CN105664656A - 一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺，属于有机废气处理技术领域，处理***包括风机、预处理***、浓缩转轮、加热器、冷却器、膜分离器、真空泵、冷凝器、产品罐，将转轮吸附浓缩技术、膜分离技术和冷凝技术相组合为一个集成工艺，对涂布、印刷、汽车喷涂及家具制造等行业生产过程中排放的低浓度有机废气进行回收治理，减少空气污染，提高能源利用率，降低企业成本。

Description

一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺

技术领域

本发明涉及有机废气处理技术领域，特别涉及一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺。

背景技术

有机废气是涂布、印刷、汽车喷涂、家具制造等行业排放的最常见的一类污染物，随着工业的发展和生产力的提高，VOCs的排放量与日俱增，并且具有范围广、排放量大等特点。当前，有机废气已成为四大空气污染物之一，其中有机废气的排放量在四种空气污染物中所占份额较大，对环境造成严重的污染，另外，有机废气中含有大量有机物，直接排放也造成了资源的浪费。随着人们生活水平的逐步提高以及环境保护意识的逐渐增强，有机废气的回收利用日益引起人们的重视。从工业排放的有机废气中回收有机溶剂，既可以减少对环境的污染，又回收了资源，创造了经济效益。

当前国内外在VOCs治理新技术、新工艺的研究开发方面都得到了不断地发展，其发展方向一是新材料（吸附材料、催化材料、过滤材料等）的开发与应用；二是过程优化和集成技术的研究开发，如吸附浓缩-催化燃烧集成技术、吸附浓缩-冷凝回收集成技术、吸附浓缩-膜分离集成技术等；三是新技术的开发应用，如等离子体净化技术、光催化氧化技术、新型膜分离技术、生物净化技术等。

目前，膜分离技术常与冷凝、吸附、吸收技术耦合成“冷凝+膜分离”、“膜分离+冷凝”、“吸收+膜分离”、“吸附+膜分离+冷凝”。“膜分离+冷凝技术”一般用于风量较小、浓度较高的有机废气的处理，而涂布、印刷、汽车喷涂、家具制造等行业的有机废气排放特点是风量大、浓度低，因此，开发出适合于低浓度、大风量的有机废气处理用于处理低浓度、大风量有机物的工艺具有重要意义。目前开发出的“吸附+膜分离+冷凝”工艺一般采用活性炭吸附、脱附技术，为间歇式操作，对阀门、操作要求高，从而导致其在实际应用过程中出现如阀门卡死等诸多问题，也导致膜无法发挥到最优的性能，因此，将连续式吸附、脱附工艺与膜分离技术耦合，降低设备、操作要求，充分发挥膜性能，对于实现挥发性有机物的回收和再利用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺，把转轮吸附浓缩技术、膜分离技术和冷凝技术组合为一个集成工艺，对涂布、印刷、汽车喷涂、家具制造等行业生产过程中排放的低浓度有机废气进行回收治理，减少空气污染，提高能源利用率，降低企业成本。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种低浓度、大风量有机废气处理***，包括风机、预处理***、浓缩转轮、加热器、冷却器、膜分离器、真空泵、冷凝器、产品罐，所述浓缩转轮包括吸附、冷却、脱附三个区，风机出口与预处理***进口相连，预处理***出口分两条管道，一条通过风管与浓缩转轮吸附区进口相连，另一条与冷却区进口相连，冷却区出口与加热器进口相连，加热器出口与脱附区进口相连；冷却器进口一端连接浓缩转轮脱附区进口，出口一端连接膜分离器进口；膜分离器出口引出两条排气管道，一条与真空泵进口相连，一条为排放管道；真空泵出口与冷凝器进口相连，冷凝器出口引出两条管道，一条与产品相连，另一条为排放管道。

