专利名称：一种有机废气净化回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体分离与净化技术领域,特别是涉及一种用于环保行 业大气污染治理的废气活性炭纤维吸附、回收装置。
技术背景随着有机化工产品在工业中的广泛应用，进入大气中的有机污染物越來越 多，主要是低沸点、易挥发的有机物。它们主要來源于石油化行业所排放的废气; 印刷、制药、汽车、电子、机械、制鞋、皮革、合成纤维、塑料、造纸、油漆、 涂料、采矿和纺织等诸多行业所排放的有机溶剂，这不但造成大气环境的污染， 而且造成资源的损失和浪费。吸附工艺按吸附剂在吸附器的工作状态可分为固定床；流动床；沸腾(流 化)床。按操作过程的连续与否可分为间歇吸附过程与连续吸附过程。一般情况 下，多采用固定床的吸附方式。活性炭纤维是20世纪60年代继粉末状、粒状活 性炭之后发展起来的第三代髙效活性吸附材料和环保工程材料，其具有吸附速度 快、吸附容量大、再生容易等前者不可比拟的优异吸附、脱附性能，使活性炭纤 维(ACF)起着替代颗粒和粉末活性炭在有机废气处理中的作用。由于活性炭纤 维固定床的设计与实际运用，就我国来说还处于初级阶段,所以理论参数较缺乏， 很多理论参数和实际操作均按照炭颗粒固定床的方法或按ACF的实验室数据进 行计算，所以难免有些出入。另外，还存在一些技术难点和一定的缺陷例如 床层阻力大，相对处理能力较低，需用高压风机，运转能耗大，设备运行不稳定， 废气净化率低，蒸汽耗量大，活性炭纤维劣化快，溶剂回收率低，回收溶剂不稳 定、质量差，设备安全(着火)隐患高等。目前，国内外所披露、公开和采用的活性炭纤维有机废气净化、回收有机溶 剂的设备基本均采用正压吸附法，同时采用了水蒸汽脱附。这样，在气体进出口 关闭进行脱附时，吸附器内往往是处于微正压状态，这样水蒸汽往往难以达到 IOO匸以下的低温水平，而是一般处在100 120"C，一系列缺点也就成为该处理 方法目前的技术难点。 发明内容本实用新型的目的是提供一种有机废气净化回收装置，该装置可避免因系统 的泄漏，造成有机废气对净化场所的污染，提髙装置的处理率，还可以提高回收 溶剂的质量，提髙活性炭纤维层的安全性，延长活性炭纤维层的使用寿命，同时 也节省了水蒸汽用量，既降低运行费用，也减轻了后续水处理的压力。为达到上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案这种有机废气吸附回 收装置，它包括两个以上活性炭纤维固定床吸附器，吸附器连接阀门及待处理 废气输出管路，吸附器的出口接风机；吸附器底部的冷凝液管路接冷却器进口， 冷却器出口接U形液封管路，U形液封管路出口接分层槽，分层槽溶剂管路出 口接贮槽；吸附器下部脱附的汽相物管路接冷凝器，冷凝混合液管路接冷却器； 在冷凝器、分层槽、贮槽上部的气体管路并联连接至真空泵回路，该真空泵出口 接至废气进入吸附器的管路；吸附器的上部接一蒸气管路；本装置设有气动控制 系统。本装置的特点是可用于负压吸附，也就是说，在流程中风机位于吸附器出口的后面，这样， 不但可以避免高浓度的有机废气通过风机，而且还可以避免因系统的泄漏，造成 有机废气对净化场所的污染，同时也可以提髙装置的处理率。风机可同时配变频 系统，既可使整个装置处理更灵活，避免能源浪费，同时也可保证装置必要的处 理量，使系统通过变频器变频而运行更加稳定。另外，采用负压吸附法，也有利 于低温脱附法的进行，避免正压吸附法在吸附器中所形成的微正压。采用低温脱附法，也就是说，在对吸附器内压力进行减压下用水蒸汽在低温 下(IOOX:以下，最好在8(TC)进行脱附。这种脱附方式能够提髙回收溶剂的质 量，提高活性炭纤维层的安全性，延长活性炭纤维层的使用寿命，同时也节省了 水蒸汽用量，既降低运行费用，也减轻了后续水处理的压力。采用此种方法尤其 对含有酮类、酯类和高沸点溶剂的有机废气处理，其效果显著。低温脱附可抑制 脱附时发生的酮类溶剂的氧化、分解、聚合反应，或者酯类溶剂的水解反应等对 温度的依赖性大的溶剂的反应，从而避免了因为反应而产生如醇类等物质混入回 收溶剂中的情况，也避免高沸点物质的产生，从而避免了髙沸点物质带来的水蒸 汽消耗大，回收溶剂着色、发臭，吸附剂劣化，吸附芯温度上升，进一步地以促 进反应进行的形式而引起吸附剂着火的事故发生。