專利名稱：一種從排氣中吸附回收凈化有機物方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，具體涉及一種從排氣中吸附回收凈化有機物方法和裝置。
背景技術：
為保護環(huán)境回收資源，排氣中有機氣體的凈化回收已越來越受到重視。目前氣態(tài)有機污染物處理工藝中的燃燒、催化轉(zhuǎn)化和生物凈化等方法均屬于純粹的凈化過程，不能回收有用的有機物。在大多數(shù)情況下，除生物法外，工藝的運行費用較大，而生物法通常只適合低污染物負荷的凈化場合。
對于有機物的凈化回收可采用膜法、吸收法、吸附法等方法進行。膜法需要在高壓操作條件下進行，只適合用于小風量高濃度的場合，且不能得到非常高的濃相濃度。吸收法主要采用其他的液體有機溶劑對氣體進行吸收凈化，再通過精餾等方式進行分離，吸收劑的選擇和吸收液的后處理，使得其只適合于在一些較小風量的生產(chǎn)工藝中應用。
對于活性碳吸附回收系統(tǒng)，可采用水蒸汽、熱氣體解吸，也可以采用電加熱或?qū)嵊图訜?。水蒸汽是較好的脫附介質(zhì)，但對于較高沸點的物質(zhì)脫附能力較弱，回收的物質(zhì)中含水量較高，且往往出現(xiàn)二次污染。脫附后的吸附劑需要較長時間的冷卻干燥，才能再次投入使用。由于吸附材料本身導熱性能較差，導熱油盤管間接加熱吸附劑層往往很難達到理想的脫附效果。直接采用空氣解吸，可能存在一定的危險性，且某些條件下氧的存在會影響回收物質(zhì)的品質(zhì)。因惰性氣體使用方式而導致的較高費用問題，以往的惰性氣體解吸應用不多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能耗低，惰性氣體消耗量低，再生時間短，回收物質(zhì)品質(zhì)好，較少二次污染的從排氣中吸附回收凈化有機物方法和裝置。
本發(fā)明提出的從排氣中吸附回收凈化有機物方法，通過兩臺以上含有吸附劑的吸附器交替循環(huán)進行連續(xù)吸附、解吸過程，實現(xiàn)排氣中有機物連續(xù)的吸附、脫附和回收，具體步驟如下(1)吸附器吸附過程通過對程控閥和主風機的控制，使含有機物的排氣進入其中一臺吸附器，當吸附器到達穿透點，則完成排氣中有機物吸附過程；(2)吸附器解吸過程
循環(huán)回路中通入低含氧量氣體，對其中的含氧氣體進行置換，使回路中氧含量低于10％；啟動循環(huán)風機，低含氧量氣體通過循環(huán)氣流加熱器加熱到設定溫度，進入吸附器，對吸附劑中的有機物進行脫附，脫附后富含有機物的氣體進入熱交換器冷卻，得到部分有機物冷卻液回收，其余部分氣體進入冷凝器進一步冷凝，冷凝后得到的冷凝液回收，剩余部分氣體進入熱交換器加熱，再進入循環(huán)氣流加熱器加熱到設定溫度，重新進入吸附器進行解吸，解吸完成后吸附器冷卻進入下一周期吸附操作；其中，吸附器的空塔速度為0.2-1.0m/s。
本發(fā)明中，所述低含氧量氣體為氮氣、二氧化碳及凈化后的燃燒煙氣等惰性氣體中任一種。
本發(fā)明提出的從排氣中吸附回收凈化有機物裝置，由過濾器1、阻火器2、吸附器、氧含量測定探頭3、熱交換器23、循環(huán)風機25、冷凝器27、循環(huán)氣流加熱器29、補充氣源31、主風機32及相應的管道、程控閥等連接而成(如圖1所示)，其中，過濾器1和阻火器2相連，阻火器2通過程控閥連接吸附器的一端、吸附器的另一端通過程控閥連接主風機32；熱交換器23和循環(huán)氣流加熱器29相連，并接于吸附器的兩端；流量計24、風機25、冷凝器27依次相連，并接于熱交換器23的兩端；補充氣源31通過程控閥30接于循環(huán)氣流加熱器29和吸附器之間；氧含量測定探頭3和單向截止閥4相連，并接于阻火器2和吸附器之間；氧含量測定探頭3、程控閥、主風機32、流量計24分別連接控制系統(tǒng)，吸附器為2-10個。
本發(fā)明中，所述吸附器之間并聯(lián)。
本發(fā)明中，解吸過程采用閉路循環(huán)回路。氣體加熱到一定溫度后進入吸附器對其進行脫附。脫附后富含有機物的氣體通過熱交換器和冷凝器冷卻后，其中的部分有機物冷凝析出。冷凝器排出的氣體通過熱交換器和氣體加熱器加熱到一定溫度后再一次進入到吸附器內(nèi)進行脫附。到達設定的脫附時間后，控制系統(tǒng)通過程控閥使吸附器退出脫附階段，準備進入下一周期的吸附。
