CN86104137B - 移动床活性炭吸附-解吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用活性炭的吸附一解吸作用对工业废气进行净化及回收溶剂的装置。该装置采用连续、分段、多级倾斜移动床结构，用炭封槽将移动床转向和分级在整体的吸附－解吸塔内完成活性炭的吸附、再生循环。倾斜炭床能分散炭柱重量，并能减轻炭粒磨损和结塞，装置的结构紧凑，净化和回收效率高，使用时可根据处理废气量大小，用单位部件进行组配。

Description

移动床活性炭吸附-解吸装置

本发明是一种用活性炭在移动床中的吸附-解吸对有害工业废气进行净化及回收溶剂的成套装置。

目前国内许多含有毒性溶剂（如二硫化炭、汽油、苯和三氯乙烯）的工业废气几乎都直接排放大气，不仅严重污染大气环境，而且浪费了数量十分可观的资源。只有很个别工厂采用了间歇式固定床活性炭吸附-解吸装置，从废气中回收汽油和苯，并对排放气体进行净化，如上海石棉厂现有六台φ2600×3400的固定床吸附器用来回收废气中的汽油就是一个实例。国外普遍采用的除固定床装置外，也有采用移动床和流化床装置。而活性炭固定床装置是使用最普遍的一种形式，但它有装置体积庞大、占地面积大、只能间歇工作，需几台设备交替运行等缺点。在切换操作过程中容器和配管材料等也均随活性炭一起加热和冷却，既浪费了能源，又造成了外围设备系统的负荷波动，影响蒸汽管网的压力和系统的工作效率。这类装置对目前厂房拥挤，发展余地较少的现有工厂技术改造，要增添这样的装置，是艰以实现的。流化床装置结构紧凑、效率高，但对活性炭的质量、外形和尺寸要求很高，要有很高的强度和耐摩损能力，目前国内还不能提供这种高质量的活性炭。而高质量的活性炭在流化床中高速运动、撞击、磨损还是较多，需不断进行补充，使运转费用增加，故国内尚无使用。

日本专利昭57-94331和94332公开了一种气固接触装置和移动层式反应装置，其目的是对工业废气脱硫和除去废气中的氮氧化合物及粉尘，移动层式反应装置专利的特征是增加了一套对催化剂进行粉尘分离除去装置，可不用另设净化空气源而同时进行净化和粉尘分离，简化了装置结构。气固接触装置中触媒剂是靠重力沿分隔板垂直向下移动的，它与被处理气体沿互相垂直的运动方向进行气固相接触反应，分隔板与水平面成一个θ角度，大于固体颗粒的休止角，分隔板呈左右对应设置，从而提高了装置的效率。但这一发明存在着没有对触媒剂进行还原的功能和只进行一次气固相接触的缺点。在功能和效率上尚可作进一步提高。

本发明的目的是提供一种活性炭的吸附-解吸连续在一个塔内完成，废气和活性炭进行逆向、多级接触的功能完善、高效率的反应装置。它兼有流化床装置的结构紧凑、效率高的优点，可用一般活性炭作吸附剂，因此不论是对新投产的化工装置，还是现有老装置技术改造，都可采用本发明的装置以少量的投资和低的运行费用，实现环境保护治理和回收资源。

本发明的任务是通过下述装置来实现的，在钢结构的矩形反应塔内设有由多级炭槽组装而成的串联S形倾斜阶梯状的活性炭移动床，每一级炭槽由支承板和插板连接而成，插板直接插入炭封槽内，支承板支承活性炭并且不使它从床中溢出，炭封槽安装在反应塔壁上，用于连接炭槽并使其转向，从而构成倾斜阶梯状的移动床。塔的上部为吸附段，其级数可按气体的分离难易性而定，可设2-4级，以达到深度净化和最大限度的回收溶剂。活性炭从塔顶的炭仓进入吸附段，通过多次与废气的逆向气固相接触进行吸附反应。达到饱和状态的活性炭沿着移动床进入吸附段下方的解吸段，解吸是利用过热蒸汽使活性炭中吸附的溶剂释放出来，被释放的溶剂被带出反应塔，进入溶剂回收系统进行回收。解吸后的活性炭接着进入干燥段和冷却段，进行干燥和冷却，最后通往塔底的流量控制阀。移动床中的活性炭移动速度是由这一流量控制阀控制的，阀开得大，移动速度就快，阀门关闭，就停止移动。活性炭从控制阀排出后，即得到了再生，并由输送器运至塔顶，进入炭仓重复使用。

图1为本发明的流程图;

图2为移动床中的炭槽与炭封槽的结构图;

图3为炭槽的具体结构图;

图4为炭槽结构的侧视图;

图5为蒸汽盘管及支承板的组合结构图;

图6为图5的A-A剖视图;

