CN212262797U - 低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，包括加热器、热量回收器、冷却器、冷冻器、溶剂收集罐、惰性气体瓶、压缩机、散热器以及循环风机，本实用新型结构紧凑、体积小，利用惰性气体作为脱附介质，经过加热、脱附、冷凝分离回收溶剂、预热、加热等过程实现密闭循环，惰性气体用量少，其中利用惰性气体作为介质可有效防止有机气体爆炸，脱附废气通过多级冷凝充分回收有机溶剂创造收益，干净的循环介质依次回收有机溶剂冷凝分离过程所释放的热量降低脱附再生能耗，而且该设备吸附净化效率高，使用年限长，维护成本低。

Description

低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种低能耗活性碳脱附再生、溶剂回收装置，尤其涉及一种利用惰性气体密闭循环脱附再生、溶剂回收的低能耗回收装置。

背景技术

在现有技术中，低浓度有机废气一般采用直接催化燃烧(CO)、蓄热催化燃烧(RTO)进行净化处理，其特点是利用活性碳罐进行吸附浓缩，再利用催化燃烧(CO)或蓄热燃烧(RTO)产生的热风进行脱附再生，脱附出来的有机废气经过燃烧分解处理，所释放的能量用于脱附，但是现有的技术条件下燃烧所释放的能量仅有部分被回收利用，而且上述工艺系统复杂，有机废气存在较大的爆炸风险，需配备完善的安全控制系统，设备造价高、运行成本高。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术的不足，提供一种低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，利用惰性气体作为脱附介质，具有安全性高，能耗低，溶剂可回收，零排放的优点。

本实用新型采用的技术方案如下：一种低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，包括加热器、热量回收器、冷却器、冷冻器、溶剂收集罐、惰性气体瓶、压缩机、散热器以及循环风机，所述加热器出风口与活性炭箱的进口连接，所述热量回收器为螺旋板式或管壳式换热器，热量回收器用于对脱附废气冷却降温的同时将循环新风预热至℃以上从而实现热量回收目的，热量回收器上设置有热侧进口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口，其中热侧进口与活性炭箱的脱附废气出口连接，热侧出口与冷却器入口连接，冷侧入口与循环风机出口连接，冷侧出口与加热器入口连接；所述冷却器利用空气或冷缺水将脱附废气继续冷却至常温后进入冷冻器，所述溶剂收集罐设置在冷冻器的下方并与冷冻器底部连通用于收集冷凝分离的溶剂；所述冷冻器的出风口与散热器的进风口连接，所述压缩机、冷冻器与散热器为一整套冷冻装置，散热器的出风口与循环风机进风口连接，所述惰性气体瓶输气管接入散热器出风口与循环风机进风口之间连接的管道上，惰性气体瓶补充的惰性气体与冷凝分离干净的惰性气体汇集后利用循环风机驱动循环流动，循环风机出风口与热量回收器冷侧入口连接；所述加热器、冷却器、循环风机、压缩机通过电控箱依靠设定好的程序实现自动化控制。

进一步的，所述热量回收器为螺旋板式或管壳式换热器。

进一步的，所述活性炭箱与热量回收器之间管道上安装有机废气浓度检测仪。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、利用惰性气体作为脱附介质，经过加热、脱附、冷却分离回收溶剂、废热回收预热、加热后再脱附等过程实现密闭循环、能量损耗少；

2、利用惰性气体作为脱附介质可消除爆炸必要条件，有效防止有机气体爆炸；

3、利用惰性气体作为脱附介质，密闭循环脱附，可实现零排放，清洁环保；

4、利用惰性气体作为脱附介质，经冷凝分离可回收纯度较高的有机溶剂，创造一定的经济效益。

附图说明

附图1是本实用新型所述低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，用于脱附净化已经在有机废气净化工艺过程已吸附饱和的活性炭箱10，该回收装置包括加热器1、热量回收器2、冷却器3、冷冻器4、溶剂收集罐5、惰性气体瓶6、压缩机7、散热器8以及循环风机9，所述活性炭箱10中活性碳在有机废气净化工艺过程已吸附饱和，需要脱附再生，为本装置脱附净化工作对象，活性炭箱10采用标准化设计，便于快速拆卸连接；所述加热器1出风口与活性炭箱10的进口连接，加热器1利用电能将惰性气体加热至100-300℃，利用高温对活性炭箱10的活性炭解析脱附，经测试，脱附热风温度为150℃时，本装置运行经济效益最佳；所述热量回收器2为螺旋板式或管壳式换热器，热量回收器2用于对脱附废气冷却降温同时，将循环新风预热至90℃以上从而实现热量回收目的，热量回收器2上设置有热侧进口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口，其中热侧进口与活性炭箱10的脱附废气出口连接，热侧出口与冷却器3入口连接，冷侧入口与循环风机9出口连接，冷侧出口与加热器1入口连接；所述冷却器3利用空气或冷缺水将脱附废气继续冷却至常温后进入冷冻器4，所述溶剂收集罐5设置在冷冻器4的下方并与冷冻器4底部连通用于收集冷凝分离的溶剂；所述冷冻器4将脱附废气冷却至-20℃以下将废气中有机溶剂充分冷凝分离，冷凝成液体的有机溶剂自流进入溶剂收集罐5，所述冷冻器4的出风口与散热器8的进风口连接，所述压缩机7、冷冻器4与散热器8组成一整套空调冷冻装置，冷冻器4中脱附废气冷却释放的热量，在压缩机7的作用下通过冷媒传递至散热器8，散热器8再对冷冻器4出来的分离有机溶剂后的洁净气体从-20℃预热至30℃以上，实现热量回收，散热器8的出风口与循环风机9进风口连接，所述惰性气体瓶6输气管接入散热器8出风口与循环风机9进风口之间连接的管道上，惰性气体瓶6补充的惰性气体与冷凝分离干净的惰性气体汇集后利用循环风机9驱动循环流动，循环风机9出风口与热量回收器2冷侧入口连接，循环风机9将循环风送入热量回收器2冷侧对脱附废气进行冷却，同时预热循环风，热量回收器2冷侧出口与加热器1进口连接，所述加热器1将惰性气体加热至100-300℃后进入活性碳箱10对活性碳进行高温解析脱附，形成一个“循环风加热—活性炭解析脱附—热量回收(循环风预热)—冷却—冷冻分离—散热器预热—风机加压循环—循环风预热(热量回收)—循环风加热”的密闭循环过程；所述加热器1、冷却器(3)、循环风机9、压缩机7通过电控箱(PLC控制)依靠设定好的程序实现自动化控制；所述活性炭箱10与热量回收器2之间管道上安装有机废气(VOC)浓度检测仪11,当浓度检测仪11检测到活性炭箱10出口脱附废气有机废气浓度小于等于设定值(50-500mg/m³范围可调)时，活性碳箱10脱附再生完成，系统停止运行，更换活性碳箱10继续进行脱附再生及回收有机溶剂。

