CN105999985A - 一种有机废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机废气处理方法，包括以下步骤：(A1)调节进气风量，待处理有机废气进入吸附处理通道被吸附单元吸附后达标排放，所述进气风量的最大值Qmax＝m·k1·k2/(C·t)；(A2)所述吸附单元被切换至脱附状态，蒸汽进入脱附处理通道；(A3)脱附单元被切换至残留脱附气循环状态，启动循环风机，残留脱附气被冷却进而气液分离，分离后的气体返回脱附单元进而在循环处理通道内循环，分离后的液体进入分层槽；(A4)脱附单元被切换至吹扫状态，吹扫气经吹扫气进口阀门进入脱附单元吹扫后排出；(A5)脱附单元被切换至吸附状态。本发明具有安全可靠，残留脱附气循环与吹扫相结合，尾气全程达标排放等优点。

Description

一种有机废气处理方法
技术领域
本发明涉及废气治理回收领域，特别涉及一种蒸汽脱附后采用残留脱附气循环和吹扫气吹扫相结合的方式进行冷却、吸附的有机废气处理方法。
背景技术
采用变温吸附、吸附后脱附再生的方式对有机废气进行处理已有多年历史，尤其适用于大风量、低浓度的工业排放尾气。脱附再生包括蒸汽脱附、热氮气脱附和真空脱附等方式，其中蒸汽脱附因其脱附效果好、能耗低、公用工程便利而得到广泛的应用。但变温吸附蒸汽脱附在应用过程中存在以下缺陷：
1.采用低压饱和蒸汽进行脱附，脱附30min后脱附效率为98％，残留的有机物被吹扫后排放，导致初期排放气不达标；若继续增加脱附时间，脱附效果增加并不明显，如脱附60min脱附效率为99％，同时脱附时间的增加导致吸附罐无法切换，吸附时间延长，导致吸附后期的净化尾气排放不达标；
2.脱附完毕时吸附器内充满大量蒸汽，在吹扫过程中残留蒸汽被吹出，导致排气管道及烟囱内产生大量液体和白色烟雾，既影响烟囱使用寿命，又影响环境质量；
3.吸附材料最佳吸附温度为20-40℃，高温不利于有机物的吸附，而脱附完毕时吸附器温度100℃左右，有机物无法被吸附剂吸附。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种安全可靠，蒸汽脱附后采用残留脱附气循环和吹扫气吹扫相结合的方式进行冷却、吸附，且尾气全程达标排放的有机废气处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种有机废气处理方法，包括以下步骤：
(A1)调节进气风量，待处理有机废气进入吸附处理通道且被吸附单元吸附后达标排放；所述进气风量的最大值Qmax＝m·k1·k2/(C·t)，其中m为有效吸附剂质量，k1为动态吸附容量，k2为设计富余系数，C为待处理有机废气的有机物浓度，t为吸附时间；
(A2)所述吸附单元被切换至脱附状态，蒸汽进入脱附处理通道对吸附单元进行脱附处理，蒸汽脱附时间为t1；
(A3)吸附单元被切换至残留脱附气循环状态，启动循环风机，残留脱附气被冷却，进而气液分离，分离后的气体返回吸附单元吸附，未被吸附的气体在循环处理通道内循环，分离后的液体进入分层槽，残留脱附气循环时间为t2；
(A4)吸附单元被切换至吹扫状态，吹扫气经吹扫气进口阀门进入吸附单元吹扫后排出，吹扫时间为t3；
(A5)吸附单元被切换至吸附状态，进入(A1)步骤。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，有效吸附剂质量m＝m0×xn，其中m0为吸附剂质量，x为吸附剂的再生效率，n为再生次数。
根据上述的有机废气处理方法，可选地，所述吸附时间t、蒸汽脱附时间t1、残留脱附气循环时间t2和吹扫气吹扫时间t3的关系为：t≥t1+t2+t3。
根据上述的有机废气处理方法，可选地，残留脱附气经冷却后的温度为10-40℃。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，所述吹扫气经过滤器过滤后进入脱附单元。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，所述吸附单元包括至少二个吸附器。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，所述至少二个吸附器的至少一个由吸附状态切换为脱附状态的同时，所述至少二个吸附器的至少一个由吹扫状态被切换至吸附状态。
根据上述的有机废气处理方法，可选地，通过手动方式或PLC控制的方式对所述至少二个吸附器的状态进行切换。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，通过设置在吸附处理通道、脱附处理通道和循环处理通道上且与所述至少二个吸附器相连的阀门以及吹扫气进口阀门对所述至少二个吸附器的状态进行切换。
根据上述的有机废气处理方法，优选地，气液分离后的液体经液封结构进入分层槽。
