本发明属化工工艺及设备技术领域，涉及一种高浓度VOC气体的净化回收装置及方法。
背景技术：
挥发性有机化合物简称VOCs，主要化学组分为苯系物、醇类、烷烃、酮类和酯类等，是目前一大类空气污染物，对人类的身体健康和自然环境具有极大的危害。VOC气体中所含组分会对人体的脏器造成一定的伤害，致使人产生头晕、恶心、乏力等症状，其中的苯系物还具有致癌性；VOC随废气排放到大气中，会在室外太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧，臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾主要组分，也是冬季雾霾形成的主要源头之一；大量VOC气体的排放也造成了有机溶剂资源的极大浪费。VOC气体的净化与回收，不但解决了环境污染问题，创造了一定的社会效益，也会为企业创造客观的经济效益。
目前工业中大多采用以活性炭为吸附质的吸附法回收VOC，而国内外吸附类型有变压吸附、变温吸附、变温-变压吸附三种，其中变压吸附需要不断加压、减压或抽真空，操作频繁，对设备要求高，能耗巨大，多用于高档的有机溶剂回收。变温吸附可分为固定床技术和流化床技术，运用固定床吸附法处理高浓度VOC气体时，由于理论级数较多，床层较厚，反应释放出的大量热量无法及时排出，导致床层温度升高，床层易着火；而流化床吸附法则由于传质阻力小、处理气量大、传热效果好，可避免固定床床层着火问题，但存在着吸附饱和的活性炭处理与回收、有机溶剂的回收再用等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决固定床吸附高浓度VOC气体时床层易着火、吸附饱和活性炭的再生、有机溶剂的回收再用等问题，提供一种高浓度VOC气体净化回收装置及方法，整个工艺流程可连续稳定操作，流化床吸附可解决固定床床层着火问题，脱附塔内实现了活性炭的再生，有机溶剂回收系统内实现了废气中有机溶剂资源的回收利用。
本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高浓度VOC气体净化回收装置，其特征是，它包括从左到右依次相连的吸附塔、第一溢流塔、输送系统、第二溢流塔、脱附塔和有机溶剂回收系统六个部分；所述吸附塔上部的一侧设有螺旋进料和旋风分离器，在旋风分离器的上部设有净化气出口，所述吸附塔底部的内部装有气体分布器和外部设有进风口，其中气体分布器的上方与出料管相连，进风口与废气风机相连。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述第一溢流管的上部设有旋风分离器，其中旋风分离器的出口与废气风机相连，所述第一溢流塔的中上部与出料管相连，所述第一溢流管底部的一侧设有第一卸料口。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述输送系统包括第一输送装置、第一输送转换器、第二输送装置、第二输送转换器、输送管和空气压缩机，其中第一输送装置与第一溢流塔的底部相连，第一输送转换器与脱附塔的上部相连，第二输送装置与第二溢流塔的底部相连，第二输送转换器通过进料管与吸附塔的中上部相连，第一输送装置与第一输送转换器之间、第二输送装置与第二输送转换器之间通过输送管相连，空气压缩机分别和第一输送装置、第二输送装置相连。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述第二溢流管的上部设有旋风分离器，其中旋风分离器的出口与废气风机相连，所述第二溢流塔底部的一侧设有第二卸料口。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述脱附塔的外部设有脱附热源，所述脱附塔的上部与混合气管路相连，所述脱附塔的底部与氮气源相连。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述有机溶剂回收系统包括冷凝塔和液体储罐，其中冷凝塔的上部与氮气管路相连，底部与液体储罐相连。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收装置，所述的第一溢流塔和第二溢流塔，增加了料封功能，防止出现窜气现象，增加了操作的稳定性，同时还可以暂时储存活性炭吸附剂。
一种使用上述装置对高浓度VOC气体净化回收的方法，它包括如下步骤：
a.将高浓度VOC气体通过废气风机从进风口加入到吸附塔中，经活性炭吸附达标后从净化气出口排放到大气中，颗粒物在扩大段中沉降，活性炭通过螺旋进料加入到吸附塔中，吸附饱和的活性炭经出料管流到第一溢流塔中，然后经第一输送装置、第一输送转换器输送到脱附塔中。
b.氮气源从脱附塔的底部加入氮气，在脱附热源的加热下对吸附饱和的活性炭进行脱附，脱附后的活性炭经管路流到第二溢流塔中，然后经第二输送装置、第二输送转换器重新输送回吸附塔中重复使用。
