本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，涉及煤化工、煉油、石油化工、精細化工、制藥、印刷、涂料、油墨等領域中含丙酮、甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、丁醇、丁酯等一種或者多種有機尾氣的凈化回收利用。具體地說，一種工業(yè)廢氣VOC回收方法及其回收系統(tǒng)。
背景技術：
揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds，簡稱VOC)是一類重要的空氣污染物，沸點在50℃～260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133.3Pa，是導致大氣光化學煙霧形成的主要因素之一。常見的組分有碳氫化合物、苯系物、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、氰類等，主要來源于化工、石油化工生產過程中的方法尾氣、汽車尾氣、燃煤廢氣等。因其具有來源廣泛、毒性大等特點，環(huán)境危害性較大，有些甚至具有致癌、致畸和致突變作用，已被世界各國列入優(yōu)先控制的污染物。《中華人民共和國大氣污染防治法》和2015年7月1日所實施的GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》等法律法規(guī)對煉焦、油氣儲運、工業(yè)合成皮革等行業(yè)頒布了專門的行業(yè)標準，控制這些行業(yè)VOC的排放。
VOC的處理方法有兩類：一類是破壞性方法，如焚燒法和催化燃燒法等，將VOC轉化成CO2和H2O；另一類是非破壞性方法，即回收法，常用的回收方法有炭吸附法、冷凝法和膜分離法，大部分方法都存在一定缺陷。常見VOC處理方法的主要優(yōu)缺點匯總如下：
目前主要的VOC回收裝置設備較為大型，組成元件較多，流程較為復雜。如專利CN201320617072.1 UV-VOC廢氣處理裝置包括光解氧化裂變室等，CN201410728190.9一種VOC分解復合凈化處理裝置及方法包括吸收塔、循環(huán)水池、復合分解水池等，CN201410573824.8一種含VOC廢氣回收凈化裝置包括大型纖維床、換熱器、鼓風機等，CN201520015024.4高效VOC凈化裝置涉及吸收塔等。這些專利與本發(fā)明相比，在裝置組成、設備及流程上都存在較大差異，且存在設備較為大型，組成元件較多，流程較為復雜，操作成本高等問題。因此，現(xiàn)在亟需一種成本低，系統(tǒng)設備少，易操作的VOC回收方法和裝置，解決VOC凈化問題。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決傳統(tǒng)VOC回收裝置大型、組成元件多、流程復雜的問題，本發(fā)明提供了一種工業(yè)廢氣VOC回收方法與回收系統(tǒng)，具體方案如下：
一種工業(yè)廢氣VOC回收方法，該方法包括：
(1)一級混合流化吸收單元：工業(yè)排放含VOC廢氣通過氣體收集裝置，由風機輸送至混合流化裝置，加熱吹脫再生單元再生的活性炭注入混合流化裝置中，利用氣流作用使活性炭處于懸浮運動狀態(tài)，廢氣和活性炭充分接觸，吸附工業(yè)廢氣中VOC。
(2)二級旋流吸附回收單元：新鮮活性炭顆粒注入旋流吸附裝置中，同時一級混合流化吸收單元吸附后的工業(yè)廢氣切向進入旋流吸附裝置。活性炭顆粒在類似流化床的旋轉湍流流場中不斷旋轉，切向進入的工業(yè)廢氣與活性炭顆粒充分接觸，活性炭顆粒吸附廢氣中VOC，并由旋流吸附裝置底部排出。凈化后氣體由旋流吸附裝置頂部排出。
(3)加熱吹脫再生單元：充分吸附VOC的活性炭由旋流吸附裝置底部流出，進入加料機利用熱氮氣進行加熱吹脫再生。再生后的活性炭返回混合流化裝置循環(huán)使用，脫附后的VOC氣體同熱氮氣進入催化冷凝裝置。
(4)催化冷凝單元：催化冷凝后液相有機物由裝置底部流出，送入后續(xù)設備，催化冷凝后氣相由裝置頂部排出。
優(yōu)選的，所述的方法，采用流化吸附-旋流吸附組合吸附方法對工業(yè)廢氣VOC進行處理，混合流化吸附為一級吸附單元，旋流吸附為二級吸附單元；
優(yōu)選的，步驟(2)中所述的方法，二級旋流吸附單元活性炭顆粒進入旋流吸附器，在旋轉湍流流場中不斷旋轉，增加與VOC氣體相界面接觸，提高吸附效率；
優(yōu)選的，步驟(2)中所述的方法，可對二級旋流吸附單元活性炭顆粒進行有效改性，使活性炭具有更強的吸附功能和更好的機械強度，對于不同的吸附要求，可采用不同類型活性炭；
