專利名稱：新型有機(jī)廢氣回收方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，從汽態(tài)混合物中回收高沸點(diǎn)氣態(tài)化合物如常態(tài)為液態(tài)的化合物，尤其涉及從印刷、輕工、涂布、化工、電子等行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有機(jī)廢氣廢氣中回收多種有機(jī)廢氣并循環(huán)利用的方法。
背景技術(shù)：
活性炭纖維(ACF)，亦稱纖維狀活性炭，是性能優(yōu)于活性炭的高效活性吸附材料和環(huán)保工程材料。其超過(guò)50%的碳原子位于內(nèi)外表面，構(gòu)筑成獨(dú)特的吸附結(jié)構(gòu)，被稱為表面性固體。它是由纖維狀前驅(qū)體，經(jīng)一定的程序炭化活化而成。較發(fā)達(dá)的比表面積和較窄的孔徑分布使得它具有較快的吸附脫附速度和較大的吸附容量，且由于它可方便地加工為氈、 布、紙等不同的形狀，并具有耐酸堿耐腐蝕特性，使得其一問(wèn)世就得到人們廣泛的關(guān)注和深入的研究。目前已在環(huán)境保護(hù)、催化、醫(yī)藥、軍工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。以往活性炭纖維溶劑回收工藝主要應(yīng)用在甲苯、二甲苯、環(huán)已烷、鹵代烴等難溶于水的有機(jī)物的回收上，例如，中國(guó)專利ZL200510200344. 8公開(kāi)了一種工業(yè)有機(jī)廢氣自動(dòng)化回收新工藝的方法，上述專利采用水蒸汽脫附、靜態(tài)分層回收的方法。雖然用水蒸汽脫附有相變熱高，脫附較完全、易冷凝等優(yōu)點(diǎn)，但還有以下缺點(diǎn)
(1)產(chǎn)生二次排放物污水，特別是回收溶解度大的有機(jī)物時(shí)污水很難處理，用精餾塔處理運(yùn)行費(fèi)用高。(2)在脫附時(shí)，有大量水蒸氣冷凝在活性炭纖維吸附層中，雖經(jīng)干燥風(fēng)吹掃但活性炭纖維的水含量還是很高，影響其吸附性能，降低了利用率。當(dāng)有機(jī)廢氣中含有易水解物質(zhì)或鹵代烴等物質(zhì)時(shí)，在高溫水蒸汽的作用下，設(shè)備極易腐蝕，回收產(chǎn)品中雜質(zhì)多。(3)工況環(huán)境較差時(shí)，氣流夾帶的灰塵等雜質(zhì)會(huì)在活性炭纖維中累積，在鹽析、填充等作用下活性炭纖維失去活性。(4)對(duì)一些含有高沸點(diǎn)物質(zhì)的場(chǎng)合，由于水蒸汽不能有效解吸，上述工藝及裝置運(yùn)行一段時(shí)間后吸附率會(huì)下降很多，不能正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出新型有機(jī)廢氣回收方法，拓展活性炭纖維吸附劑的應(yīng)用領(lǐng)域，富集后的解吸氣通過(guò)冷凝或吸收方式加以回收，實(shí)現(xiàn)污染物零排放。本發(fā)明還提供新型有機(jī)廢氣回收系統(tǒng)。以氮?dú)鉃槊摳浇橘|(zhì)的活性炭纖維有機(jī)廢氣回收方法，包括如下步驟1、吸附，有機(jī)廢氣經(jīng)集氣系統(tǒng)收集后由吸附器吸附；2、脫附，有機(jī)廢氣經(jīng)脫附劑脫附得到脫附混合氣體 3、回收，脫附混合氣體可被回收再利用；其特征在于所述吸附器包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附劑為熱氮?dú)猓龌厥赵倮冒ㄓ袡C(jī)廢氣和氮?dú)獾幕厥绽?。所述熱氮?dú)鉁囟葹?0-400°C，所述氮?dú)獾募訜岱绞綖殡娂訜帷?dǎo)熱油加熱或高壓
3水蒸汽加熱。所述回收采用冷凝回收方式或吸收回收方式。所述有機(jī)廢氣在吸附前經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾。所述脫附混合氣體在回收前經(jīng)過(guò)冷水冷卻，置換的熱量用于加熱脫附氮?dú)狻Ｋ雒摳角?，需?duì)吸附器內(nèi)進(jìn)行在線氧含量及溫度監(jiān)測(cè)。一種以氮?dú)鉃槊摳浇橘|(zhì)的活性炭纖維有機(jī)廢氣回收系統(tǒng)，包括集氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和回收系統(tǒng)、其特征在于所述吸附系統(tǒng)包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附系統(tǒng)中采用熱氮?dú)鉃槊摳絼?。所述有機(jī)廢氣在進(jìn)入吸附系統(tǒng)前需經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括過(guò)濾器和預(yù)冷器。