CN104368220B - 一种有机废气吸附塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型高效的有机废气吸附塔。针对粉末状吸附剂在吸附塔中填充难的劣势，同时考虑降低废气的流动阻力，提出了一种具有数层多孔挡板筛的新型吸附塔。该吸附塔不仅可以保证吸附剂和混合气具备足够的停留时间和接触面积，而且便于吸附剂的更换，同时吸附热还能及时散发，最终提高吸附剂的吸附性能和整个***的安全性。
Description
技术领域
本发明属于有机废气回收治理技术领域，尤其涉及一种新型高效的有机废气吸附塔。
背景技术
随着有机合成工业和石油化工工业的迅速发展，石油、化工、涂料、交通、电子等众多领域在生产、销售、使用各种石油产品、石油化工产品时，经常排放出大量挥发性有机物(VOCs)，主要包括烷烃类、醇类、醚类、芳烃类、醛类、酯类以及有机卤系衍生物等。这些有机废气的存在不仅严重恶化人们的生存环境，对人体健康和生态环境造成危害，而且还会带来严重的资源浪费和安全隐患。近年来，随着国内、国际对油气排放标准的日益严格，有机废气的回收利用越来越受到世界各国的重视，对它们的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。吸附法就是常见的一种回收方法。
影响吸附效果的因素主要包括：(1)吸附塔的结构。考虑到VOCs吸附分离的特点，吸附塔的设计应该具备：①足够的过气断面和停留时间；②良好的气流分布；③能够有效控制和调节吸附操作温度；④易于更换吸附剂等；(2)吸附剂性能。一般要求吸附剂具有较大的比表面积和平衡吸附量；具有良好的吸附选择性；具有一定的机械强度和耐磨性；性能稳定，较低的床层压降，比热大，传热系数大，电导率高；使用寿命长等；(3)解吸再生工艺。要考虑解吸工艺运行的经济性和可行性。
根据本发明技术特点检索了国内外数据库，发现有关吸附塔结构的报道和专利比较多。例如，中国专利CN 102808165 A提出采用过滤网来过滤吸附罐排放出的混合气体中的粉尘颗粒，以避免泵的损害，提高真空泵的使用寿命；中国专利CN 202376888 U采用卧式吸附罐来增加吸附床的吸附面积；中国专利CN 102120121提出通过泡沫金属增强散热，从而有效地解决吸附塔内温升问题和解吸器中的温降问题；中国专利CN102371105 A描述的是一种旋转式吸附塔，通过利用微波加热及真空集成解吸工艺来实现油气吸附回收的可旋转式吸附塔。但针对粉末状吸附剂，尚未见到公开发表的以增加有机废气和吸附剂接触时间的吸附塔。
发明内容
本发明目的是提供一种新型高效的有机废气吸附塔。针对粉末状吸附剂在吸附塔中填充很难的劣势，同时考虑降低有机废气的流动阻力，本发明提出了一种具有数层多孔挡板筛的新型有机废气吸附塔。该吸附塔不仅可以保证吸附剂和现场来气具备足够的停留时间和接触面积，而且便于吸附剂的更换，同时吸附塔内的吸附热还能及时散发，最终提高吸附剂的吸附性能和整个***的安全性。
本发明的技术方案为：
(1)所述的一种有机废气吸附塔包括：吸附塔顶盖、吸附塔主体和吸附塔底盖，它们之间通过螺栓连接。吸附塔顶盖上设有排气口、吸附剂进口；吸附塔主体内布置了数层多孔挡板筛，挡板筛的孔径大于粉末吸附剂的颗粒直径；吸附塔主体上沿吸附塔高度方向还布置了温度探头和自吸式混合气取样口；吸附塔主体下部设有混合气进口；吸附塔底盖上设有吸附剂出口。
进一步，所述的吸附塔结构的特征在于其塔径为0.4～2m，塔总高为1～4m，吸附剂进口和吸附剂出口的直径均为01～0.4m，混合气进口和排气口的直径0.05～0.3m。
进一步，所述的混合气进口，其在进口处塔内部设有一斜板，该斜板与吸附塔壁的夹角α＝35～40°，斜板长度为该进口口径的1.2～1.35倍。
进一步，所述的数层多孔挡板筛，其板厚度为4mm～6mm，板间距为10cm～20cm，其孔径为粉末状吸附剂直径的3～5倍；多孔挡板筛的数量根据吸附塔的大小确定，为6～12块。
