CN217829472U - 复合阵列式废气吸附浓集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合阵列式废气吸附浓集装置，进一步涉及一种用吸附法浓集有挥发性机污染物的废气处理装置，包括吸附部和再生部。吸附部设置多个并行的包括多层吸附单元的吸附模块，吸附单元功能上为一个固定吸附床，废气穿过吸附模块时污染物被吸附单元内的吸附剂吸附净化后排出。再生部设置一个以上包括多层层叠吸附单元的脱附模块，脱附气体通过脱附模块时吸附单元内的污染物被脱附并由脱附气体携带流出，达到废气浓缩的目的，吸附剂实现脱附再生。吸附单元通过机械装置在吸附部和再生部之间传递，并在吸附和脱附过程中有序循环流转。该装置可以通过调整吸附单元在整个装置中的循环流转周期与脱附模块的脱附风量适应处理目标气体风量、浓度的大幅度变化，并可有效解决大流量气体吸附浓集装置吸附作业的高风阻和脱附作业的低工作效率问题。

Description

复合阵列式废气吸附浓集装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体吸附浓集装置，进一步涉及一种用吸附法浓集挥发性有机污染物的废气处理装置。

背景技术

“空速”在技术上是借用化学领域催化剂在催化反应效率上的一个技术指标，是指规定的条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，环保领域把催化剂换成了吸附剂，单位通常为m³/(m³催化剂·h)，可简化为h^-1。

在大流量固定床气体吸附浓集装置中，吸附床的风阻是一个显著影响整个系统能耗的影响因素。在保持一定空速的前提下减小吸附床的厚度、降低气流速度可以显著减小吸附床的风阻，而去除效率仍能得到保障。

专利文件CN110013736A公开的一种吸附分离装置中，包括分别由多个吸附单元组成的吸附序列、脱附序列和热再生序列三个功能处理模块。该装置可以实现污染物变温吸附法处理过程中极高的去除效率、极高的污染物浓缩比例和最大限度的热利用效率。

实用新型内容

背景技术方案中吸附序列、脱附序列和热再生序列在吸附单元的有序流动中采用单一串联方式。在具体应用中，由于吸附过程的吸附质通常浓度很低，吸附气体流量和脱附气体流量的比值通常在几十到几百，甚至高达几千，这也正是该装置高浓缩比例的技术优势所在。为了实现高浓缩比和各吸附功能模块之间吸附单元的的流动平衡，脱附和热再生只能以极小的流量低效工作。吸附功能模块风量大风速高，高风阻问题更加突出。分配在吸附序列、脱附序列和热再生序列中的吸附单元数量相差无几，设备的资源在脱附序列和热再生序列处于极低效率利用状态。

本实用新型通过独特的机械结构解决了上述问题。

本实用新型公开了一种复合阵列结构气体吸附浓集装置，有效解决了大流量气体吸附浓集装置吸附作业的高风阻和脱附再生作业的低工作效率问题。

参见附图1-6，这种气体吸附浓集装置包括吸附部1和再生部2。

参见附图1。关于吸附部1，具体包括壳体12、吸附气体进口121、吸附气体排口122、吸附阵列总成11、吸附单元转入位13和吸附单元转出位14。吸附阵列总成11并列设置多个至少包括一层吸附单元110的吸附模块111，将壳体围成的空间分割成进气分配箱123和排气汇集箱124。吸附气体进口与进气分配箱连通，吸附气体排口与排气汇集箱连通。该装置工作时，来自气体收集装置15的吸附气体由吸附气体进口进入进气分配箱，并行穿过吸附阵列总成上的吸附模块，变成处理后的洁净气体进入排气汇集箱并由吸附气体排口排向排放烟囱16。吸附阵列总成还包括了一套机械支持与转运装置112，其功能是机械支持各吸附模块使之成为隔离进气分配箱和排气汇集箱的完整屏障，依序将完成吸附的吸附单元从吸附功能位的吸附模块内移至转出位13，并将完成再生处理的吸附单元从转入位14移至吸附功能位吸附模块内。

吸附模块的优化方案是包括多层吸附单元，吸附模块位于进气分配箱一侧的一端称为头端1111，位于排气汇集箱一侧的一端称为尾端1112。机械支持与转运装置将吸附单元从吸附模块头端移至吸附单元转出位，并将完成再生处理的吸附单元从吸附单元转入位移至吸附模块尾端。吸附单元在吸附模块内从尾端向头端移动。

参见附图1-2。关于再生部2，包括至少一个脱附模块20。每个脱附模块包括脱附模块壳体21、脱附气体进口212、脱附气体排口213、脱附气体加热器22、吸附单元脱附列23、吸附单元热回收列24、吸附单元接收通道25、吸附单元发送通道26和相应的机械移动装置。吸附单元脱附列23和吸附单元热回收列24由多个层叠的吸附单元构成。来自脱附气体供应装置27的脱附气体按脱附气体进口-吸附单元热回收列-脱附气体加热器-吸附单元脱附列-脱附气体排口的顺序通过再生模块送往脱附气处理装置(图中以RTO为例)。机械移动装置将吸附单元按吸附单元接收通道-吸附单元脱附列-吸附单元热回收列-附单元发送通道的顺序在脱附模块内移动。