所述脫附系統(tǒng)中包括在線氧含量及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所述在線氧含量及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以PLC或DCS分兩階段連鎖控制，當(dāng)氧含量>2% 時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，加熱器停止加熱，從吸附器補(bǔ)充氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)出氣口排氣進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，直到氧含量低于洲，再開(kāi)啟加熱器進(jìn)行脫附；當(dāng)氧含量>5%時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)、加熱器停止加熱，應(yīng)急氮?dú)忾y自動(dòng)開(kāi)啟，從吸附器充入大量氮?dú)膺M(jìn)行置換。本發(fā)明新型有機(jī)廢氣回收方法以熱氮?dú)庾鳛榻馕橘|(zhì)，將富集在活性炭纖維上的有機(jī)物脫附，脫附混合氣中的有機(jī)廢氣和氮?dú)馔ㄟ^(guò)冷凝或吸收方式加以回收，實(shí)現(xiàn)污染物零排放。以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，分為兩組，一吸附一脫附，氮?dú)饨馕?，避免了水蒸汽冷凝在活性炭纖維吸附層中從而影響其吸附性能，同時(shí)也解決了因部分有機(jī)廢氣在高溫水蒸汽的作用下產(chǎn)生的分解反應(yīng)從而導(dǎo)致回收產(chǎn)品雜質(zhì)多的問(wèn)題，由于氮?dú)獾募訜釡囟瓤梢赃_(dá)到400°C左右，對(duì)于水蒸汽不能有效解吸的高沸點(diǎn)有機(jī)氣體，高溫氮?dú)饪梢杂行Ы馕?。本發(fā)明方法對(duì)于水溶性大或是易水解的溶劑和高沸點(diǎn)有機(jī)廢氣的回收效果特別好， 回收產(chǎn)品中水含量低，溶劑品質(zhì)高，可降低運(yùn)行成本。有機(jī)廢氣在吸附前最好經(jīng)過(guò)過(guò)濾和冷卻預(yù)處理程序，對(duì)于低沸點(diǎn)溶劑，在冷卻預(yù)處理過(guò)程中就可以將其回收，而不用進(jìn)入整個(gè)的吸附、脫附過(guò)程，節(jié)約了資源；在工況環(huán)境較差時(shí)，氣流夾帶的灰塵等雜質(zhì)在吸附過(guò)程中會(huì)在活性炭纖維中累積，將其吸附微孔堵塞， 造成吸附性能下降。脫附混合氣體在回收前經(jīng)過(guò)換熱器換熱，有效利用了余熱，減少了后續(xù)(回收)處理能耗，同時(shí)置換的熱量可用于加熱氮?dú)?，?jié)約了能源。在加熱解吸前進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，用在線溫度及氧含量測(cè)試系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況， 并控制氮?dú)獍踩y，保障了回收設(shè)備的安全運(yùn)行。與傳統(tǒng)的活性炭纖維溶劑回收工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)用熱氮?dú)饷摳?，不產(chǎn)生二次污染物，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。(2)吸附層保持干燥，提高了活性炭纖維的利用率，延長(zhǎng)了活性炭纖維的使用壽命。(3)由于不用水蒸汽脫附，所以設(shè)備無(wú)腐蝕問(wèn)題，大大降低了設(shè)備制造成本。(4)對(duì)于水溶性大或是易水解的溶劑回收效果好，回收產(chǎn)品中水含量低，溶劑品質(zhì)高，可降低運(yùn)行成本。(5)由于脫附氣可以加熱至400度左右，所以回收裝置可以應(yīng)用于含高沸點(diǎn)有機(jī)廢氣的回收，拓展回收裝置的應(yīng)用范圍。


圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖
