一种具有脱附功能的VOCs治理系统及使用方法与流程

    专利查询2026-02-17  9


    本发明涉及废气处理领域,具体地,涉及一种具有脱附功能的vocs治理系统及使用方法。


    背景技术:

    1、我国每年有总量超过2000万吨的挥发性有机物(vocs)排放,容易给大气造成严重的污染,国内(vocs)环保治理行业发展多年,总体进度缓慢,其中一个主要的障碍是回收溶剂大部分情况下伴随有酸变、发色、恶臭、含水量高等变质现象发生,现有的有机溶剂回收处理方法及装置对的处理收率非常低,没有经济效益。

    2、许多工业生产、污水、处理及垃圾处置等过程中都会产生大量含有有机物(vocs)的废气。在化工、医药、以及涂覆、半导体和印刷等行业的生产加工过程中,随着有机溶剂的挥发,会产生大量的挥发性有机物,即vocs废气。如果vocs废气直接排入大气,不仅会严重污染空气环境,其vocs气体分子还会与太阳光、臭氧等发生反应,形成有害的有机微粒,对大气产生进一步的破坏,对环境和人体产生非常不利的影响。因此,工业生产中产生的vocs废气须经过处理后才能排入大气,以保护环境和人身健康。

    3、目前我国采用率最高、工艺最为成熟的就是吸附法,即vocs废气首先通过预处理装置,去除烟气中的粉尘颗粒等,然后通过吸附床吸附有机物质后获得干净烟气并直接排出。吸附床的吸附层的吸附量达到饱和之后,必须对其进行脱附再生处理,否则,原有的吸附层就无法继续吸附废气中的vocs分子,从而失去净化气体的功能,因而在使用吸附手段处理vocs废气的过程中需要不断在吸附、脱附模式之间来回切换。

    4、针对通过吸附和脱附来对vocs废气进行治理的问题,行业内进行了相关研究和设计,在吸附状态下,第一吸附阀门、第二吸附阀门打开且第一脱附阀门、第二脱附阀门关闭,废气由废气进口进入预处理罐内,通过过滤件过滤除尘后,气体从第一通气口进入吸附筒内,气体内的有机物被吸附层吸附后,穿过第二通气口进入除臭管,经除臭件除臭后从净气出口排走;在脱附状态下,第一脱附阀门、第二脱附阀门打开且第一吸附阀门、第二吸附阀门关闭,脱附热空气从脱附进口进入脱附进管内,再从第三通气口进入隔离筒内,使得有机物脱离吸附层,带有有机物的脱附热空气从第四通气口进入脱附出管,并从脱附出口进入燃烧器内进行燃烧,vocs分子被燃烧成为二氧化碳和水蒸气。

    5、然而,上述现有技术中,当采用“大孔树脂”作为吸附塔的材料时,在长时间的高温气体进行脱附后,大孔树脂内部可能会累计水分,水分占据了树脂内部的孔隙,减少了有效吸附空间,从而降低了对vocs的吸附能力。


    技术实现思路

    1、本发明为克服上述现有技术存在的技术问题,是一种具有脱附功能的vocs治理系统;

    2、本发明另一目的是提供一种具有脱附功能的vocs治理系统的使用方法。

    3、为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:

    4、一种具有脱附功能的vocs治理系统,包括:碱洗设备、烘干设备、若干个分子筛吸附设备、冷却设备和排气塔;所述碱洗设备通过管道分别与若干个分子筛吸附设备连通,若干个分子筛吸附设备分别通过管道分别与排气塔连通;

    5、若干个分子筛吸附设备上还设有第一循环管道和第二循环管道;所述第一循环管道上设有烘干设备,用于快速干燥分子筛吸附设备;所述第二循环管道上设有冷却设备,用于冷却分子筛吸附设备;

    6、若干个分子筛吸附设备还通过蒸汽管道分别连通高温蒸汽,用于高温脱附。

    7、进一步地,所述碱洗设备包括碱洗涤塔、碱洗池、碱洗加热设备、喷淋水泵和喷淋洒头;

    8、所述碱洗涤塔底部连通碱洗池,所述碱洗池内设有碱洗加热设备;所述喷淋水泵通过喷淋管道连通碱洗涤塔顶部,并通过喷淋洒头向碱洗涤塔内部均匀喷撒化学药剂。

    9、具体的,废气先经过碱洗后,先经过冷凝器冷却,然后才进入分子筛吸附设备。进一步地,所述碱洗池内还设有用于保持水箱液位的浮动球阀,所述碱洗池通过碱液体控制阀连通化学碱液;所述碱洗池内还设有ph值传感器,所述碱液体控制阀与ph值传感器进行电连接,用于保持碱洗池内部的碱液总量。。

    10、进一步地,所述冷却设备包括第一冷却部件和第二冷却部件,所述第一冷却部件分别通过管道连通若干个分子筛吸附设备,所述第二冷却部件通过第二循环管道连接第一冷却部件,所述烘干设备通过第一循环管道连通第二冷却部件。

    11、进一步地,所述第一冷却部件包括第一冷凝器、换热器、盐水储罐和盐水罐水泵;

