CN217568099U - 一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及废气处理的技术领域，尤其是涉及一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备。该一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，包括吸附装置、脱附装置和溶剂回收装置，吸附装置包括相互连接的吸附风机和吸附器，脱附装置包括依次连接的氮气发生器、脱附风机和加热器，吸附器和加热器连接；溶剂回收装置包括换热器和冷凝器，吸附器和脱附风机均与换热器连接，脱附气从吸附器流至换热器后流经冷凝器，脱附气再从冷凝器流回换热器并流至脱附风机。本申请提供了一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，实现了氮气的循环利用，减少了氮气的使用量，节省了脱附过程的能耗，不凝气回到吸附器可再次被吸附，提高了整个设备的净化效率。

Description

一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备

技术领域

本申请涉及废气处理的技术领域，尤其是涉及一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备。

背景技术

目前，有机废气的治理技术主要有回收技术和销毁技术。活性炭吸附是回收技术的一种，但是只进行吸附的话，活性炭吸附到一定的阶段就会达到饱和，无法再进行吸附，这时就需要更换活性炭或者对活性炭进行脱附。现有的脱附方式主要有三种，一种是催化燃烧方式，但是这种方式存在安全隐患，脱附温度一般控制在100℃左右，无法将废气中高沸点的物质脱附干净，导致活性炭吸附效果越来越差，活性炭更换频繁，设备运行成本高。第二种是蒸汽脱附，主要是通入蒸汽对活性炭进行脱附，可对溶剂进行回收再利用，但是这种方式会产生大量的废水，后期处理成本高，并且刚脱附完，活性炭残留有水份，会影响下次吸附刚开始时的效果。第三种是氮气脱附，氮气脱附设备成本低，也不会产生大量废水，是一种相对低成本、环保的脱附方式。

但是现有的氮气脱附方式，氮气使用量大，脱附能耗高，无法满足日趋严格的环保节能要求。

实用新型内容

为了改善上述背景技术中提出的氮气使用量大的问题，本申请提供一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备。

本申请提供的一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备采用如下的技术方案：

一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，包括吸附装置、脱附装置和溶剂回收装置，所述吸附装置包括相互连接的吸附风机和吸附器，所述脱附装置包括依次连接的氮气发生器、脱附风机和加热器，所述吸附器和所述加热器连接；所述溶剂回收装置包括换热器和冷凝器，所述吸附器和所述脱附风机均与所述换热器连接，脱附气从所述吸附器流至所述换热器后流经所述冷凝器，脱附气再从所述冷凝器流回所述换热器并流至所述脱附风机。

通过采用上述技术方案，氮气发生器产生的氮气被脱附风机送至加热器加热后流入吸附器中，加热的氮气使得吸附在吸附器上的废气脱离吸附器，并随氮气一起进入换热器，脱附气在换热器处进行第一次换热降温，部分有机废气冷凝，随后脱附气流经冷凝器进行第二次换热降温，使得有机废气进一步冷凝，不凝的气体再流回至换热器中并流向脱附风机，进入下一次脱附循环，氮气的循环利用减少了氮气的使用量，节省了脱附过程的能耗，不凝气回到吸附器可再次被吸附，提高了整个设备的净化效率。

优选的，所述吸附器有三个，三个所述吸附器并联。

通过采用上述技术方案，三个吸附器并联，当其中两个吸附器进行吸附时，另一个可进行脱附过程，使得吸附与脱附交替进行，提高了设备整体的净化效率。

优选的，所述脱附装置还包括氧含量检测仪，所述氮气发生器和所述脱附风机之间设置有氮气控制阀门。

通过采用上述技术方案，氧含量检测仪能够对设备中的氧气浓度进行检测，在进行脱附前，打开脱附风机、氮气发生器和氮气控制阀门，使得氮气对吸附器和管道内的空气进行置换，结合氧含量检测仪控制设备内的氧气浓度低于1%，再进行脱附，能够减少脱附时着火的风险，保证系统安全稳定地运行。

优选的，所述氮气发生装置和所述吸附器之间设置有冷却管，所述冷却管上设置有冷却阀门。

通过采用上述技术方案，脱附完成后，若吸附器内的吸附介质温度过高，再次吸附时会降低吸附介质的吸附效果，通过控制冷却阀门使得冷氮气从冷却管进入吸附器内给吸附介质降温，有利于提高吸附介质的吸附效率。

