CN108744852A - 一种有机废气处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机废气处理***，包括吸附***、设置在吸附***中的风机、流量计、吸附装置、设置在吸附装置中的吸附塔、加热再生回路***、设置在加热再生回路***中的氮气源、电加热器、热交换器、增压储罐、增压泵、冷凝回收***、设置在冷凝回收***中的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、气液分离器、储液槽。与现有技术相比，本发明专利用于有机废气处理的装置结构简单、紧凑、可连续运行，采用加热再生回路***可以实现有机废气处理吸附剂加热再生，采用冷凝回收***可以实现有机溶剂回收利用，操作简单，经济实用，大大提高了回收效益，并且有效的降低了装置在运行中的二次污染。

Description

一种有机废气处理***
技术领域
本发明涉及属于环境保护技术领域，尤其是涉及一种有机废气处理***。
背景技术
近年来，环境污染问题越来越成为影响我国国民经济健康发展的重要因素之一，其中以雾霾为代表的大气污染事件在我国各地频发，雾霾中的主要污染物为PM2.5，而PM2.5的主要来源在于被排放到大气中的挥发性有机废气(VOCs)。目前，我国环境中的挥发性有机物绝大部分来自于工业源的尾气排放，VOCs的排放涉及石油化工、石油炼制、精细化工、印染涂装等50多个行业，且排放量惊人。环境中VOCs的治理和控制形势迫在眉睫，对工业的良性发展和国民环境健康而言意义重大。
目前，国内外用于有机废气的常用工业处理技术包括催化燃烧法、热力燃烧法、吸附法、冷凝法、等离子法及吸收法等。催化燃烧法工艺简单、能耗小、反应温度低、无二次污染和净化效率高等特点，但不能对有价值的有机溶剂进行回收，造成了一定的浪费。特别是不适应含硫、氯、气量不稳定的有机废气治理；热力燃烧工艺简单、使用范围广、处理效率高，但能耗大、操作费用高，一般用于无回收价值，流量较大的有机废气治理；吸附法工艺比较成熟，易于操作，能耗低，但处理效率低、存在二次污染，一般不单独使用，需要与其他废气处理技术联用；冷凝法通常用于小风量、高浓度且有回收价值的有机废气的治理，但设备能耗高，处理效率不高；等离子法已开始应用于有机废气治理领域，具有能耗低、操作简单等特点，但必须保证气体在等离子体作用区域的停留时间，所以不适用于大风量有机废气的治理；吸收法通常为物理吸收，使用柴油、水、硅油等作为液体吸收剂，能有效的回收有价值的有机溶剂，但需要定期更换吸收剂，吸收剂需求量大，后期处理繁琐,产生二次污染废弃物。
专利CN104888490A公开了一种VOCs气体的冷凝回收装置及回收方法，包括冷凝回路和变温变压吸附回路，通过冷凝、变温变压吸附回路并净化有机溶剂中的各种物质，最终VOCs气体浓度达到毫克级。但操作成本高，并且只适用于含高浓度、低流量的有机废气处理。
专利号为ZL201120415119.7的一种两级苯类有机蒸汽回收装置，采用低温冷凝、变温吸附组合的两级苯类有机蒸汽回收装置，很大层面的解决了苯类有机蒸汽的回收，但有机废气排放超标，很难达到国家排放标准。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能有效降低能耗，并提高治理效率及回收有机溶剂的用于有机废气处理的***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于有机废气处理的***，包括吸附***、加热再生回路***、冷凝回收***。
吸附***包括风机、吸附装置，吸附装置包括吸附塔、进气阀、排气阀，所述吸附塔包括吸附塔体、放置在吸附塔体内的吸附剂和使吸附剂再生的加热装置；所述有机废气依次连接风机、流量计，通过进气阀及吸附塔塔底连接，所述吸附塔塔顶通过排气阀与大气相连。
所述加热再生回路***包括依次连接的氮气源、电加热器、吸附装置、热交换器、增压储罐、增压泵，所述增压泵与电加热连接；
所述冷凝回收***包括依次连接的热交换器、一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器、节流元件、气液分离器、储液槽，所述气液分离器进口分别与一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器的底部连接；所述气液分离器出口与储液槽连接；所述三级冷凝器与热交换器连接；
用于有机废气处理***安装在可自由移动的工作平台上。
所述吸附***中的管路均通过快速接头连接，方便装置检修及配件更换。
所述装置中包括2个并联设置的交替用于吸附和再生处理的吸附装置。包括第一吸附塔、第二吸附塔、第一进气阀、第二进气阀、第一再生阀、第二再生阀、第三再生阀、第四再生阀、第一排气阀、第二排气阀；
有机废气通过第一进气阀与第一吸附塔底端进气口连接；第一吸附塔顶端连接第一再生阀的进口，第一再生阀的出口与热交换器连接；所述第一吸附塔顶端的出气口通过第一排气阀与大气相连；
有机废气通过第二进气阀与第二吸附塔底端进气口连接；第二吸附塔顶端连接第二再生阀的进口，第二再生阀的出口与热交换器连接；所述第二吸附塔顶端的出气口通过第二排气阀与大气相连；
