CN212999203U

CN212999203U - 一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置

Info

Publication number: CN212999203U
Application number: CN202021252852.7U
Authority: CN
Inventors: 罗水源; 罗福坤; 吴清阳; 林晓凤
Original assignee: Fujian Haoyang Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Fujian Haoyang Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2030-07-01

Abstract

本实用新型涉及一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，特别涉及有机废气处理设备技术领域。本实用新型包括表冷过滤器、主风机、两个以上的固定吸附床、氮气进入管、三通阀、循环脱附风机、高效冷凝器、溶剂储槽、在线氧含量分析仪、换热器、排放烟囱、废气进入管、进气总管、饱和水蒸气进入管、排气总管、排水总管，本装置根据系统运行时的热量需求，通过加热器与活性炭吸附床的有效结合，减小了系统在运行过程中的热量的浪费，可大大减少企业的投资成本及运行费用。

Description

一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理设备技术领域，特别涉及于一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置。

背景技术

节能减排，大势所趋。有效的进行溶剂回收治理，不仅能解决环境污染问题，保护人类健康，同时有利于降低生产成本，产生巨大的经济效益。这对于推动循环经济的发展和建立可持续发展的社会具有很重大的现实意义。当前，伴随着有机废气治理工艺的不断深化，对溶剂回收工艺技术高效节能性的要求也不断提高，因此如何在保证对有机废气进行有效的回收治理的同时，降低企业的投资成本及运行成本，已成为一个重要的课题，因此，开发节能型脱附回收工艺，不仅能回收利用有机废气，实现污染零排放，而且降低能耗，节约运行费用，对于提高市场竞争力具有重要作用。

近年来，国内开发了一种以惰性气体氮气作为脱附介质的溶剂回收工艺，该技术成功的解决了传统水蒸气脱附存在的缺点，大大扩宽了溶剂回收的使用范围，但该法存在能耗大，运行费用高的缺点。目前氮气脱附回收系统通过加热器加热到设定的脱附温度后再引入吸附床吹扫炭层，实现炭层的高温解吸，根据多个项目运行数据显示，加热器出口温度与炭层温度相差8~15℃，存在较大的热量损失。

实用新型内容

（1）要解决的技术问题

本实用新型提供一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，克服了目前氮气脱附回收系统通过加热器加热到设定的脱附温度后再引入吸附床吹扫炭层，实现炭层的高温解吸，加热器出口温度与炭层温度相差8~15℃，存在较大的热量损失的缺点。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，包括表冷过滤器、主风机、两个以上的固定吸附床、氮气进入管、三通阀、循环脱附风机、高效冷凝器、溶剂储槽、在线氧含量分析仪、换热器、排放烟囱、废气进入管、进气总管、饱和水蒸气进入管、排气总管、排水总管，所述表冷过滤器一端连接有所述废气进入管，所述表冷过滤器另一端通过管道与主风机一端相连，所述主风机另一端连接有所述进气总管，每个所述固定吸附床内均设有活性炭层，所述活性炭层内设有蒸汽换热管，每个所述固定吸附床上均设有吸附入口、吸附出口、脱附入口、脱附出口，每个所述吸附入口分别通过管道与所述进气总管相连通，每个所述吸附出口分别通过管道与所述排气总管相连通，所述排气总管与所述排放烟囱相连通，每个所述蒸汽换热管的入口分别通过管道与所述饱和水蒸气进入管相连通，每个所述蒸汽换热管的出口分别通过管道与所述排水总管相连，每个所述脱附出口通过管道与所述三通阀的进口相连，所述三通阀其中的一个出口通过管道与所述换热器的入口相连，所述三通阀另一个出口通过管道与废气进入管相连通，所述换热器的出口通过管道与所述循环脱附风机一端相连，所述循环脱附风机另一端通过管道与所述高效冷凝器一端相连，所述高效冷凝器另一端通过管道与所述在线氧含量分析仪一端相连，所述在线氧含量分析仪另一端通过管道与所述换热器一端相连，所述换热器另一端通过管道与所述脱附入口相连，所述换热器的出口与所述循环脱附风机的连接管道的一侧连接有所述氮气进入管，所述溶剂储槽与所述高效冷凝器相连通。

