；吸附器进口阀门前接前处理系统和排风机；吸附器中的吸附材料中埋有可通入蒸汽的换热管，呈环形均布，换热管通过气动阀门连接蒸汽管网；吸附器底部接有排冷凝水的管道；吸附器连接氮气制备装置和贮气罐；吸附器通入氮气由气动阀门控制；吸附器下部接有氮气置换气的排放阀门和排风机；吸附器下部接气动阀门和真空泵；真空泵接冷凝器物料进口；冷凝器物料出口接溶剂贮槽，冷凝器连接循环水冷却水系统；本装置设有气动控制系统。 

本实用新型解决问题还可以进一步采取以下改进措施： 

1.前处理系统由无纺布过滤器构成，或由无纺布过滤器与表冷器构成，或由颗粒炭过滤器、无纺布过滤器和表冷器构成； 

2.吸附器由固定床吸附箱或固定床吸附罐构成，其内部设有多微孔吸附材料，吸附材料中设有可通入蒸汽的换热管。吸附器的数量为两个或多个，并通过进、出口连接的气动阀门进行切换，轮流进行吸附和脱附的工作模式，脱附采用蒸汽通入换热管进行间接加热的形式； 

3.多微孔材料可以是活性炭、活性炭纤维等材料； 

4.解吸系统由蒸汽解吸系统、氮气载气保护系统、真空泵和冷凝器构成； 

5.蒸汽解吸系统由气动调节阀、气动蒸汽球阀、Y型过滤器、疏水阀、闸阀、压力表、压力变送器和固定在吸附材料中的蒸汽加热管构成； 

6.氮气载气保护系统由氮气发生器、贮气罐、流量计、压力表、气动阀门和排风机构成。 

本实用新型具体实施的时候，包括以下步骤： 

1.将生产车间生产线上排出的挥发性有机气体通过前处理系统进行过滤，去除杂质、大分子物质，并进行降温(需将废气温度降至35℃以下)； 

2.降温后的气体由排风机加压送进吸附器内对其挥发性有机气体成分进行吸附，有机物被吸附到吸附材料(如活性炭或活性炭纤维)上，净化的气体排入大气； 

3.吸附器中的吸附材料(如活性炭或活性炭纤维)达到吸附饱和平衡状态，吸附器通过进、出口的气动阀门切换，进行解吸和溶剂冷凝回收过程，其他吸附器切换进入吸附程序。两个或多个吸附器通过由PLC系统控制的气动阀门，交替进行吸附、解吸的周期性工艺过程的操作； 

4.解吸工序由蒸汽解吸系统、氮气载气保护系统和真空泵等设备共同完成。由于有机物基本为易燃易爆物质，需要严格控制吸附器中有机物浓度，防止自燃和爆炸，故吸附材料的脱附再生采用氮气作为载气(又称保护载气)，严格将有机物浓度控制在爆炸极限25％LEL以下。在吸附器完成吸附工序后，进废气和排净化气口连接的阀门关闭，通入氮气发生器预先制备好并贮存在贮气罐中的氮气，对吸附器中的空气进行置换，置换过程由排风机和气动阀门完成，置换出来的气体通过连接管道通入另外正进行吸附工序的吸附器进行处理，保证整个工艺过程均能达标排放。吸附器在接连完成吸附和气体置换后，通过真空泵对吸附器内腔进行减压，并通过压力变送器控制吸附器内的解吸压力，蒸汽解吸系统在此同时将蒸汽通入埋在吸附材料中的换热管，对吸附材料和吸附器中的氮气进行间接加热； 

5.通过对真空泵抽吸吸附器中的热氮气与溶剂的混合物进行冷凝，从而回收溶剂，冷凝器排出的不冷凝气体由阀门控制，通入正在进行吸附的吸附器进行吸附净化，保证整个工艺过程均能达标排放。 

6.在完成吸附材料的脱附再生后，由排风机向吸附器通入常温氮气，对吸附器进行卸真空和降温，均压后吸附器再次切换进入吸附工序，循环工作。 

上述技术方案具有这样的技术效果： 

1.采用间接加热，干式脱附，大幅减少了分离排水。在整个工艺流程处理后，只有排放气体中所含水分的冷凝水，回收的溶剂质量好。 

2.同时采用减压和间接加热进行脱附再生，脱附效率高，回收率高，需冷凝的混合物浓度高，冷凝回收容易。 

3.有机溶剂均是易燃易爆物质，采用氮气进行保护，能够有效避免爆炸危险生。 

附图说明

图1：为本实用新型提供的装置结构示意图。 

具体实施方式

图1中，1、2为吸附器，吸附器至少为两个，两个吸附器形成循环系统。吸附器也可以是3个、4个、5个…….等，以并联方式使用。可以多个串联作为一组。这样，使本实用新型装置处理的适用范围更广，更灵活。整个工艺过程可由PLC程序控制，自动切换，交替进行吸附、脱附(解吸)工艺过程的操作。 