其中圖中各標(biāo)號(hào)列示如下1-有機(jī)廢氣集風(fēng)系統(tǒng)，2-引風(fēng)風(fēng)機(jī)，3-氣流控制三通閥， 4-過(guò)濾器與預(yù)冷器預(yù)處理系統(tǒng)，5-冷卻風(fēng)機(jī)，6-加熱器，7-換熱器，8-預(yù)冷器，9-脫附循環(huán)風(fēng)機(jī)，10-溶劑回收裝置，11-置換氣排放口，12-有機(jī)物儲(chǔ)存器，Al、Bl-有機(jī)廢氣入口，A7、 B7-冷卻氣入口閥，A6、B6-脫附混合氣出口，A5、B5-凈化氣排放口，A2、B2-熱氮?dú)馊肟冢?A3、B3-正常置換氮?dú)馊肟?，A4、B4-應(yīng)急氮?dú)馊肟?，A、B-吸附器。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖，有機(jī)廢氣集風(fēng)系統(tǒng)1收集了本發(fā)明工藝方法中待處理的工作氣流。引風(fēng)風(fēng)機(jī)2提供了動(dòng)力，氣流控制三通閥3控制流向，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)打開(kāi)進(jìn)氣口將有機(jī)廢氣引入處理器進(jìn)行吸附，當(dāng)系統(tǒng)維護(hù)時(shí)打開(kāi)有機(jī)廢氣排氣口。過(guò)濾器與預(yù)冷器預(yù)處理系統(tǒng)4能除去氣流中大部分懸浮物和顆粒雜質(zhì)，并且能夠調(diào)節(jié)廢氣溫度與濕度，以延長(zhǎng)活性炭纖維的使用壽命、提高吸附效果。冷卻風(fēng)機(jī)5可以將環(huán)境氣通過(guò)冷卻氣入口閥A7、B7引入吸附器A、B,降低吸附層溫度。加熱器6可以將氮?dú)饧訜岬?0-400度，高溫氮?dú)庥糜诨钚蕴坷w維的再生。A3、B3-正常置換氮?dú)馊肟?，可調(diào)節(jié)流量大小，并能準(zhǔn)確計(jì)量流量。A4、B4-應(yīng)急氮?dú)馊肟?，閥門(mén)打開(kāi)時(shí)可在短時(shí)間內(nèi)充入大量氮?dú)狻Ｎ狡鰽、B內(nèi)部裝有活性炭纖維吸附芯，兩吸附器交替進(jìn)行吸附、脫附、冷卻過(guò)程。換熱器7可以利用后脫附氣熱量加熱前脫附氣，充分利用余熱，減少能耗。預(yù)冷器8用冷水將脫附氣進(jìn)一步降溫， 減少后續(xù)處理能耗。溶劑回收裝置12將脫附氣中的溶劑進(jìn)行回收，可以是冷凝回收器也可以是吸收回收器。脫附循環(huán)風(fēng)機(jī)可以使脫附氮?dú)庑纬裳h(huán)回路，節(jié)約氮?dú)庥昧?。工藝操作過(guò)程
1.打開(kāi)氣流控制三通閥3、進(jìn)氣口引風(fēng)風(fēng)機(jī)2，將車間產(chǎn)生的含有多種有機(jī)廢氣的廢氣由集氣系統(tǒng)1引入風(fēng)管中，經(jīng)過(guò)濾器與冷凝器預(yù)處理系統(tǒng)4除去大部分懸浮物和大顆粒雜質(zhì)，調(diào)節(jié)氣流溫度與濕度，然后通過(guò)有機(jī)廢氣入口 Al送入活性炭纖維吸附器A吸附，凈化氣通過(guò)凈化氣排出口 A5從吸附器頂部排放。另一吸附器B此時(shí)處理待機(jī)狀態(tài)或是脫附、冷卻狀態(tài)。2.當(dāng)吸附器A通入有機(jī)廢氣一段時(shí)間到達(dá)穿透點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉有機(jī)廢氣入口 Al，有機(jī)廢氣切換至另一吸附器B進(jìn)行吸附，開(kāi)啟正常置換氮?dú)馊肟?A3進(jìn)行置換，在線氧含量監(jiān)測(cè)儀測(cè)試氧含量小于21時(shí)，正常置換氮?dú)馊肟?A3和凈化氣排出口 A5，打開(kāi)脫附氣入口 A2、脫附混合氣出口 A6、循環(huán)脫附風(fēng)機(jī)9，此時(shí)加熱器6開(kāi)始工作，將氮?dú)饧訜岬?0-400度對(duì)活性炭纖維吸附層進(jìn)行脫附。置換氮?dú)夂兔摳降獨(dú)饬髁坑少|(zhì)量流量計(jì)嚴(yán)格控制，以確保氮?dú)庥行С浞掷?。另外設(shè)在線氧含量及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的氧含量及吸附床層溫度。以PLC分兩階段連鎖控制，在脫附過(guò)程中當(dāng)氧含量》％時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，加熱器6停止加熱，打開(kāi)正常置換氮?dú)馊肟?A3和排放口 11進(jìn)氣氮?dú)庵脫Q，氧含量低于洲后重新開(kāi)始脫附過(guò)程；氧含量>5%時(shí)除蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，加熱器6停止加熱外，打開(kāi)應(yīng)急氮?dú)馊肟?A4， 噴入大量(平時(shí)量的3-5倍)的氮?dú)猓越档脱鹾俊?br> 3.脫附完畢，關(guān)閉A2和脫附混合氣出口 A6，打開(kāi)冷卻氣入口閥A7、凈化氣出口閥 A5，由冷卻風(fēng)機(jī)5通入大量環(huán)境氣體以降低吸附箱溫度，以便于下一循環(huán)有效地吸附廢氣中的有機(jī)廢氣。4.上述步驟1-3過(guò)程自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行，兩吸附器交替吸附、脫附、冷卻。5.