所述加热再生回路***使用的再生气为氮气，极大的提高了装置的运行安全；
所述加热再生回路***中的热交换器用于经过吸附塔的100～400℃再生气与经过冷凝回收***的-5～-70℃冷凝气进行热交换，提高了装置热能使用效率；
所述加热再生回路***中的电加热器温度控制部分包括控制柜的温控仪及设置在电加热器中的加热装置，所述控制柜温控仪通过电路与电加热器中的加热装置连接；
所述加热再生回路***中的电加热器可以程序升温，加热温度范围为25-500℃；
所述加热再生回路***中的吸附塔温度控制部分包括控制柜的温控仪及设置在吸附塔中的加热装置，所述控制柜温控仪通过电路与加热装置连接；
所述加热再生回路***中的增压泵用于对再生气进行增压，以实现再生气的循环；
含有机废气的再生气通入冷凝回收***中，依次经过一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器进行降温处理，最终得到冷凝后的-3～-70℃的有机废气气体；所述一级冷凝器处理温度为10～50℃，二级冷凝器处理温度为3～-30℃，三级冷凝器处理温度为-3～-70℃；
所述冷凝回收***中的气液分离器用于分离再生气中的有机溶剂及再生氮气，储液槽与气液分离器连接，用于回收有机溶剂；
为了增加吸附处理量，本发明专利采用两组结构相同的吸附装置交替运行，两组吸附装置包括交替吸附和再生的吸附塔。当一个吸附塔处于吸附状态时，另一个吸附塔处于再生状态。当一个吸附塔出口浓度达到一定值(接近有机废气最低排放值)时，进行吸附和再生过程切换。再生过程通过热氮气进行加热，当吸附剂再生温度不够时，通过设置在吸附塔内部的电加热器进行加热补充热量，随着吸附塔内部温度的升高，吸附剂将吸附的有机废气脱附，脱附的有机废气由热氮气带出，经过热交换器后进入到冷凝回收***进行有机溶剂回收，剩下的再生气再回到吸附塔对吸附剂进行再生。吸附塔为钢制圆筒容器，内部设置用于再生加热的电加热器并装有吸附剂。此外，本发明专利装置不局限于2组吸附装置，可以为3组，甚至更多。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用吸附，氮气再生，冷凝回收工艺处理有机废气，可以完全实现有机废气达标排放；
(2)吸附塔内的吸附剂吸附饱和后可进行加热再生，再生后的吸附剂重新获得吸附能力，并且降低了装置在运行中的二次污染；
(3)本发明专利中的吸附塔至少设置两个，可同时进行有机废气的吸附和吸附剂的再生，提高了工作效率；
(4)本发明专利中的吸附剂再生温度可以进行调节，通过温度调节达到不同吸附剂再生的最佳效果；
(5)本发明专利中的冷凝回收***中设置三个不同的冷凝器，逐步对再生气进行降温，并可以对冷凝后的气体进行热交换，提高了装置热能使用效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，601-氮气源、101-风机、102-流量计、103-第一吸附塔、104-第二吸附塔、201-电加热器、202-热交换器、203-增压储罐、204-增压泵、205-加热装置、206-加热装置、301-一级冷凝器、302-二级冷凝器、303-三级冷凝器、304-气液分离器、305-气液分离器、306-气液分离器、307-储液槽、401-第一进气阀、402-第二进气阀、403-第一排气阀、404-第二排气阀、501-第一再生阀、502-第二再生阀、503-第三再生阀、504-第四再生阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种用于有机废气处理的***，其结构如图1所示，包括吸附***、加热再生回路***、冷凝回收***。
吸附***包括风机101、流量计102、吸附装置，吸附装置包括并联连接的第一吸附塔103和第二吸附塔104，放置在第一吸附塔103和第二吸附塔104内的吸附剂和使吸附剂再生的加热装置205及加热装置206，加热装置205及加热装置206的作用是对第一吸附塔103和第二吸附塔104进行热量补充，使吸附在吸附剂的气体脱附出来。
有机废气依次连接风机101、流量计102，通过第一进气阀401与第一吸附塔103底端的进气口相连；第一吸附塔103顶端的出气口通过第一排气阀403与大气相连；
有机废气依次连接风机101、流量计102，通过第二进气阀402与第二吸附塔104底端的进气口相连；第二吸附塔104顶端的出气口通过第二排气阀404与大气相连；
加热再生回路***包括氮气源601、电加热器201、吸附装置、热交换器202、增压储罐203、增压泵204，吸附装置包括第一吸附塔103，与第一吸附塔103底端的连接的第三再生阀503及与第一吸附塔103的顶端连接第一再生阀501，氮气源601连接电加热器201的进口，电加热器201的出口与第一再生阀501的进口与相连，第一再生阀501的出口与第一吸附塔103顶端相连，第一吸附塔103底端与第三再生阀503的进口相连，第三再生阀503的出口依次与热交换器202、增压储罐203、增压泵204连接；由此形成加热再生回路***，当再生回路***再生气不足时，氮气源601自动进行补气；