吸附过程： 

挥发性有机气体由生产车间集气系统来，进入前处理系统(F1)(系统处理的气体为挥发性有机废气，此前处理设备对系统安全更有保证，同时要去除废气中的杂质，起到保护吸附材料，延长吸附材料寿命，保证吸附材料保持高吸附率的作用；装置的废气进口温度 应低于35℃，如高于35℃的废气需增加表冷器，吸附的规律是温度越低吸附率越高)。 

经过预处理后，由排风机(F2)加压，挥发性有机气体经气动三通挡板阀V1a、V1b分别进入吸附器1、吸附器2的进行吸附净化处理，吸附后的洁净气经气动阀门V2a、V2b排空。在吸附过程中，废气中的有机物被吸附到吸附材料上。 

水蒸汽间接加热、减压脱附(解吸)过程： 

完成吸附工序后，此时吸附器1中的吸附材料吸附有机物并达到饱和状态，由于有机物基本为易燃易爆物质，需要严格控制吸附器中有机物浓度，防止自燃和爆炸，故吸附材料的脱附再生采用氮气作为载气(又称保护载气)，严格将有机物浓度控制在爆炸极限25％LEL以下。当吸附器1进行吸附达到饱和吸附后需要进行脱附(又称解吸或再生)时，需要脱附的吸附器1上的三通挡板阀门V1a关闭进气口，切换至置换气排口，上部排净化气阀门V2a关闭，氮气进气阀门V3a打开，常温氮气通入吸附器1，对吸附器1进行初步降压，并对吸附器1内的气体进行置换，由排风机(F3)抽吸到另一个正在进行吸附的吸附器进行吸附净化，保证整个工艺过程均能达标排放。吸附器1经气体置换后，内腔充满氮气，位于吸附器1下部的三通挡板阀门V1a置换气排口关闭，排风机(F3)停止工作，氮气进气阀门V3a关闭，同时混合气抽吸口阀门V4a、真空泵(P1)和蒸汽进口阀门V5a开启，真空泵(P1)对吸附器1内进行减压，通过压力变送器将吸附器内的解吸压力控制在21-67kPa，可根据吸附量和吸附质的不同进行调整；蒸汽在此同时通过阀门V5a通入埋在吸附材料中的换热管，对吸附材料和吸附器中的氮气进行间接加热，加热温度可根据吸附量和吸附质的沸点，通过PLC控制系统对阀门的开启度、蒸汽压力调节、蒸汽通入时间多个方面控制在80-150℃。吸附质从吸附材料上解吸下来，氮气与有机物的高浓度解吸气由真空泵(P1)送入冷凝器(W1)，采用冷却水冷凝，回收有机溶剂，冷凝器(W1)排出的不冷凝气体由阀门控制，通入正在进行吸附的吸附器进行吸附净化，保证整个工艺过程均能达标排放。在完成吸附材料的脱附再生后，氮气进气阀门V3a和排风机(F3)开启，常温氮气通入吸附器1，对吸附器1进行卸真空和降温，均压后吸附器1再次切换进入吸附工序，循环工作。 

图1中，V1a、V1b、V2a、V2b、V3a、V3b、V4a、V4b、V5a、V5b、V6a、V6b，为阀门。图中，阀门的开启和关闭，以及各设备的开启和停止，由气动控制系统控制，通过气动控制系统对阀门和设备的控制，实现吸附器中吸附、置换、减压、脱附、均压降温等工序的循环切换，从而达到对挥发性有机废气的吸附净化、回收有机溶剂的目的。 

本实用新型可以广泛应用在软包装印刷、农药、医药中间体、汽车喷涂、电子、机械、制鞋、合成革、合成纤维、塑料、造纸、油漆、涂料、陶瓷、采矿和纺织等具有挥发性有机废气排放的行业。 

Claims (6)

1.一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：它包括：两个或两个以上固定床吸附器，吸附器连接阀门及待处理气体输入和输出管路，吸附器的进、出口接气动阀门；吸附器进口阀门前接前处理系统(F1)和排风机(F2)；吸附器中的吸附材料中埋有可通入蒸汽的换热管，呈环形均布，换热管通过气动阀门连接蒸汽管网；吸附器底部接有排冷凝水的管道；吸附器连接氮气制备装置和贮气罐；吸附器通入氮气由气动阀门控制；吸附器下部接有氮气置换气的排放阀门和排风机(F3)；吸附器下部接气动阀门和真空泵(P1)；真空泵接冷凝器(W1)物料进口；冷凝器物料出口接溶剂贮槽(B1)，冷凝器连接循环水冷却水系统；本装置设有气动控制系统。 

2.根据权利要求1所述的一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：吸附材料解吸再生采用蒸汽间接加热。 

3.根据权利要求1或2所述的一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：吸附材料中设有可通入蒸汽的换热管。 

4.根据权利要求1或2所述的一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：吸附材料解吸再生采用氮气作为保护载气。 

5.根据权利要求1所述的一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：吸附器由固定床吸附箱或固定床吸附罐构成，其内部设有多微孔吸附材料。 

6.根据权利要求1所述的一种低压干式间接加热解吸回收有机气体的装置，其特征在于：吸附器的数量为两个或多个，吸附器的进、出口接气动阀门。