专利名称：净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及环保和化工分离领域，具体的是涉及一种净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置。
背景技术：
从化学化工、生物医药、轻工纺织和机械电子等行业生产过程中产生的含VOCs工业废气，目前，广泛以活性炭纤维(ACF)、颗粒活性炭(GAC)、分子筛等固体吸附剂，采用变温吸附(TSA)或变压吸附(PSA)方法，吸附VOCs使废气得以净化而排空，吸附过程达到吸附剂被VOCs饱和后，采用变温(TSA)或变压脱附(PSA)，从吸附剂中排出的VOCs蒸汽，经冷凝冷却液化回收，纯化后循环套用。如此周而复始进行吸附-脱附，实现高效净化废气中的 VOCs。TSA和PSA综合方法在回收VOCs应用比单独PSA法应用更广泛，TSA方法分为湿式和干式工艺的实施方案，所谓“湿式”就是利用水蒸汽脱附剂脱附在固体吸附剂上吸附的VOCs，这种工艺存在许多弊端，更因工业常用热源的水蒸气，因环保而禁止使用燃煤锅炉，雪上加霜。所谓“干式”，就是吸附装置内配置间壁列管、蛇管、排管等换热器。脱附时向换热器通入蒸汽或烟道气、热空气、导热油、热水、工业废热载体等通过间壁供热，使各种热脱附剂(如蒸汽)与吸附剂与VOCs不直接接触，这种工艺比“湿式”有很多优点，已公开了许多专利(如，殷斌烈、杨旭东等，中国专利申请号201110223732. 3，通用型间壁震动式挥发性有机物回收工艺及装置；CN101648102 ； CN101780467A ；CN102029100A ；DE3933111
-rf* ) ο典型“干式”吸附-脱附净化和回收废气中VOCs由吸附-脱附系统，辅助系统，管路系统及控制系统等组成。全流程一般包括废气的鼓入，过滤，冷却干燥，间壁冷却吸附，净化气排空。固体吸附剂吸附VOCs达到饱和点后，进行间壁加热-脱附，抽风，冷凝冷却，回收液态VOCs的贮存和输送等。上述流程中吸附和脱附过程是全流程的关键过程，要实现全流程的高效率，必须强化伴随着传质和传热的吸附和脱附单元操作。根据化学工程传质和传热的理论，它们受吸附剂的颗粒、形状、废气流速、冷却剂流速和传热方式等诸多因素影响。所谓强化吸收和脱附过程，实质就是强化或优化影响吸附和脱附的传质的各因素。目前使用的干式吸附-脱附装置有罐式、槽式和塔式，其中配置列管、蛇管、排管等间壁换热器。这些装置均存在诸多缺点，废气和吸附剂接触不充分，冷却或加热剂流速慢，传质、传热效率低，设备不紧凑等等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种高效传质、传热的净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，实现在生产过程中产生的废气中VOCs最大限度地回收利用，满足废气中VOCs浓度符合国家排放标准要求。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，其特征在于包括有框架和多个薄金属传热板，薄金属传热板依次固定于框架上，两相邻薄金属传热板的边缘衬以垫片压紧，薄金属传热板的四角分别设有通孔，以形成两个通道，其中含挥发有机物的废气，冷、热液体或蒸汽交替地在薄金属传热板两侧通孔流过，以进行换热。所述的薄金属传热板的厚度为了 3 5mm,其中一表面为槽形或波纹形,另一面均匀焊接有与平面垂直的短桩，直径10 25mm，高度20 40mm，二排均布；所述的相邻薄金属传热板之间的槽形或波纹形的表面相对，以形成距离窄及宽交替排布，窄的通过冷、热液体或蒸汽，距离为5 10mm，宽的通过含挥发有机物的废气，并均匀充填固体吸附剂，距离为 20 40mm η所述的固体吸附剂为活性炭纤维(ACF)、颗粒活性炭(GAC)或分子筛。所述的垫片为橡胶、压缩石棉、膨胀石墨或用聚四氟乙烯包覆防护的橡胶。
本发明在于其灵活性，可以作为净化回收废气中挥发有机物全流程的组成部分，也能够将其配加吸风机组成一个独立单元，置于车上，移到需要净化回收废气中VOCs的场所，完成废气净化后，再将此独立单元组装到板式吸附-脱附装置全流程实施VOCs脱附回收，本发明与传统的罐式、槽式和塔式，及其配置的列管、蛇管、排管等间壁换热器的装置比较，具有如下优点①薄金属传热板板面两侧流体流速快，总传热系数高，改善了传热与传统的罐式、槽式吸附-脱附装置比较，废气与固体吸附剂接触更充分，废气流速高，传质得以强化；③结构紧凑，可根据产能需要增减薄金属传热板数目，或单元并联单位体积的传热面积大，金属材料消耗量低，薄金属传热板加工制造比较容易；⑤操作灵活性大，便于移动作业；⑥操作压力1.0-1.2Mpa或-O. IMpa，可满足净化大多数回收废气中挥发有机物的需要。
图I为薄金属传热板的正面 图2为薄金属传热板的背面 图3为含挥发有机物的废气及冷(或热)流体流动线路 图4为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于实施例的任何一个或类似实例。实施例I