根据上述的有机废气处理方法，可选地，所述设计富余系数：1.1≤k2≤1.2。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.本实发明对蒸汽脱附后的残留脱附气采用初期循环处理与后期吹扫气吹扫相结合的方式进行冷却、吸附，在初期的循环处理过程中不引入外风，不排出尾气，残留脱附气被冷却、吸附；在后期的吹扫过程中引入吹扫气对吸附器进一步除湿、冷却、吸附，整个循环、吹扫过程避免了将吸附器内的残留蒸汽和有机物排入大气。
2.本发明采用表冷器对残留的脱附气进行冷却，气液分离后的液体经液封结构进入分层槽，有效防止串气现象。
3.本发明的有机废气处理装置安全可靠，吸附器之间的状态无缝切换，无需延长脱附时间即可实现尾气的全程达标排放。
4.根据吸附剂的使用情况调节进气风量，确保装置在长时间的运行过程中，尾气都能达标排放。
附图说明
图1是本发明实施例1的有机废气处理方法的流程图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
图1示意性地给出了本实施例的有机废气处理方法的流程图，如图1所示，所述有机废气处理方法包括以下步骤：
(A1)调节进气风量，待处理有机废气进入吸附处理通道且被吸附单元吸附后达标排放；所述进气风量的最大值Qmax＝m·k1·k2/(C·t)，其中m为有效吸附剂质量，k1为动态吸附容量，k2为设计富余系数，C为待处理有机废气的有机物浓度，t为吸附时间；
(A2)所述吸附单元被切换至脱附状态，蒸汽进入脱附处理通道对吸附单元进行脱附处理，蒸汽脱附时间为t1；
(A3)吸附单元被切换至残留脱附气循环状态，启动循环风机，残留脱附气被冷却，进而气液分离，分离后的气体返回吸附单元吸附，未被吸附的气体在循环处理通道内循环，分离后的液体进入分层槽，残留脱附气循环时间为t2；
(A4)吸附单元被切换至吹扫状态，吹扫气经吹扫气进口阀门进入吸附单元吹扫后排出，吹扫时间为t3；
(A5)吸附单元被切换至吸附状态，进入(A1)步骤。
本发明的吸附处理通道为待处理有机废气吸附通道，脱附处理通道为蒸汽对吸附剂的再生处理通道，在所述脱附处理通道内进行蒸汽脱附及脱附气的冷凝回收，以上均为现有技术，在此不再赘述。
循环处理通道为蒸汽脱附后吸附器内残留脱附气初期的循环处理通道，在所述循环处理通道内不引入外风、不排出尾气，残留脱附气在循环风机的作用下，进行着被不断冷却、气液分离，被冷却后的残留脱附气温度降至10-40℃，分离后气体进入脱附后的吸附器内吸附的循环过程。
残留脱附气经循环冷却、吸附后，脱附单元内温度降低；温度越低，越有利于吸附剂的吸附，故当脱附单元内温度降低至一定程度(如温度≤50℃)时，切断残留脱附气的循环气路，打开吹扫气进口阀门，吹扫气进入吸附单元进一步除湿、冷却与吸附。
在同样规格的设备选型下，吸附器内动态吸附容量k1、设计富余系数k2为定值，根据关系式：最大进气风量Qmax＝m·k1·k2/(C·t)得知，在进行有机废气处理时，可根据有效吸附剂质量、待处理有机废气的有机物浓度，设定的吸附时间来调节进气风量，在提高处理风量的同时确保尾气的全程达标排放。
随着吸附剂再生次数的增加，有效吸附剂质量随之下降，有效吸附剂质量m＝m0×xn，其中m0为吸附剂质量，x为吸附剂的再生效率，n为再生次数。
为提高处理效率，实现有机废气的连续处理，故：
进一步地，所述吸附单元包括至少二个吸附器，所述至少二个吸附器的至少一个在吸附的同时，另外存在至少一个吸附器处于蒸汽脱附或残留脱附气循环或吹扫气吹扫状态。
为充分实现吸附器间不同状态间的无缝切换，确保全程尾气的达标排放，故：
进一步地，所述吸附时间t、蒸汽脱附时间t1、残留脱附气循环时间t2和吹扫气吹扫时间t3的关系为：t≥t1+t2+t3。
进一步地，所述至少二个吸附器的至少一个由吸附状态切换为脱附状态的同时，另外存在至少一个吸附器由吹扫气吹扫状态被切换至吸附状态。
为了更好地实现至少二个吸附器之间的状态切换，在与所述至少二个吸附器相连通的吸附处理通道内设置第一进口阀门、第一出口阀门；在与所述至少二个吸附器相连通的脱附处理通道内设置第二进口阀门、第二出口阀门；在与所述至少二个吸附器相连通的循环处理通道内设置第三进口阀门、第三出口阀门；设定吸附器在不同状态下的工作时间，经手动方式或PLC控制的方式调节第一进口阀门、第一出口阀门、第二进口阀门、第二出口阀门、第三进口阀门、第三出口阀门和吹扫气进口阀门的开与关来进行吸附器状态的切换。
为排除吹扫气中可能含有的颗粒物，故：
进一步地，所述吹扫气经过滤器过滤后进入脱附单元。
本实施例的优势在于：对残留脱附气采用初期循环处理与后期吹扫相结合的方式进行冷却、吸附，在初期的循环处理过程中不引入外风，不排出尾气；在后期的吹扫过程中引入吹扫气对吸附器进一步除湿、冷却、吸附，整个循环、吹扫过程避免了将吸附器内残留蒸汽和有机物排入大气，全程尾气达标排放。
实施例2
