一種VOCs處理設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種VOCs處理設(shè)備及方法，所述設(shè)備包括：吸附塔和脫附罐，所述吸附塔內(nèi)由上至下依次設(shè)置有多層用于吸附料液與尾氣傳質(zhì)的塔盤；所述脫附罐設(shè)置有恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施，所述吸附塔底部的吸附料液通過所述第二吸附料液入口進(jìn)入所述脫附罐中，在所述恒溫裝置和脫附裝置的作用下進(jìn)行VOCs脫附，經(jīng)過脫附的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)，所述吸附塔的第一吸附料液排出口還與所述第一吸附料液入口連接以使吸附塔底部的吸附料液進(jìn)入所述最上一層的塔盤并依次流下至底部。本發(fā)明的VOCs處理設(shè)備可以連續(xù)性地進(jìn)行VOCs吸附、同時也可以連續(xù)性地進(jìn)行脫附再生，特殊的再生方式保持吸附劑性能不衰減，提高了尾氣處理能力并減少吸附劑用量及消耗。
【專利說明】
一種VOCs處理設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及大氣污染治理和化工技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種VOCs處理設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]V0Cs(volatile organic compounds)是揮發(fā)性有機(jī)化合物的簡稱，包括經(jīng)類、芳烴類、醇類、醛類、酮類、酯類、胺類、有機(jī)酸等。其通常是易燃易爆物質(zhì)，揮發(fā)到空氣中會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，大多數(shù)VOCs還有毒。
[0003]工業(yè)排放是VOCs的主要來源，將VOCs進(jìn)行處理從而減少和消除VOCs工業(yè)排放是控制VOCs污染源的有效手段。目前，主要的工業(yè)處理工藝是消除法和回收法。
[0004]消除法是通過化學(xué)或生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑和微生物等將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，主要技術(shù)包括蓄熱熱氧化、催化燃燒、生物氧化、等離子體分解法、光催化分解法等。回收法是通過物理處理工藝，在一定溫度、壓力下，用選擇性吸收劑、吸附劑和選擇性滲透膜等處理工藝來分離，主要包括溶解吸收、活性材料吸附、變壓吸附和冷凝法等。
[0005]其中活性材料吸附作為應(yīng)用最廣泛的一種VOCs工業(yè)處理工藝，具有工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣等優(yōu)點，然而VOCs處理過程中吸附材料吸附性能會逐漸衰減，部分吸附材料不能夠重復(fù)利用造成VOCs脫附效率低、成本高。例如申請?zhí)枮?01210491453.X的中國專利申請公開了一種超聲在線再生活性炭過濾器及其活性炭再生處理工藝，雖然可以將吸附過的活性材料進(jìn)行超聲脫附再生，然而其是一種只具有脫附功能的活性炭脫附裝置，利用此裝置不能實現(xiàn)VOCs吸附處理，吸附脫附不是在同一設(shè)備中進(jìn)行，造成設(shè)備和操作復(fù)雜。
[0006]再如申請?zhí)枮?01410706619.4的中國專利申請公開了一種新型VOCs處理設(shè)備及處理工藝，該設(shè)備將吸附及脫附設(shè)施集合在一個設(shè)備中。但是其無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，其吸附與脫附需要間斷進(jìn)行，而且吹脫過程耗時太長。對于連續(xù)運轉(zhuǎn)的工況需要并聯(lián)多套使用。吸附材料固定負(fù)載于備內(nèi)，為實現(xiàn)并聯(lián)多套裝置輪流切換吸附、脫附、吹脫等操作，同樣的處理量需要設(shè)備體積非常龐大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可連續(xù)吸附、再生的VOCs處理設(shè)備及方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種VOCs處理設(shè)備，所述設(shè)備包括:吸附塔和脫附罐，所述吸附塔內(nèi)由上至下依次設(shè)置有多個用于VOCs和吸附料液傳質(zhì)的塔盤，在所述吸附塔上設(shè)有一第一吸附料液入口，吸附料液可從所述第一吸附料液入口進(jìn)入到最上一層的塔盤上，所述塔盤包括一高效抗堵塔板以及一與塔板連接的降液板，所述降液板用于將塔板上的吸附料液引流至下一級塔盤上，所述吸附塔的尾氣入口在最底層的塔盤之下以使含有VOCs的尾氣向上流動的過程中與塔盤上的吸附料液形成逆流接觸，所述吸附塔的頂部設(shè)置有尾氣排出口，所述吸附塔的底部設(shè)置有第一吸附料液排出口 ；所述脫附罐設(shè)置有恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施，所述脫附罐的第二吸附料液入口與所述吸附塔的第一吸附料液排出口連接，所述脫附罐的第二吸附料液排出口與所述吸附塔的第三吸附料液入口連接，所述吸附塔底部的吸附料液通過所述第二吸附料液入口進(jìn)入所述脫附罐中，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)，所述第一吸附料液排出口還與所述第一吸附料液入口連接以使吸附塔底部的吸附料液進(jìn)入所述最上一層的塔盤并依次流下至底部。
[0009]優(yōu)選的，所述吸附塔底部還設(shè)置有攪拌裝置。
[0010]優(yōu)選的，所述吸附塔頂部還設(shè)置新水入口用以補(bǔ)充新水。
[0011]優(yōu)選的，所述吸附塔上端設(shè)置有一與所述新水入口連接的分布器用于對新水進(jìn)行分布式噴灑。
[0012]優(yōu)選的，在所述分布器下方還設(shè)置有一人字擋板用以去除尾氣夾帶的
[0013]
[0014]
[0015]吸附料液及吸附材料。
[0016]優(yōu)選的，所述吸附塔與所述脫附罐之間還設(shè)置有一換熱器用于給進(jìn)入脫附罐前的吸附料液進(jìn)行預(yù)熱并對從脫附罐出來的再生吸附料液進(jìn)行降溫。
[0017]優(yōu)選的，所述恒溫設(shè)施為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的蒸汽分布管，所述脫附設(shè)施為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的超聲波震蕩裝置。
[0018]優(yōu)選的，所述惰性載體為水，所述吸附材料為粉末狀活性炭或顆粒形式活性炭或沸石或分子篩。
[0019]優(yōu)選的，所述脫附罐內(nèi)還設(shè)置有一分離擋板用于分離不溶于水的VOCs。
[0020]一種利用上述述的VOCs處理設(shè)備處理VOCs的方法，所述方法包括步驟:
[0021]S1、在吸附塔的尾氣入口通入含有VOCs的尾氣，在吸附塔的第一吸附料液入口通入吸附料液使吸附料液從塔盤上緩慢向下層塔盤流動，含有VOCs的尾氣與塔盤上的吸附料液進(jìn)行逆流接觸從而將VOCs進(jìn)行吸收；
[0022]S2、流向吸附塔底部的吸附料液一部分進(jìn)入所述脫附罐中另一部分通到所述第一吸附料液入口，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)。
[0023]本發(fā)明帶來的益處是:本發(fā)明通過在吸附塔內(nèi)由上至下依次設(shè)置有多個用于尾氣與吸附料液傳質(zhì)的塔盤，當(dāng)從底部通入尾氣時，尾氣與塔盤上向下流動的吸附料液形成逆流接觸，從而使得吸附料液可以充分的吸收掉尾氣中的VOCs，吸附了 VOCs的吸附料液可以從吸附塔底部進(jìn)入脫附罐進(jìn)行脫附，脫附后獲得的再生吸附料液可以再次進(jìn)入吸附塔與尾氣進(jìn)行接觸進(jìn)行VOCs的吸收，吸附料液可以反復(fù)再生使用，其吸附和脫附的過程都是連續(xù)性的，可以提高尾氣處理的能力并降低吸附材料的用量及消耗。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明VOCs處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中:1、吸附塔，2、降液板，3、塔板，4、人字擋板，5、分布器，6、吸附料液栗，7、攪拌裝置，8、換熱器，9、冷凝器，10、脫附罐，11、再生料液栗，12、擋板，13、超聲波震蕩裝置，14、蒸汽吹掃裝置，15、有機(jī)相出口。
【具體實施方式】
[0026]下面描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠根據(jù)下文所述用本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)加以實現(xiàn)，并能更加明白本發(fā)明的創(chuàng)新之處和帶來的益處。
