內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，包括集氣裝置、固定床、排放裝置、再生裝置和冷凝回收裝置；集氣裝置、固定床和排放裝置順序連通，固定床內(nèi)設有吸附層；再生裝置包括順序連接的內(nèi)置加熱器、熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)，其中，內(nèi)置加熱器設在固定床內(nèi)，熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)設在固定床外；冷凝回收裝置包括真空泵、冷凝器、涼水塔和儲液器，其中，真空泵、冷凝器和儲液器順序連通，涼水塔與冷凝器連通，真空泵與固定床連通，儲液器與固定床的進口相連通。上述裝置提高了有機廢氣的去除率、降低了資源消耗、可循環(huán)使用、大幅度節(jié)約了廢氣處理的成本。
【專利說明】內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣污染是我國目前突出的環(huán)境污染問題之一，工業(yè)廢氣是大氣污染物的主要來源，對農(nóng)業(yè)、社會環(huán)境、自然環(huán)境以及人們健康有著嚴重的危害。有機廢氣是工業(yè)廢氣中最難處理氣體之一，工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種有機物廢氣，主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等，有機廢氣會通過呼吸道和皮膚進入人體，能給人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時性和永久性病變，危害人體健康。對易溶于水的有機廢水通常采用常規(guī)處理方法，如吸收、冷凝、吸附等；而對難溶于水的有機廢水，目前處理工藝復雜、投資成本高，且處理效率不太理想。
[0003]吸附法是一種常用的處理含揮發(fā)性有機物的方法，發(fā)展較早、工藝成熟、應用范圍廣的化工分離操作。其中活性炭吸附應用最為廣泛，但它存在不耐高溫(大于500°C)、在濕潤的條件下不能保持很好的吸附能力、使用成本高的缺點，且現(xiàn)有技術(shù)中的活性炭回收利用存在成本高、活性明顯降低等諸多缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，包括集氣裝置、固定床、排放裝置、再生裝置和冷凝回收裝置；集氣裝置、固定床和排放裝置順序連通，固定床內(nèi)設有吸附層；再生裝置包括順序連接的內(nèi)置加熱器、熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)，其中，內(nèi)置加熱器設在固定床內(nèi)，熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)設在固定床外；冷凝回收裝置包括真空泵、冷凝器、涼水塔和儲液器，其中，真空泵、冷凝器和儲液器順序連通，涼水塔與冷凝器連通，真空泵與固定床連通，儲液器與固定床的進口相連通。
[0007]本申請順序連通的具體連通方式，參照現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選為通過管路連通。上述裝置使用時，廢氣由集氣裝置送入固定床，有害氣體被固定床吸收后，余氣由排放裝置排出；當固定床飽和后，吸附層經(jīng)再生裝置再生，然后繼續(xù)使用。固定床吸附的有機廢氣通過加熱和降壓，其解析氣被與固定床相連的真空泵、冷凝器、儲液器回收，并綜合利用。上述固定床包括進口和出口，冷凝回收裝置與固定床之間，集氣裝置與固定床之間、固定床與再生裝置之間均設有開關(guān)閥；當需要再生時，關(guān)閉集氣裝置與固定床之間的開關(guān)閥，打開固定床與冷凝回收裝置之間的開關(guān)閥，并將固定床出口關(guān)閉即可?；蚬潭ù策€可包括再生口，開口、進口及再生口上均設有開關(guān)閥，再生口與冷凝回收裝置連通，當需要再生時，關(guān)閉進口和出口，開啟再生口。
