一种具有深度脱附功能有机废气净化回收装置及其方法

技术领域

本发明涉及废气净化设备领域，尤其涉及一种具有深度脱附功能有机废气净化回收装置及其方法。

背景技术

随着国家环保要求提高和实际生产的需要，工业生产有机废气要求进行净化达标后排放。现有一般利用吸附材料的微孔吸附气体中的VOCs，吸附饱和后，用水蒸汽加热活化吸附材料，但是由于废气中VOCs种类多，又包含少量大分子杂质，常规的有机废气净化设备的吸附材料寿命往往很短，需要对吸附材料频繁更换，增加了设备运行成本。

如申请号为201310520571.3的中国发明专利申请文件中记载了一种活性炭吸附、N

再如申请号为202010098609.2的中国发明专利申请文件中记载了一种净化含氯挥发性有机废气的系统，系统由深度冷凝单元、活性炭纤维吸脱附单元和有机物冷凝液回收单元组成，深度冷凝单元设有双通道冷凝装置，每道冷凝装置设有多级换热器，第一级换热由来源废气与经过多级深冷后的排放尾气进行换热；活性炭纤维吸脱附单元由至少两组并联设置的活性炭纤维箱组成，活性炭纤维箱的底部两侧分别配置有吸脱附阀门和冷却阀，在每个活性炭纤维箱内均设置有活性炭纤维卷；有机物冷凝液回收单元由蒸汽冷凝换热器、气液分离器、冷凝液换热器和冷凝液回收桶槽组成。该方案采用深度冷凝+活性炭纤维吸脱附工艺来净化含氯挥发性有机废气，运行费用低廉且净化效果较好，但是该方案也没有涉及深度脱附过程。

再如文献“Adsorption onto Activated Carbon Fiber Cloth andElectrothermal Desorption of Volatile Organic Compound(VOCs):A SpecificReview”中记载了采用活性炭纤维布(ACFC)吸附和电热处理VOCs的技术，但是该方案中未记载脱附过程。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种具有深度脱附功能有机废气净化回收装置及其方法，能够对有机废气净化装置中的吸附材料进行深度脱附，进而延长吸附材料的寿命。

为实现上述目的，本发明所设计的一种具有深度脱附功能有机废气净化回收装置，包括两个或两个以上的吸附器以及一个脱附冷凝器；每个所述吸附器中均设有进气口、出气口、脱附气进口、脱附气出口；每个所述吸附器的进气口分别通过管道与工业有机废气源连通，每个所述吸附器的出气口分别通过管道与大气连通；每个所述吸附器的脱附气进口分别通过管道与脱附气源连通，每个所述吸附器的脱附气出口分别通过管道与脱附冷凝器连接；其特征在于，所述具有深度脱附功能有机废气净化回收装置还包括加热器、深度脱附冷凝器，每个所述吸附器上还均设有深度脱附进气口、深度脱附出气口；每个所述吸附器的深度脱附进气口分别通过管道与加热器连接，每个所述吸附器的深度脱附出气口分别通过管道与深度脱附冷凝器连接。

作为优选方案，每个所述吸附器的脱附气进口均包括水蒸汽进气口和氮气进气口，每个所述吸附器的水蒸汽进气口通过管道分别与水蒸汽源连接，每个所述吸附器的氮气进气口通过管道分别与氮气源连接。

作为优选方案，它还包括抽气泵和回收液体储槽，所述脱附冷凝器的冷凝液出口与所述回收液体储槽连接，所述脱附冷凝器的冷却气出口通过所述抽气泵分别与每个所述吸附器的进气口连接。

作为优选方案，它包括分离器和脱附风机，所述深度脱附冷凝器与分离器连接后一路通过管道与回收液体储槽连接，一路通过脱附风机与加热器连接。

作为优选方案，所述吸附器设有三个或三个以上，所述三个或三个以上的吸附器并联连接。

一种利用上述装置进行有机废气净化回收的方法，其特征在于，包括步骤：

(1)吸附过程：将有机废气通入其中的一个吸附器中，经吸附完全后洁净气排空；

(2)脱附过程：待此吸附器吸附饱和后，关闭其进气口，开启脱附气进口对其进行脱附处理，余下的吸附器打开进气口对有机废气继续吸附处理；

(3)深度脱附过程：脱附处理后，打开此吸附器的深度脱附进气口、深度脱附出气口、加热器、深度脱附冷凝器，对此吸附器进行深度脱附处理；

(4)待此吸附器深度脱附完成后，打开其进气口进行吸附过程，余下的吸附器依次进行脱附过程和深度脱附过程。

作为优选方案，所述具有深度脱附功能有机废气净化回收装置中每个所述吸附器的脱附气进口包括水蒸汽进气口和氮气进气口，每个所述吸附器的水蒸汽进气口通过管道分别与水蒸汽源来连接，每个所述吸附器的氮气进气口通过管道分别与氮气源连接；

