CN213315025U - 一种微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统。涉及的脱附再生装置，用于微孔吸附材料，其包括脱附器（1）、循环净化吸附器（2）、循环风机（3）、换热器（4）、加热器（5）、冷凝器（6）、溶剂储槽（7）、氮气压力补偿系统（8）、氧含量检测仪（9），置换气体净化器（10）、恒压储气设备（11）、温度监测仪表（12），其中，脱附器、循环净化吸附器、循环风机、换热器、加热器、冷凝器通过循环管道连接，形成闭合回路。其中，恒压储气设备通过泄压管路接入循环管道，并直接位于循环风机之前和之后的位置，其中，氮气压力补偿系统通过管道连接至恒压储气设备，当恒压储气设备内的气体释压排空后，循环管道内压力由氮气压力补偿系统介入控制。

Description

一种微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统

技术领域

本实用新型涉及脱附再生装置，特别涉及用于微孔吸附材料的脱附再生装置的安全控制系统。

背景技术

在现阶段的工业有机废气净化技术体系中，以活性炭为代表的微孔吸附材料吸附回收有机溶剂，是主要的技术组成部分。在该类吸附回收工艺当中，主要以水蒸气和高温氮气等手段进行脱附再生，进而回收有机物并再生吸附材料。水蒸气脱附温度低，仅有100℃左右，对吸附材料脱附过程给热热值高、但升温幅度不足，对高沸点有机物蒸汽压改变量小，溶剂蒸腾缓慢，进而造成脱附不完全；而高温氮气脱附给热温度高，能够满足绝大部分可挥发性有机物的蒸腾脱附，该技术被广泛认可和推广。

高温氮气脱附再生微孔吸附材料，工艺温度可达到300℃。由于微孔吸附材料主要为炭质，同时循环气体中含有高浓度的挥发性有机物，高温条件下为保证不发生起火甚至爆炸，需控制系统内部处于低氧或无氧环境。高温氮气脱附再生装置在内循环再生运行过程中，涉及内部循环管路中的气体加热膨胀和冷凝收缩。其中冷凝过程可能会形成管路负压，进而可能引起环境空气渗透，造成内部管道氧含量快速上升，进一步造成着火隐患。因此装置运行过程需要严格控制系统内氧含量。

其次，高温条件下，微孔吸附材料和不确定种类挥发性有机物可能发生特殊化学反应，引发系统内部的温度二次上升，引发循环管道的压力升高，进一步可能造成装置耐压不足而产生器件损毁或有毒有害气体泄漏等恶性后果。因此需要装置运行过程具备合理有效的温度和压力控制系统。

发明内容

针对上述技术问题中的至少之一，本申请提供了具备完整的包括温度控制、压力控制、氧含量控制、危险情况自动处置程序的的脱附再生装置。

根据本申请的一方面，提供了一种脱附再生装置，用于微孔吸附材料，其特征在于，包括脱附器、循环净化吸附器、循环风机、换热器、加热器、冷凝器、溶剂储槽、氮气压力补偿系统、氧含量检测仪，置换气体净化器、恒压储气设备、温度监测仪表，其中，脱附器、循环净化吸附器、循环风机、换热器、加热器、冷凝器通过循环管道连接，形成闭合回路；其中，恒压储气设备通过泄压管路接入循环管道，并直接位于循环风机之前和之后的位置，其中，氮气压力补偿系统通过管道连接至恒压储气设备，当恒压储气设备内的气体释压排空后，循环管道内压力由氮气压力补偿系统介入控制。

在一个实施方式中，恒压储气设备包括壳体、压力盖板和气囊，其中，所述气囊包括防腐柔性气囊。

在一个实施方式中，压力盖板设置为能够升降。

在一个实施方式中，压力盖板采用重力调节方式控制气囊的压力。

在一个实施方式中，氮气压力补偿系统通过补压管道与恒压储气设备相连。

在一个实施方式中，氮气压力补偿系统为能够调节压力的机械阀组。

在一个实施方式中，恒压储气设备的设定压力高于氮气压力补偿系统的设定压力。

在一个实施方式中，脱附器及循环净化吸附器均包括至少两个温度监测仪表，至少两个温度监测仪表向控制程序传输信号。

根据本实用新型的脱附再生装置，通过使用新颖的机械结构，建立了简单有效的安全控制系统，从而实现高温氮气脱附再生装置运行过程的高度安全性。

附图说明

通过参考附图详细描述本申请的示例性实施方式，本申请的上述及其他方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据本申请的示例性实施方式的脱附再生装置的示意图。