上述吸附装置还包括第二吸附塔104，与第二吸附塔104底端的连接的第四再生阀504及与第二吸附塔104的顶端连接第二再生阀502，氮气源601连接电加热器201的进口，电加热器201的出口与第二再生阀502的进口与相连，第二再生阀502的出口与第二吸附塔104顶端相连，第二吸附塔104底端与第四再生阀504的进口相连，第四再生阀504的出口依次与热交换器202、增压储罐203、增压泵204连接；由此形成加热再生回路***，当再生回路***再生气不足时，氮气源601自动进行补气；
加热再生回路***中的电加热器201可以程序升温，加热温度为400℃；第一吸附塔103和第二吸附塔104内的加热装置205及加热装置206可以程序升温，加热温度为280℃。
冷凝回收***包括依次连接的热交换器202、一级冷凝器301、二级冷凝器302、三级冷凝器303、节流元件、气液分离器304、气液分离器305、气液分离器306、储液罐307，气液分离器304的进口与一级冷凝器301的底端连接、气液分离器305的进口与二级冷凝器302的底端连接、气液分离器306与三级冷凝器303的底端连接；气液分离器304、气液分离器305、气液分离器306的出口与储液槽307连接；三级冷凝器303与热交换器202连接；
含有机废气的再生气通入冷凝回收***中，依次经过一级冷凝器301、二级冷凝器302、三级冷凝器303进行降温处理，最终得到冷凝后的-15～-18℃的有机废气气体；一级冷凝器301温度为20～35℃，二级冷凝器302温度为3～5℃，三级冷凝器303温度为-15～-18℃；
实施案例2：
本实施案例中，电加热器201的温度为330℃，吸附塔内的电加热装置205及电加热装置206的温度为230℃。其余同实施例1；
实施案例3：
本实施案例中，电加热器201的温度为300℃，吸附塔内的电加热装置205及电加热装置206的温度为180℃。其余同实施例1；
实施案例4：
本实施案例中，电加热器201的温度为260℃，吸附塔内的电加热装置205及电加热装置206的温度为120℃。其余同实施例1
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种有机废气处理***，其特征在于，包括吸附***、加热再生回路***、冷凝回收***，
所述吸附***包括依次连接的风机(101)、流量计(102)、吸附装置，
所述吸附装置包括吸附塔、进气阀(401/402)、排气阀(403/404)，所述吸附塔包括吸附塔体(103/104)、放置在吸附塔体内的吸附剂和使吸附剂再生的加热装置(205/206)；有机废气依次通过风机(101)、流量计(102)，流量计(102)经进气阀(401/402)与吸附塔体(103/104)塔底连接，所述吸附塔体(103/104)的塔顶通过排气阀(403/404)与大气相连；
所述加热再生回路***包括依次连接的氮气源(601)、电加热器(201)、吸附塔、热交换器(202)、增压储罐(203)、增压泵(204)，所述增压泵(204)还与电加热器(201)连接；
所述冷凝回收***包括依次连接的热交换器(202)、一级冷凝器(301)、二级冷凝器(302)、三级冷凝器(303)、节流元件、气液分离器(304/305/306)、储液槽(307)，所述气液分离器(304)进口与一级冷凝器(301)底部连接；所述气液分离器(305)进口与二级冷凝器(302)底部连接；所述气液分离器(306)进口与三级冷凝器(303)的底部连接；所述气液分离器(304/305/306)出口与储液槽(307)连接；所述三级冷凝器(303)与热交换器(202)连接。
2.根据权利要求1所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述吸附装置至少设置2组或两组以上并联的可交替用于吸附和再生处理的吸附塔(103/104)。
3.根据权利要求1所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述热交换器(202)用于经过吸附塔(103/104)的100～400℃再生气与经过三级冷凝器(303)的-5～-70℃冷凝气进行热交换。
4.根据权利要求1所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述一级冷凝器(301)、二级冷凝器(302)、三级冷凝器(303)对再生气进行降温冷凝处理，得到-3～-70℃的有机废气。
5.根据权利要求1或4所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述一级冷凝器(301)处理温度为10～50℃，二级冷凝器(302)处理温度为5～-30℃，三级冷凝器(303)处理温度为-3～-70℃。
6.根据权利要求1所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述加热装置(205/206)与控制柜内的温控仪连接。
7.根据权利要求1或6所述的一种有机废气处理***，其特征在于，所述再生加热装置(205/206)的温度为25～400℃。
8.根据权利要求1所述的一种有机废气处理***，其特征在于，该***安装在可移动工作平台上。
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