所述具有深度脱附功能有机废气净化回收装置中还包括抽气泵和回收液体储槽，所述脱附冷凝器的冷凝液出口与所述回收液体储槽连接，所述脱附冷凝器的冷却气出口通过所述抽气泵分别与每个吸附器的进气口连接；

在脱附过程中，首先将水蒸汽通入吸附器中进行脱附处理，然后向吸附器中通入氮气吹扫残留的水蒸汽，吹扫出来的气体经冷凝处理后液体储存在回收液体储槽，气体通过抽气泵通入余下的吸附器中进行二次吸附处理。

作为优选方案，所述具有深度脱附功能有机废气净化回收装置中还包括分离器和脱附风机；

在深度脱附过程中，向吸附器中通入经加热器加热后的气体，从吸附器中流出的深度脱附气依次经过深度脱附冷凝器和分离器后液体储存在回收液体储槽，气体经脱附风机再返回至加热器中进行循环深度脱附。

作为优选方案，所述吸附器设有三个或三个以上，在两个不同的吸附器中，脱附过程和深度脱附过程同时进行，即其中一个吸附器进行脱附过程时，另一个吸附器同时进行深度脱附过程。进一步提高回收装置的处理容量。

本发明的优点在于：与现有的有机废气净化回收装置相比，本发明的具有深度脱附功能有机废气净化回收装置通过设置深度脱附过程能够明显提高吸附材料的循环吸附值，吸附材料寿命。

附图说明

图1为实施例中具有深度脱附功能有机废气净化回收装置的结构示意图；

图2为经过深度脱附后吸附材料的吸附曲线；

图3为常规脱附后吸附材料的吸附曲线；

图中各部件标号如下：第一吸附器1、第一进气口1.1、第一水蒸汽进气口1.2、第一氮气进气口1.3、第一出气口1.4、第一深度脱附出气口1.5、第一深度脱附进气口1.6、第一脱附气出口1.7、第二吸附器2、第二进气口2.1、第二水蒸汽进气口2.2、第二氮气进气口2.3、第二出气口2.4、第二深度脱附出气口2.5、第二深度脱附进气口2.6、第二脱附气出口2.7、深度脱附冷凝器3、分离器4、加热器5、脱附风机6、脱附冷凝器7、抽气泵8、回收液体储槽9。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。

实施例

结合图1所示，本实施例的具有深度脱附功能有机废气净化回收装置包括两个吸附器，分别为第一吸附器1、第二吸附器2，以及深度脱附冷凝器3、分离器4、加热器5、脱附风机6、脱附冷凝器7、抽气泵8、回收液体储槽9。

第一吸附器1上分别设有第一进气口1.1、第一水蒸汽进气口1.2、第一氮气进气口1.3、第一出气口1.4、第一深度脱附出气口1.5、第一深度脱附进气口1.6、第一脱附气出气口1.7；同样地，第二吸附器2上分别设有第二进气口2.1、第二水蒸汽进气口2.2、第二氮气进气口2.3、第二出气口2.4、第二深度脱附出气口2.5、第二深度脱附进气口2.6、第二脱附气出气口2.7；第一吸附器1和第二吸附器2的各个气口上均设有阀门，控制各个气口的气体进入和流出。

第一吸附器1的第一进气口1.1和第二吸附器2的第二进气口2.1分别通过管道与工业有机废气源连通，第一吸附器1的第一出气口1.4和第二吸附器2的第二出气口2.4分别通过管道与大气连通。