进一步，所述的排气口，其底部设有多孔陶瓷板，其直径为0.15～0.8m。陶瓷板的透气通量应为排气口透气通量的1.5～2倍，陶瓷板的孔径为粉末状吸附剂最小直径的1/3～1/5。
进一步，所述的吸附塔主体上沿吸附塔高度方向，均匀布置了3个温度探头和3个自吸式混合气取样口。
进一步，所述的吸附剂为粉末状吸附剂，包括：硅胶、橄榄核质活性炭、稻壳质活性炭、介孔有机硅空心球，其颗粒直径为0.1mm～0.5mm，其堆密度为600kg/m3～900kg/m3。
(2)所述的一种有机废气吸附塔的吸附方法为：
装车鹤管向铁路油罐车或汽车油罐车密闭装油时，或汽油罐车向地下油罐卸油时，油罐车或地下油罐排放出的油气和空气的混合气，从吸附塔底部的混合气进口进入吸附塔，该混合气在塔中自下而上流动。同时，解吸再生后的粉末状吸附剂经过吸附剂输送设备，从吸附塔顶盖的吸附剂进口进入吸附塔，并通过多孔挡板筛均匀撒下。这样，混合气和粉末状吸附剂之间实现了逆流接触，其中的油气被粉末状吸附剂所吸附，吸附后的粉末状吸附剂从吸附塔底盖的吸附剂出口流出，然后被进一步解吸处理，而未被吸附的尾气通过吸附塔顶盖上的多孔陶瓷板及排气口，进入尾气放空管线排入大气。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用特殊结构的吸附塔，解决了粉末状吸附剂难以实施吸附及解吸再生的关键技术问题。
(2)吸附塔采用多孔挡板筛，既可作为吸附剂的支撑体，以便保证粉末状吸附剂和混合气具备足够的停留时间和接触面积，又可允许吸附剂从其中通过，以实现吸附剂在吸附塔自上而下的正常流动，从而保证吸附罐内的吸附热及时散发，最终提高吸附剂的吸附性能和整个***的安全性。
(3)吸附塔顶盖的排气口底部采用多孔陶瓷板，它具有特殊的多孔结构，渗透通量高，可让空气通过，又不允许吸附剂从其中通过，从而达到排气阻剂的作用。
(4)吸附塔主体设有3个温度探头和3个自吸式混合气取样口，用来在线采集吸附塔主体上温度和浓度数据，从而***可根据有机废气浓度值或吸附塔内部的温度数据，实现自动更换吸附剂。
附图说明
图1位本发明的吸附塔内部结构示意图。
附图标记列示如下：
1、12、15、20-螺栓，2、3、4、8、9-多孔挡板筛，5、6、7-自吸式浓度取气口，10-混合气进口，11-混合气进口挡板，13-吸附剂出口，14-吸附塔底盖，16、17、18-温度探头，19-吸附塔主体，21-吸附塔顶盖，22-吸附剂进口，23-排气口，24-多孔陶瓷板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例做进一步说明。图1为本发明的吸附塔内部结构示意图。
装车鹤管向汽车油罐车密闭装油、油罐车排放出的油气和空气的混合气流量为100m3/h时，可以通过本发明的有机废气吸附塔对该油气进行吸附回收处理。
(1)所述的一种有机废气吸附塔，如图1所示，包括：吸附塔顶盖21、吸附塔主体19和吸附塔底盖14，其各组成之间通过螺栓1、20和15、12连接；吸附塔顶盖21上设有排气口23以及吸附剂进口22；吸附塔内设有温度探头16、17、18和自吸式浓度取气口5、6、7；所述吸附塔主体下部设有混合气进口10，吸附塔底盖14上设有吸附剂出口13。
进一步，所述的吸附塔结构的特征在于其塔径为0.6m，塔总高为1.2m，吸附剂进口22和吸附剂出口13的直径均为0.15m，混合气进口10的直径0.08m，排气口23的直径为0.08m。
进一步，所述的吸附塔底部的混合气进口10处塔内部设有一挡板11，该挡板11与吸附塔壁的夹角α＝35°，斜板长度为该进口口径的1.2倍；
进一步，所述的吸附塔内部的多孔挡板筛2、3、4、8、9的厚度为4mm，板间距为0.1m，板数为6块，多孔挡板筛的孔径为0.6mm。
进一步，所述的排气口，其底部设有多孔陶瓷板24，其直径为0.2mm。陶瓷板的透气通量应为排气口透气通量的1.5～2倍，陶瓷板的孔径为0.05mm。
进一步，所述的的吸附塔主体19上沿吸附塔高度方向，均匀布置了3个温度探头16、17、18和3个自吸式混合气取样口5、6、7。