    12、所述第一冷凝器通过换热管道分别连通换热器、盐水储罐和盐水罐水泵;所述通换热器还连通有低温盐水管道,用于维持换热管道内盐水的温度。

    13、进一步地,所述第二冷却部件包括第二冷凝器和闸阀;所述第二冷凝器通过第二循环管道连接第一冷却部件,所述第二冷凝器还连通有低温冷却水,用于降低第二循环管道内气体温度;所述第二冷凝器还设有排冷凝水管道,所述冷凝水管道上设有闸阀。

    14、优选的,所述第二冷凝器通过第二循环管道连接第一冷凝器。

    15、优选的,所述第一冷凝器也设有排冷凝水管道,所述冷凝水管道上设有闸阀。

    16、进一步地,所述烘干设备包括风机和热交换器,所述风机连通热交换器并为第一循环管道提供动力源;所述热交换器还连通蒸汽管道,为空气进行加热。

    17、进一步地,若干个分子筛吸附设备均分为两组,每组分子筛吸附设备分别与碱洗设备连接和通过电磁阀蒸汽管道连接。

    18、优选的,若干个分子筛吸附设备均分为两组,每组分子筛吸附设备分别每组分子筛吸附设备分别与碱洗设备连接和通过电磁阀蒸汽管道连接;通过将一组分子筛吸附设备的阀门开启与碱洗设备连通实现吸附废气,一组分子筛吸附设备的阀门开启与蒸汽管道连通,实现高温脱附树脂中的有机气体。

    19、进一步地,一组分子筛吸附设备包括两个相互连接的大孔树脂吸附固定床,所述大孔树脂吸附固定床内还通过电磁阀连通有水喷头。

    20、一种具有脱附功能的vocs治理系统的使用方法,所述vocs治理系统的使用方法包括以下:

    21、s1:有机废气经过收集系统汇总后,先进入碱洗设备,去除废气中的酸性及水溶性气体,然后废气进入冷却设备,依靠有机废气与其他气体在不同温度下饱和蒸气压不同的性质,通过降低温度使废气中部分有机废气转为液态分离出来;

    22、s2:经冷凝后的废气进入分子筛吸附设备,进行吸附工序,废气中的vocs组分被分子筛吸附设备的大孔树脂材料吸附;吸附处理达标后的气体通过排气塔的烟囱进行高空排放;

    23、s3:当分子筛吸附设备中的大孔树脂吸附达到饱和状态时,进行脱附工序,关闭该分子筛吸附设备的吸附废气进出口,开启蒸汽管道,通入高温水蒸汽对大孔树脂中的有机气体脱附处理,随后大部分混合有机气体的蒸汽进入冷却设备进行冷却液化,冷却设备内液化的废水从管道排出去;

    24、s4:当分子筛吸附设备脱附完成后,停止通入蒸汽,将烘干设备开启运行,降低分子筛吸附设备内的湿度,并在第一循环管道内进行循环,然后开启冷却设备将分子筛吸附设备内循环的水分子进行冷凝并排出,使分子筛吸附设备达到快速干燥;

    25、s5:当分子筛吸附设备干燥完成后,关闭烘干设备,利用冷却设备的冷量以及内循环对系统进行冷却,达到冷却吸附材料的目的;

    26、s6:若干个分子筛吸附设备均分为两组,一组分子筛吸附设备进行吸附工序,另一组进行脱附工序,若干个分子筛吸附设备依次循环采用“一吸一脱”模式,保证处理的废气稳定达标。

    27、与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:

    28、①设置若干个分子筛吸附设备并连通于化学洗涤塔,有效提升vocs治理能力;

    29、由于分子筛吸附设备内设有大孔树脂填料,当废气接触大孔树脂填料时,大孔树脂的孔隙能够有效地捕获废气中的小分子有机物质和其他挥发性成分,如二氯乙烷等臭味气体,实现高效的吸附净化效果,从而保持空气品质。

    30、②将若干个分子筛吸附设备内通过蒸汽管道分别连通高温蒸汽,实现高温脱附;

    31、当分子筛吸附设备的大孔树脂吸附饱和后,关闭分子筛吸附设备的吸附废气进出阀门,通入高温水蒸汽,高温蒸汽经过分子筛吸附设备时,吸附在大孔树脂上的有机物分子活性增强,容易将二氯乙烷等有机气体从树脂表面脱解析出,实现脱附处理,从而显著缩短分子筛吸附设备的再生周期,从而提升vocs治理系统的处理能力和连续运行能力。

    32、③将烘干设备连通分子筛吸附设备,实现快速干燥的目的;

    33、脱附完成后,停止通入蒸汽,开启运行烘干设备的风机和热交换器,提供必要的热能,加快分子筛吸附设备内部大孔树脂的表面水分蒸发,使分子筛吸附设备的内部大孔树脂干燥,并在第一循环管道内进行循环去除,达到快速干燥的目的。

    34、④将冷却设备的一部分设置在烘干设备与分子筛吸附设备之间,实现快速去除水分的目的;

