CN110075658B - 一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***，包括并联设置的三个活性炭吸附床、吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路，每个活性炭吸附床均与吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路相连通。本发明还提供了一种VOCs处理方法，包括：补充惰性气体，第一活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第二活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第三活性炭吸附床进入吸附阶段；用惰性气体置换第一活性炭吸附床中的气体，置换出来的气体被送入第三活性炭吸附床进行吸附；脱附冷凝；清除残留VOCs；三个活性炭吸附床依次重复上述步骤。本发明结合辅助提纯床实现了常温冷凝，并将脱附床内的剩余VOCs转移至辅助提纯床，提高了下一周期的吸附效率和冷凝效率。
Description
技术领域
本发明涉及有机废气(VOCs)处理技术领域，具体涉及一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***及其处理方法。
背景技术
在喷涂、印刷、钣金等行业中，工厂排放的废气中含有大量的VOCs，这些VOCs在强光下可能与空气中的氮氧化物反应形成光化学烟雾，导致二次污染，除此之外，工业排放的VOCs中的苯系物具有致癌作用，对人类健康造成严重影响。
VOCs常见的处理手段包括：吸附、吸收、冷凝等回收方法和直接燃烧、催化氧化、生物处理、低温等离子体和光催化等去除方法，确定VOCs处理设备时往往组合上述方法的两种或者三种。其中冷凝法回收VOCs液体的后续处理更加方便简单，且经济效益高，是比较理想的处理方法，但是冷凝法不适合处理高风量低浓度的工业废气，因此VOCs往往需要经过浓缩。
罗福坤等人在申请公布号为CN103585854A的中国发明专利申请中提出一种活性炭吸附、N2脱附回收处理有机废气的工艺，吸附结束后采用N2真空4～10KPa循环加脱附冷凝，然后VOCs经双级冷凝设备冷凝，残留的VOCs采用新鲜空气吹扫后送入另一吸附器吸附。该专利能有效脱附出VOCs气体并冷凝，但是面临真空脱附加热时间久、双级能耗高、***温差大、管路设备热应力及气密性要求高的问题，而且最终采用新鲜空气吹扫仍面临安全风险。和雅妮等人在授权公告号为CN207694543U的中国实用新型专利中提出一种活性炭吸附热氮气脱附冷凝回收***，脱附气体后采用三级冷凝，脱附后管路中的不凝气体进入辅助活性炭吸附器吸附，此专利仍存在三级冷凝能耗高、设备热应力及气密性要求高的问题，且未处理吸附罐冷凝后残余的VOCs，这会造成下一周期的吸附效率下降。
现阶段VOCs的吸附浓缩冷凝处理面临着如下三个问题：需深度冷凝，因此冷凝和加热能耗都大幅提高；***设备、管路和阀门要承受较大温差，造成应力损失且气密性难以满足；冷凝后吸附床仍残留的一部分VOCs造成下一阶段的吸附效率下降，若采用新鲜空气热吹扫则面临***风险。
发明内容
针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种采用常温冷凝以减少能耗，同时可以去除冷凝后吸附床内残留VOCs以保证下一阶段吸附效率的VOCs处理***。
本发明提供了一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***，包括三个活性炭吸附床、吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路，所述三个活性炭吸附床并联设置，每个活性炭吸附床均与所述吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路相连通；所述吸附管路一端连通有VOCs源，所述VOCs源依次与所述吸附管路上的吸附风机、活性炭吸附床和VOCs浓度传感器连通，所述VOCs浓度传感器的另一端与大气连通；所述吸附管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有吸附阀门；所述脱附冷凝管路为环路，依次连通有VOCs浓度传感器、循环风机、冷凝设备、截止阀、加热器和活性炭吸附床，所述脱附冷凝管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有脱附冷凝阀门；所述辅助提纯管路的两端分别连通在所述截止阀两侧的脱附冷凝管路上，所述辅助提纯管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有提纯阀门；所述惰性气体补充管路一端连通有惰性气体源，所述惰性气体源依次与所述惰性气体补充管路上的活性炭吸附床和在线氧含量分析仪相连通，所述在线氧含量分析仪的另一端连通在所述吸附风机出口侧的吸附管路上；所述惰性气体补充管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有惰性气体补充阀门。