作为本方案的优选实施例，所述预处理***包括但不限于气雾捕集器、过滤器、除湿器、热交换器中的一种或几种。

作为本方案的优选实施例，所述浓缩转轮吸附区还设有排放出口。

作为本方案的优选实施例，所述的膜分离器的核心为膜组件，所述膜组件的核心部件为优先透有机物膜。

作为本方案的优选实施例，所述膜分离器至少包含一个膜组件，膜组件之间的连接形式包括但不限于串联、并联、串并联中的一种或几种组合。

作为本方案的优选实施例，所述的膜分离器的膜组件为管式膜组件、平板膜组件、卷式膜组件和中空纤维膜组件中的一种或几种组合。

作为本方案的优选实施例，所述优先透有机物膜能够实现有机物的优先渗透，具有该功能的膜材料包括但不限于HyflonAD40、HyflonAD60、HyflonAD80、CytopA、CytopM、CytopS、TeflonAF2400、Teflon1600、PI（聚酰亚胺）、PU（聚氨酯）、PDMS（聚二甲基硅氧烷）、PVTMS（聚乙烯基三甲基硅烷）、PVDMS(聚乙烯基二甲基硅烷)、PHMDSO（聚六甲基二硅氧烷）、PTMSP（聚三甲基硅丙炔）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PEBA（聚醚嵌段酰胺）、沸石分子筛、ZIFs(沸石咪唑酯骨架)及掺杂无机粒子的混合基质材料。

本发明所述的一种低浓度、大风量有机废气的处理工艺，包括如下步骤：

S1：按照权利要求1所述组装低浓度、大风量有机废气处理***；

S2：有机废气经风机引入预处理***，预处理后的有机废气进入浓缩转轮吸附区，废气中有机物被吸附，吸附净化气直接排空，由浓缩转轮冷却区出来的吹扫风经加热器加热后进入浓缩转轮的脱附区，使吸附的有机物在高温条件下脱附，得以初步浓缩；

S3：初步浓缩的有机废气经冷却器换热降温后，进入膜分离器被进一步浓缩，经二次浓缩的高浓度有机废气进入冷凝***，不能透过膜的气体直接排空；

S4：进入冷凝***的二次浓缩的高浓度有机废气与冷却介质换热，温度达到露点以下，得到的液态有机溶剂进入产品罐收集后回用，不凝气直接排空。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

将转轮吸附浓缩技术、膜分离技术和冷凝技术相组合为一个集成工艺，对涂布、印刷、汽车喷涂及家具制造等行业生产过程中排放的低浓度有机废气进行回收治理，减少空气污染，提高能源利用率，降低企业成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的有机废气处理***的框架示意图。

图中，1、风机，2、预处理***，3、浓缩转轮，4、加热器，5、冷却器，6、膜分离器，7、真空泵，8、冷凝器，9、产品罐。

具体实施方式

本发明提供了本发明提供了一种低浓度、大风量有机废气处理***及其处理工艺，把转轮吸附浓缩技术、膜分离技术和冷凝技术相组合为一个集成工艺，对涂布、印刷、汽车喷涂及家具制造等行业生产过程中排放的低浓度有机废气进行回收治理，减少空气污染，提高能源利用率，降低企业成本。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本申请实施例提供了一种低浓度、大风量有机废气处理***，包括风机1、预处理***2、浓缩转轮3、加热器4、冷却器5、膜分离器6、真空泵7、冷凝器8、产品罐9，所述风机1出口与预处理***2进口相连，预处理***2出口分两条管道，一条通过风管与浓缩转轮3吸附区进口相连，另一条与浓缩转轮3冷却区进口相连，浓缩转轮3冷却区出口与加热器4进口相连，加热器4出口与浓缩转轮3脱附区进口相连；冷却器5进口一端连接浓缩转轮3脱附区进口，出口一端连接膜分离器6进口；膜分离器6出口引出两条排气管道，一条与真空泵进口7相连，一条为排放管道；真空泵7出口与冷凝器8进口相连，冷凝器8出口引出两条管道，一条与产品罐9相连，另一条为排放管道。

其中，在实际应用中，所述预处理***包括但不限于气雾捕集器、过滤器、除湿器、热交换器中的一种或几种。

其中，在实际应用中，所述浓缩转轮吸附区还设有排放出口。

其中，在实际应用中，所述的膜分离器的核心为膜组件，所述膜组件的核心部件为优先透有机物膜。

其中，在实际应用中，所述膜分离器至少包含一个膜组件，膜组件之间的连接形式包括但不限于串联、并联、串并联中的一种或几种组合。

其中，在实际应用中，所述的膜分离器的膜组件为管式膜组件、平板膜组件、卷式膜组件和中空纤维膜组件中的一种或几种组合。

其中，在实际应用中，所述优先透有机物膜能够实现有机物的优先渗透，具有该功能的膜材料包括但不限于HyflonAD40、HyflonAD60、HyflonAD80、CytopA、CytopM、CytopS、TeflonAF2400、Teflon1600、PI（聚酰亚胺）、PU（聚氨酯）、PDMS（聚二甲基硅氧烷）、PVTMS（聚乙烯基三甲基硅烷）、PVDMS(聚乙烯基二甲基硅烷)、PHMDSO（聚六甲基二硅氧烷）、PTMSP（聚三甲基硅丙炔）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PEBA（聚醚嵌段酰胺）、沸石分子筛、ZIFs(沸石咪唑酯骨架)及掺杂无机粒子的混合基质材料。

