一种回收有机废气中有机物的净化装置及净化方法与流程

本发明属于环保领域的有机废气处理，具体涉及一种回收有机废气中有机物的净化装置及净化方法。

背景技术：

1、精细化工行业在使用溶剂的操作过程中，从原料到成品都存在着易燃易爆、有毒有害有机溶剂废气的产生的问题。溶剂通常由与原料不发生反应或自身不发生反应的有机物组成，通常包括苯类、醛类、酮类、醇类、氯代烃、烷烃、有机胺等，具体如苯、甲苯、环己酮、乙酸乙酯、乙酸、乙酸丁酯、二甲苯等。这些溶剂对人体都有较大的危害，人长期接触这些有毒有害物质会引起血液受损、淋巴受损、慢性中毒等，因此有必要对其进行回收净化，以降低环境污染。

2、现有处理有机废气的工艺包括：

3、1、水洗法：

4、该工艺是利用洗涤塔，通过气液接触把废气中的有害物质被水洗涤在水中，原理是物理吸附的作用，只适合废气中含有固体粉尘、易溶于水的有机酸碱、大分子有机物，其中有机酸碱可以通过中和反应去除，但由于气液传质的效率限制和有机物吸附解析亨利系数的物理特性，混溶的气体动态饱和状态，其气态控制在达标浓度情况下，液相的含量不超过150g/m3，即需要经常更换水产生次生污染物。对于不溶于水的非极性有机物利用水洗法的作用不大(吸附量低于0.1g/m3)，对不溶于水的有机物废气吸附量极低。

5、2、rco蓄热催化燃烧法：

6、rco蓄热催化燃烧治理技术是典型的气-固相反应，其原理是活性氧残余的氧化反应。在催化氧化过程中，催化剂表面的吸附作用是反应物富集于催化剂表面，催化剂降低反应物的活化能加快氧化反应的进行，提高了反应速率及降低能耗；但是rco蓄热催化燃烧法需要有机物含量高、废气成分明确的废气。对于废气中成分复杂，废气中含有氯代烃、含卤有机物等情况，选择性催化剂的性能容易随之降低；对于低能度、大风量的废气，其运行和投资成本就相当高，对于废气浓度不稳的废气，其危险性也会存在。

7、3、rto蓄热燃烧法：

8、rto蓄热燃烧法治理技术是通过将尾气的温度加热到760～850℃，实现对有机物的完全燃烧，生成二氧化碳和水；废气燃烧后，通过热交换将热量储存在蓄热体内，蓄热体再通过热交换将热量转移到低温废气，达到预热的目的。蓄热燃烧法运行能耗低，净化效率高，但是对于含有卤族元素、氮元素、硫元素的有机物，经过焚烧后气相中含有的强酸气体会导致二次污染，还会产生二噁英。焚烧炉和蓄热体的成本较高，投资成本也较高。

9、4、活性炭纤维/活性炭吸附蒸汽脱附：

10、活性炭纤维/活性炭吸附蒸汽脱附技术是通过将蒸汽(低于140℃)或热氮气(低于120℃)，在吸附vocs达到排放标准之前，对吸附有机物的活性炭纤维/活性炭进行蒸汽或热空气脱附，解吸气体的后处理采用冷凝回收的方法。对于真空泵减压蒸馏的不凝气，其常压沸点高于140℃，在高温含水蒸气、空气情况下发生反应造成二次污染，且蒸汽或热空气一方面需要大量的能力加热介质，另一方面冷凝的过程中需要大量的冷冻水，且会产生大量的二次污染废水、废气。

技术实现思路

1、针对现有处理有机废气工艺所存在的缺点和不足，本发明旨在提供一种可回收溶剂，且不产生二次污染，收集治理过程中能耗低的净化设备。

2、为实现上述目的，本发明的第一个方面，提供了一种回收有机废气中有机物的净化装置，所述净化装置包括吸附罐、真空冷凝脱附系统、辅热系统、降温系统、以及氮气吹扫系统，其中：

3、所述吸附罐有三个，相互并联设置，每个吸附罐内的中部均安装有列管，管内填充大孔径吸附树脂；吸附罐的底部设有脱附气体出口、有机废气入口和氮气出口，顶部设有气体出口和氮气入口；且吸附罐的中部上方还设有蒸汽入口和冷风出口，中部下方还设有冷凝液出口和冷风入口；