优选地，所述循环风机为耐高温风机。
优选地，所述冷凝设备包括冷凝器和VOCs储液罐。
优选地，所述冷凝器为常温冷凝器。
优选地，所述惰性气体源为氮气源。
本发明还提供了一种前述的VOCs处理***所采用的的处理方法，包括如下步骤：
步骤1、第一个吸附周期：保持所有阀门关闭，然后打开相应的吸附阀门，VOCs被送入第一活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气，当经第一活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，关闭吸附阀门，使得第一活性炭吸附床进入空置状态；
步骤2、第二个吸附周期：打开相应的吸附阀门，VOCs被送入第二活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气，当经第二活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，关闭相应的阀门，第二活性炭吸附床停止吸附；
步骤3、第三个吸附周期，包括以下步骤：
步骤31、补充惰性气体：打开相应的吸附阀门、惰性气体补充阀门、脱附冷凝阀门、提纯阀门和截止阀，第一活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第二活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第三活性炭吸附床进入吸附阶段；打开惰性气体源，用惰性气体置换第一活性炭吸附床、第二活性炭吸附床、脱附冷凝管路和辅助提纯管路中的气体，VOCs和置换出来的气体被送入第三活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气；当在线氧含量分析仪显示管路中的氧含量小于5％时，关闭惰性气体源、惰性气体补充阀门和提纯阀门；
步骤32、脱附冷凝：开启循环风机和加热器，被加热的惰性气体循环吹扫第一活性炭吸附床，脱附出的高浓度VOCs气体进入脱附冷凝管路，当脱附冷凝管路中的VOCs浓度高于第二预设值时开启冷凝设备，直至冷凝设备中无VOCs液体流出；
步骤33、清除残留VOCs：打开提纯阀门，关闭截止阀，被加热的惰性气体将第一活性炭吸附床内残留的VOCs吹扫出来进入脱附冷凝管路，经冷凝设备冷却后再经辅助提纯管路送入第二活性炭吸附床吸附，然后气体重新回到脱附冷凝管路中；当脱附冷凝管路中的VOCs浓度低于第三预设值后，关闭提纯阀门，打开截止阀，关闭加热器；
步骤34、等第一活性炭吸附床冷却后，关闭循环风机；
步骤35、当经第三活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第三个吸附周期结束，关闭吸附阀门和脱附冷凝阀门；
步骤4、第四个吸附周期：开启相应阀门，第一活性炭吸附床进入吸附阶段，第二活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第三活性炭吸附床进入辅助提纯阶段；VOCs和用惰性气体置换出来的气体被送入第一活性炭吸附床进行吸附，第二活性炭吸附床内的部分VOCs脱附冷凝，残留的VOCs被送入第三活性炭吸附床吸附；当经第一活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第四个吸附周期结束，关闭相应的阀门；
步骤5、第五个吸附周期：开启相应阀门，第一活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第二活性炭吸附床进入吸附阶段，第三活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段；VOCs和用惰性气体置换出来的气体被送入第二活性炭吸附床进行吸附，第三活性炭吸附床内的部分VOCs脱附冷凝，残留的VOCs被送入第一活性炭吸附床吸附；当经第二活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第五个吸附周期结束，关闭相应的阀门；
步骤6、依次重复上述步骤3-5。
优选地，所述第一预设值为VOCs排放标准值的50％。
优选地，所述步骤32中的第二预设值为VOCs的冷凝浓度值。
综上所述，本发明的有益之处在于：