具体实施方式

现在，将在下文中参照示出各实施方式的附图更充分地描述本申请。然而，本申请能以诸多不同的形式来实现，而不应解释为局限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开为透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本申请的范围。在说明书全文和所有附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。

将理解，当元件被称为处于另一元件“上”时，它可直接地处于该另一元件上，或者其间可存在中间元件。相反，当元件被称为直接在另一元件上时，不存在中间元件。

将理解，虽然可在本文中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在没有脱离本文的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

本文使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在进行限制。如本文所使用的那样，除非内容清楚地另行指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。如本文所使用的那样，措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。还将理解，当措辞“包括”在本说明书中使用时指出所阐述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

此外，在本文中可使用诸如“在……下方”或“在……上”以及“在……上方”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，除了附图中所描绘的定向之外，相对术语还旨在涵盖设备的不同定向。例如，如果附图之一中的设备翻转，则描述为在其他元件“下方”的元件于是将定向成在所述其他元件“上方”。示例性术语“下方”或“下面”因此可涵盖上方和下方两个定向。

如本文所使用的，“约”或“近似”包括所阐述的值以及在对于特定值的如由本领域普通技术人员在考虑正在进行的测量和与特定量的测量相关的误差即，测量系统的局限性所确定的可接受偏差范围内的平均值。

除非另行限定，否则本文所使用的全部术语包括技术术语和科学术语具有与由本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解，术语，诸如通常使用的词典中所定义的术语，应解释为具有与它们在相关技术的上下文和本公开中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文明确地限定成这样。

图1示出了根据本申请的示例性实施方式的脱附再生装置的示意图。参照图1，根据本实用新型示例性实施方式的脱附再生装置可包括脱附器1、循环净化吸附器2、循环风机3、换热器4、加热器5、冷凝器6、溶剂储槽7、氮气压力补偿系统8、氧含量检测仪9，置换气体净化器10、恒压储气设备11、温度监测仪表12、以及接入恒压储气设备11的定向泄压管路。

本申请的示例性实施方式的脱附再生装置的工作过程如下：

1.氮气置换阶段：

打开脱附器1的脱附阀门A，打开循环净化吸附器2的吸附阀门C和D，打开换热器4的阀门G和H，打开置换气体排放阀门K，装置其他阀门关闭。

打开氮气管道阀门L，对脱附器和脱附装置管道及所有过风器件进行氮气置换，该过程排放介质为空气，其中含有微量或不含有挥发性有机物，该气体经过置换气体净化器10处理后，安全排放。

2.循环脱附阶段：

打开脱附器1的脱附阀门A和B，打开循环净化吸附器2的脱附阀门E和F，打开净化旁通阀J，打开换热器4的阀门G，装置其他阀门关闭。

开启循环风机3、加热器5，进一步调节加热器5的功率至脱附器脱附进气风温达到设定温度。脱附热氮气进入脱附器1和循环净化吸附器7后，经过换热器4后，进入冷凝器6，然后依次经净化旁通阀J、循环风机3、换热器4、加热器5，热风回到脱附器1和循环净化吸附器2，进行连续循环脱附.脱附器1与循环净化吸附器2同步被热风循环脱附，脱附出来的有机物凝结并回收进入储槽7。

脱附阶段，循环管道内气体受热膨胀，压力升高。当循环管道内压力达到并超过设定压力后，气体向恒压储气设备11释放，储存于恒压储气设备11内的气囊，该气囊承受压力盖板自重压力，与循环管道内压力一致。恒压储气设备11通过泄压管路接入循环管道，并直接位于循环风机3之前和之后的位置。需要说明的是有循环风机3前和循环风机3后是两个最佳接入位置，这是因为这部分管道是常温的并且气体浓度低。

3.循环净化阶段：

在阶段2的阀门位置基础上，打开循环净化吸附器2的吸附阀门C和D，同时关闭循环净化吸附器2的阀门E和F，并关闭净化旁通阀J，循环气路变换为脱附器1、换热器4、冷凝器6、循环净化吸附器2、循环风机3、换热器4、加热器5、脱附器1循环，而循环净化吸附器2被降温后开始吸附净化循环气体中的残留的有机物，直至装置内残留有机物完全被吸附转移入循环净化吸附器2；达到脱附器1内的微孔吸附材料完全脱附的效果。

