废气处理用活性炭吸附与再生装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种废气处理用活性炭吸附与再生装置，属于活性炭处理废气技术领域。该装置包括装载有活性炭的处理塔以及热量交换器；处理塔具有废气入口、废气出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口；热量交换器具有彼此隔离的蒸汽空间和空气空间，蒸汽空间具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液体出口，空气空间具有空气入口和空气出口；处理塔的第一蒸汽出口与热量交换器的第二蒸汽入口连通。采用本实用新型后，能在不转移活性炭的情况下完成活性炭的再生过程，处理蒸汽时，不需要采用冷凝水，只需鼓入空气带走热量即可，利于降低处理成本。
【专利说明】
废气处理用活性炭吸附与再生装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种废气处理用活性炭吸附与再生装置，尤其适用于工业废气(如喷漆废气等)的处理，属于活性炭处理废气技术领域。
【背景技术】
[0002]据发明人所知，在工业废气处理方法中，采用活性炭进行吸附是经常采用的手段之一。活性炭在吸附饱和后需要进行再生处理，之后才能再次投入使用。然而，现有技术中的再生技术手段往往存在工序复杂，占地面积过大，需耗费大量人力物力等缺陷，例如，通常需要将吸附饱和的活性炭转移至专门的再生设备中进行再生，然后将再生后的活性炭再次布置于吸附装备中，操作过程繁琐，劳动强度大。
[0003]经检索发现，申请号96106358.0、公开号CN1167813A的中国发明专利申请公开了一种煤气活性炭脱硫净化和再生工程与设备，用活性炭为脱硫剂，活性炭饱和后用过热蒸汽再生;再生过程中，过热蒸汽在脱硫塔中由上往下运行，通过加热活性炭使硫与之脱除，并将硫带出脱硫塔。虽然该技术方案能在不移动活性炭的情况下进行活性炭再生，但是，其过热蒸汽从塔中排出后，仍然带有大量的热量，仅凭水封槽对蒸汽进行凝结将需要巨量的冷凝水进行处理，这不仅不利于节约水资源，还会使处理成本大幅增加。
[0004]专利号201010300676.4、授权公告号CN101721984B的中国发明专利公开了烟气加热与水蒸汽吹扫复合的活性炭材料再生方法，该技术方案不仅存在需要腾挪活性炭以供再生的问题，还存在与前述专利申请相同的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种废气处理用活性炭吸附与再生装置，能在不转移活性炭的情况下完成活性炭的再生过程。
[0006]为了达到以上目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种废气处理用活性炭吸附与再生装置，包括装载有活性炭的处理塔，其特征是，还包括热量交换器;所述处理塔具有废气入口、废气出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口；所述热量交换器具有彼此隔离的蒸汽空间和空气空间，所述蒸汽空间具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液体出口，所述空气空间具有空气入口和空气出口 ；所述处理塔的第一蒸汽出口与热量交换器的第二蒸汽入口连通;所述处理塔具有废气经废气入口进入塔内与活性炭接触后经废气出口排出的吸附处理状态，以及蒸汽经第一蒸汽入口进入塔内与活性炭接触后经第一蒸汽出口排出的再生状态;所述热量交换器具有蒸汽进入蒸汽空间将热量传递给空气空间内空气的热交换状态。