再生部的吸附单元接收通道和吸附单元发送通道分别与吸附部的吸附单元转出位和吸附单元转入位功能对接。两部分对接处吸附气体与脱附气体相对隔离，这种隔离可以由连接在吸附部和再生部之间并在两侧分别设置了阀门的过渡舱实现。

吸附阵列总成可以采用链轮结构。每个吸附模块作为一个链节的附件，所有吸附模块可以在链轮上循环转动。

链轮结构可以根据吸附气体的流量设置链节的数量，从而调整吸附模块的数量。

参见附图3，再生部可以设置两个或更多的脱附模块20。当多个脱附模块同时工作时，需要按适当的间隔协调从吸附部转出的吸附单元在各个脱附模块之间的分配并用相同的方式转回吸附部。

参见附图4-5，脱附模块可以设置成倒U字形结构，脱附气体加热器22在上，吸附单元脱附列23和吸附单元热回收列24分列两侧下方。进入脱附模块的脱附气体吸收吸附单元热回收列已完成脱附的吸附单元内的热量得到预热，再由空气加热器加热到预定脱附温度，然后对吸附单元脱附列加热脱附，同时脱附气体被冷却，携带吸附质离开脱附模块。同样，经过脱附模块的吸附单元也经过一个先升温再降温的过程。这两个过程充分表明脱附再生过程是一个高效节能过程。

吸附单元内可以装填普通工业颗粒剂型的吸附剂1101，这样商业推广时可以降低对吸附剂的剂型要求，从而降低技术实施难度并节约设备制造成本。

参见附图6，该装置脱附作业时排出的脱附气体可以通过RTO热解处理。当脱附气体所含的热值超过RTO维持运行所需时，可以通过热交换管路将RTO内产生的富裕热量作为脱附模块脱附气体加热热源。

本实用新型的有益效果：

1.有效解决了大流量气体吸附浓集装置吸附作业时的高风阻和脱附作业时的低效率问题。

2.根据吸附气体的流量设置链节的数量，无需改变设备的主要零部件规格即可实现设备流量负载的大幅度变化。

3.针对与不同吸附气体的处理工艺，可以按浓缩比优化配置脱附模块的再生处理能力和吸附模块的吸附处理能力。

4.对于确定配置的吸附浓集装置，可以通过调整吸附部吸附模块的循环周期与脱附模块的脱附风量适应吸附气体风量、浓度的大幅度变化。对于设置了多个脱附模块的装置，还可以选择通过开启不同数量的脱附模块来适应吸附气体风量、浓度更大幅度的变化。