4.冷却降温阶段：

停止加热器5加热，开启换热器4旁路阀门H，关闭阀门G，脱附器1中热量被循环风带出，被冷凝器6吸收，达到被脱附的微孔吸附材料降温的效果。

降温过程中，循环管道内气体逐渐冷却收缩，压力降低，恒压储气设备11内的高浓度有机气体向循环管道进行补偿，保持管道内压力恒定，这部分补偿气体中有机物被循环净化吸附器2吸附。当恒压储气设备11内的气体全部释放完毕，循环管道内压力由氮气压力补偿系统8介入控制。恒压储气设备11的设定压力高于氮气压力补偿系统8的设定压力。换言之，恒压储气设备11的压力控制功能优先于氮气压力补偿系统8。

再生装置脱附运行全过程，循环管道内氧含量受氧含量检测仪9监控，控制管道内氧含量不超过3%。PLC程序设定氧含量报警限值和急停限值，当循环管道氧含量达到设定报警限值，程序发出报警信号，同时装置打开置换气体排放阀门K，打开氮气管道阀门L，对装置管道及所有过风器件进行强制氮气置换。当循环管道氧含量达到设定限值，装置紧急停车，所有阀门自动关闭，循环风机3和加热器5停止工作。

再生装置脱附运行全过程，脱附器1和循环净化吸附器2始终处于温度监控下。PLC程序设定温度报警限值和急停限值。当脱附器1或循环净化吸附器2的温度达到设定报警限值，程序发出报警信号，装置加热器5停止工作。当脱附器1或循环净化吸附器2的温度达到设定报警限值，程序控制装置所有阀门自动关闭，循环风机3停止工作。

本发明通过压力控制、温度控制、氧含量控制以及PLC程序集成的控制系统，能够保证再生装置运行过程的管道压力稳定，保证了循环管道处于低氧或无氧条件，避免着火及爆炸；同时对意外导致的超温、超压情况进行程序自动处置，保证系统运行安全。

尤其是，氮气压力补偿系统8，通过连接恒压储气设备11，进一步连接系统管路，形成单通道双作用的压力控制模式，能够有效规避两个压力控制点位产生意外干扰，进而发生循环管道压力失控。

虽然本文已经描述某些示例性实施方式和实施例，但是通过如上的描述，其他实施方式和修改将是明显的。在不背离本申请教导的情况下，本领域技术人员可对本申请的实施方式做出各种改变和修改。因此，本实用新型构思不限于这些实施方式，而是由所附权利要求及各种明显的修改和等同布置的更宽范围来限定。

Claims (8)

1.一种微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，涉及的脱附再生装置，用于微孔吸附材料，其特征在于，包括脱附器（1）、循环净化吸附器（2）、循环风机（3）、换热器（4）、加热器（5）、冷凝器（6）、溶剂储槽（7）、氮气压力补偿系统（8）、氧含量检测仪（9），置换气体净化器（10）、恒压储气设备（11）、温度监测仪表（12），其中，脱附器（1）、循环净化吸附器（2）、循环风机（3）、换热器（4）、加热器（5）、冷凝器（6）通过循环管道连接，形成闭合回路；其中，恒压储气设备（11）通过泄压管路接入循环管道，并直接位于循环风机（3）之前和之后的位置，其中，氮气压力补偿系统（8）通过管道连接至恒压储气设备（11），当恒压储气设备（11）内的气体释压排空后，循环管道内压力由氮气压力补偿系统（8）介入控制。

2.如权利要求1所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，恒压储气设备（11）包括壳体、压力盖板和气囊，其中，所述气囊包括防腐柔性气囊。

3.如权利要求2所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，压力盖板设置为能够根据储气体积自由升降。

4.如权利要求3所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，压力盖板采用重力调节方式控制气囊的压力。

5.如权利要求1所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，氮气压力补偿系统（8）通过补压管道与恒压储气设备（11）相连。

6.如权利要求1所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，氮气压力补偿系统（8）为能够调节压力的机械阀组。

7.如权利要求6所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，恒压储气设备（11）的设定压力高于氮气压力补偿系统（8）的设定压力。

8.如权利要求1所述的微孔吸附材料脱附再生装置的安全控制系统，其特征在于，脱附器（1）及循环净化吸附器（2）均包括至少两个温度监测仪表（12），至少两个温度监测仪表（12）向控制程序传输信号。

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