进一步，所述的吸附塔中采用的吸附剂特征在于直径为(0.2±0.02)mm的粉末状活性炭，堆密度为700kg/m3。
(2)所述的一种有机废气吸附塔的吸附方法为：
装车鹤管向汽车油罐车密闭装油、油罐车排放出的油气和空气的混合气从吸附塔底部的混合气进口10进入吸附塔，该混合气在塔中自下而上流动。同时，粉末状活性炭经过吸附剂输送设备，从吸附塔顶盖21的吸附剂进口22进入吸附塔，并通过多孔挡板筛2、3、4、8、9均匀撒下。这样，混合气和粉末状活性炭之间实现了逆流接触，其中的油气被粉末状活性炭所吸附，吸附后的粉末状活性炭从吸附塔底盖14的吸附剂出口13流出，然后被进一步解吸处理，未被吸附的尾气通过吸附塔顶盖21上的多孔陶瓷板24及排气口23排入大气。
Claims (8)
1.一种有机废气吸附塔，其特征在于：包括吸附塔顶盖(21)、吸附塔主体(19)和吸附塔底盖(14)，吸附塔顶盖(21)上设有排气口(23)、吸附剂进口(22)，吸附塔主体(19)内布置了数层多孔挡板筛(2、3、4、8、9)，吸附塔主体(19)上沿吸附塔高度方向布置3个温度探头(16、17、18)和3个自吸式混合气取样口(5、6、7)，吸附塔主体下部设有混合气进口(10)，吸附塔底盖(14)上设有吸附剂出口(13)。
2.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：塔径为0.4～2m，塔总高为1～4m，吸附剂进口(22)和吸附剂出口(13)的直径均为01～0.4m，混合气进口(10)和排气口(23)的直径0.05～0.3m。
3.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：在吸附塔的混合气进口(10)处塔内部设有一斜板(11)，该斜板(11)与吸附塔壁的夹角α＝35～40°，斜板(11)长度为该进口(10)口径的1.2～1.35倍。
4.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：吸附塔主体(19)内布置了数层多孔挡板筛(2、3、4、8、9)，其板厚度为4mm～6mm，板间距为10cm～20cm，其孔径为粉末状吸附剂直径的3～5倍，多孔挡板筛(2、3、4、8、9)的数量根据吸附塔的大小确定，为6～12块。
5.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：吸附塔顶盖(21)上的排气口(23)底部设有多孔陶瓷板(24)，其透气通量应为排气口(23)透气通量的1.5～2倍，其孔径为粉末状吸附剂最小直径的1/3～1/5。
6.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：吸附塔主体(19)上沿吸附塔高度方向，均匀布置了3个温度探头(16、17、18)和3个自吸式混合气取样口(5、6、7)。
7.如权利要求1所述的吸附塔，其特征在于：吸附塔所使用的吸附剂包括硅胶、橄榄核质活性炭、稻壳质活性炭、介孔有机硅空心球，其颗粒直径为0.1mm～0.5mm，其堆密度为600kg/m3～900kg/m3。
8.如权利要求1所述的吸附塔的吸附方法，其特征在于：装车鹤管向铁路油罐车或汽车油罐车密闭装油时，或汽油罐车向地下油罐卸油时，油罐车或地下油罐排放出的油气和空气的混合气，从吸附塔主体下部的混合气进口(10)进入吸附塔，该混合气在塔中自下而上流动；同时粉末状吸附剂经过吸附剂输送设备，从吸附塔顶盖(21)的吸附剂进口(22)进入吸附塔，并通过多孔挡板筛(2、3、4、8、9)均匀撒下；吸附后的粉末状吸附剂从吸附塔底盖(14)的吸附剂出口(13)流出，然后被进一步解吸处理，未被吸附的尾气通过吸附塔顶盖(21)上的多孔陶瓷板(24)及排气口(23)排入大气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 |