本發(fā)明通過低含氧氣體閉路循環(huán)系統(tǒng)來進行吸附劑的解吸有以下益處(1)閉路循環(huán)有效的減少了不含氧氣體的消耗量，提高了氣相中有機氣體的分壓，有利于冷凝分離，(2)由于氣體含氧量低，使得再生過程中有機物發(fā)生化學變化的可能性大大降低，回收有機物的品質(zhì)較好，(3)采用低含氧氣體確保了系統(tǒng)安全性。
本發(fā)明通過氧傳感器監(jiān)測閉路循環(huán)氣體排氣中氧氣的濃度來確定補氣量。布氣均勻的吸附器結(jié)構設計加上相對較小的補氣流量，在循環(huán)氣路中形成較好的推流式流態(tài)，使得每次補充的低含氧氣體量基本上與一個吸附器的容積相當。
本發(fā)明通過在熱解吸氣體和冷凝排氣間設定熱交換器，有效地降低了回收系統(tǒng)中氣體加熱和冷卻的能耗，從而降低了有機物回收的成本。
本發(fā)明可通過提高解吸氣體溫度的方式，在系統(tǒng)設備費用增加不多的情況下，進行一些較高沸點(如沸點166℃的DMAC)有機物的回收。
本發(fā)明與水蒸氣解吸相比，冷卻費用低，無二次污染，回收的有機物含水量低(對于水溶性的有機物更顯優(yōu)勢)，便于進一步精制回收，同時再生干燥、冷卻所需的時間較短。
本發(fā)明通過至少兩個裝填有吸附劑的吸附器的交替循環(huán)運行，輔之以氣體熱解吸，熱交換和冷凝回收相結(jié)合的工藝方式，可自動連續(xù)的實現(xiàn)排氣中有機物質(zhì)回收和凈化目的，在保證回收凈化效率的前提下有效地提高了解吸效率，解決了熱氣體解吸的安全問題，同時得到的回收有機物純度高，后續(xù)的精制費用低，擴展了吸附回收氣態(tài)污染物的應用范圍。本發(fā)明可用于氣體污染凈化和有機溶劑回收場合，特別適合于大風量連續(xù)排放的有機溶劑尾氣回收，其凈化效率在90％以上，回收率大于80％。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
圖中標號1為過濾器，2為阻火器，3為氧含量測定探頭，4為單向截止閥，5、6、7、8、9、10、11、12、13、17、26、28、30為程控閥，14、15、16為吸附器，23為熱交換器，24為流量計，25為風機，27為冷凝器，29為循環(huán)氣流加熱器，31為補充氣源，32為主風機。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1，將下列各部件按圖1所示方式連接，該領域的技術人員均能順利實施。本發(fā)明裝置由一個氣體過濾器采用AF10-N型，一個阻火器采用網(wǎng)型HGS07、三個裝填有吸附劑的吸附器采用CAU10-G型、一臺主風機采用BF9-26NO8D型、一臺熱交換器采用AAE-10-B型、一臺循環(huán)氣流加熱器采用GL-10型、一臺氣體冷凝器采用TLS-50-400-480型、一臺循環(huán)風機采用BF9-26型，補充氣源采用氮氣，氧含量測定探頭采用TB2A氧化鋯氧探頭，自動控制系統(tǒng)采用PRC程序控制器，程控閥的型號為KVD氣動碟閥。
系統(tǒng)運行時，含DMAC的排氣由過濾器1去除顆粒物后，經(jīng)阻火器2進入后續(xù)的回收再生系統(tǒng)，下面以吸附器14為例說明工藝過程。
自動控制系統(tǒng)通過對程控閥和主風機32的控制，確定系統(tǒng)管道中的氣流工藝流向，即程控閥5、程控閥20打開，程控閥8、程控閥11、程控閥17處于關閉狀態(tài)，使含有DMAC的有機廢氣通過吸附器14吸附凈化后排放，當吸附器14接近穿透點時停止，則完成排氣中DMAC的吸附過程。
自動控制系統(tǒng)通過對程控閥的控制，將吸附器14切換到再生狀態(tài)。即程控閥5、程控閥20關閉，程控閥8、程控閥11、程控閥17、程控閥30打開。通過氧含量測定探頭3測定循環(huán)回路中的氧含量，以氮氣為補充氣源通入循環(huán)回路中，對循環(huán)回路中含氧氣體進行置換，當氧含量測定探頭3顯示管線中氧含量體積百分比低于10％時，關閉程控閥11和程控閥30。
開啟循環(huán)風機25，形成解吸氣循環(huán)流動，流量控制在主風量的(20％～120％)，打開程控閥26、程控閥28、冷凝器27的冷媒開關和循環(huán)氣流加熱器29的熱媒流動開關。