优选地，所述吸附入口与所述进气总管的连接管道上设有第一控制阀，所述吸附出口与所述排气总管的连接管道上设有第二控制阀。

优选地，所述脱附入口与所述换热器的连接管道上设有第三控制阀，所述脱附出口与所述三通阀的连接管道上设有第四控制阀。

优选地，所述饱和水蒸气进入管与所述蒸汽换热管的连接管道上设有第五控制阀。

优选地，所述氮气进入管上设有第六控制阀。

（3）有益效果

本实用新型提供一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，克服了目前氮气脱附回收系统通过加热器加热到设定的脱附温度后再引入吸附床吹扫炭层，实现炭层的高温解吸，加热器出口温度与炭层温度相差8~15℃，存在较大的热量损失的缺点。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：（1）采用直接加热的方式，减小系统运行中热量的损失，降低投资成本；（2）充分利用系统热量需求，大大减小了系统运行费用及投资成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记为：1-表冷过滤器、2-主风机、3-固定吸附床、31-活性炭层、32-蒸汽换热管、33-吸附入口、34-吸附出口、35-脱附入口、36-脱附出口、4-氮气进入管、5-三通阀、6-循环脱附风机、7-高效冷凝器、8-溶剂储槽、9-在线氧含量分析仪、10-换热器、11-排放烟囱、12-废气进入管、13-进气总管、14-饱和水蒸气进入管、15-排气总管、16-排水总管、17-第一控制阀、18-第二控制阀、19-第三控制阀、20-第四控制阀、21-第五控制阀、22-第六控制阀。

具体实施方式

结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型所述的一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，包括表冷过滤器1、主风机2、两个以上的固定吸附床3、氮气进入管4、三通阀5、循环脱附风机6、高效冷凝器7、溶剂储槽8、在线氧含量分析仪9、换热器10、排放烟囱11、废气进入管12、进气总管13、饱和水蒸气进入管14、排气总管15、排水总管16，所述表冷过滤器1一端连接有所述废气进入管12，所述表冷过滤器1另一端通过管道与主风机2一端相连，所述主风机2另一端连接有所述进气总管13，每个所述固定吸附床3内均设有活性炭层31，所述活性炭层31内设有蒸汽换热管32，每个所述固定吸附床3上均设有吸附入口33、吸附出口34、脱附入口35、脱附出口36，每个所述吸附入口33分别通过管道与所述进气总管13相连通，每个所述吸附出口34分别通过管道与所述排气总管15相连通，所述排气总管15与所述排放烟囱11相连通，每个所述蒸汽换热管32的入口分别通过管道与所述饱和水蒸气进入管14相连通，每个所述蒸汽换热管32的出口分别通过管道与所述排水总管16相连，每个所述脱附出口通过管道与所述三通阀5的进口相连，所述三通阀5其中的一个出口通过管道与所述换热器10的入口相连，所述三通阀5另一个出口通过管道与废气进入管12相连通，所述换热器10的出口通过管道与所述循环脱附风机6一端相连，所述循环脱附风机6另一端通过管道与所述高效冷凝器7一端相连，所述高效冷凝器7另一端通过管道与所述在线氧含量分析仪9一端相连，所述在线氧含量分析仪9另一端通过管道与所述换热器10一端相连，所述换热器10另一端通过管道与所述脱附入口35相连，所述换热器10的出口与所述循环脱附风机6的连接管道的一侧连接有所述氮气进入管4，所述溶剂储槽8与所述高效冷凝器7相连通。

所述吸附入口33与所述进气总管13的连接管道上设有第一控制阀17，所述吸附出口34与所述排气总管15的连接管道上设有第二控制阀18，所述脱附入口35与所述换热器10的连接管道上设有第三控制阀19，所述脱附出口36与所述三通阀5的连接管道上设有第四控制阀20，所述饱和水蒸气进入管14与所述蒸汽换热管32的连接管道上设有第五控制阀21，所述氮气进入管4上设有第六控制阀22。

具体操作步骤如下：

一、有机废气通过引风风机进入表冷过滤器1进行预处理，经过预处理后的有机废气被送入到其中一个固定吸附床3中进行吸附。其他的固定吸附床3此时处于脱附再生阶段或者备用阶段。

根据治理的风量大小，设置多个吸附床，一个固定吸附床3进行脱附状态时，另外的固定吸附床3处于吸附状态，它们通过吸附的时间差进行吸附与脱附间的切换，保证净化系统可连续运转；

二、其中一个的固定吸附床3吸附一段时间后到达穿透点时，关闭其中一个固定吸附床3的第一控制阀17和第二控制阀18，打开其中一个固定吸附床3的第三控制阀和第四控制阀20，使其中一个固定吸附床3进入脱附。此时，其他的固定吸附床3的第一控制阀17和第二控制阀18打开，第三控制阀和第四控制阀20关闭，其他的固定吸附床3准备进入吸附。