1、实现了常温冷凝：常温冷凝的关键在于提高脱附出来的VOCs的浓缩比，而要保障较高的浓缩比就得及时清除脱附冷凝步骤后活性炭吸附床内残留的VOCs气体，保证下一吸附周期内活性炭吸附床的吸附效率不会降低。活性炭吸附床的辅助提纯阶段解决了残留VOCs的去除问题，避免了深度冷凝，降低了能耗和工艺难度，并降低了***内流体温差、设备及管道的热应力要求，从而使得整个方案经济可行；
2、由于辅助提纯管路与脱附冷凝管路相连通，残留的VOCs经冷凝设备冷却后再经辅助提纯管路送入辅助提纯阶段的活性炭吸附床吸附，有效地利用了冷却状态与常规吸附状态下活性炭吸附床的吸附量差异，在没有增加活性炭用量的情况下提高了VOCs吸附量，进一步提高了浓缩比，也使得冷凝效率更高，冷凝量更大。
附图说明
图1为本发明常温冷凝辅助提纯VOCs处理***的连接示意图。
元件标号说明：
11 吸附管路
12 吸附风机
13 VOCs浓度传感器
21 脱附冷凝管路
22 VOCs浓度传感器
23 循环风机
24 冷凝设备
25 截止阀
26 加热器
3 辅助提纯管路
4 惰性气体补充管路
41 惰性气体源
42 在线氧含量分析仪
A 第一活性炭填充床
B 第二活性炭填充床
C 第三活性炭填充床
Aa1、Aa2、Ba1、Ba2、Ca1、Ca2：吸附阀门
Ad1、Ad2、Bd1、Bd2、Cd1、Cd2：脱附冷凝阀门
Ap1、Ap2、Bp1、Bp2、Cp1、Cp2：提纯阀门
An1、An2、Bn1、Bn2、Cn1、Cn2：惰性气体补充阀门
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明提供了一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***，包括三个活性炭吸附床、吸附管路11、脱附冷凝管路21、辅助提纯管路3和惰性气体补充管路4，三个活性炭吸附床分为第一活性炭吸附床A、第二活性炭吸附床B和第三活性炭吸附床C，床内填充有高吸附量颗粒状活性炭。三个活性炭吸附床并联设置，每个活性炭吸附床均与吸附管路11、脱附冷凝管路21、辅助提纯管路3和惰性气体补充管路4相连通。
吸附管路11一端连通有VOCs源，VOCs源依次与吸附管路11上的吸附风机12、吸附阀门Aa1/Ba1/Ca1、活性炭吸附床A/B/C、吸附阀门Aa2/Ba2/Ca2和VOCs浓度传感器13连通，VOCs浓度传感器13的另一端与大气连通。
脱附冷凝管路21为环路，依次连通有VOCs浓度传感器22、循环风机23、冷凝设备24、截止阀25、加热器26、脱附冷凝阀门Ad1/Bd1/Cd1、活性炭吸附床A/B/C和脱附冷凝阀门Ad2/Bd2/Cd2。优选地，循环风机23为耐高温风机，可以用于循环吹扫热惰性气体，冷凝设备24包括冷凝器和VOCs储液罐，具体地冷凝器为常温冷凝器，由于常温冷凝的要求低于深度冷凝，因此常温冷凝器可采用常规高效冷源，甚至天然冷源。
辅助提纯管路3的两端分别连通在截止阀25两侧的脱附冷凝管路21上，辅助提纯管路3上依次联通有提纯阀门Ap1/Bp1/Cp1、活性炭吸附床A/B/C和提纯阀门Ap2/Bp2/Cp2。
惰性气体补充管路4一端连通有惰性气体源41，惰性气体源41依次与惰性气体补充管路4上的惰性气体补充阀门An1/Bn1/Cn1、活性炭吸附床A/B/C、惰性气体补充阀门An2/Bn2/Cn2和在线氧含量分析仪42相连通，在线氧含量分析仪42的另一端连通在吸附风机出口侧的吸附管路11上。优选地，惰性气体源41为氮气源。
本发明还提供了一种结合了常温冷凝、惰性气体脱附冷凝以及辅助提纯的VOCs处理方法，结合图1所示的处理***，对本发明的处理方法进行具体说明：
步骤1、第一个吸附周期：保持所有阀门关闭，然后开启吸附阀门Aa1和Aa2，第一活性炭吸附床A进入吸附阶段，第二活性炭吸附床B和第三活性炭吸附床C空置。VOCs被吸附风机12送入第一活性炭吸附床A进行吸附，净化后的气体被排入大气，当位于吸附管路11出口处的VOCs浓度传感器13检测到经第一活性炭吸附床A吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第一个吸附周期结束，关闭吸附阀门Aa1和Aa2。具体地，第一预设值为VOCs排放标准值的50％。
步骤2、第二个吸附周期：打开吸附阀门Ba1和Ba2，第二活性炭吸附床B进入吸附阶段，第一活性炭吸附床A和第三活性炭吸附床C空置。VOCs被吸附风机12送入第二活性炭吸附床B进行吸附，净化后的气体被排入大气，当位于吸附管路11出口处的VOCs浓度传感器13检测到经第二活性炭吸附床B吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第二个吸附周期结束，关闭吸附阀门Ba1和Ba2。
步骤3、第三个吸附周期，包括以下步骤：