[0008]上述儲液器與固定床的進口相連通。這樣再生所產(chǎn)生的廢氣(不凝氣)再次進入固定床處理，進一步減免了廢氣對環(huán)境的污染。[0009]上述冷凝器由冷水塔循環(huán)提供冷卻水。
[0010]所述的吸附法固定床吸附劑原位再生，其原理通過加熱干餾，輔以真空系統(tǒng)雙重作用將吸附劑中的有機物解析出來并進行回收，并綜合利用。
[0011]固定床內(nèi)設有吸附層和內(nèi)置加熱器。這樣既能保證對廢氣的吸附效率，又能保證吸附層再生性，當吸附層飽和后，可通過內(nèi)置加熱器的加熱使其再生。再生時，需要先開啟真空泵后，再加熱。上述通過加熱干餾，輔以真空系統(tǒng)雙重作用將吸附劑中的有機物解析出來并進行回收。
[0012]吸附層優(yōu)選為顆?；蚍涓C活性炭層、活性炭纖維氈層或分子篩層。這樣能進一步保證吸附效率。更優(yōu)選吸附層優(yōu)選為顆?；蚍涓C活性炭層，現(xiàn)有技術(shù)中，大部分活性炭吸附飽和后直接廢棄，不僅造成資源的浪費，而且成本很高。
[0013]內(nèi)置加熱器為盤管式，均勻布置于吸附層間，且通過間壁式加熱。這樣可保證加熱的效率和均勻性。
[0014]優(yōu)選，內(nèi)置加熱器一端與熱油泵連通，內(nèi)置加熱器另一端與電導熱油爐連通。內(nèi)置加熱器的兩端之間為連通的管路。
[0015]上述導熱油箱中可儲備熱油，在需要時供給固定床，經(jīng)過加熱器的熱油再回到電導熱油爐加熱循環(huán)使用。
[0016]上述加熱方式為間壁式加熱，加熱媒介采用導熱油。這樣可使內(nèi)置加熱器的溫度得到準確的控制，避免了溫度過高導致的吸附層吸附效率的降低和溫度過低而導致的再生不徹底。根據(jù)有機廢氣的理化特性和所選吸附材料的持性，選擇加熱盤管的加熱溫度；根據(jù)有廢機氣的理化特性和所選吸附材料的持性，電導熱油爐加熱溫度在50°C -200°C可調(diào)。
[0017] 申請人:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):如果將吸附層通過蒸汽再生，則再生后在需要干燥，費工費時成本高，且解析不徹底，如果直接熱空氣加熱再生，則再生后的活性炭的活性大幅度降低，而利用本申請上述再生方式，不僅簡單易操作，且再生后活性炭的活性很高，可一直不停的循環(huán)使用，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的其他活性炭再生技術(shù)，本申請的活性炭再生技術(shù)使活性炭的使用壽命得到明顯的延長。
[0018]優(yōu)選，固定床有兩臺以上,兩臺以上的固定床串聯(lián)和/或并連。上述固定床之間可并連可串聯(lián)，優(yōu)選，至少有并連的兩路以上，這樣當一路飽和時，進行再生，不影響其它路的正常吸附，可實現(xiàn)交替連續(xù)的吸附，也可多路同時工作，提高吸附效率，更優(yōu)選，并連的每路串聯(lián)兩臺以上的固定床，這樣可實現(xiàn)廢氣的多級吸附，提高吸附效率。
[0019]進一步優(yōu)選，固定床有一組以上，每組包括并連的兩臺以上的固定床，當固定床有兩組以上時，各組之間串聯(lián)。這樣可對高濃度有機廢氣進行多級吸附，且任何一臺固定床的再生或檢修，都不影響其它固定床的正常使用。
[0020]上述集氣裝置包括順序連通的集氣罩、集氣總管和預處理裝置，其中，預處理裝置與固定床連通；排放裝置包括順序連通的引風機和排氣筒，其中，引風機與固定床的出口相連通；冷凝回收裝置還包括與儲液器相連通的回收器。
[0021]有機廢氣經(jīng)集氣罩進入集氣總管然后進入預處理裝置，本申請預處理為常規(guī)的預處理即可，如水洗，堿洗等主要是去除掉廢氣中的顆粒物，進入固定床的吸附層中進行常溫負壓吸附操作，經(jīng)吸附后的氣體經(jīng)引風機，通過排氣筒達標排放。回收器中收集的液體可用來作為溶劑也可送去分離，以得到純凈物。[0022]上述內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，還包括與固定床進口和出口相連的壓差計。這樣通過壓差計可判斷吸附層是否飽和，根據(jù)需要進行解析操作。
[0023]固定床上設有開關(guān)控制閥。這樣可方便控制固定床的啟停。在吸附和解析二個不同的操作過程，通過閥門控制開閉，可同時進行，亦可交差進行。不影響生產(chǎn)的連續(xù)性。