优选的，所述冷凝器连接有冷冻机组，所述冷冻机组为所述冷凝器提供冷却液。

通过采用上述技术方案，冷冻机组能够为冷凝器提供低温的冷却液，便于使得有机废气冷凝，提高溶剂回收率和纯度。

优选的，所述吸附器内设置有活性碳纤维。

通过采用上述技术方案，活性炭纤维相较于常用的活性炭颗粒，比表面积更大，吸附和脱附速度更快，可节省脱附过程能耗。

优选的，所述吸附风机前连接有过滤器。

通过采用上述技术方案，废气经过过滤器后，废气中的颗粒物尺寸会被控制在5μm以下，使得在后续进行吸附处理时，废气中的颗粒物不易阻塞住吸附介质的吸附孔，以便吸附介质长期保持较高的吸附效果。

综上所述，与相关技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型经过冷凝的不凝气体流回脱附风机，进入下一次脱附循环，氮气的循环利用减少了氮气的使用量，节省了脱附过程的能耗，不凝气回到吸附器可再次被吸附，提高了整个设备的净化效率。

2.本实用新型设置三个吸附器并联，当其中两个吸附器进行吸附时，另一个可进行脱附过程，使得吸附与脱附交替进行，提高了设备整体的净化效率。

3.本实用新型设置换热器和冷凝器，换热器中有机废气初步冷凝，冷凝器中尤其废气进一步冷凝，冷冻机组能够为冷凝器提供低温冷却液，便于使得有机废气冷凝，提高了溶剂回收率和纯度。

附图说明

图1是净化设备的整体结构示意图。

附图标记说明：1、过滤器；2、吸附风机；3、吸附控制阀门；4、吸附器；5、烟囱；6、氮气发生器；7、氮气控制阀门；8、脱附风机；9、加热器；10、脱附控制阀门；11、换热器；12、冷凝器；13、溶剂槽；14、冷冻机组；15、冷却管；16、冷却阀门。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请实施例公开了一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，包括吸附装置、脱附装置和溶剂回收装置。吸附装置包括过滤器1、吸附风机2、吸附控制阀门3、吸附器4和烟囱5；脱附装置包括氮气发生器6、氮气控制阀门7、脱附风机8、加热器9和脱附控制阀门10；溶剂回收装置包括换热器11、冷凝器12、溶剂槽13和冷冻机组14。

参照图1，过滤器1、吸附风机2、吸附器4和烟囱5依次连接，吸附控制阀门3在吸附器4的入口和出口处均有设置。有机废气经收集后先进入过滤器1进行过滤，过滤干净后的气体通过吸附风机2提供动力，吸附控制阀门3控制气体流入吸附器4进行吸附处理，通过吸附器4吸附废气中的VOC气体后从烟囱5达标排放。

参照图1，过滤器1包括粗效、中效以及高效三级过滤，以便对废气中的颗粒物进行过滤处理，废气经过过滤器1后，废气中的颗粒物浓度会被控制在5μm以下，从而在后续进行吸附处理时，使得废气中的颗粒物不易阻塞住吸附介质的吸附孔，以便吸附介质长期保持较高的吸附效果。

参照图1，吸附器4有三个，三个吸附器4相互并联，当其中两个吸附器4进行吸附过程时，另一个吸附器4进行脱附过程，吸附与脱附交替进行，有利于提高吸附和脱附的效率。吸附器4内设置有吸附介质，吸附介质选用活性炭纤维，相较于常用的活性炭颗粒，比表面积更大，吸附和脱附速度更快，可节省脱附过程能耗。氮气脱附再生，不会对活性碳纤维的形态和品质产生影响，而降低其吸附性能，活性炭可多次循环使用。

参照图1，氮气发生器6、氮气控制阀门7、脱附风机8和加热器9通过管道依次连接，加热器9和吸附器4之间也通过管道连接，并且吸附器4的入口和出口处均设置有脱附控制阀门10，脱附控制阀门10可控制活性碳纤维的脱附过程。对吸附饱和的吸附器4进行热脱附，通过氮气发生器6向管道中通入惰性气体氮气，氮气脱附可将脱附温度设置在160℃-200℃，能够对碳纤维吸附的高、低沸点有机物进行快速彻底脱附，使碳纤维得到彻底有效再生。

参照图1，氮气发生装置和吸附器4之间设置有冷却管15，冷却管15上安装有冷却阀门16。脱附完成后，若吸附器4内的活性炭纤维温度过高，再次吸附时会降低活性炭纤维的吸附效果，通过控制冷却阀门16使得冷氮气从冷却管15进入吸附器4内给活性炭纤维降温，有利于提高活性炭纤维的吸附效率。