步骤31、补充惰性气体：打开吸附阀门Ca1和Ca2，第一活性炭吸附床A进入脱附冷凝阶段，第二活性炭吸附床B进入辅助提纯阶段，第三活性炭吸附床C进入吸附阶段。VOCs被吸附风机12送入第三活性炭吸附床C进行吸附，净化后的气体被排入大气。同时，打开惰性气体源41、惰性气体补充阀门An1和An2、脱附冷凝阀门Ad1和Ad2、提纯阀门Bp1和Bp2以及截止阀25，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门An1→第一活性炭吸附床A→惰性气体补充阀门An2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ca1→第三活性炭吸附床C→吸附阀门Ca2→大气，将第一活性炭吸附床A内的置换出来的气体送入第三活性炭吸附床C内吸附。同时，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门An1→脱附冷凝阀门Ad2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Ad1→惰性气体补充阀门An2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ca1→第三活性炭吸附床C→吸附阀门Ca2→大气，也从惰性气体源41→惰性气体补充阀门An1→脱附冷凝阀门Ad2→脱附冷凝管路21→提纯阀门Bp1→第二活性炭吸附床B→提纯阀门Bp2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Ad1→惰性气体补充阀门An2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ca1→第三活性炭吸附床C→吸附阀门Ca2→大气，将脱附冷凝管路21、第二活性炭吸附床B和辅助提纯管路3中的气体置换出来，送入第三活性炭吸附床C进行吸附，然后排入大气。当在线氧含量分析仪42显示管路中的氧含量小于5％时，关闭惰性气体源41、惰性气体补充阀门An1和An2，以及提纯阀门Bp1和Bp2。
步骤32、脱附冷凝：开启循环风机23和加热器26，脱附冷凝管路21内的惰性气体被加热器26加热，热惰性气体经脱附冷凝阀门Ad1→第一活性炭吸附床A→脱附冷凝阀门Ad2→循环风机23→加热器26→脱附冷凝阀门Ad1，即循环吹扫第一活性炭吸附床A，脱附出的高浓度VOCs气体进入脱附冷凝管路21，当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度传感器22检测到VOCs浓度高于第二预设值时开启冷凝设备24，直至冷凝设备24中无VOCs液体流出。优选地，第二预设值为VOCs的冷凝浓度值。
步骤33、清除残留VOCs：打开提纯阀门Bp1和Bp2，关闭截止阀25，热惰性气体经脱附冷凝阀门Ad1→第一活性炭吸附床A→脱附冷凝阀门Ad2→循环风机23→冷凝设备24→提纯阀门Bp1→第二活性炭吸附床B→提纯阀门Bp2→加热器26→脱附冷凝阀门Ad1，将第一活性炭吸附床A内残留的VOCs吹扫进脱附冷凝管路21，经冷凝设备24冷却后再经辅助提纯管路3送入第二活性炭吸附床B吸附，然后气体重新回到脱附冷凝管路21中。由于冷却后的VOCs的温度低，此时辅助提纯阶段的第二活性炭吸附床B的VOCs吸附量要高于吸附阶段时的吸附量，因此不会产生吸附不足、VOCs难以转移的现象，从而能够有效地清除第一活性炭吸附床A内残留的VOCs，降低对下一吸附周期吸附效率的影响。当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度低于第三预设值后，关闭提纯阀门Bp1和Bp2，打开截止阀25，关闭加热器26。
步骤34、等第一活性炭吸附床A冷却后，关闭循环风机23。
步骤35、当VOCs浓度传感器13检测到经第三活性炭吸附床C吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第三个吸附周期结束，关闭吸附阀门Ca1和Ca2、脱附冷凝阀门Ad1和Ad2。
步骤4、第四个吸附周期，包括以下步骤：
步骤41、补充惰性气体：打开吸附阀门Aa1和Aa2，第一活性炭吸附床A进入吸附阶段，第二活性炭吸附床B进入脱附冷凝阶段，第三活性炭吸附床C进入辅助提纯阶段。VOCs被吸附风机12送入第一活性炭吸附床A进行吸附，净化后的气体被排入大气。同时，打开惰性气体源41、惰性气体补充阀门Bn1和Bn2、脱附冷凝阀门Bd1和Bd2、提纯阀门Cp1和Cp2以及截止阀25，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Bn1→第二活性炭吸附床B→惰性气体补充阀门Bn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Aa1→第一活性炭吸附床A→吸附阀门Aa2→大气，将第二活性炭吸附床B内置换出来的气体送入第一活性炭吸附床A内吸附。