第一吸附器1的第一水蒸汽进气口1.2和第二吸附器2的第二水蒸汽进气口2.2分别通过管道与水蒸汽源连通，第一吸附器1的第一氮气进气口1.3和第二吸附器2的第二氮气进气口2.3分别通过管道与氮气源连通，第一吸附器1的第一脱附气出气口1.7通过管道与脱附冷凝器7连接后一路通过液体管道与回收液体储槽9连接，一路通过气体管道和抽气泵8与第一吸附器2的第二进气口2.1连通，将脱附后的气体返回至第二吸附器2内进行二次吸附，同样地，第二吸附器2的第二脱附气出气口2.7通过管道与脱附冷凝器7连接后一路通过液体管道与回收液体储槽9连接，一路通过气体管道和抽气泵8与第一吸附器1的第一进气口1.1连通，将脱附后的气体返回至第一吸附器1内进行二次吸附。

第一吸附器1的第一深度脱附进气口1.6和第二吸附器2的第二深度脱附进气口2.6分别通过管道与加热器5的气体输出端连接，第一吸附器1的第一深度脱附出气口1.5和第二吸附器2的第二深度脱附出气口2.5分别通过管道依次与深度脱附冷凝器3和分离器4连接后，一路通过液体管道与回收液体储槽9连接，一路通过气体管道和脱附风机6与加热器5的气体输入端连接。

本实施例的具有深度脱附功能有机废气净化回收装置的运行过程按照吸附阶段、脱附过程、深度脱附过程进行详细叙述。

吸附过程：打开第一吸附器1的第一进气口1.1和第一出气口1.4的阀门，工业有机废气源流入第一吸附器1中经吸附完全后洁净气体通过第一出气口1.4排空。

脱附过程：打开第一吸附器1的第一水蒸汽进气口1.2和第一脱附气出气口1.7的阀门，以及打开第二吸附器2的第二进气口2.1，此时第一吸附器1为脱附状态，第二吸附器2为吸附状态；水蒸汽流入第一吸附器1内对第一吸附器1脱附处理后，脱附气通过第一脱附气出气口1.7流入脱附冷凝器7中，脱附气中的水和溶剂经脱附冷凝器7冷凝为液体流入回收液体储槽9中储存，然后关闭第一水蒸汽进气口1.2，打开第一氮气进气口1.3和第一脱附气出气口1.7以及抽气泵8，氮气对第一吸附器1中的残余水蒸汽进行吹扫，吹扫出来的水蒸汽经脱附冷凝器7冷凝后液体流入回收液体储槽9中储存，气体通过抽气泵8返回至第二吸附器2中进行二次吸附后排空。

深度脱附过程：打开第一深度脱附进气口1.6、第一深度脱附出气口1.5以及深度脱附冷凝器3、分离器4、加热器5和脱附风机6，热气对第一吸附器1进行深度脱附，通过第一深度脱附进气口1.6的气体相对湿度为0～90％，温度10～200℃，深度脱附后的气体经深度脱附冷凝器3和分离器4后，冷凝液流入回收液体储槽9中储存，气体经脱附风机6和加热器5再次返回至第一吸附器1中循环深度脱附。

将本实施例经过深度脱附过程后的吸附材料和未进行深度脱附过程的吸附材料进行对比，结果如图2和图3所示，经过深度脱附的吸附材料的吸附值显著上升，且出气口浓度会长时间维持较低范围，可见经过本实施例的有机废气净化回收装置能够明显提高吸附材料的循环吸附值，延长了吸附材料的使用寿命，降低了运行成本。

与现有的有机废气净化回收装置相比，本发明的具有深度脱附功能有机废气净化回收装置和方法具有以下优点：

(1)提高了循环吸附值：经现有的有机废气净化回收装置脱附处理后的吸附材料的吸附值在8～10％，经本发明具有深度脱附功能有机废气净化回收装置深度脱附处理后的吸附材料的吸附值在15～20％，可见，本发明明显提高吸附材料的循环吸附值，吸附材料寿命可以延长至少1倍，材料更换频次明显降低。

(2)降低了含水率：经现有的有机废气净化回收装置脱附处理后的吸附材料的含水率在40～50％，本发明具有深度脱附功能有机废气净化回收装置深度脱附处理后的吸附材料的含水率在2％以下，可见，本发明显著降低了吸附材料的含水率。

(3)降低了脱附成本：由于本发明吸附材料的吸附值的增加，其脱附频次明显减少，即使考虑深度脱附的能耗少量增加(单次能耗增加25-30％)，总体算下来，依然降低脱附成本约35％。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。