本实施例所述的一种低浓度、大风量有机废气的处理工艺，包括如下步骤：

S1：按照权利要求1所述组装低浓度、大风量有机废气处理***；

S2：有机废气经风机引入预处理***，预处理后的有机废气进入浓缩转轮吸附区，废气中有机物被吸附，吸附净化气直接排空，由浓缩转轮冷却区出来的吹扫风经加热器加热后进入浓缩转轮的脱附区，使吸附的有机物在高温条件下脱附，得以初步浓缩；

S3：初步浓缩的有机废气经冷却器换热降温后，进入膜分离器被进一步浓缩，经二次浓缩的高浓度有机废气进入冷凝***，不能透过膜的气体直接排空；

S4：进入冷凝***的二次浓缩的高浓度有机废气与冷却介质换热，温度达到露点以下，得到的液态有机溶剂进入产品罐收集后回用，不凝气直接排空。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

将转轮吸附浓缩技术、膜分离技术和冷凝技术相组合为一个集成工艺，对涂布、印刷、汽车喷涂及家具制造等行业生产过程中排放的低浓度有机废气进行回收治理，减少空气污染，提高能源利用率，降低企业成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，该***包括：风机、浓缩转轮、加热器、冷却器、膜分离器、真空泵、冷凝器、产品罐，所述浓缩转轮包括吸附、冷却、脱附三个区，风机出口与预处理***进口相连，预处理***出口分两条管道，一条通过风管与浓缩转轮吸附区进口相连，另一条与冷却区进口相连，冷却区出口与加热器进口相连，加热器出口与脱附区进口相连；冷却器进口一端连接浓缩转轮脱附区进口，出口一端连接膜分离器进口；膜分离器出口引出两条排气管道，一条与真空泵进口相连，一条为排放管道；真空泵出口与冷凝器进口相连，冷凝器出口引出两条管道，一条与产品相连，另一条为排放管道。

2.根据权利要求1所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述预处理***包括但不限于气雾捕集器、过滤器、除湿器、热交换器中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述浓缩转轮吸附区还设有排放出口。

4.根据权利要求1所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述的膜分离器的核心为膜组件，所述膜组件的核心部件为优先透有机物膜。

5.根据根据权利要求1所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述膜分离器至少包含一个膜组件，膜组件之间的连接形式包括但不限于串联、并联、串并联中的一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述的膜分离器的膜组件为管式膜组件、平板膜组件、卷式膜组件和中空纤维膜组件中的一种或几种组合。

7.根据权利要求4所述的一种低浓度、大风量有机废气处理***，其特征在于，所述优先透有机物膜的材料为HyflonAD40、HyflonAD60、HyflonAD80、CytopA、CytopM、CytopS、TeflonAF2400、Teflon1600、PI、PU、PDMS、PVTMS、PVDMS、PHMDSO、PTMSP、PVDF、PTFE、PEBA、沸石分子筛、ZIFs及掺杂无机粒子的混合基质材料中的一种或几种组合。

8.一种低浓度、大风量有机废气的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按照权利要求1所述组装低浓度、大风量有机废气处理***；

S2：有机废气经风机引入预处理***，预处理后的有机废气进入浓缩转轮吸附区，废气中有机物被吸附，吸附净化气直接排空，由浓缩转轮冷却区出来的吹扫风经加热器加热后进入浓缩转轮的脱附区，使吸附的有机物在高温条件下脱附，得以初步浓缩；

S3：初步浓缩的有机废气经冷却器换热降温后，进入膜分离器被进一步浓缩，经二次浓缩的高浓度有机废气进入冷凝***，不能透过膜的气体直接排空；

S4：进入冷凝***的二次浓缩的高浓度有机废气与冷却介质换热，温度达到露点以下，得到的液态有机溶剂进入产品罐收集后回用，不凝气直接排空。