專利名稱：凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保和化工分離領(lǐng)域，具體的是涉及一種凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置。
背景技術(shù)：
從化學化工、生物醫(yī)藥、輕工紡織和機械電子等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含VOCs工業(yè)廢氣，目前，廣泛以活性炭纖維(ACF)、顆?；钚蕴?GAC)、分子篩等固體吸附劑，采用變溫吸附(TSA)或變壓吸附(PSA)方法，吸附VOCs使廢氣得以凈化而排空，吸附過程達到吸附劑被VOCs飽和后，采用變溫(TSA)或變壓脫附(PSA)，從吸附劑中排出的VOCs蒸汽，經(jīng)冷凝冷卻液化回收，純化后循環(huán)套用。如此周而復始進行吸附-脫附，實現(xiàn)高效凈化廢氣中的 VOCs。TSA和PSA綜合方法在回收VOCs應用比單獨PSA法應用更廣泛，TSA方法分為濕式和干式工藝的實施方案，所謂“濕式”就是利用水蒸汽脫附劑脫附在固體吸附劑上吸附的VOCs，這種工藝存在許多弊端，更因工業(yè)常用熱源的水蒸氣，因環(huán)保而禁止使用燃煤鍋爐，雪上加霜。所謂“干式”，就是吸附裝置內(nèi)配置間壁列管、蛇管、排管等換熱器。脫附時向換熱器通入蒸汽或煙道氣、熱空氣、導熱油、熱水、工業(yè)廢熱載體等通過間壁供熱，使各種熱脫附劑(如蒸汽)與吸附劑與VOCs不直接接觸，這種工藝比“濕式”有很多優(yōu)點，已公開了許多專利(如，殷斌烈、楊旭東等，中國專利申請?zhí)?01110223732. 3，通用型間壁震動式揮發(fā)性有機物回收工藝及裝置；CN101648102 ； CN101780467A ；CN102029100A ；DE3933111
-rf* ) ο典型“干式”吸附-脫附凈化和回收廢氣中VOCs由吸附-脫附系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)，管路系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。全流程一般包括廢氣的鼓入，過濾，冷卻干燥，間壁冷卻吸附，凈化氣排空。固體吸附劑吸附VOCs達到飽和點后，進行間壁加熱-脫附，抽風，冷凝冷卻，回收液態(tài)VOCs的貯存和輸送等。上述流程中吸附和脫附過程是全流程的關(guān)鍵過程，要實現(xiàn)全流程的高效率，必須強化伴隨著傳質(zhì)和傳熱的吸附和脫附單元操作。根據(jù)化學工程傳質(zhì)和傳熱的理論，它們受吸附劑的顆粒、形狀、廢氣流速、冷卻劑流速和傳熱方式等諸多因素影響。所謂強化吸收和脫附過程，實質(zhì)就是強化或優(yōu)化影響吸附和脫附的傳質(zhì)的各因素。目前使用的干式吸附-脫附裝置有罐式、槽式和塔式，其中配置列管、蛇管、排管等間壁換熱器。這些裝置均存在諸多缺點，廢氣和吸附劑接觸不充分，冷卻或加熱劑流速慢，傳質(zhì)、傳熱效率低，設(shè)備不緊湊等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種高效傳質(zhì)、傳熱的凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，實現(xiàn)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣中VOCs最大限度地回收利用，滿足廢氣中VOCs濃度符合國家排放標準要求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，其特征在于包括有框架和多個薄金屬傳熱板，薄金屬傳熱板依次固定于框架上，兩相鄰薄金屬傳熱板的邊緣襯以墊片壓緊，薄金屬傳熱板的四角分別設(shè)有通孔，以形成兩個通道，其中含揮發(fā)有機物的廢氣，冷、熱液體或蒸汽交替地在薄金屬傳熱板兩側(cè)通孔流過，以進行換熱。