優(yōu)選的，步驟(4)中所述的方法，根據(jù)VOC成分不同調整冷凝溫度，選用不同催化冷卻介質冷凝VOC，利用氮氣與VOC冷凝點不同，冷卻介質對所有VOC進行快速冷卻；
優(yōu)選的，所述的方法，對VOC一次去除率根據(jù)VOC氣體組分和要求的不同，可達到98％及以上，適用于所有VOC工況，無二次污染；
另一方面，本發(fā)明提供了一種工業(yè)廢氣VOC回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
廢氣收集裝置，用于收集工業(yè)排放含VOC廢氣；
與廢氣收集裝置連接的風機，用于輸送含VOC工業(yè)廢氣至混合流化裝置；
與風機連接的混合流化吸附裝置，用于一級吸附工業(yè)廢氣中VOC；
與混合流化裝置連接的旋流吸附裝置，用于二級吸附工業(yè)廢氣中VOC；
與旋流吸附裝置連接的加料機，利用熱氮氣加熱再生活性炭，脫附VOC氣體；
與加料機連接的泵，將再生活性炭注入混合流化床；
與加料機連接的催化冷凝裝置，用于催化冷凝VOC與熱氮氣。
優(yōu)選的，所述旋流吸附裝置可單級或多級串、并聯(lián)。
優(yōu)選的，所述混合流化裝置與旋流吸附裝置串聯(lián)，混合流化裝置進行一級VOC氣體吸附，旋流吸附裝置進行二級高效VOC氣體吸附。
優(yōu)選的，所述混合流化裝置、旋流吸附裝置可采用不同直徑，處理不同風量的工業(yè)廢氣。
優(yōu)選的，所述裝置系統(tǒng)將混合流化裝置、旋流吸附裝置、催化冷凝裝置串聯(lián)，壓降小，能耗低，減少裝置的總占地面積和總投資。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的回收系統(tǒng)示意圖。
符號說明：
1廢氣收集裝置；2風機；3混合流化吸附裝置；4旋流吸附裝置；5加料機；6泵；7催化冷凝裝置。
具體實施方式
本發(fā)明的技術構思如下：
以圖1為例，工廠排放的VOC廢氣由廢氣收集裝置1收集，經(jīng)風機2輸送至混合流化吸附裝置3進行一級吸附；一級吸附后廢氣輸送至旋流吸附裝置4中，同時新鮮活性炭注入旋流吸附裝置4中進行二級吸附；兩級吸附凈化后氣體由旋流吸附裝置4頂部出口排出，吸附VOC活性炭由旋流吸附裝置4底部進入加料機5中，同時熱氮氣進入加料機5中進行加熱脫附再生；再生后活性炭經(jīng)泵6輸送至混合流化吸附裝置3中，熱氮氣同VOC一同進入催化冷凝裝置7中；催化冷凝裝置7中降解后氣相、液相外排至管網(wǎng)。
本發(fā)明方法和裝置的優(yōu)點在于：
采用流化吸附-旋流吸附組合吸附方法對工業(yè)廢氣VOC進行處理，有效提高吸附效率；利用冷凝點不同，對所有VOC進行快速冷凝，該方法可針對分離所有VOC氣體；采用旋流分離器多級串聯(lián)或并聯(lián)，有效提高分離VOC效果；該方法適用于所有吸附VOC工況；該裝置系統(tǒng)將混合流化裝置、旋流吸附裝置、催化冷凝裝置串聯(lián)，壓降小，能耗低，減少裝置的總占地面積和總投資。
以上所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例并不限制本發(fā)明的范圍。
實施例1：
上海某造漆廠20000Nm3/h風量廢氣，VOC濃度為500mg/Nm3，按照本發(fā)明方法和裝置進行，持續(xù)24h。經(jīng)上述裝置處理后的VOC排放量約為4mg/m3(利用熱脫附進樣氣相色譜儀)，符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，VOC回收率為99.2％。
實施例2：
將上述裝置中，通入濃度為700mg/m3的甲苯氣體，持續(xù)24h。經(jīng)上述裝置處理后的甲苯排放量約為10mg/m3(利用熱脫附進樣氣相色譜儀)，符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，甲苯回收率為98.6％。
實施例3：
與實施例1基本相同，所不同的是：通入濃度900mg/m3乙酸丁酯氣體，持續(xù)24h；經(jīng)上述裝置處理后的乙酸丁酯排放量約為10mg/m3以下(采用氣相色譜測定檢測)，符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，乙酸丁酯回收率為98.8％以上。
以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。