根据实施例1的有机废气处理方法处理甲苯尾气上的应用例。在该应用例中，冷却器为表冷器，表冷器、气液分离器与分层槽之间的管路上设有≥500mm的液封结构；后期吹扫气为空气，在空气进入吸附器吹扫之前经空气过滤器过滤；第一进口阀门、第一出口阀门、第二进口阀门、第二出口阀门、第三进口阀门、第三出口阀门和吹扫气进口阀门均为气动阀门或电动自动阀门，通过PLC控制模块进行切换，所述PLC控制模块通过设置吸附器在不同状态下的吸附时间来控制切换，具体地，吸附器的吸附时间为30min，在吸附器吸附的同时，另一吸附器处于蒸汽脱附、循环或吹扫状态，可以设定蒸汽脱附时间15min，残留脱附气循环时间7min，空气吹扫时间8min，也即，一个吸附器吸附完成切换为脱附状态的同时，另一个吸附器由吹扫状态切换为吸附状态，实现吸附器间的无缝切换。将吸附器的残留脱附气循环状态切换为吹扫状态时，打开吹扫气进口阀门、关闭第三出口阀门并打开第一出口阀门，残留脱附气被吸附单元吸附后从第一出口阀门排出。
该应用例的甲苯尾气中待处理有机气体的浓度为2g/m3，吸附器内吸附剂质量为100kg，动态吸附容量10％、设计富余系数1.1，吸附时间为0.5h，吸附剂的再生效率为99.9985％，也即吸附剂再生一次对有效吸附剂质量影响不大，但随着再生次数的增加，对有效吸附剂质量的影响较为明显，故而可以每隔一段时间(如5天、10天)对有效吸附剂质量进行校正一次，有效吸附剂质量m＝100×99.9985％n，n为再生次数。
最大进气风量Qmax＝m·k1·k2/(C·t)，在本应用例的甲苯尾气处理过程中，有机气体浓度不变，开始气体处理时，可将最大进气风量Qmax调节为11000m3/h，每隔10天校正一次有效吸附剂质量，最大进气风量依次被调节为10960m3/h、10921m3/h、10882m3/h、10843m3/h、10804m3/h、10765m3/h……
采用传统的有机废气处理工艺，即使大大增加脱附时间，如脱附1h,残留有机溶剂仍然有1％，会导致排气不达标；而采用本应用例的有机废气处理方法，脱附时间短且尾气全过程达标排放。
上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：对残留脱附气采用初期循环处理与后期吹扫气吹扫相结合的方式进行冷却、吸附，全程尾气达标排放。在不脱离本发明精神的情况下，对发明作出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气处理方法，包括以下步骤：
(A1)调节进气风量，待处理有机废气进入吸附处理通道且被吸附单元吸附后达标排放；所述进气风量的最大值Qmax＝m·k1·k2/(C·t)，其中m为有效吸附剂质量，k1为动态吸附容量，k2为设计富余系数，C为待处理有机废气的有机物浓度，t为吸附时间；
(A2)所述吸附单元被切换至脱附状态，蒸汽进入脱附处理通道对吸附单元进行脱附处理；
(A3)吸附单元被切换至残留脱附气循环状态，启动循环风机，残留脱附气被冷却，进而气液分离，分离后的气体返回吸附单元吸附，未被吸附的气体在循环处理通道内循环，分离后的液体进入分层槽；
(A4)吸附单元被切换至吹扫状态，吹扫气经吹扫气进口阀门进入吸附单元吹扫后排出；
(A5)吸附单元被切换至吸附状态，进入(A1)步骤。
2.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：有效吸附剂质量m＝m0×xn，其中m0为吸附剂质量，x为吸附剂的再生效率，n为再生次数。
3.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：所述吸附时间t、蒸汽脱附时间t1、残留脱附气循环时间t2和吹扫气吹扫时间t3的关系为：t≥t1+t2+t3。
4.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：所述吹扫气经过滤器过滤后进入脱附单元。
5.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：所述吸附单元包括至少二个吸附器。
6.根据权利要求5所述的有机废气处理方法，其特征在于：所述至少二个吸附器的至少一个由吸附状态切换为脱附状态的同时，所述至少二个吸附器的至少一个由吹扫状态被切换至吸附状态。
7.根据权利要求5所述的有机废气处理方法，其特征在于：通过手动方式或PLC控制的方式对所述至少二个吸附器的状态进行切换。
8.根据权利要求5所述的有机废气处理方法，其特征在于：通过设置在吸附处理通道、脱附处理通道和循环处理通道上且与所述至少二个吸附器相连的阀门以及吹扫气进口阀门对所述至少二个吸附器的状态进行切换。
9.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：气液分离后的液体经液封结构进入分层槽。
10.根据权利要求1所述的有机废气处理方法，其特征在于：所述设计富余系数：1.1≤k2≤1.2。
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