4、所述真空冷凝脱附系统包括依次串联设置的泵前接收罐、泵前冷凝器、真空泵、泵后接收罐、以及泵后冷凝器；

5、所述辅热系统包括通过蒸汽入口接入吸附罐的蒸汽管路，以及通过冷凝液出口流出吸附罐的蒸汽冷凝液管路；

6、所述降温系统包括冷却风机，通过冷风入口接入吸附罐的冷风管路，以及通过冷风出口流出吸附罐的外排管路；

7、所述氮气吹扫系统包括通过氮气入口接入吸附罐的氮气管路，以及通过氮气出口并入有机废气的管路。

8、根据本发明，所述泵前接收罐和泵后接收罐的底部均开设有冷凝液出口，以便于对冷凝液进行回收。

9、进一步的，所述泵前冷凝器和泵后冷凝器的内部设有列管，且泵前冷凝器和泵后冷凝器的罐体上部和下部分别设有冷冻水入口和冷冻水出口，分别通过冷冻水下进上出的方式对列管内的不凝气进行冷却。

10、本发明的第二个方面，提供了一种使用上述的回收有机废气中有机物的净化装置净化气体的方法，包括：

11、一、吸附

12、待处理的有机废气通过管路由吸附罐的废气入口进入，在列管内部经大孔径吸附树脂吸附有机溶剂后，达标气体经由气体出口排出，最后借由主风机输送至烟囱排放；

13、二、脱附

14、脱附前，打开氮气吹扫系统的阀门对吸附饱和的吸附罐进行前吹扫，使吸附罐内的氧气含量降低至3％以下，防止升温过程中voc与氧气发生反应；

15、前吹扫完成后，打开辅热系统的蒸汽加热阀门以及真空冷凝脱附系统的真空阀门，启动真空泵，进行真空脱附；

16、脱附接近完成时，打开氮气吹扫系统的后吹扫阀门，通过氮气进行后吹扫，使难挥发的voc通过氮气的吹扫加快挥发，将吸附树脂内的残液vocs由真空泵带出冷凝回收；

17、确保树脂内氧含量达标后，关闭真空阀门和真空泵，再打开破真空阀门进行破真空，使脱附真空状态的大孔径吸附树脂处于常压状态；

18、打开降温系统的冷却阀门，启动配备表冷器风冷的冷却风机，对吸附罐进行冷却；冷却完成后，脱附完成，吸附罐进入待用状态；

19、三、冷凝

20、经蒸汽辅热和真空脱附产生的废气经真空泵抽至泵前接收罐和泵前冷凝器中冷凝，冷凝液在泵前接收罐中收集暂存后外排；不凝气由真空泵抽入泵后接收罐和泵后冷凝器中进一步冷凝，冷凝液在泵后接收罐中收集暂存后外排，经过冷凝后的不凝气循环回至吸附系统。

21、根据本发明，所述并联设置的三个吸附罐互相切换操作，其中两个吸附罐处于吸附状态，进行并联吸附，另一个吸附罐则处于脱附状态或待用状态。

22、进一步的，当某个吸附罐达到吸附饱和时，系统自动将其切换至脱附状态；与此同时，处于待用状态的吸附罐自动切换至吸附状态，如此循环运行。

23、本发明具有以下有益效果：

24、1、本发明的回收有机废气中有机物的净化装置及净化方法对于有机废气的净化率可以达到99.9％以上，净化效果好，净化后气体的vocs含量远低于排放标准。

25、2、本发明以大孔径树脂作为吸附介质，与蒸汽、氮气对吸附介质的再生相比，吸附介质无需和热源接触，且脱附属于真空脱附，在较低的温度下就可以使吸附介质中的有机物达到沸点以上。而常规精细化工企业的真空精馏的物料常压沸点达到160℃以上，常规的蒸汽、氮气脱附介质无法有效脱附且产生大量废水和废气，因而需要大量的热源，和对应大量的制冷量，产生大量的废水、不凝气等，且因废气中有机物的沸点较高，无法脱附出高沸点的物质。

26、3、可代替rto、rco设备，相比rto设备，因大孔径树脂吸附和蒸汽脱附过程中属于氮气保护状态，在处理高浓度废气的情况下不存在爆炸风险；而rto、rco等设备在处理高浓度废气时，当达到lel情况下需要稀释，同时针对废气中含有低闪点的、含卤素有机物、含硫有机物、有机胺等在燃烧过程中都存在二次污染。而回收设备不发生有机物的反应，无需稀释、不存在二次污染和爆炸风险。