脫附氣流經(jīng)換熱器7、預(yù)冷器8降溫，再經(jīng)溶劑回收器10回收脫附氣中的有機(jī)廢氣，回收的溶劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)槽12中?；厥账梢允抢淠厥掌?，也可以是吸收塔。冷凝回收法根據(jù)有機(jī)廢氣組成，為防止低沸點(diǎn)有機(jī)物在冷凝管表面凝結(jié)成固體影響回收效果可分單級(jí)冷凝回收或多級(jí)冷凝回收，冷凝液進(jìn)入儲(chǔ)槽，潔凈氣可以送回車間以充分利用氮?dú)?。冷凝回收法收集的溶劑不似一般以固定床以蒸汽再生法回收的溶劑，其水分含量極低，可直接回用。由于有機(jī)物經(jīng)過(guò)活性炭纖維富集，脫附氣流量小，有機(jī)物濃度高，吸收法可以有效地回收有機(jī)廢氣。6.對(duì)于含少量高沸點(diǎn)有機(jī)物的廢氣回收設(shè)備，在運(yùn)行一段時(shí)間后回收效率下降， 可以在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將氮?dú)鉁囟燃訜嶂?00度左右，使吸附在活性炭纖維上的高沸點(diǎn)有機(jī)物脫附。因高沸點(diǎn)物質(zhì)含量少，平時(shí)運(yùn)行時(shí)的脫附溫度控制在100度左右，定期高溫活化，即可保持活性炭纖維吸附效率又可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。7.對(duì)于風(fēng)量大，濃度高的場(chǎng)合，可以設(shè)計(jì)成二次吸附裝置，即經(jīng)過(guò)一次吸附的有機(jī)廢氣再回送至另一吸附器進(jìn)行二次吸附，此套裝置需要至少三個(gè)吸附箱。由于炭纖維是以熱氮?dú)鉃槊摳浇橘|(zhì)的，所以吸附層透氣率高，風(fēng)阻小，二次吸附易于實(shí)施，從而進(jìn)一步減少排放氣中有機(jī)物的含量。
權(quán)利要求
1.新型有機(jī)廢氣回收方法，包括如下步驟1)、吸附，有機(jī)廢氣經(jīng)集氣系統(tǒng)收集后由吸附器吸附；2)、脫附，有機(jī)廢氣經(jīng)脫附劑脫附得到脫附混合氣體；3)、回收，脫附混合氣體可被回收再利用；其特征在于所述吸附器包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附劑為熱氮?dú)猓龌厥赵倮冒ㄓ袡C(jī)廢氣和氮?dú)獾幕厥绽谩?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型有機(jī)廢氣回收方法，所述回收采用冷凝回收方式或吸收回收方式。
3.新型有機(jī)廢氣回收系統(tǒng)，包括集氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和回收系統(tǒng)、其特征在于所述吸附系統(tǒng)包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附系統(tǒng)中采用熱氮?dú)鉃槊摳絼?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型有機(jī)廢氣回收系統(tǒng)，所述有機(jī)廢氣在進(jìn)入吸附系統(tǒng)前需經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括過(guò)濾器和預(yù)冷器。
全文摘要
本發(fā)明新型有機(jī)廢氣回收方法及系統(tǒng)，屬環(huán)保領(lǐng)域。以氮?dú)鉃槊摳浇橘|(zhì)的活性炭纖維有機(jī)廢氣回收方法，以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，采用熱氮?dú)饷摳?，能同時(shí)回收再利用有機(jī)廢氣和氮?dú)?。本發(fā)明方法采用熱氮?dú)饷摳?，不產(chǎn)生二次污染物，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)使吸附層保持干燥，提高了活性炭纖維的利用率，延長(zhǎng)了活性炭纖維的使用壽命。由于不用水蒸氣脫附，所以設(shè)備無(wú)腐蝕問(wèn)題，大大降低了設(shè)備制造成本。本發(fā)明方法對(duì)于水溶性大或是易水解的溶劑和高沸點(diǎn)有機(jī)廢氣的回收效果特別好，回收產(chǎn)品中水含量低，溶劑品質(zhì)高，可降低運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)B01D53/04GK102476013SQ20101055440
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者海勇 申請(qǐng)人:大連創(chuàng)達(dá)技術(shù)交易市場(chǎng)有限公司