[0008]采用该结构，在废气处理时关闭第一蒸汽入口和出口，将废气从废气入口通入塔内与活性炭接触，完成吸附处理过程，然后经废气出口排出已处理的废气；当活性炭吸附饱和后，关闭废气入口和出口，从第一蒸汽入口通入高温蒸汽，使其与活性炭接触并对活性炭形成加热作用，进而使活性炭吸附的物质解吸附并被蒸汽带走，然后经第一蒸汽出口排出带有解吸附物质的高温蒸汽;接着，高温蒸汽进入热量交换器的蒸汽空间，将热量传递给空气空间内快速通入的大量空气，使解吸附物质和蒸汽凝结并经冷凝液体出口排出，剩余气体经第二蒸汽出口排出。如此即可实现在不转移活性炭的情况下完成活性炭的再生过程；处理蒸汽时，不需要采用冷凝水，只需鼓入空气带走热量即可，利于降低处理成本。
[0009]为进一步提高热量交换器的换热效率:所述热量交换器的蒸汽空间、空气空间分别有若干层，各层蒸汽空间与各层空气空间上下交替排布;各层蒸汽空间的第二蒸汽入口相互连通，各层蒸汽空间的第二蒸汽出口相互连通。这样即可大幅增加换热接触面积，利于提高换热效率。在此基础上，为能向空气空间内迅速通入大量空气:各层空气空间的空气入口位于热量交换器的相同一侧，各层空气空间的空气出口位于热量交换器的相同另一侧；所述装置还包括轴流风机，所述轴流风机的出风方向正对各层空气空间的空气入口，或者所述轴流风机的进风方向正对各层空气空间的空气出口。这样既可以轴流风机直吹各层空气空间，从而向空气空间内迅速通入大量空气，利于迅速带走热量。
[0010]当解吸附物质中含有低沸点挥发性物质时，仅凭热量交换器可能无法使低沸点挥发性物质凝结，在这种情况下，为能凝结低沸点挥发性物质从而使处理塔排出蒸汽最大程度地无害化:所述装置还包括具有冷凝空间的冷凝处理器，所述冷凝空间具有进气口、出气口以及冷凝液出口 ；所述冷凝空间的进气口与热量交换器的第二蒸汽出口连通;所述冷凝空间内设有能降低空气温度的冷气源。在此基础上:所述冷气源为冰块或制冷空调。
[0011 ]本实用新型还可以采用以下优选方案:
[0012]优选地，所述处理塔的废气入口装有过滤器。这样可防止固体颗粒及较大液滴与活性炭接触，以免降低活性炭的再生效果。
[0013]优选地，所述处理塔的废气入口前还装有用以降低废气温度的前置热量交换器，所述前置热量交换器具有彼此隔离的废气空间和空气空间，所述废气空间具有入口、出口以及冷凝液体出口，所述空气空间具有空气入口和空气出口；所述前置热量交换器具有废气进入废气空间将热量传递给空气空间内空气的热交换状态。这样可降低废气温度，避免废气对活性炭形成加热作用，确保吸附处理过程顺利进行。
[0014]优选地，所述处理塔的外壁设有保温层。这样，在吸附处理废气时，利于使活性炭保持在适宜的吸附温度，以免影响吸附效果;在再生处理时，利于使活性炭保持在适宜的解吸附温度，以免影响解吸附效果。
[0015]优选地，所述处理塔的第一蒸汽入口前还装有电加热器。这样可在需要时通过电加热提高蒸汽温度，以利提高活性炭再生效果。
[0016]优选地，所述热量交换器的蒸汽空间或空气空间中还设有支撑件。
[0017]采用本实用新型后，能在不转移活性炭的情况下完成活性炭的再生过程，处理蒸汽时，不需要采用冷凝水，只需鼓入空气带走热量即可，利于降低处理成本。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0019]图1为本实用新型实施例的结构示意图。图中，热量交换器3以及前置热量交换器6中，空气空间内的圆点表示空气流动方向为垂直于纸面向外;轴流风机4位于热量交换器3的后侧。【具体实施方式】实施例
[0020]如图1所示，本实施例的废气处理用活性炭I吸附与再生装置包括装载有活性炭I的处理塔2、热量交换器3、轴流风机4、冷凝处理器5以及前置热量交换器6。(注:图1中所示活性炭仅为示意用，并非表示具体用量、具体摆放方式等具体使用时的参数。)
[0021]处理塔2具有废气入口 21、废气出口 22、第一蒸汽入口 23以及第一蒸汽出口 24。处理塔2具有废气经废气入口 21进入塔内与活性炭I接触后经废气出口 22排出的吸附处理状态，以及蒸汽经第一蒸汽入口 23进入塔内与活性炭I接触后经第一蒸汽出口 24排出的再生状态。