同时，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Bn1→脱附冷凝阀门Bd2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Bd1→惰性气体补充阀门Bn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Aa1→第一活性炭吸附床A→吸附阀门Aa2→大气，也从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Bn1→脱附冷凝阀门Bd2→脱附冷凝管路21→提纯阀门Cp1→第三活性炭吸附床C→提纯阀门Cp2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Bd1→惰性气体补充阀门Bn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Aa1→第一活性炭吸附床A→吸附阀门Aa2→大气，将脱附冷凝管路21、第三活性炭吸附床C和辅助提纯管路3中的气体置换出来，送入第一活性炭吸附床A进行吸附，然后排入大气。当在线氧含量分析仪42显示管路中的氧含量小于5％时，关闭惰性气体源41、惰性气体补充阀门Bn1和Bn2，以及提纯阀门Cp1和Cp2。
步骤42、脱附冷凝：开启循环风机23和加热器26，脱附冷凝管路21内的惰性气体被加热器26加热，热惰性气体经脱附冷凝阀门Bd1→第二活性炭吸附床B→脱附冷凝阀门Bd2→循环风机23→加热器26→脱附冷凝阀门Bd1，即循环吹扫第二活性炭吸附床B，脱附出的高浓度VOCs气体进入脱附冷凝管路21，当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度传感器22检测到VOCs浓度高于第二预设值时开启冷凝设备24，直至冷凝设备24中无VOCs液体流出。
步骤43、清除残留VOCs：打开提纯阀门Cp1和Cp2，关闭截止阀25，热惰性气体经脱附冷凝阀门Bd1→第二活性炭吸附床B→脱附冷凝阀门Bd2→循环风机23→冷凝设备24→提纯阀门Cp1→第三活性炭吸附床C→提纯阀门Cp2→加热器26→脱附冷凝阀门Bd1，将第二活性炭吸附床B内残留的VOCs吹扫进脱附冷凝管路21，经冷凝设备24冷却后再经辅助提纯管路3送入第三活性炭吸附床C吸附，然后气体重新回到脱附冷凝管路21中。当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度低于第三预设值后，关闭提纯阀门Cp1和Cp2，打开截止阀25，关闭加热器26。
步骤44、等第二活性炭吸附床B冷却后，关闭循环风机23。
步骤45、当VOCs浓度传感器13检测到经第一活性炭吸附床A吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第四个吸附周期结束，关闭惰性气体源41、惰性气体补充阀门Cn1和Cn2，以及提纯阀门Ap1和Ap2。
步骤5、第五个吸附周期，包括以下步骤：
步骤51、补充惰性气体：打开吸附阀门Ba1和Ba2，第一活性炭吸附床A进入辅助提纯阶段，第二活性炭吸附床B进入吸附阶段，第三活性炭吸附床C进入脱附冷凝阶段。VOCs被吸附风机12送入第二活性炭吸附床B进行吸附，净化后的气体被排入大气。同时，打开惰性气体源41、惰性气体补充阀门Cn1和Cn2、脱附冷凝阀门Cd1和Cd2、提纯阀门Ap1和Ap2以及截止阀25，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Cn1→第三活性炭吸附床C→惰性气体补充阀门Cn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ba1→第二活性炭吸附床B→吸附阀门Ba2→大气，将第三活性炭吸附床C内置换出来的气体送入第二活性炭吸附床B内吸附。同时，惰性气体从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Cn1→脱附冷凝阀门Cd2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Cd1→惰性气体补充阀门Cn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ba1→第二活性炭吸附床B→吸附阀门Ba2→大气，也从惰性气体源41→惰性气体补充阀门Cn1→脱附冷凝阀门Cd2→脱附冷凝管路21→提纯阀门Ap1→第一活性炭吸附床A→提纯阀门Ap2→脱附冷凝管路21→脱附冷凝阀门Cd1→惰性气体补充阀门Cn2→在线氧含量分析仪42→吸附阀门Ba1→第二活性炭吸附床B→吸附阀门Ba2→大气，将脱附冷凝管路21、第一活性炭吸附床A和辅助提纯管路3中的气体置换出来，送入第二活性炭吸附床B进行吸附，然后排入大气。当在线氧含量分析仪42显示管路中的氧含量小于5％时，关闭惰性气体源41、惰性气体补充阀门Cn1和Cn2，以及提纯阀门Ap1和Ap2。