c.脱附塔中VOC气体与氮气的混合气经混合气管路流入冷凝塔中，在冷却水的作用下，有机溶剂冷凝液化被收集到液体储罐中回收利用，氮气经氮气管路被重新输送回脱附塔中循环使用。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收方法，所述步骤a中的吸附塔，其内部的吸附剂活性炭吸附VOC气体的最佳温度为30~40℃。
所述的一种高浓度VOC气体净化回收方法，所述步骤b中的脱附塔，其内部的脱附气为氮气，可循环使用，脱附最佳温度为80~100℃。
本发明装置在吸附塔和脱附塔的活性炭出口处分别连接一个溢流管，增加了料封功能，避免出现窜气现象，同时还可以暂时储存活性炭，增加了操作的稳定性。
本发明与现有技术相比具有以下显著的优点：
整个工艺流程可连续稳定进行。
脱附塔内实现了活性炭的再生。
有机溶剂回收系统实现了有机溶剂资源的回收利用。
附图说明
图1为一种高浓度VOC气体净化回收装置及方法的示意图。
图中主要标号说明：
1 吸附塔、2 气体分布器、3 废气风机、4 进风口、5 旋风分离器、6 螺旋进料、7 净化器出口、8 活性炭、9 出料口、10 第一溢流塔、11 第一卸料口、12 空气压缩机、13 第一输送装置、14 输送管、15 第一输送转换器、16 脱附塔、17 脱附热源、18 氮气源、19 第二输送装置、20 第二输送转换器、21 进料管、22 扩大段、23 第二溢流塔、24 第二卸料口、25 混合气管路、26 冷凝塔、27 氮气管路、28 液体储罐、29 有机溶剂回收系统、30 吸附剂输送系统。
具体实施方式
本发明装置一种高浓度VOC气体净化回收装置，它包括从左到右依次相连的吸附塔1、第一溢流塔10、输送系统30、第二溢流塔23、脱附塔16和有机溶剂回收系统29六个部分；所述吸附塔1上部的一侧设有螺旋进料6和旋风分离器5，在旋风分离器5的上部设有净化气出口7，所述吸附塔1底部的内部装有气体分布器2和外部设有进风口4，其中气体分布器2的上方与出料管9相连，进风口4与废气风机3相连；
所述第一溢流管10的上部设有旋风分离器5，其中旋风分离器5的出口与废气风机3相连，所述第一溢流塔10的中上部与出料管9相连，所述第一溢流管10底部的一侧设有第一卸料口11；
所述输送系统30包括第一输送装置13、第一输送转换器15、第二输送装置19、第二输送转换器20、输送管14和空气压缩机12，其中第一输送装置13与第一溢流塔10的底部相连，第一输送转换器15与脱附塔16的上部相连，第二输送装置19与第二溢流塔23的底部相连，第二输送转换器20通过进料管21与吸附塔1的中上部相连，第一输送装置13与第一输送转换器15之间、第二输送装置19与第二输送转换器20之间通过输送管14相连，空气压缩机12分别和第一输送装置13、第二输送装置19相连；
所述第二溢流管23的上部设有旋风分离器5，其中旋风分离器5的出口与废气风机3相连，所述第二溢流塔23底部的一侧设有第二卸料口24；
所述脱附塔16的外部设有脱附热源17，所述脱附塔16的上部与混合气管路25相连，所述脱附塔16的底部与氮气源18相连；
所述有机溶剂回收系统29包括冷凝塔26和液体储罐28，其中冷凝塔26的上部与氮气管路27相连，底部与液体储罐28相连。
所述第一溢流塔10和第二溢流塔23，其特征在于，增加了料封功能，防止出现窜气现象，增加了操作的稳定性，同时还可以暂时储存活性炭吸附剂。
本发明使用上述装置对高浓度VOC气体净化回收的方法，具体实施方式为：
a.将高浓度VOC气体通过废气风机3从进风口4加入到吸附塔1中，经活性炭8吸附达标后从净化气出口7排放到大气中，颗粒物在扩大段22中沉降，活性炭8通过螺旋进料6加入到吸附塔1中，吸附饱和的活性炭8经出料管9流到第一溢流塔10中，然后经第一输送装置13、第一输送转换器15输送到脱附塔16中，其中活性炭吸附VOC气体的最佳温度为30~40℃；
b.氮气源18从脱附塔16的底部加入氮气，在脱附热源17的加热下对吸附饱和的活性炭8进行脱附，脱附的最佳温度是80~100℃，脱附后的活性炭8经管路流到第二溢流塔23中，然后经第二输送装置19、第二输送转换器20重新输送回吸附塔1中重复使用；
c.脱附塔16中VOC气体与氮气的混合气经混合气管路25流入冷凝塔26中，在冷却水的作用下，有机溶剂冷凝液化被收集到液体储罐28中回收利用，氮气经氮气管路27被重新输送回脱附塔16中循环使用。
下面以制药行业排放量较多的乙酸乙酯气体为例，说明具体实施方式：
实施例：
（1）废气中乙酸乙酯有机废气，处理量350m3/h，乙酸乙酯含量10g/m3；（2）采用流化床吸附技术，在40℃下通过40目椰壳活性炭吸附剂对乙酸乙酯有机废气进行吸附；（3）使用流化床吸附塔的塔高是3000mm；（4）脱附塔在100℃下，通过氮气对活性炭吸附剂进行脱附再生，脱附后的活性炭吸附剂可重新进入吸附塔进行吸附，脱附最佳温度100℃；（5）脱附后的混合气在冷凝塔进行冷凝，有机溶剂冷凝液化被回收利用，氮气重新进入脱附塔进行脱附，循环使用。
在吸附塔中，乙酸乙酯有机废气浓度从10g/m3降到100mg/m3以下，可达到国家废气排放标准，溶剂的回收率高于98%。