[0024]上述裝置優(yōu)選適用于沸點在60°C _180°C的有機廢氣，廢氣吸收效率大于90%。
[0025]本發(fā)明未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]本發(fā)明一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，通過固定床的吸附-解析循環(huán)，固定床層加熱降壓飽和-不飽和循環(huán)，從而達到使吸附材料原位再生，解析氣冷凝回收有機溶劑的目的；同時提高了有機廢氣的去除率、吸附層的回收利用率和循環(huán)經(jīng)濟性，降低了資源消耗、可循環(huán)使用、大幅度節(jié)約了廢氣處理的成本，無二次污染、大幅降低了使用成本。
[0027]上述裝置不僅減免了廢氣對環(huán)境的污染，而且將所得廢氣回收利用，變廢為寶；同時將固定床再生使用，上述改進帶來了不可估量的經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為內(nèi)置加熱器與加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，I為有機廢氣，2為補水，3為達標排放，4為解析氣，5為不凝氣，6為內(nèi)置加熱器，圖中箭頭方向為物料流動方向。
【具體實施方式】
[0031]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0032]實施例1
[0033]如圖1-2所示，內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，包括集氣裝置、固定床、排放裝置和再生裝置、冷凝回收裝置；集氣裝置、固定床和排放裝置順序連通；再生裝置包括順序連通的設在固定床內(nèi)的內(nèi)置加熱器、熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)，其中，內(nèi)置加熱器設在固定床內(nèi)，熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)設在固定床外；冷凝回收裝置包括真空泵、冷凝器、涼水塔和儲液器，其中，真空泵、冷凝器和儲液器順序連通，涼水塔與冷凝器連通，真空泵與固定床連通，儲液器與固定床的進口相連通；集氣裝置包括順序連通的集氣罩、集氣總管和預處理裝置，其中，預處理裝置與固定床連通；排放裝置包括順序連通的引風機和排氣筒，其中，引風機與固定床的出口相連通。
[0034]固定床內(nèi)設有吸附層和內(nèi)置加熱器；內(nèi)置加熱器為盤管式，均勻布置于吸附層間，吸附層為顆?；钚蕴繉?；內(nèi)置加熱器一端與熱油泵連通，內(nèi)置加熱器另一端與電導熱油爐連通，這樣構(gòu)成導熱油的循環(huán)回路，實現(xiàn)循環(huán)加熱。
[0035]上述固定床有相互并連的兩臺，每臺固定床的還包括與進口和出口相連的壓差計、開關(guān)控制閥。
[0036]上述各單獨裝置均采購得到，本申請各具體的裝置本身均可使用現(xiàn)有技術(shù)中相應的裝置。[0037]上述治理有機廢氣的工藝方法為，首先有機廢氣經(jīng)收集后進入預處理裝置洗滌，去除粉塵顆粒物；廢氣進入固定床吸附器進行常溫負壓吸附操作，經(jīng)吸附后的氣體經(jīng)引風機，再經(jīng)排氣筒達標排放。
[0038]上述壓差計顯示某固定床層壓力大于某一數(shù)值時，表明吸附達飽和或吸附效率下降。此時關(guān)閉此固定床有機廢氣進口，開啟固定床解析氣閥門，開啟真空泵，涼水塔循環(huán)水，開啟不凝性氣體循環(huán)吸附閥門，開啟儲液器放料閥回收有機液；然后打開電導熱油爐進行緩慢升溫，使溫度在有機物沸點(常見有機物如溶劑類沸點均在160°C以下)以上，約5-10°C并保溫一段時間，當冷凝器無冷凝液或流量明顯減少時可關(guān)閉本次操作；待床層降至常溫時，恢復正常吸附操作。另一臺固定床按以上操作重復進行。
[0039]對比例I
[0040]傳統(tǒng)的活性炭吸附工藝:集氣系統(tǒng)-預處理-固定床吸附-引風機-排放系統(tǒng)，與實施例1基本相同，所不同的是:沒有再生裝置和冷凝回收裝置。