步骤52、脱附冷凝：开启循环风机23和加热器26，脱附冷凝管路21内的惰性气体被加热器26加热，热惰性气体经脱附冷凝阀门Cd1→第三活性炭吸附床C→脱附冷凝阀门Cd2→循环风机23→加热器26→脱附冷凝阀门Cd1，即循环吹扫第三活性炭吸附床C，脱附出的高浓度VOCs气体进入脱附冷凝管路21，当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度传感器22检测到VOCs浓度高于第二预设值时开启冷凝设备24，直至冷凝设备24中无VOCs液体流出。
步骤53、清除残留VOCs：打开提纯阀门Ap1和Ap2，关闭截止阀25，热惰性气体经脱附冷凝阀门Cd1→第三活性炭吸附床C→脱附冷凝阀门Cd2→循环风机23→冷凝设备24→提纯阀门Ap1→第一活性炭吸附床A→提纯阀门Ap2→加热器26→脱附冷凝阀门Cd1，将第三活性炭吸附床C内残留的VOCs吹扫进脱附冷凝管路21，经冷凝设备24冷却后再经辅助提纯管路3送入第一活性炭吸附床A吸附，然后气体重新回到脱附冷凝管路21中。当脱附冷凝管路21中的VOCs浓度低于第三预设值后，关闭提纯阀门Ap1和Ap2，打开截止阀25，关闭加热器26。
步骤54、等第三活性炭吸附床C冷却后，关闭循环风机23。
步骤55、当VOCs浓度传感器13检测到经第二活性炭吸附床B吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第五个吸附周期结束，关闭吸附阀门Ba1和Ba2、脱附冷凝阀门Cd1和Cd2。
步骤6、依次重复上述步骤3-5，三个活性炭吸附床所处的阶段顺序如下：
| 第一活性炭吸附床A | 脱附冷凝→吸附→辅助提纯 |
| 第二活性炭吸附床B | 辅助提纯→脱附冷凝→吸附 |
| 第三活性炭吸附床C | 吸附→辅助提纯→脱附冷凝 |
优选地，每个吸附周期中处于吸附阶段的活性炭吸附床的工作时长不少于1天。
综上所述，本发明的有益之处在于：
1、实现了常温冷凝：常温冷凝的关键在于提高脱附出来的VOCs的浓缩比，而要保障较高的浓缩比就得及时清除脱附冷凝步骤后活性炭吸附床内残留的VOCs气体，保证下一吸附周期内活性炭吸附床的吸附效率不会降低。活性炭吸附床的辅助提纯阶段解决了残留VOCs的去除问题，最终去除VOCs的比例接近100％，成功避免了深度冷凝，降低了能耗和工艺难度，并降低了***内流体温差、设备及管道的热应力要求，从而使得整个方案经济可行；
2、由于辅助提纯管路与脱附冷凝管路相连通，残留的VOCs经冷凝设备冷却后再经辅助提纯管路送入辅助提纯阶段的活性炭吸附床吸附，有效地利用了冷却状态与常规吸附状态下活性炭吸附床的吸附量差异，在没有增加活性炭用量的情况下提高了VOCs吸附量，进一步提高了浓缩比，也使得冷凝效率更高，冷凝量更大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理***所采用的处理方法，其特征在于，VOCs处理***包括三个活性炭吸附床、吸附管路(11)、脱附冷凝管路(21)、辅助提纯管路(3)和惰性气体补充管路(4)，所述三个活性炭吸附床并联设置，每个活性炭吸附床均与所述吸附管路(11)、脱附冷凝管路(21)、辅助提纯管路(3)和惰性气体补充管路(4)相连通；
所述吸附管路(11)一端连通有VOCs源，所述VOCs源依次与所述吸附管路(11)上的吸附风机(12)、活性炭吸附床和VOCs浓度传感器(13)连通，所述VOCs浓度传感器(13)的另一端与大气连通；所述吸附管路(11)上对应每个活性炭吸附床分别设置有吸附阀门；
所述脱附冷凝管路(21)为环路，依次连通有VOCs浓度传感器(22)、循环风机(23)、冷凝设备(24)、截止阀(25)、加热器(26)和活性炭吸附床，所述脱附冷凝管路(21)上对应每个活性炭吸附床分别设置有脱附冷凝阀门；
所述辅助提纯管路(3)的两端分别连通在所述截止阀(25)两侧的脱附冷凝管路(21)上，所述辅助提纯管路(3)上对应每个活性炭吸附床分别设置有提纯阀门；
所述惰性气体补充管路(4)一端连通有惰性气体源(41)，所述惰性气体源(41)依次与所述惰性气体补充管路(4)上的活性炭吸附床和在线氧含量分析仪(42)相连通，所述在线氧含量分析仪(42)的另一端连通在所述吸附风机(12)出口侧的吸附管路(11)上；所述惰性气体补充管路(4)上对应每个活性炭吸附床分别设置有惰性气体补充阀门；
处理方法包括如下步骤：