所述的薄金屬傳熱板的厚度為了 3 5mm,其中一表面為槽形或波紋形,另一面均勻焊接有與平面垂直的短樁，直徑10 25mm，高度20 40mm，二排均布；所述的相鄰薄金屬傳熱板之間的槽形或波紋形的表面相對，以形成距離窄及寬交替排布，窄的通過冷、熱液體或蒸汽，距離為5 10mm，寬的通過含揮發(fā)有機物的廢氣，并均勻充填固體吸附劑，距離為 20 40mm η所述的固體吸附劑為活性炭纖維(ACF)、顆?；钚蕴?GAC)或分子篩。所述的墊片為橡膠、壓縮石棉、膨脹石墨或用聚四氟乙烯包覆防護的橡膠。
本發(fā)明在于其靈活性，可以作為凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物全流程的組成部分，也能夠?qū)⑵渑浼游L機組成一個獨立單元，置于車上，移到需要凈化回收廢氣中VOCs的場所，完成廢氣凈化后，再將此獨立單元組裝到板式吸附-脫附裝置全流程實施VOCs脫附回收，本發(fā)明與傳統(tǒng)的罐式、槽式和塔式，及其配置的列管、蛇管、排管等間壁換熱器的裝置比較，具有如下優(yōu)點①薄金屬傳熱板板面兩側(cè)流體流速快，總傳熱系數(shù)高，改善了傳熱與傳統(tǒng)的罐式、槽式吸附-脫附裝置比較，廢氣與固體吸附劑接觸更充分，廢氣流速高，傳質(zhì)得以強化；③結(jié)構(gòu)緊湊，可根據(jù)產(chǎn)能需要增減薄金屬傳熱板數(shù)目，或單元并聯(lián)單位體積的傳熱面積大，金屬材料消耗量低，薄金屬傳熱板加工制造比較容易；⑤操作靈活性大，便于移動作業(yè)；⑥操作壓力1.0-1.2Mpa或-O. IMpa，可滿足凈化大多數(shù)回收廢氣中揮發(fā)有機物的需要。


圖I為薄金屬傳熱板的正面 圖2為薄金屬傳熱板的背面 圖3為含揮發(fā)有機物的廢氣及冷(或熱)流體流動線路 圖4為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于實施例的任何一個或類似實例。實施例I
凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，包括有框架和多個薄金屬傳熱板2，薄金屬傳熱板依次固定于框架上，兩相鄰薄金屬傳熱板的邊緣襯以橡膠墊片壓緊，薄金屬傳熱板的四角分別設(shè)有通孔1，以形成兩個通道，其中含揮發(fā)有機物的廢氣，冷、熱液體或蒸汽交替地在薄金屬傳熱板兩側(cè)通孔流過，以進行換熱。如圖1-2,所述的薄金屬傳熱板的厚度為了 3 5mm,其中一表面為槽形或波紋形，另一面均勻焊接有與平面垂直的短樁3，直徑10 25mm，高度20 40mm，二排均布。其目的在于①增強剛度，不致使薄金屬傳熱板受壓變形，②強化了湍流程度與增加了傳熱面積，使液體流過時分布均勻，③有利于纖維狀ACF固定。薄金屬傳熱板尺寸常見的寬度為400 1000mm,高度最大可達2 m。薄金屬傳熱板一般用不銹鋼,或其它耐腐蝕合金材料的,若干薄金屬傳熱板組成一個獨立單元，當處理廢氣量大時單元可并聯(lián)聯(lián)接。所述的相鄰薄金屬傳熱板之間的槽形或波紋形的表面相對，以形成距離窄及寬交替排布，窄的通過冷、熱液體或蒸汽，距離為5 IOmm,寬的通過含揮發(fā)有機物的廢氣,并均勻充填固體吸附劑活性炭纖維(ACF)，距離為20 40mm。本發(fā)明的含揮發(fā)有機物的廢氣及冷(或熱)流體流動線路圖如圖3。A為含VOCs廢氣路線，B為冷熱流體路線，C為冷熱流體空間與D為含VOCs廢氣及吸附劑充填空間交替布置。當本發(fā)明處于冷卻-吸附狀態(tài)時，如圖4示意圖，冷卻劑從冷卻劑管經(jīng)薄金屬傳熱板的下孔4進入各個窄的通道8，通過薄金屬傳熱板接受從吸附劑吸附VOCs蒸汽7釋放出的吸附熱，然后經(jīng)薄金屬傳熱板上孔5排出。固體吸附劑不斷釋放吸附熱，維持設(shè)定溫度，完成吸附過程，產(chǎn)生的凈化空氣從薄金屬傳熱板另外的下孔6流出板式吸附-脫附裝置，排空。