[0022]热量交换器3具有彼此隔离的蒸汽空间31和空气空间32，蒸汽空间31具有第二蒸汽入口 311、第二蒸汽出口 312以及冷凝液体出口 313，空气空间32具有空气入口和空气出口。热量交换器3的蒸汽空间31、空气空间32分别有若干层，各层蒸汽空间31与各层空气空间32上下交替排布;各层蒸汽空间31的第二蒸汽入口 311相互连通，各层蒸汽空间31的第二蒸汽出口 312相互连通。各层空气空间32的空气入口位于热量交换器3的相同一侧，各层空气空间32的空气出口位于热量交换器3的相同另一侧;轴流风机4的出风方向正对各层空气空间32的空气入口(也可选择:轴流风机4的进风方向正对各层空气空间32的空气出口)。热量交换器3具有蒸汽进入蒸汽空间31将热量传递给空气空间32内空气的热交换状态。
[0023]冷凝处理器5具有冷凝空间51，冷凝空间51具有进气口511、出气口512以及冷凝液出口 513;冷凝空间51的进气口 511与热量交换器3的第二蒸汽出口 312连通;冷凝空间51内设有能降低空气温度的冷气源52。冷气源52为冰块或制冷空调(本实施例为制冷空调)。
[0024]前置热量交换器6用以降低废气温度，前置热量交换器6具有彼此隔离的废气空间61和空气空间62，废气空间61具有入口611、出口612以及冷凝液体出口613，空气空间62具有空气入口和空气出口；前置热量交换器6具有废气进入废气空间61将热量传递给空气空间62内空气的热交换状态。
[0025]处理塔2的第一蒸汽出口24与热量交换器3的第二蒸汽入口 311连通。处理塔2的废气入口 21装有过滤器25。处理塔2的外壁设有保温层。处理塔2的第一蒸汽入口 23前还装有电加热器26。
[0026]此外，热量交换器3的蒸汽空间31或空气空间32中还可以设有支撑件(图中未示)，起到支撑或承重作用，使蒸汽空间31或空气空间32的大小固定，且在使用过程中减少震动。
[0027]使用过程为:
[0028](I)废气处理:关闭第一蒸汽入口 23和第一蒸汽出口 24，将废气依次经前置热量交换器6降温、过滤器25过滤后从废气入口 21通入塔内与活性炭I接触，完成吸附处理过程，然后经废气出口 22排出已处理的废气。
[0029](2)再生处理:当活性炭I吸附饱和后，关闭废气入口 21和废气出口 22，从第一蒸汽入口 23通入高温蒸汽(可根据实际情况决定是否采用电加热)，使其与活性炭I接触并对活性炭I形成加热作用，进而使活性炭I吸附的物质解吸附并被蒸汽带走，然后经第一蒸汽出口 24排出带有解吸附物质的高温蒸汽;接着，高温蒸汽进入热量交换器3的蒸汽空间31，将热量传递给空气空间32内在轴流风机4作用下快速通入的大量空气，使解吸附物质和蒸汽凝结并经冷凝液体出口 313排出，剩余气体经第二蒸汽出口312排至冷凝处理器5内，凝结低沸点挥发性物质，最后所剩气体若达标则可直接排入外界，若未达标可排入额外的活性炭塔进行吸附处理后再排入外界。
[0030]轴流风机4向空气空间32内通入空气时，可在空气中喷入雾化的水滴，以降低空气的温度，进一步提高处理效果。
[0031]本实施例能在同一个处理塔内实现活性炭的吸附和再生过程，不需要转移活性炭，利于降低人力物力消耗。
[0032]本实施例在通常工况下，塔内活性炭可反复进行吸附、再生循环，最高循环次数可达10次以上，利于大幅降低成本。
[0033]由于工业废气中常含有易燃易爆的挥发性物质，这些物质吸附于活性炭后，若直接加热使其解吸附，容易造成塔内局部浓度和温度过高、且含有较高浓度氧气而带来爆炸危险，本实施例采用蒸汽进行加热，可排出含氧空气并将解吸附物质随时带出处理塔以降低其浓度，避免出现局部浓度和温度过高的情况，从而消除爆炸危险，确保安全。
[0034]本实施例处理塔具有保温功能，一方面在再生处理活性炭时能保持在预设的解吸附温度，缩短解吸附时间；另一方面在吸附处理时利于使活性炭保持在适宜的吸附温度，缩短处理塔进入吸附处理状态的过渡时间。