5.本实用新型充分继承了专利文件CN110013736A公开的吸附分离装置脱附再生过程高效节能的技术优点。

附图说明

图1是复合阵列结构气体吸附浓集装置综合示意图，显示吸附气体、脱附气体流向和吸附质转移过程。

图2是图1所示装置的结构示意图，显示吸附单元流转过程。

图3是图1所示装置的结构示意图，再生部设置两个脱附模块。

图4是图1所示装置局部示意图，显示脱附模块脱附过程的热量分布。

图5是图1所示装置局部示意图，显示吸附单元吸附剂填料装填。

图6是图1所示装置结构示意图，显示与RTO的结合方式。

图7是复合阵列结构气体吸附浓集装置实施例立体图，局部外壳及部分内部部件剖开。

图8是图7所示装置立体图，去除吸附部外壳，脱附模块外壳及吸附部部分部件剖开。

图9是图7所示装置吸附部立体图，去除吸附部外壳和一侧环形密封件。

图10是图7所示装置吸附部立体图，显示吸附部吸附单元循环机械结构。

图11是图7所示装置局部立体图，显示吸附单元在吸附部与再生部之间传递的功能结构，及过度舱的阀门设置。

图12是图7所示装置局部立体图，显示过度舱的阀门。

具体实施方式

实施例1复合阵列式气体吸附浓集装置

参见附图7-12，该实施例的气体吸附浓集装置包括吸附部1和再生部2。

参见附图7-10。吸附部1的具体部件包括壳体12、吸附气体进口121、吸附气体排口122、吸附阵列总成11、吸附单元转入位13和吸附单元转出位14。吸附阵列总成11上并列设置12个包括3层吸附单元110的吸附模块111。吸附阵列总成11将壳体围成的空间分割成进气分配箱123和排气汇集箱124。吸附气体进口121与进气分配箱123连通，吸附气体排口122与排气汇集箱124连通。吸附阵列总成11的机械支持与转运装置112这里具体设置为链轮结构，主要包括两对齿轮1121和连接两对齿轮并绕齿轮转动的链体1122，每个吸附模块111作为链体的一个链节的附属结构，对应一个链节。在链节与链节之间设置软体密封件1123，在链体与吸附部壳体之间设置环形密封件1124，环形密封件1124随链体 1122同步转动。两种密封件的功能是在各吸附模块111之间和吸附阵列总成11与壳体12 之间形成隔离进气分配箱123和排气汇集箱124的完整屏障。在吸附阵列总成11链体上半环下方的排气汇集箱124的空间内设置吸附单元转入位13，用于将完成脱附再生的吸附单元转入吸附阵列总成。在链体上半环上方的进气分配箱123的空间内设置吸附单元转出位 14，用于将完成吸附的吸附单元转出吸附阵列总成。在吸附单元转入位13设置对吸附模块起定位约束作用的托盘131和将吸附模块推入吸附模块套筒1111的液压推送杆132。在吸附单元转出位14上设置对吸附模块起定位约束作用的盖板141和将吸附模块110推出吸附阵列总成11进入脱附模块211的液压推送杆142。

参见附图8、11和12，关于再生部2，该装置设置了一个脱附模块20，包括脱附模块壳体21、脱附气体进口212、脱附气体排口213、脱附气体加热器22、吸附单元脱附列23、吸附单元热回收列24、吸附单元接收通道25、吸附单元发送通道26。再生部脱附模块的吸附单元接收通道25与吸附部的吸附单元转出位14通过接受过渡舱214功能对接。再生部脱附模块的吸附单元发送通道26与吸附部的吸附单元转入位13通过发送过渡舱215功能对接。接受过渡舱和发送过渡舱分别与吸附部壳体和再生部脱附模块壳体的连通处均设置了过渡阀门216。过渡阀门216的闸板2161开闭这里设置由多级液压推送杆2162推动执行。

Claims (9)

1.一种复合阵列式废气吸附浓集装置，包括吸附部和再生部，其特征是所述的吸附部包括壳体、吸附气体进口、吸附气体排口、吸附阵列总成、吸附单元转入位和吸附单元转出位；所述的吸附阵列总成并列设置多个至少包括一层吸附单元的吸附模块，吸附阵列总成将壳体围成的空间分割成进气分配箱和排气汇集箱，吸附气体进口与进气分配箱连通，吸附气体排口与排气汇集箱连通；一套机械支持与转运装置作为吸附阵列总成的组成部分，支持吸附模块在吸附功能位有序移动，依序将完成吸附的吸附单元从吸附模块内的吸附功能位移至吸附单元转出位，并将完成再生处理的吸附单元从吸附单元转入位移至吸附模块内的吸附功能位；所述的再生部包括至少一个脱附模块，所述的脱附模块包括脱附模块壳体、脱附气体进口、脱附气体排口、脱附气体加热器、吸附单元脱附列、吸附单元热回收列、吸附单元接收通道、吸附单元发送通道和相应的机械移动装置；吸附单元脱附列和吸附单元热回收列由多个层叠的吸附单元构成；来自脱附气体供应装置的脱附气体按脱附气体进口-吸附单元热回收列-脱附气体加热器-吸附单元脱附列-脱附气体排口的顺序通过脱附模块送往脱附气处理装置；机械移动装置将吸附单元按吸附单元接收通道-吸附单元脱附列-吸附单元热回收列-附单元发送通道的顺序在脱附模块内移动；所述的再生部的吸附单元接收通道和吸附单元发送通道分别与吸附部的吸附单元转出位和吸附单元转入位功能对接，对接处吸附气体与脱附气体相对隔离。

2.根据权利要求1所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的再生部包括2个脱附模块。

3.根据权利要求1所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的吸附模块包括多层吸附单元，吸附模块位于进气分配箱一侧的一端称为头端，位于排气汇集箱一侧的一端称为尾端，机械支持与转运装置将吸附单元从吸附模块头端移至吸附单元转出位，并将完成再生处理的吸附单元从吸附单元转入位移至吸附模块尾端，吸附单元在吸附模块内从尾端向头端移动。

4.根据权利要求3所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的吸附部和再生部之间吸附气体与脱附气体相对隔离由设置了阀门的过渡舱实现。

5.根据权利要求4所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的吸附阵列总成采用链轮结构，每个吸附模块作为一个链节的附件，所有吸附模块在链轮上循环转动。

6.根据权利要求5所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述链轮结构根据吸附气体的流量设置链节的数量，从而调整吸附模块的数量。

7.根据权利要求6所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的脱附模块设置成倒U字形结构，脱附气体加热器在上，吸附单元脱附列和吸附单元热回收列分列两侧下方。

8.根据权利要求1-7任意之一所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的脱附气体通过RTO热解处理，通过热交换管路将RTO内产生的热量输送到脱附模块内作为脱附热源。

9.根据权利要求8所述的复合阵列式废气吸附浓集装置，其特征是所述的吸附单元内装填的吸附剂为工业通用颗粒剂型。

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