同理，如圖3示意圖。當本發(fā)明處于加熱-脫附狀態(tài)時，加熱劑從加熱劑管經(jīng)薄金屬傳熱板上孔或下孔進入各個窄的通道，通過薄金屬傳熱板將熱量傳給固體吸附劑，然后經(jīng)薄金屬傳熱板下孔或上孔排出。固體吸附劑受熱升溫，實現(xiàn)脫附過程，產(chǎn)生的VOCs蒸汽從薄板片另外的上或下孔流出板式吸附-脫附裝置。某化工廠流量1000NM3/小時苯混合尾氣，苯含量4. 5% (體積比)。經(jīng)過濾、冷卻、干燥鼓入充填ACF吸附劑的板式吸附-脫附裝置，同時通入冷卻水吸取吸附釋放的吸附熱，保持50°C恒定吸附，達到尾氣苯含量達到排放標準后排放。關(guān)閉苯混合尾氣及冷卻水。轉(zhuǎn)換為加熱-脫附操作，此時通入120°C飽和水蒸氣間壁加熱ACF吸附劑，脫附的苯蒸汽，抽至苯冷凝-冷卻器回收苯。獲得的苯-水液分二層，分出水層，苯回收率98%。實施例2
某化工廠從槽車中卸VOCs至受槽，將板式吸附-脫附裝置配加吸風機組成的獨立單元車，移到VOCs裝卸現(xiàn)場，與受槽排氣口聯(lián)接，在卸VOCs的同時，獨立單元通冷卻水，抽風 ，完成廢氣凈化后，在再將此獨立單元組裝到板式吸附-脫附裝置全流程實施VOCs脫附回收。
權(quán)利要求
1.浄化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，其特征在于包括有框架和多個薄金屬傳熱板，薄金屬傳熱板依次固定于框架上，兩相鄰薄金屬傳熱板的邊緣襯以墊片壓緊，薄金屬傳熱板的四角分別設(shè)有通孔，以形成兩個通道，其中含揮發(fā)有機物的廢氣，冷、熱液體或蒸汽交替地在薄金屬傳熱板兩側(cè)通孔流過，以進行換熱。
2.按權(quán)利要求I所述的凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，其特征在于所述的薄金屬傳熱板的厚度為了 3 5mm，其中一表面為槽形或波紋形，另一面均勻焊接有與平面垂直的短樁，直徑10 25mm，高度20 40mm，ニ排均布；所述的相鄰薄金屬傳熱板之間的槽形或波紋形的表面相対，以形成距離窄及寬交替排布，窄的通過冷、熱液體或蒸汽，距離為5 10mm，寬的通過含揮發(fā)有機物的廢氣，并均勻充填固體吸附劑，距離為20 40mmo
3.按權(quán)利要求I或2所述的凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，其特征在于所述的固體吸附劑為活性炭纖維、顆粒活性炭或分子篩。
4.按權(quán)利要求I或2所述的凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，其特征在于所述的墊片為橡膠、壓縮石棉、膨脹石墨或用聚四氟こ烯包覆防護的橡膠。
全文摘要
本發(fā)明為一種凈化回收廢氣中揮發(fā)有機物的板式吸附-脫附裝置，包括有框架和多個薄金屬傳熱板，薄金屬傳熱板依次固定于框架上，兩相鄰薄金屬傳熱板的邊緣襯以墊片壓緊，薄金屬傳熱板的四角分別設(shè)有通孔，以形成兩個通道，其中含揮發(fā)有機物的廢氣，冷、熱液體或蒸汽交替地在薄金屬傳熱板兩側(cè)通孔流過，以進行換熱。具有如下優(yōu)點①薄金屬傳熱板板面兩側(cè)流體流速快，總傳熱系數(shù)高，改善了傳熱；②廢氣與固體吸附劑接觸更充分，廢氣流速高，傳質(zhì)得以強化；③結(jié)構(gòu)緊湊，可根據(jù)產(chǎn)能需要增減薄金屬傳熱板數(shù)目，或單元并聯(lián)；④單位體積的傳熱面積大，金屬材料消耗量低；⑤操作靈活性大，便于移動作業(yè)；⑥操作壓力1.0-1.2MPa或-0.1MPa。
文檔編號B01D53/04GK102698561SQ20121015958
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者吳曉慧, 楊旭東, 殷斌烈 申請人:武漢旭日華科技發(fā)展有限公司