[0027]如圖1所示為基于本發(fā)明提供的一種VOCs處理設(shè)備的具體實施例，該VOCs處理設(shè)備包括:吸附塔I和脫附罐10，所述吸附塔I內(nèi)由上至下依次設(shè)置有多個用于尾氣與吸附料液傳質(zhì)的塔盤，在所述吸附塔I上設(shè)有一第一吸附料液入口 a，吸附料液可從所述第一吸附料液入口 a進(jìn)入到最上一層的塔盤上，所述塔盤包括一塔板3以及一與塔板連接的降液板2，所述降液板2用于將塔板3上的吸附料液引流至下一級塔板上，所述吸附塔I的尾氣入口 d在最底層的吸附料液緩降裝置之下以使含有VOCs的尾氣向上流動的過程中與緩降裝置上的吸附料液形成逆流接觸，所述吸附塔I的頂部設(shè)置有尾氣排出口 f，所述吸附塔I的底部設(shè)置有第一吸附料液排出口 C。所述脫附罐10設(shè)置有恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施，所述脫附罐10的第二吸附料液入口 g與所述吸附塔I的第一吸附料液排出口 c連接，所述脫附罐10的第二吸附料液排出口 h與所述吸附塔I的第一吸附料液入口 a連接，所述吸附塔I底部的吸附料液通過所述第二吸附料液入口 g進(jìn)入所述脫附罐10中，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口 b進(jìn)入所述吸附塔I內(nèi)，所述第一吸附料液排出口 c還與所述第一吸附料液入口 a連接以使吸附塔底部的吸附料液進(jìn)入所述最上一層的塔盤并依次流下至底部。
[0028]在本實施例中，所述吸附塔I底部還設(shè)置有攪拌裝置7，以使得向下流的已經(jīng)吸附了 VOCs的吸附料液與經(jīng)過第三吸附料液入口 b進(jìn)入的再生的吸附料液進(jìn)行混合形成非飽和的吸附料液，同時也使惰性載體中的吸附材料混合均勻，非飽和的吸附料液再次從頂部流下的過程中將進(jìn)行VOCs的吸收。
[0029]在本實施例中，所述吸附塔I頂部還設(shè)置新水入口e用以補(bǔ)充新水以保持或調(diào)節(jié)吸附塔內(nèi)的吸附料液的液位。在所述吸附塔I上端設(shè)置有一與所述新水入口 e連接的分布器5用于對新水進(jìn)行分布式噴灑，用于沖洗人字擋板5上面的吸附材料，本實施例中，所述分布器5米用管式結(jié)構(gòu)的分布器。
[0030]在本實施例中，在所述分布器5下方還設(shè)置有一人字擋板5用以去除尾氣中夾帶的吸附料液及吸附材料。
[0031]在本實施例中，所述吸附塔I與所述脫附罐10之間還設(shè)置有一換熱器8用于給進(jìn)入脫附罐10前的吸附料液進(jìn)行預(yù)熱并對從脫附罐10出來的再生吸附料液進(jìn)行降溫。
[0032]在本實施例中，所述恒溫設(shè)施為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的蒸汽分布管14，所述脫附裝置為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的超聲波震蕩裝置13。采用蒸汽進(jìn)行溫度控制，可以很好的使得脫附罐內(nèi)的溫度均衡，并且分布管提高加熱效率，同時避免局部高溫。在本實施例中，脫附罐內(nèi)的操作溫度介于50?90°C之間時，可達(dá)到較好的脫附效果，超聲波震蕩裝置13可以將VOCs從吸附料液中脫出，效率高，在熱恒溫下，效率更好，超聲波震蕩裝置的頻率控制在20?33KHz間。
[0033]在本實施例中，所述脫附罐內(nèi)還設(shè)置有一分離擋板12用于分離不溶于水的VOCs，不溶于水的VOCs分層后可以由有機(jī)相出口 15進(jìn)行排出。再生料液栗11連通脫附罐10底部，并與換熱器8連接，將經(jīng)過脫附的再生吸附料液在換熱器8中與進(jìn)入脫附罐10前的吸附料液進(jìn)行預(yù)熱。再生吸附料液通過換熱器8后進(jìn)入吸附塔I底部與原有吸附料液混合，混合后的吸附料液通過吸附料液栗6的作用進(jìn)入吸附塔I進(jìn)行吸附作用。
[0034]在本實施例中，所述惰性載體為水，所述吸附材料為粉末狀活性炭或顆粒形式活性炭或沸石或分子篩。
[0035]本實施例中VOCs處理設(shè)備的工作流程如下:
[0036]含VOCs尾氣自吸附塔I下部的尾氣入口d進(jìn)入，尾氣進(jìn)入后向上流動與塔板3以及降液板2上的吸附料液逆流接觸，由于塔板3以及降液板2由上至下依次設(shè)置有多層結(jié)構(gòu)，尾氣每流過一層都會吸收掉一部分VOCs直至達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后從吸附塔I上的尾氣排出口 f排出。流到吸附塔底部的吸附料液經(jīng)過吸附料液栗6升壓后，一路至吸附塔I的第一吸附料液入口a，另一路經(jīng)過換熱器8預(yù)熱后進(jìn)入脫附罐10。脫附罐10中通入蒸汽維持脫附罐內(nèi)溫度恒定，通過蒸汽分布管14的升溫及超聲波震蕩裝置13的雙重作用，VOCs從中間吸附料液中脫附，不溶于水的VOCS與吸附料液分層，通過擋板12進(jìn)行分離，自有機(jī)相出口 15排出回收利用;在常壓下沸點<100°C的水溶性VOCs，可通過升溫使其脫附蒸發(fā)，由吸附罐頂排出，經(jīng)過冷凝器9冷凝回收，脫附后的吸附料液經(jīng)過第二吸附料液排出口 h排出并由再生料液栗加壓進(jìn)入換熱器8進(jìn)行冷卻，冷卻后的吸附料液由第三吸附料液入口 b重新進(jìn)入到吸附塔底部形成回收利用。
[0037]本發(fā)明同時還提供一種VOCs處理方法，包括步驟:
[0038]S1、在吸附塔的尾氣入口通入含有VOCs的尾氣，在吸附塔的第一吸附料液入口通入吸附料液使吸附料液從塔盤上緩慢向下層塔盤流動，含VOCs的尾氣與塔盤上的吸附料液進(jìn)行逆流接觸從而將VOCs進(jìn)行吸收；