本装置的特点还在于它不同于目前采用的负压吸附，已有的负压吸附仍然难以使吸附器在进行脱附阶段形成较高的真空度，使水蒸汽达到低温水平。采用低温脱附时，水蒸汽要达到100"C以下(最好在80 851C)，吸附器内就必须达 到约-37.21*& (87.5")，甚至稍低一些。此时除采用低压吸附外，还需借助另外 的措施才能实现。本实用新型另外采用了真空泵及一些仪表、阀门和控制元件来 实现。采用真空泵对吸附器进行抽气，真空泵入口处装有电动阀和压力变送器， 真空泵的工作由电动阀根据设置在吸附器上和吸附芯体上的压力表所测得的数 据进行控制。由于吸附器内形成一定的真空度，而且与吸附器连接的冷凝器等整个净化回 收工艺系统内的溶剂回收—油水分离部分会混入一些不冷凝气体，这样必会造成 解吸蒸汽无法进入冷凝器或者回收溶剂回流现象。故，采用必要的防倒流措施也 是实施减压低温水蒸汽脱附的关键。采用单纯的液封，在这么大的真空度下是很 难实现堵住回流的，故必须在吸附器下的漏液液封管道上加装电动阀门；在螺旋 板式冷凝器与油水分离器之间装设液封管件；在油水分离器底端放净口处装设液 封；在冷凝器和油水分离槽上加装不冷凝气体排放管道，将不冷凝气体接入真空 泵入口，与在吸附器中所抽的气体由真空泵送入系统前端，再次进行吸附处理。 不冷凝气体输送管道和解吸蒸汽进入冷凝器的管道上均安装压力表，测得的数据 也同样作为真空泵前电动阀门执行的依据。通过系统内多处液封的设置，避免了 减压带来的回流现象，同时也解决了不冷凝气体对油水分离系统的影响，使得回 收溶剂的质量在分离过程中也得到更进一步的提高，分离效果更为显著。本实用新型的优点是不但可以避免髙浓度的有机废气通过风机，而且还可 以避免因系统的泄漏，造成有机废气对净化场所的污染，同时也可以提髙装置的 处理率。还可以提高回收溶剂的质量，提高活性炭纤维层的安全性，延长活性炭 纤维层的使用寿命，同时也节省了水蒸汽用量，既降低运行费用，也减轻了后续 水处理的压力。
图l:为本实用新型提供的装置结构示意图。 图2 :为图1中吸附芯体结构示意图具体实施方式
图1中，1、 2为吸附器，吸附器至少为两个，两个吸附器形成循环系统。 吸附器也可以是3个、4个、5个.......等，以并联方式使用。可以多个串联作为一组。这样，使本实用新型装置处理的适用范围更广，更灵活。整个工艺过程可由PLC程序控制，自动切换，交替进行吸附、脱附(解吸)工艺过程的操作。 吸附过程有机废气由车间集气系统来，经过阻火过滤器ll (Fl)(系统处理的气体为有机废气，此设备对系统安全更有保证，同时要去除废气中的杂质，起到保护ACF,延长ACF寿命，保证ACF保持较高吸附率的作用)，然后经过冷却器12 (Wl)(设备的废气进口温度应低于4(TC,如高于4(TC的废气需增加空气冷却 装置，吸附的规律是温度越低吸附率越高)。经过预处理后，有机废气经气动三通挡板阀Vla、 Vlb分别进入吸附器l、 吸附器2的下腔，在下腔内，气体由外向内穿过中空的吸附芯，然后经过吸附器 的上腔，洁净气经风机3排空。在吸附过程中，废气中的有机物被吸附到活性炭 纤维中。脱附(解吸)过程当吸附器进行吸附达到饱和吸附后需要进行脱附(又称解吸)时，需要脱附 的吸附器的上阀板气缸1-1压下，盖上吸附芯，蒸汽阀门打开，蒸汽从吸附芯由 内向外吹扫ACF,吹扫出的混合蒸汽形成两部分， 一部分变成冷凝液从吸附器 底部的漏斗流走直接进入冷却器5 (W3);另一部分汽相则经过三通阀Vla、 Vlb 到达冷凝器4 (W2)，变成冷凝混合液后再次进入冷却器W3进行二次冷凝，之 后再流入分层槽6 (B2)进行重力分层。浮在上边的有机溶剂溢流到贮槽7 (B3), 用浮球液位计检测贮槽的液位，该信号控制排液泵8 (P3)将有机溶剂排出装置， 回收以备再用；冷凝器W2壳程中及分层槽、贮槽中的少量不凝气经电动阀V5、 压力变送器V6,由真空泵9 (P2)再次送吸附器入口进行二次吸附。分层槽中 的冷凝水靠自压排出装置，冷凝水出口接一U形液封管。低温水蒸汽脱附在减压下用水蒸汽在低温下U001C以下，最好在80 85 TO)进行脱附。利用真空泵9 (P2)对吸附器进行抽气，使吸附器内达到较大真 空度，以使饱和水蒸汽通过吸附器内的减压下温度降低。