三、其中一个的固定吸附床3进入脱附阶段：脱附前需用纯度≥99%的氮气置换脱附系统内的气体，置换出来的气体经三通阀5送入固定吸附床3吸附净化后外排，确保污染零排放。当在线氧含量监测仪检测系统氧浓度小于2%时，切换三通阀5，使形成密闭的循环脱附系统。通过往密闭循环脱附系统内充入氮气，使脱附系统压力达到5~10kpa后关闭第六控制阀22，启动循环脱附风机6，打开第五控制阀21，开启高效冷凝器7，系统进入脱附回收阶段。

通过饱和水蒸气进入管14往蒸汽换热管32中通入饱和水蒸气，固定吸附床3内的活性炭层31经蒸汽快速加热后，吸附在活性炭内部的有机组分自活性炭中脱离下来，并随着循环系统内氮气一起进入后端换热器10进行初步的降温后再进入高效冷凝器7进行冷凝回收，未凝气体再送入换热器10加热后经循环风机6重新送入固定吸附床3中进行再解吸。

系统通过配置压力传感器与补氮阀来联锁控制系统内压力，确保脱附过程中脱附系统处于正压状态。

根据脱附系统热量需求，通过换热器10实现自活性炭中解吸出来的高温气体与高效冷凝器7后端不凝性气体的热交换，其主要功能有两个方面：一方面对高温解吸气进行初步降温，有利于降低后端冷凝器的热负荷，节约冷凝设备的投资成本及冷媒的耗量；另一方面可对冷凝后的气体进行初步加热，从而降低后端蒸气换热器的热负荷，大大节约饱和水蒸气的耗量。

四、当达到设定脱附时间后，系统进行密闭循环降温，使活性炭炭层温度降低至吸附剂吸附的工作温度以便于下一循环的吸附使用。

五、步骤一、二、三、四循环进行。

以上所述的实施例仅表达了对本实用新型优选实施方式，其描述较为具体和详细，但本实用新型不仅限于这些实施例，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说。在未脱离本实用新型宗旨的前提下，所为的任何改进均落在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，其特征在于，包括表冷过滤器（1）、主风机（2）、两个以上的固定吸附床（3）、氮气进入管（4）、三通阀（5）、循环脱附风机（6）、高效冷凝器（7）、溶剂储槽（8）、在线氧含量分析仪（9）、换热器（10）、排放烟囱（11）、废气进入管（12）、进气总管（13）、饱和水蒸气进入管（14）、排气总管（15）、排水总管（16），所述表冷过滤器（1）一端连接有所述废气进入管（12），所述表冷过滤器（1）另一端通过管道与主风机（2）一端相连，所述主风机（2）另一端连接有所述进气总管（13），每个所述固定吸附床（3）内均设有活性炭层（31），所述活性炭层（31）内设有蒸汽换热管（32），每个所述固定吸附床（3）上均设有吸附入口（33）、吸附出口（34）、脱附入口（35）、脱附出口（36），每个所述吸附入口（33）分别通过管道与所述进气总管（13）相连通，每个所述吸附出口（34）分别通过管道与所述排气总管（15）相连通，所述排气总管（15）与所述排放烟囱（11）相连通，每个所述蒸汽换热管（32）的入口分别通过管道与所述饱和水蒸气进入管（14）相连通，每个所述蒸汽换热管（32）的出口分别通过管道与所述排水总管（16）相连，每个所述脱附出口通过管道与所述三通阀（5）的进口相连，所述三通阀（5）其中的一个出口通过管道与所述换热器（10）的入口相连，所述三通阀（5）另一个出口通过管道与废气进入管（12）相连通，所述换热器（10）的出口通过管道与所述循环脱附风机（6）一端相连，所述循环脱附风机（6）另一端通过管道与所述高效冷凝器（7）一端相连，所述高效冷凝器（7）另一端通过管道与所述在线氧含量分析仪（9）一端相连，所述在线氧含量分析仪（9）另一端通过管道与所述换热器（10）一端相连，所述换热器（10）另一端通过管道与所述脱附入口（35）相连，所述换热器（10）的出口与所述循环脱附风机（6）的连接管道的一侧连接有所述氮气进入管（4），所述溶剂储槽（8）与所述高效冷凝器（7）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，其特征在于，所述吸附入口（33）与所述进气总管（13）的连接管道上设有第一控制阀（17），所述吸附出口（34）与所述排气总管（15）的连接管道上设有第二控制阀（18）。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，其特征在于，所述脱附入口（35）与所述换热器（10）的连接管道上设有第三控制阀（19），所述脱附出口（36）与所述三通阀（5）的连接管道上设有第四控制阀（20）。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，其特征在于，所述饱和水蒸气进入管（14）与所述蒸汽换热管（32）的连接管道上设有第五控制阀（21）。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能的氮气脱附回收有机溶剂装置，其特征在于，所述氮气进入管（4）上设有第六控制阀（22）。