本实用新型的使用方法如下：

1、将活性碳箱10脱附进风口和出风口分别与加热器1出口和热量回收器2热侧入口连接后，打开惰性气瓶6阀门，置换系统中的空气；

2、依次开启循环风机9、压缩机7、加热器1以及冷却器3；压缩机7与冷冻器4、散热器8组成一个空调冷冻系统，根据冷冻器4设定温度(≤-20℃)自动控制压缩机7运行；加热器1根据设定的出口温度自动运行，出口温度根据需要在100-300℃范围内调节；惰性气瓶6释放的惰性气体在循环风机9的驱动下依次经过热量回收器2冷侧、加热器1升至所需脱附温度后进入活性碳箱10进行脱附；

3、从活性碳箱10脱附出来的废气依次经过热量回收器2热侧、散热器3、冷冻器4进行冷却，在冷冻器4冷却至-20℃以下，将废气中所含有机溶剂有效冷凝，冷凝分离的溶剂通过冷冻器4底部管道流入溶剂收集罐5中，净化后的废气与补充的惰性气体混合利用循环风机9驱动循环，直至活性碳箱10完成脱附再生；

4、脱附完成后将溶剂收集罐5中收集的溶剂可回收利用

5、将再生后的活性炭箱10拆卸移除再次应用到有机废气净化工艺中吸附有机废气，本装置更换新的吸附饱和的活性炭箱10继续进行脱附再生溶剂回收作业。

基于上述装置及方法，本实用新型实现吸附净化效率＞96％，VOC排放浓度≤10mg/m³，活性炭箱10脱附再生过程实现零排放。

在不考虑进风风机运行成本、活性炭更换成本，处理废气10000m³/h,VOC浓度200mg/m³的条件下，本装置与主流VOC处理工艺对比如下：

通过上表可以看到，本实用新型装置相比于现有其他利用活性炭吸附净化VOC处理工艺，具有VOC浓度处理范围大，吸附净化效率高，使用年限长，维护成本低，安全系数高的优点。

本实用新型结构紧凑、体积小，利用惰性气体作为脱附介质，经过加热、脱附、冷凝分离回收溶剂、预热、加热等过程实现密闭循环，惰性气体用量少，其中利用惰性气体作为介质可有效防止有机气体爆炸，脱附废气通过多级冷却充分回收有机溶剂创造收益，干净的循环介质依次回收有机溶剂冷却分离过程所释放的热量降低脱附再生能耗，而且该设备吸附净化效率高，使用年限长，维护成本低。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，包括加热器(1)、热量回收器(2)、冷却器(3)、冷冻器(4)、溶剂收集罐(5)、惰性气体瓶(6)、压缩机(7)、散热器(8)以及循环风机(9)，其特征在于：所述加热器(1)出风口与活性炭箱(10)的进口连接，所述热量回收器(2)为螺旋板式或管壳式换热器，热量回收器(2)用于对脱附废气冷却降温的同时将循环新风预热至90℃以上从而实现热量回收目的，热量回收器(2)上设置有热侧进口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口，其中热侧进口与活性炭箱(10)的脱附废气出口连接，热侧出口与冷却器(3)入口连接，冷侧入口与循环风机(9)出口连接，冷侧出口与加热器(1)入口连接；所述冷却器(3)利用空气或冷缺水将脱附废气继续冷却至常温后进入冷冻器(4)，所述溶剂收集罐(5)设置在冷冻器(4)的下方并与冷冻器(4)底部连通用于收集冷凝分离的溶剂；所述冷冻器(4)的出风口与散热器(8)的进风口连接，所述压缩机(7)、冷冻器(4)与散热器(8)为一整套冷冻装置，散热器(8)的出风口与循环风机(9)进风口连接，所述惰性气体瓶(6)输气管接入散热器(8)出风口与循环风机(9)进风口之间连接的管道上，惰性气体瓶(6)补充的惰性气体与冷凝分离干净的惰性气体汇集后利用循环风机(9)驱动循环流动，循环风机(9)出风口与热量回收器(2)冷侧入口连接；所述加热器(1)、冷却器(3)、循环风机(9)、压缩机(7)通过电控箱依靠设定好的程序实现自动化控制。

2.根据权利要求1所述的低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，其特征在于：所述热量回收器(2)为螺旋板式或管壳式换热器。

3.根据权利要求1所述的低能耗活性炭脱附再生和溶剂回收装置，其特征在于：所述活性炭箱(10)与热量回收器(2)之间管道上安装有机废气浓度检测仪(11)。

Images