[0035]本实施例能以较小体积实现良好的处理效果，例如当处理塔尺寸为1.8mX1.8 mX2.5 m、前置热量交换器和热量交换器的体积分别为I m3、冷凝处理器的体积为0.288 m3时，即可实现废气处理量15000?30000 m3/h，并且在1-12小时内即可完成活性炭的再生处理过程。
[0036]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【主权项】
1.一种废气处理用活性炭吸附与再生装置，包括装载有活性炭的处理塔，其特征是，还包括热量交换器;所述处理塔具有废气入口、废气出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口 ；所述热量交换器具有彼此隔离的蒸汽空间和空气空间，所述蒸汽空间具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液体出口，所述空气空间具有空气入口和空气出口；所述处理塔的第一蒸汽出口与热量交换器的第二蒸汽入口连通;所述处理塔具有废气经废气入口进入塔内与活性炭接触后经废气出口排出的吸附处理状态，以及蒸汽经第一蒸汽入口进入塔内与活性炭接触后经第一蒸汽出口排出的再生状态;所述热量交换器具有蒸汽进入蒸汽空间将热量传递给空气空间内空气的热交换状态。2.根据权利要求1所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述热量交换器的蒸汽空间、空气空间分别有若干层，各层蒸汽空间与各层空气空间上下交替排布;各层蒸汽空间的第二蒸汽入口相互连通，各层蒸汽空间的第二蒸汽出口相互连通。3.根据权利要求2所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，各层空气空间的空气入口位于热量交换器的相同一侧，各层空气空间的空气出口位于热量交换器的相同另一侧;所述装置还包括轴流风机，所述轴流风机的出风方向正对各层空气空间的空气入口，或者所述轴流风机的进风方向正对各层空气空间的空气出口。4.根据权利要求1所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述装置还包括具有冷凝空间的冷凝处理器，所述冷凝空间具有进气口、出气口以及冷凝液出口 ；所述冷凝空间的进气口与热量交换器的第二蒸汽出口连通;所述冷凝空间内设有能降低空气温度的冷气源。5.根据权利要求4所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述冷气源为冰块或制冷空调。6.根据权利要求1至5任一项所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述处理塔的废气入口装有过滤器。7.根据权利要求1至5任一项所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述处理塔的废气入口前还装有用以降低废气温度的前置热量交换器，所述前置热量交换器具有彼此隔离的废气空间和空气空间，所述废气空间具有入口、出口以及冷凝液体出口，所述空气空间具有空气入口和空气出口；所述前置热量交换器具有废气进入废气空间将热量传递给空气空间内空气的热交换状态。8.根据权利要求1至5任一项所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述处理塔的外壁设有保温层。9.根据权利要求1至5任一项所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述处理塔的第一蒸汽入口前还装有电加热器。10.根据权利要求1至5任一项所述废气处理用活性炭吸附与再生装置，其特征是，所述热量交换器的蒸汽空间或空气空间中还设有支撑件。
【文档编号】B01J20/34GK205700032SQ201620403089
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】陈元刚
【申请人】陈元刚