净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，包括有框架和多个薄金属传热板2，薄金属传热板依次固定于框架上，两相邻薄金属传热板的边缘衬以橡胶垫片压紧，薄金属传热板的四角分别设有通孔1，以形成两个通道，其中含挥发有机物的废气，冷、热液体或蒸汽交替地在薄金属传热板两侧通孔流过，以进行换热。如图1-2,所述的薄金属传热板的厚度为了 3 5mm,其中一表面为槽形或波纹形，另一面均匀焊接有与平面垂直的短桩3，直径10 25mm，高度20 40mm，二排均布。其目的在于①增强刚度，不致使薄金属传热板受压变形，②强化了湍流程度与增加了传热面积，使液体流过时分布均匀，③有利于纤维状ACF固定。薄金属传热板尺寸常见的宽度为400 1000mm,高度最大可达2 m。薄金属传热板一般用不锈钢,或其它耐腐蚀合金材料的,若干薄金属传热板组成一个独立单元，当处理废气量大时单元可并联联接。所述的相邻薄金属传热板之间的槽形或波纹形的表面相对，以形成距离窄及宽交替排布，窄的通过冷、热液体或蒸汽，距离为5 IOmm,宽的通过含挥发有机物的废气,并均匀充填固体吸附剂活性炭纤维(ACF)，距离为20 40mm。本发明的含挥发有机物的废气及冷(或热)流体流动线路图如图3。A为含VOCs废气路线，B为冷热流体路线，C为冷热流体空间与D为含VOCs废气及吸附剂充填空间交替布置。当本发明处于冷却-吸附状态时，如图4示意图，冷却剂从冷却剂管经薄金属传热板的下孔4进入各个窄的通道8，通过薄金属传热板接受从吸附剂吸附VOCs蒸汽7释放出的吸附热，然后经薄金属传热板上孔5排出。固体吸附剂不断释放吸附热，维持设定温度，完成吸附过程，产生的净化空气从薄金属传热板另外的下孔6流出板式吸附-脱附装置，排空。同理，如图3示意图。当本发明处于加热-脱附状态时，加热剂从加热剂管经薄金属传热板上孔或下孔进入各个窄的通道，通过薄金属传热板将热量传给固体吸附剂，然后经薄金属传热板下孔或上孔排出。固体吸附剂受热升温，实现脱附过程，产生的VOCs蒸汽从薄板片另外的上或下孔流出板式吸附-脱附装置。某化工厂流量1000NM3/小时苯混合尾气，苯含量4. 5% (体积比)。经过滤、冷却、干燥鼓入充填ACF吸附剂的板式吸附-脱附装置，同时通入冷却水吸取吸附释放的吸附热，保持50°C恒定吸附，达到尾气苯含量达到排放标准后排放。关闭苯混合尾气及冷却水。转换为加热-脱附操作，此时通入120°C饱和水蒸气间壁加热ACF吸附剂，脱附的苯蒸汽，抽至苯冷凝-冷却器回收苯。获得的苯-水液分二层，分出水层，苯回收率98%。实施例2
某化工厂从槽车中卸VOCs至受槽，将板式吸附-脱附装置配加吸风机组成的独立单元车，移到VOCs装卸现场，与受槽排气口联接，在卸VOCs的同时，独立单元通冷却水，抽风 ，完成废气净化后，在再将此独立单元组装到板式吸附-脱附装置全流程实施VOCs脱附回收。
权利要求
1.浄化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，其特征在于包括有框架和多个薄金属传热板，薄金属传热板依次固定于框架上，两相邻薄金属传热板的边缘衬以垫片压紧，薄金属传热板的四角分别设有通孔，以形成两个通道，其中含挥发有机物的废气，冷、热液体或蒸汽交替地在薄金属传热板两侧通孔流过，以进行换热。
2.按权利要求I所述的净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，其特征在于所述的薄金属传热板的厚度为了 3 5mm，其中一表面为槽形或波纹形，另一面均匀焊接有与平面垂直的短桩，直径10 25mm，高度20 40mm，ニ排均布；所述的相邻薄金属传热板之间的槽形或波纹形的表面相対，以形成距离窄及宽交替排布，窄的通过冷、热液体或蒸汽，距离为5 10mm，宽的通过含挥发有机物的废气，并均匀充填固体吸附剂，距离为20 40mmo
3.按权利要求I或2所述的净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，其特征在于所述的固体吸附剂为活性炭纤维、颗粒活性炭或分子筛。
4.按权利要求I或2所述的净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，其特征在于所述的垫片为橡胶、压缩石棉、膨胀石墨或用聚四氟こ烯包覆防护的橡胶。
全文摘要
本发明为一种净化回收废气中挥发有机物的板式吸附-脱附装置，包括有框架和多个薄金属传热板，薄金属传热板依次固定于框架上，两相邻薄金属传热板的边缘衬以垫片压紧，薄金属传热板的四角分别设有通孔，以形成两个通道，其中含挥发有机物的废气，冷、热液体或蒸汽交替地在薄金属传热板两侧通孔流过，以进行换热。具有如下优点①薄金属传热板板面两侧流体流速快，总传热系数高，改善了传热；②废气与固体吸附剂接触更充分，废气流速高，传质得以强化；③结构紧凑，可根据产能需要增减薄金属传热板数目，或单元并联；④单位体积的传热面积大，金属材料消耗量低；⑤操作灵活性大，便于移动作业；⑥操作压力1.0-1.2MPa或-0.1MPa。
文档编号B01D53/04GK102698561SQ20121015958
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者吴晓慧, 杨旭东, 殷斌烈 申请人:武汉旭日华科技发展有限公司