参照图1，脱附装置还包括氧含量检测仪、多个温度传感器和压力传感器，实时监测系统内压力和温度变化，氧含量检测仪实时监控设备内的氧含量的变化，当脱附系统中氧含量＞1.5％时发出警报，并关闭氮气控制阀门7、脱附风机8和加热器9，打开冷却阀门16，对活性炭纤维进行冷却降温。冷却降温过程完成后进行氮气置换，当氧含量≤1％时，重新开启脱附操作。

参照图1，在对活性炭纤维进行氮气脱附前，打开脱附风机8、氮气发生器6和氮气控制阀门7，氮气发生器6产生的氮气通过氮气控制阀门7先对管道和吸附器4进行氮气置换，排除内部空气，结合氧含量检测仪控制整个管路内的氧气浓度低于1％，再用加热后的氮气对活性碳纤维脱附时，可确保脱附无着火的风险，有利于保证系统安全稳定运行。置换工作完成后，打开加热器9对氮气进行加热升温到180℃后，将高温氮气送入吸附器4对活性炭纤维进行高温脱附，脱附下来的高浓度废气进入溶剂回收装置进行溶剂冷凝回收。

参照图1，换热器11靠近冷凝器12设置，吸附器4和脱附风机8均与换热器11连接，脱附气从吸附器4流至换热器11后流经冷凝器12，再从冷凝器12流回换热器11并流至脱附风机8。溶剂槽13和冷冻机组14均与冷凝器12连接，溶剂槽13可收集冷凝后的溶剂，冷冻机组14则为冷凝器12提供低温的冷却液。

参照图1，经过高温氮气脱附下来的小风量高浓度废气先引至换热器11，换热器11内具有通过凉水塔提供的常温水，可对有机废气进行冷凝回收，未冷凝下来的有机气体随后进入冷凝器12，通过冷冻机组14提供低温水进行深度冷凝回收溶剂，进一步将高浓度有机废气冷凝，从而达到提高溶剂回收量的目的，冷凝下来的溶剂进入溶剂槽13，定期利用输送泵将回收溶剂输送至指定位置，大大减少了废水和二次污染物的产生。

本实施例的实施原理为：氮气发生器6产生的氮气被脱附风机8送至加热器9加热后流入吸附器4中，加热的氮气使得吸附在吸附器4上的废气脱离吸附器4，并随氮气一起进入换热器11，脱附气在换热器11处进行第一次换热降温，部分有机废气冷凝，随后脱附气流经冷凝器12进行第二次换热降温，使得有机废气进一步冷凝，不凝的气体再流回至换热器11中并流向脱附风机8，进入下一次脱附循环，氮气的循环利用减少了氮气的使用量，节省了脱附过程的能耗，不凝气回到吸附器4可再次被吸附，提高了整个设备的净化效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，其特征在于：包括吸附装置、脱附装置和溶剂回收装置，所述吸附装置包括相互连接的吸附风机(2)和吸附器(4)，所述脱附装置包括依次连接的氮气发生器(6)、脱附风机(8)和加热器(9)，所述吸附器(4)和所述加热器(9)连接；所述溶剂回收装置包括换热器(11)和冷凝器(12)，所述吸附器(4)和所述脱附风机(8)均与所述换热器(11)连接，脱附气从所述吸附器(4)流至所述换热器(11)后流经所述冷凝器(12)，脱附气再从所述冷凝器(12)流回所述换热器(11)并流至所述脱附风机(8)，脱附气再从所述脱附风机(8)流经所述加热器(9)后进入所述吸附器(4)；

所述氮气发生器(6)和所述吸附器(4)之间设置有冷却管(15)，所述冷却管(15)上设置有冷却阀门(16)；

所述冷凝器(12)连接有冷冻机组(14)，所述冷冻机组(14)为所述冷凝器(12)提供冷却液；

所述吸附风机(2)前连接有过滤器(1)。

2.根据权利要求1所述的一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，其特征在于：所述吸附器(4)有三个，三个所述吸附器(4)并联。

3.根据权利要求1所述的一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，其特征在于：所述脱附装置还包括氧含量检测仪，所述氮气发生器(6)和所述脱附风机(8)之间设置有氮气控制阀门(7)。

4.根据权利要求1所述的一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备，其特征在于：所述吸附器(4)内设置有活性碳纤维。

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