達到設定溫度的氣體通過管線對吸附器14中的吸附劑進行解吸，解吸后的高濃度富含DMAC的氣體通過熱交換器23得到一定程度的冷卻后，進一步進入冷凝器27中冷凝。在熱交換器23中可能出現(xiàn)的DMAC溶液通過程控閥26排出輸送到溶劑儲槽，而大部分DMAC在冷凝器27中從氣體冷凝成液體后，由程控閥28排出輸送到溶劑儲槽。冷凝后的剩余部分氣體通過熱交換器23與解吸后的高濃度含DMAC氣體換熱后升溫，再通過循環(huán)氣流加熱器29加熱到設定溫度后，重新進入吸附器14進行解吸，當?shù)竭_設定脫附時間后，控制系統(tǒng)通過關閉程控閥，使吸附器14退出脫附階段，準備進入下一周期的吸附過程。
解吸完成后14通過較短時間的冷卻后即可投入下一周期的吸附操作。
當吸附器14完成吸附過程，自動控制系統(tǒng)通過對程控閥和主風機32的控制，重新確定系統(tǒng)管道中的氣流工藝流向，即程控閥6、程控閥21打開，程控閥11、程控閥12、程控閥18處于關閉狀態(tài)，使待處理氣體通過吸附器15進入吸附過程。吸附器14、15和16的吸附、解吸交替操作，可實現(xiàn)排氣中有機物連續(xù)的吸附、脫附和回收操作。
權利要求
1.一種從排氣中吸附回收凈化有機物方法，其特征在于通過兩臺以上含有吸附劑的吸附器交替循環(huán)進行連續(xù)吸附、解吸過程，實現(xiàn)排氣中有機物連續(xù)的吸附、脫附和回收，具體步驟如下(1)吸附器吸附過程控制系統(tǒng)通過對程控閥和主風機的控制，使含有機物的排氣進入其中一臺吸附器，當吸附器到達穿透點，則完成排氣中有機物的吸附過程；(2)吸附器解吸過程循環(huán)回路中通入低含氧量氣體，對其中的含氧氣體進行置換，使回路中氧含量的體積百分比低于10％；啟動循環(huán)風機，循環(huán)風機的流量為主風機流量的20-120％，低含氧量氣體通過循環(huán)氣流加熱器加熱到設定溫度，進入吸附器，對吸附劑中的有機物進行脫附，脫附后富含有機物的氣體進入熱交換器冷卻，得到的部分有機物冷卻液回收，其余部分氣體進入冷凝器進一步冷凝，冷凝后得到的有機物冷凝液回收，剩余部分氣體進入熱交換器加熱，再進入循環(huán)氣流加熱器加熱到設定溫度，重新進入吸附器進行脫附，當?shù)竭_設定脫附時間后，控制系統(tǒng)通過程控閥使吸附器退出脫附階段，準備進入下一周期的吸附過程；其中，吸附器的空塔速度為0.2-1.0m/s。
2.根據(jù)權利要求1所述的從排氣中吸附回收凈化有機物方法，其特征在于所述低含氧量氣體為氮氣、CO2或凈化后的燃燒煙氣之一種。
3.一種從排氣中吸附回收凈化有機物裝置，其特征在于由過濾器(1)、阻火器(2)、吸附器、氧含量測定探頭(3)、熱交換器(23)、流量計(24)、循環(huán)風機(25)、冷凝器(27)、循環(huán)氣流加熱器(29)、補充氣源(31)、主風機(32)、相應的管道、程控閥和控制系統(tǒng)連接而成，其中，過濾器(1)和阻火器(2)相連，阻火器(2)通過程控閥連接吸附器的一端、吸附器的另一端通過程控閥連接主風機(32)；熱交換器(23)和循環(huán)氣流加熱器(29)相連，并接于吸附器的兩端；流量計(24)、風機(25)、冷凝器(27)依次相連，并接于熱交換器(23)的兩端；補充氣源(31)通過程控閥(30)接于循環(huán)氣流加熱器(29)和吸附器之間；氧含量測定探頭(3)和單向截止閥(4)相連，并接于阻火器(2)和吸附器之間；氧含量測定探頭(3)、程控閥、主風機(32)、流量計(24)分別連接控制系統(tǒng)，吸附器為2-10個。
4.根據(jù)權利要求3所述的從排氣中吸附回收凈化有機物裝置，其特征在于所述吸附器之間并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，具體涉及一種從排氣中吸附回收凈化有機物方法和裝置。本發(fā)明通過至少兩個裝填有吸附劑的吸附器的交替循環(huán)運行，輔之以氣體熱解吸，熱交換和冷凝回收相結(jié)合的工藝方式，可自動連續(xù)的實現(xiàn)排氣中有機物回收和凈化目的，回收的有機物品質(zhì)較純。本發(fā)明可用于氣體污染凈化和有機溶劑回收場合，特別適合于大風量連續(xù)排放的有機溶劑尾氣回收，其凈化效率在90％以上，回收率大于80％。
文檔編號B01D53/04GK1879941SQ20061002645
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權日2006年5月11日
發(fā)明者羌寧, 沈秋月, 王晨昊 申請人:同濟大學