图7为挡炭网结构图。

结合附图对本发明的实施例叙述如下。

本发明装置的工作过程如图1流程图所示，它包括吸附-解吸塔和溶剂回收系统、热空气干燥系统、空气冷却系统三个外围设备系统组成。吸附-解吸塔由炭仓（1）、吸附段（2）、解吸段（3）、干燥段（4）、冷却段（5）、炭量控制阀（6）及活性炭提升输送系统（7）组成，塔的内腔设有连续、分级倾斜阶梯形移动床（8），它由若干级炭槽组成，它的上端与炭仓（1）相接，下端通向炭量控制阀（6），每段之间设有段间密封隔板（9），塔的内腔在移动床的每一个转向结点上设有炭封槽，两段之间的为段间炭封槽（11），在同一段内的为段内炭封槽（10）。含溶剂的工业废气从吸附段（2）的底部入口处进入腔（一），然后依次通过炭槽进入腔（二）、（三）、（四）……，活性炭由炭仓沿移动床向下移动，移动速度由下端的炭量控制阀（6）控制，废气低阻力自由穿过炭槽与活性炭进行气固接触，从一个腔到另一个腔就与活性炭进行一次接触，通过逆向多级吸附，达到把废气中的溶剂最大限度地吸附到活性炭中，得到较深的净化。由于气体和活性炭是逆向运动，能始终保持上部炭床中的活性炭是经再生的新炭，有极强的吸附能力，进入解吸段前的炭虽然已接近饱和状态，而废气中的溶剂浓度却很大，这样每一次附吸都有较高的效率。活性炭的解吸是用过热蒸汽进行的，蒸汽可根据解吸的需要而定，蒸汽从下端进入与插板连接在一起的盘管加热活性炭（图5），然后排入大气，解吸出来的溶剂，则由上端的出口处排出，通过冷凝器（13）冷凝，在油水分离器（14）中将溶剂进行回收，水份则通过计量泵（15）进入蒸发器加热蒸发，进入塔内循环使用。经解吸的活性炭从解吸段下来，即进入干燥段，用风机（17）送入空气，经空气加热器（16）加热后对活性炭进行热干燥。最后进入冷却段，由风机（25）吹入冷空气进行冷却，冷却后的活性炭已完成了再生处理，恢复了原有的吸附能力。再生的活性炭经炭量控制阀（6）、提升输送系统（7）运到炭仓循环使用，活性炭的用量只要满足一个循环周转量的需要，整个系统连续运行，没有能源的浪费，因而本系统的运用费用不论与固定床还是流化床比较，是很低的。

图2为移动床中炭槽与炭封槽的结构图，塔体（18）为一矩形立柱体，由普通炭钢焊接而成，移动床（8）由若干级倾斜炭槽组成，每一槽各自插入相应的炭封槽（10或11）内，它由支承板（20）和插板（19）组成，其结构如图3和图4所示，斜置炭槽利用颗粒活性炭的自然堆止角的特性，使其在槽层中沿规定的倾斜方向朝下移动而不溢出，支承板与水平成45度夹角，插在插板（19）的槽中，并进行点焊连成一体，使炭槽具有很大的刚度和足够的强度，插板上下两端的端部，分别插入上下炭封槽内，炭槽的倾斜角度一般为65～80度，厚度为0.1～0.15米，炭床二端用密封材料与塔壁密封。这一结构使移动床中的活性炭重量分散均布于炭槽的支承板上，受力均匀，炭粒之间的摩擦力小、磨损低，移动条件好，两级之间，即经过炭封槽后的活性炭的移动方向作一次反向的变化。在吸附段和冷却段的移动床在气流流出一侧设有挡炭网（21），挡炭网的结构如图7所示，内层为不锈钢丝网（24），外层为粗铁丝网（26），用金属框架（23）固定在移动床（8）上，四周用密封材料作填料。在解吸段和干燥段设有蒸气加热盘管（22），它与插板构成一体（图5和图6），既加强了插板的刚度和强度，又使插板起到散热片的作用，蒸汽管道与塔体用一般方法相连接。

本发明设备安装检修方便，移动床部分（插板，支承板，挡炭网，加热盘管）在工厂加工装配后，运到现场吊装，设备材料除少量金属软管和不锈钢丝外，其余均为一般炭钢钢板。

本发明装置对处理同时含有酸性气体或在处理过程中会分解出腐蚀性气体介质时，必须进行预处理，或用不锈钢材制造设备，如处理回收含硫化氢的粘胶生产废气时，应先将废气进行除硫化氢的预处理，被处理气体的温度过高时应当预先进行冷却。

本发明的装置可以根据处理废气量，将吸附-解吸单元组合起来以成倍扩大流量，如炭槽宽度可由0.5M增加到1m或1.5m，或增加炭槽数量由双槽增加为四槽、六槽，以适应不同气量的需要。移动床的吸附级数也可根据废气含溶剂的浓度及吸附难易进行增减。

由于本发明装置的净化和回收效率高，消耗省，投资及运用费用很快就可从回收的溶剂中得到偿还，故有较好的经济效益，对治理大气污染是极有效的。

Claims (5)

1、活性炭吸附-解吸装置，包括吸附段和解吸段的反应塔及相应的加热、冷却、干燥、溶剖回收和活性炭输送系统，其特征是在钢结构的矩形吸附-解吸塔内设有多级炭槽组装而成的串联、分段的S形倾斜阶梯状的活性炭移动床;炭槽的连接和转向是用固定在吸附-解吸塔内壁的炭封槽实现的;吸附-解吸塔用密封隔板，自上而下分隔成吸附段、加热解吸段和干燥、冷却段。

2、根据权利要求1的活性炭吸附-解吸装置，其特征是组成移动床的炭槽是由插板和支承板所组成，插板上下两端直接插入炭封槽中与其连接，支承板插在插板的槽中。

3、根据权利要求1和权利要求2的活性炭吸附-解吸装置，其特征是炭槽的倾斜度，与水平面成65～80度夹角，支承板与水平成45度夹角，炭槽的宽度为0.1～0.15米。

4、根据权利要求1和权利要求2所说的活性炭吸附-解吸装置，其特征是吸附和冷却段的炭槽，在气流流出一侧设有档炭网，档炭网的内层为不锈钢丝网，外层为粗铁丝网，用金属框架固定在炭槽上。

5、根据权利要求1和权利要求2所说的活性炭吸附-解吸装置，其特征是在解吸段和干燥段的炭槽中，设有蒸汽加热盘管，加热盘管与插板是连接构成一体的。

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