    35、烘干设备通过第一循环管道连通冷却设备的第二冷却部件,当第一循环管道内进行循环热气蒸发水分时,开启冷却设备的第二冷却部件,第二冷凝器的低温冷却水与循环热空气进行换热,迅速降低气体的温度,从而凝结水分并通过排冷凝水管道去除,从而可以连续高效地去除水分;

    36、当分子筛吸附设备通入高温蒸汽,使有机气体从树脂表面脱解析出,与高温蒸汽混合形成高温有机气体时,开启冷却设备的第二冷却部件,第二冷凝器的低温冷却水与含vocs的蒸气进行换热,迅速降低高温有机混合气体的温度,从而凝结的含有混合有机物的水分,并通过排冷凝水管道去除,为排放到环境中做好准备,从而可以连续高效地去除含有混合有机物的水分。

    37、⑤将冷却设备设有多组冷凝器,从而实现在不同温度下分离出有机废气与其他气体;

    38、脱附时,利用不同气体在不同温度下饱和蒸气压不同的性质,开启第一冷凝器和第二冷凝器,有机废气经过第一冷凝器初步降温到40度左右,再经过第二冷凝器降温到5度,通过降低到5度的温度使废气中部分有机废气转为液态分离出来,使不同组的冷凝器可以在递进的温度梯度下工作,每一级针对特定温度范围内的组分进行冷凝分离,能更彻底地去除有机废气;

    39、而处理后的气体混合物中仍残留一部分有机废气,还需要进入大孔树脂吸附固定床进行继续处理。


    技术特征:

    1.一种具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,包括:碱洗设备(1)、烘干设备(2)、若干个分子筛吸附设备(3)、冷却设备(4)和排气塔(5);所述碱洗设备(1)通过管道分别与若干个分子筛吸附设备(3)连通,若干个分子筛吸附设备(3)分别通过管道分别与排气塔(5)连通;

    2.根据权利要求1所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述碱洗设备(1)包括碱洗涤塔(101)、碱洗池(102)、碱洗加热设备(103)、喷淋水泵(104)和喷淋洒头(105);

    3.根据权利要求2所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述碱洗池(102)内还设有用于保持水箱液位的浮动球阀(107),所述碱洗池(102)通过碱液体控制阀(108)连通化学碱液;所述碱洗池(102)内还设有ph值传感器,所述碱液体控制阀(108)与ph值传感器进行电连接,用于保持碱洗池(102)内部的碱液总量。

    4.根据权利要求1所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述冷却设备(4)包括第一冷却部件和第二冷却部件,所述第一冷却部件分别通过管道连通若干个分子筛吸附设备(3),所述第二冷却部件通过第二循环管道(7)连接第一冷却部件,所述烘干设备(2)通过第一循环管道(6)连通第二冷却部件。

    5.根据权利要求4所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述第一冷却部件包括第一冷凝器(401)、换热器(402)、盐水储罐(403)和盐水罐水泵(404);

    6.根据权利要求4所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述第二冷却部件包括第二冷凝器(405)和闸阀(406);所述第二冷凝器(405)通过第二循环管道(7)连接第一冷却部件,所述第二冷凝器(405)还连通有低温冷却水,用于降低第二循环管道(7)内气体温度;所述第二冷凝器(405)还设有排冷凝水管道,所述冷凝水管道上设有闸阀(406)。

    7.根据权利要求1所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,所述烘干设备(2)包括风机(201)和热交换器(202),所述风机(201)连通热交换器(202)并为第一循环管道(6)提供动力源;所述热交换器(202)还连通蒸汽管道(10),为空气进行加热。

    8.根据权利要求1所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,若干个分子筛吸附设备(3)均分为两组,每组分子筛吸附设备(3)分别与碱洗设备(1)连接和通过电磁阀蒸汽管道(10)连接。

    9.根据权利要求8所述具有脱附功能的vocs治理系统,其特征在于,一组分子筛吸附设备(3)包括两个相互连接的大孔树脂吸附固定床(301),所述大孔树脂吸附固定床(301)内还通过电磁阀连通有水喷头(11)。

    10.一种采用权利要求1-9任一项所述具有脱附功能的vocs治理系统的使用方法,其特征在于,所述vocs治理系统的使用方法包括以下:


    技术总结
    本发明涉及废气处理领域,公开一种具有脱附功能的VOCs治理系统及使用方法,将含有大孔树脂的两组分子筛吸附设备连接碱洗设备,当碱洗设备对废气进行预处理后,进入其中一组分子筛吸附设备,其废气中的VOCs等有机气体被分子筛吸附设备的大孔树脂材料进行吸附,吸附处理达标后的气体通过排气塔进行高空排放;当一组分子筛吸附设备的大孔树脂吸附饱和后,将碱洗设备出来的废气通入另外一组分子筛吸附设备进行吸附有机气体,将吸附饱和的分子筛吸附设备连通烘干设备和冷却设备,通入水蒸汽进行脱附再生,脱附过后的大孔树脂再通过热风的烘干、冷却后再进入吸附工序,依次循环,保证排放废气的达标。

    技术研发人员:范维利,张刚,王广驰
    受保护的技术使用者:广州市新之地环保产业股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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