[0039]S2、流向吸附塔底部的吸附料液一部分進(jìn)入所述脫附罐中，另一部分通到所述第一吸附料液入口，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)。
[0040]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【主權(quán)項】
1.一種VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: 吸附塔，所述吸附塔內(nèi)由上至下依次設(shè)置有多個用于吸附料液與尾氣傳質(zhì)的塔盤，在所述吸附塔上設(shè)有一第一吸附料液入口，吸附料液可從所述第一吸附料液入口進(jìn)入到最上一層的塔盤上，所述塔盤包括一高效抗堵塔板以及一與該塔板連接的降液板，所述降液板用于將塔板上的吸附料液引流至下一吸附料液塔盤上，所述吸附塔的尾氣入口在最底層的塔盤之下以使含有VOCs的尾氣向上流動的過程中與塔盤上的吸附料液形成逆流接觸，所述吸附塔的頂部設(shè)置有尾氣排出口，所述吸附塔的底部設(shè)置有第一吸附料液排出口 ； 脫附罐，所述脫附罐設(shè)置有恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施，所述脫附罐的第二吸附料液入口與所述吸附塔的第一吸附料液排出口連接，所述脫附罐的第二吸附料液排出口與所述吸附塔的第三吸附料液入口連接，所述吸附塔底部的吸附料液通過所述第二吸附料液入口進(jìn)入所述脫附罐中，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附作用，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)，所述第一吸附料液排出口同時與所述第一吸附料液入口連接以使吸附塔底部的吸附料液進(jìn)入所述最上一層的塔盤并依次流下至底部。2.如權(quán)利要求1所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述吸附塔底部還設(shè)置有攪拌裝置。3.如權(quán)利要求1所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述吸附塔頂部還設(shè)置新水入口用以補(bǔ)充新水以調(diào)節(jié)所述吸附塔的液位。4.如權(quán)利要求3所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述吸附塔上端設(shè)置有一與所述新水入口連接的分布器用于對新水進(jìn)行分布式噴灑。5.如權(quán)利要求4所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，在所述分布器下方還設(shè)置有一人字擋板用以去除尾氣夾帶吸附料液及吸附材料。6.如權(quán)利要求1所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述吸附塔與所述脫附罐之間還設(shè)置有一換熱器用于給進(jìn)入脫附罐前的吸附料液進(jìn)行預(yù)熱并對從脫附罐出來的再生吸附料液降溫。7.如權(quán)利要求1所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述恒溫設(shè)施為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的蒸汽分布管，所述脫附裝置為設(shè)置在脫附罐內(nèi)的超聲波震蕩裝置。8.如權(quán)利要求7所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述惰性載體為水，所述吸附材料為粉末狀活性炭或顆粒形式活性炭或沸石或分子篩。9.如權(quán)利要求1所述的VOCs處理設(shè)備，其特征在于，所述脫附罐內(nèi)還設(shè)置有一分離擋板用于分離不溶于水的VOCs。10.—種利用權(quán)利要求1-9任一項所述的VOCs處理設(shè)備處理VOCs的方法，其特征在于，所述方法包括步驟: S1、在吸附塔的尾氣入口通入含有VOCs的尾氣，在吸附塔的第一吸附料液入口通入吸附料液使吸附料液從塔盤上緩慢向下層塔盤流動，含有VOCs的尾氣與塔盤上的吸附料液進(jìn)行逆流接觸從而將VOCs進(jìn)行吸收和吸附； S2、流向吸附塔底部的吸附料液一部分進(jìn)入所述脫附罐中另一部分通到所述第一吸附料液入口，在所述恒溫設(shè)施和脫附設(shè)施的作用下進(jìn)行VOCs脫附過程，經(jīng)過脫附再生的吸附料液通過第三吸附料液入口進(jìn)入所述吸附塔內(nèi)。
【文檔編號】B01D53/04GK105854510SQ201610321805
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】郭曉光, 薛秀芳
【申請人】郭曉光