步骤1、第一个吸附周期：保持所有阀门关闭，然后打开相应的吸附阀门，VOCs被送入第一活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气，当经第一活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，关闭吸附阀门，使得第一活性炭吸附床进入空置状态；
步骤2、第二个吸附周期：打开相应的吸附阀门，VOCs被送入第二活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气，当经第二活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，关闭相应的阀门，第二活性炭吸附床停止吸附；
步骤3、第三个吸附周期，包括以下步骤：
步骤31、补充惰性气体：打开相应的吸附阀门、惰性气体补充阀门、脱附冷凝阀门、提纯阀门和截止阀(25)，第一活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第二活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第三活性炭吸附床进入吸附阶段；打开惰性气体源(41)，用惰性气体置换第一活性炭吸附床、第二活性炭吸附床、脱附冷凝管路(21)和辅助提纯管路(3)中的气体，VOCs和置换出来的气体被送入第三活性炭吸附床进行吸附，然后排入大气；当在线氧含量分析仪(42)显示管路中的氧含量小于5％时，关闭惰性气体源(41)、惰性气体补充阀门和提纯阀门；
步骤32、脱附冷凝：开启循环风机(23)和加热器(26)，被加热的惰性气体循环吹扫第一活性炭吸附床，脱附出的高浓度VOCs气体进入脱附冷凝管路(21)，当脱附冷凝管路(21)中的VOCs浓度高于第二预设值时开启冷凝设备(24)，直至冷凝设备(24)中无VOCs液体流出；
步骤33、清除残留VOCs：打开提纯阀门，关闭截止阀(25)，被加热的惰性气体将第一活性炭吸附床内残留的VOCs吹扫出来进入脱附冷凝管路(21)，经冷凝设备(24)冷却后再经辅助提纯管路(3)送入第二活性炭吸附床吸附，然后气体重新回到脱附冷凝管路(21)中；当脱附冷凝管路(21)中的VOCs浓度低于第三预设值后，关闭提纯阀门，打开截止阀(25)，关闭加热器(26)；
步骤34、等第一活性炭吸附床冷却后，关闭循环风机(23)；
步骤35、当经第三活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第三个吸附周期结束，关闭吸附阀门和脱附冷凝阀门；
步骤4、第四个吸附周期：开启相应阀门，第一活性炭吸附床进入吸附阶段，第二活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第三活性炭吸附床进入辅助提纯阶段；VOCs和用惰性气体置换出来的气体被送入第一活性炭吸附床进行吸附，第二活性炭吸附床内的部分VOCs脱附冷凝，残留的VOCs被送入第三活性炭吸附床吸附；当经第一活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第四个吸附周期结束，关闭相应的阀门；
步骤5、第五个吸附周期：开启相应阀门，第一活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第二活性炭吸附床进入吸附阶段，第三活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段；VOCs和用惰性气体置换出来的气体被送入第二活性炭吸附床进行吸附，第三活性炭吸附床内的部分VOCs脱附冷凝，残留的VOCs被送入第一活性炭吸附床吸附；当经第二活性炭吸附床吸附后的VOCs浓度达到第一预设值时，第五个吸附周期结束，关闭相应的阀门；
步骤6、依次重复上述步骤3-5。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述循环风机(23)为耐高温风机。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述冷凝设备(24)包括冷凝器和VOCs储液罐。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述冷凝器为常温冷凝器。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述惰性气体源(41)为氮气源。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述第一预设值为VOCs排放标准值的50％。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤32中的第二预设值为VOCs的冷凝浓度值。
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