真空泵由电动阀V5和 压力变送器V6根据吸附器内所测得的压力进行控制。图l中，V3a、 V3b， V4a、 V4b，为阀门，PI为压力表，TE为温度计， Pw为工艺水，Cw为冷却水。图中，l-l表示气缸，由气动控制系统控制，与气缸中活塞连接的上阀板1-2可上、下移动，解吸时下压。图2中，吸附器是由吸附芯体13、承重板、支承杆、排气腔、进气腔、排 气口、配气管、人孔、液封装置、排液口、排气口、测温元件、测压元件(上述 部件的序号从略)。吸附器的下层侧面开设一个接口，连接一个三通气动阀，由 三通气动阀门实现待吸附废气和脱出物的进出，吸附器的上层侧面开设两个接 口，其中一个接口连接一个电动蒸汽球阀，电动球阀控制解吸用蒸汽的进出。本实用新型吸附器中的固定床由一至数十个圆环或扁环柱体式(圆环或薄或 厚，柱体或长或短)、笼状毡体的吸附芯体组成，是一种组件式结构的固定床。图2中，13-11为吊耳，13-12为蒸汽接口， 13-10为上盖，13-1为底盘，13-7 为炭纤维，13-3为钢管，13-4为钢丝，13-5托环，13-6为笼条，13-8为笼箍， 13-9为挂针^c吸附芯体垂直吊装在吸附器内的承重板上，密合装配在水平装配于吸附器顶 端口上的、有与吸附芯数目、大小相对应开孔的承重板上。(使装卸更换吸附剂 极其方便，并且不会像拆换颗粒炭床一样会产生二次污染或者危害人体健康)。 吸附层圆环厚度为20cm,也可根据废气量、浓度情况将吸附层调厚至40 cm或调 薄至5cm。吸附芯设计为1150 mm—段，可根据废气量和浓度情况将两段组成一 个吸附芯，形成长柱体，也可单独一段成芯。废气通过三通气动挡板阀进入吸附 器后，废气由吸附芯圆环柱体外围通过吸附剂到达芯体内空心圏，通过吸附芯体 的上盖板中的气体出口 (盖板动作由气动系统控制实现)，经风机排空。吸附芯体的排列方式一般成数排状以尽量使吸附器成方形箱体状。个别可布 置成圆柱状，如含3个吸附芯的吸附器。因采用的是蒸汽脱附，存在一定压力， 故方形吸附器外壳材料采用压有一定角度的波纹钢板制成，以保证设备的运行安 全和承压伸縮能力。
权利要求1、一种有机废气净化回收装置，其特征在于它包括两个以上活性炭纤维固定床吸附器，吸附器连接阀门及待处理废气输出管路，吸附器的出口接风机(3)；吸附器底部冷凝液管路接冷却器(5)进口，冷却器出口接U形液封管路，U形液封管路出口接分层槽(6)，分层槽溶剂管路出口接贮槽(7)；吸附器下部脱附的汽相物管路接冷凝器(4)，冷凝混合液管路接冷却器(5)；在冷凝器、分层槽、贮槽上部的气体管路并联连接至真空泵回路，该真空泵出口接至废气进入吸附器的总管路；吸附器的上部接一蒸气管路；本装置设有气动控制系统。
2、 根据权利要求1所述的一种有机废气净化回收装置，其特征在于真空泵回路中连接有压力变送器及电动阀门。
3、 根据权利要求1或2所述的一种有机废气净化回收装置，其特征在于 分层槽(6)的冷凝水出口接一U形液封管。
4、 根据权利要求l或2所述的一种有机废气净化回收装置，其特征在于在吸附器下的漏液液封管道上装有电动阀门。
5、 根据权利要求1或2所述的一种有机废气净化回收装置，其特征在于 待处理废气输出管路至吸附器之间设有过滤器(11)及冷却器(12)。
专利摘要一种有机废气净化回收装置，它包括两个以上吸附器，吸附器连接阀门及待处理废气输出管路，吸附器的出口接风机(3)；吸附器底部冷凝液管路接冷却器(5)进口，冷却器出口接U形液封管路，U形液封管路出口接分层槽(6)，分层槽溶剂管路出口接贮槽(7)；吸附器下部脱附的汽相物管路接冷凝器(4)，冷凝混合液管路接冷却器(5)；在冷凝器、分层槽、贮槽上部的气体管路并联连接至真空泵回路，该真空泵出口接至废气进入吸附器的总管路；吸附器的上部接一蒸气管路；本装置设有气动控制系统。本装置优点可避免高浓度的有机废气通过风机；避免因系统泄漏造成的污染。可提高装置的处理率、回收溶剂的质量及延长活性炭纤维的使用寿命，可节省水蒸汽用量，降低运行费用，减轻后续水处理的压力。
文档编号B01D5/00GK201135846SQ20072018740
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者延乃峰 申请人:延乃峰