[0041]工程案例I
[0042]1、某塑料彩印企業(yè)，有四條凹印彩印線，年耗環(huán)已酮62噸，乙酸丁酯283噸，共計345噸/年;
[0043]2、按采用實施例1裝置一套，廢氣處理量10000M3/h，再生時，電導熱油爐緩慢、階段性升溫，控制8小時內(nèi)溫度從50°C升到160°C，緩慢升溫的過程也是解析過程，經(jīng)一年運作，未更換吸附固定床層顆?；钚蕴?；
[0044]3、處理后的非甲烷總烴排放量約為80mg/m3，符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，非甲烷總烴最高去除率為96% ；
[0045]4、與采用對比例I中裝置相比:一般活性碳的使用量為碘吸附值(900mg/g)的30%左右，削減345噸/年有機廢氣中的有機物需1153噸/年活性碳，按目前活性碳5000元/噸計，年消耗活性碳約577萬元，如計算廢活性碳當危廢處置的話(約3000元/噸)，成本更高，每年約346萬元，共計923萬元。
[0046]采用本工藝后，即可達標排放，年操作運行原料費用活性炭僅10噸(尚在使用)，節(jié)約900多萬元。(不計相同使用的電費)。以上尚不計回收有機溶劑所得的收益。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:包括集氣裝置、固定床、排放裝置、再生裝置和冷凝回收裝置；集氣裝置、固定床和排放裝置順序連通，固定床內(nèi)設有吸附層；再生裝置包括順序連接的內(nèi)置加熱器、熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)，其中，內(nèi)置加熱器設在固定床內(nèi)，熱油泵、導熱油箱、電導熱油爐和控制系統(tǒng)設在固定床外；冷凝回收裝置包括真空泵、冷凝器、涼水塔和儲液器，其中，真空泵、冷凝器和儲液器順序連通，涼水塔與冷凝器連通，真空泵與固定床連通，儲液器與固定床的進口相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:內(nèi)置加熱器為盤管式，均勻布置于吸附層間，且通過間壁式加熱。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:內(nèi)置加熱器一端與熱油泵連通，內(nèi)置加熱器另一端與電導熱油爐連通。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:固定床有一組以上，每組包括并連的兩臺以上的固定床，當固定床有兩組以上時，各組之間串聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:集氣裝置包括順序連通的集氣罩、集氣總管和預處理裝置，其中，預處理裝置與固定床連通；排放裝置包括順序連通的引風機和排氣筒，其中，引風機與固定床的出口相連通；冷凝回收裝置還包括與儲液器相連通的回收器。
6.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:還包括用來檢測固定床進口和出口壓差的設在固定床外的壓差計。
7.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:固定床上設有開關(guān)控制閥。
8.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:吸附層為顆?；蚍涓C活性炭層、活性炭纖維氈層或分子篩層。
9.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:適用于沸點在60°C _180°C有機廢氣。
10.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的內(nèi)熱式降壓解吸再生-冷凝回收、固定床廢氣處理裝置，其特征在于:電導熱油爐加熱溫度為50°C -200°C。
【文檔編號】B01D5/00GK104014220SQ201410209839
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】許征, 蔣培益, 季永新, 許珂 申請人:許征