一种高浓度有机废气的吸附-电加热脱附处理装置及其工艺的制作方法

一种高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置及其工艺
技术领域
1.本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置及其工艺。


背景技术：

2.常见的vocs的控制技术按照其控制机理大致可以分为两种，即回收技术和消除技术。具有回收价值的vocs一般采用回收技术进行资源化处理。常见的回收技术有：吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等。目前，工业上最常用的回收技术是吸附法。对于吸附法，一般采用多孔吸附材料对尾气进行吸附，吸附饱和后用100～120℃水蒸汽或高温气体将吸附的有机溶剂吹脱出来。
3.目前的有机废气处理装置在处理高浓度有机废气时存在以下的缺陷：1，吸附材料吸附有机废气的穿透时间与风量、有机废气浓度成反比，针对高浓度有机废气，若单独使用吸附材料吸附净化，其吸附时间比较短，容易穿透。2，在脱附阶段，若利用水蒸汽解析存在溶剂与水分离问题、解析液中的污水处理问题，若利用高温气体解析时，由于气体热容比较小而导致吸附床层升温困难等缺点。


技术实现要素：

4.为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置及其工艺，通过冷凝装置降低高浓度有机废气的浓度，减轻吸附器的处理负荷，减小吸附器的整体规模，降低处理成本。
5.为实现上述目的，本发明所设计的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置，包括吸附器和加载在吸附器内吸附材料两端的电源；它还包括冷凝装置，所述冷凝装置上设有高浓度废气进口、低浓度废气出口、冷凝液出口；高浓度有机废气通过风机与冷凝装置的高浓度废气进口连接后，高浓度有机废气中部分有机废气冷凝为溶剂经冷凝装置的冷凝液出口流出，剩余有机废气气流经冷凝装置的低浓度废气出口与所述吸附器的废气进气口连接，所述吸附器的净化气出口通过管道排空，所述吸附器的脱附气进口与脱附载气连接。
6.作为优选方案，它还包括储气罐和溶剂罐，且所述吸附器共设有一台，所述冷凝装置上还设有达标气排放口和未达标气排放口；所述吸附器的解吸气出口通过管道与冷凝装置的高浓度废气进口连接，所述冷凝装置内的溶剂通过冷凝液出口与溶剂储罐连接，所述冷凝装置内达标气流经达标气排放口排空，所述冷凝装置内未达标气流经未达标气排放口与储气罐连接。
7.作为优选方案，它还包括溶剂罐，且所述吸附器共设有两台或者两台以上，两台或者两台以上的吸附器并联连接，所述冷凝装置上还设有达标气排放口；每台吸附器的解吸气出口通过管道与冷凝装置的高浓度废气进口连接，所述冷凝装置内的溶剂通过冷凝液出口与溶剂储罐连接，所述冷凝装置内达标气流经达标气排放口排空，所述冷凝装置内未达标气流通过低浓度废气出口与每台所述吸附器的废气进气口连接。
8.作为优选方案，所述脱附载气为氮气、空气、二氧化碳中的一种。
9.作为优选方案，所述吸附器内的吸附材料为活性炭类吸附材料或者气体导电类吸附材料。
10.作为优选方案，所述活性炭类吸附材料为活性炭、活性炭纤维、蜂窝炭中的一种。
11.作为优选方案，所述活性炭类吸附材料为活性炭纤维。
12.作为优选方案，所述冷凝装置为一级冷凝装置或者二级冷凝装置或者多级冷凝装置。
13.作为优选方案，它包括pid浓度监测仪，所述pid浓度监测仪安装在所述吸附器的净化气出口上。
14.一种高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理工艺，包括步骤：
15.1)冷凝：首先将高浓度有机废气经过冷凝装置，大部分的有机废气冷凝为溶剂；
16.2)吸附：将经过冷凝后的有机废气通入吸附器中进行吸附处理，达标后排空；
17.3)脱附：向吸附饱和后的吸附器进行电流加热脱附处理，并通入脱附载气，吸附在吸附材料上的有机废气在电流加热和脱附载气流的作用下形成富含有机废气的脱附载气流排出吸附器外。
18.与现有的高浓度有机废气处理装置相比，本发明的优点在于，
19.(1)本发明在吸附器前段增设冷凝装置，经过除湿等预处理过的高浓度有机废气通过风机进入冷凝装置进行冷凝，冷凝到有机溶剂露点以下合适温度，把高浓度有机废气中的部分有机成分截留下来，确保经过冷凝装置处理后的有机物浓度不至于太高，降低后面吸附器处理负荷，降低吸附器整体规模，减少后处理的投资。
20.(2)本发明将脱附后的解吸气通入冷凝装置中进行冷凝冷却，使vocs部分液化并流至溶剂罐进行回收利用，剩余的有机废气气流中还含有少量vocs，若达到排放标准直接排放，若不能达标，可以采用两种方式，方式一需要引入另一个吸附器，将vocs吸附后，达标排放。方式二，需要将该气流引入一个储气罐，将含vocs的气流存储，待吸附器进行下一次吸附阶段时通入吸附器中处理。
21.(3)本发明通过在吸附器内吸附材料两端加载电源，通电加热吸附材料使其迅速升温，同时向吸附装置中通入脱附载气，吸附在多孔吸附材料上的vocs在电流加热作用下得以脱附，并利用脱附载气使vocs加速流出吸附器。
附图说明
22.图1为实施例1的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置的结构示意图；
23.图2为实施例2的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置的结构示意图；
24.图中各部件标号如下：吸附器10、废气进气口11、净化气出口12、脱附气进口13、解吸气出口14、吸附材料15、冷凝装置20、高浓度废气进口21、低浓度废气出口22、冷凝液出口23、达标气排放口24、未达标气排放口25、电源30、储气罐40、溶剂罐50、pid浓度监测仪60、风机70。
具体实施方式
25.为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。
26.实施例1
27.请参阅图1，本实施例的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置，包括一台吸附器10、一台冷凝装置20、加载在吸附器10内吸附材料15两端的电源30、储气罐40、溶剂罐50、pid浓度监测仪60、风机70。其中吸附器10内的吸附材料15为活性炭纤维，冷凝装置20为三级冷凝装置。
28.冷凝装置20上设有高浓度废气进口21、低浓度废气出口22、冷凝液出口23、达标气排放口24、未达标气排放口25；高浓度有机废气通过风机70与冷凝装置20的高浓度废气进口21连接后，高浓度有机废气中部分有机废气冷凝为溶剂经冷凝装置20的冷凝液出口23流入到溶剂罐50中，剩余有机废气气流经冷凝装置20的低浓度废气出口22与吸附器10的废气进气口11连接，吸附器10的净化气出口12通过管道排空且吸附器10的净化气出口12上安装pid浓度监测仪60实时监测排放气的浓度，吸附器10的脱附气进口13与氮气连接，吸附器10的解吸气出口14通过管道与冷凝装置20的高浓度废气进口21连接，冷凝装置20内的溶剂通过冷凝液出口23与溶剂储罐50连接，冷凝装置20内达标气流经达标气排放口24排空，冷凝装置20内未达标气流经未达标气排放口25与储气罐40连接。
29.对于油罐车装卸油、汽车加油等过程中都会伴随瞬时高浓度的油气排放问题，油气排放会污染环境且存在安全隐患，需进行有效回收。采用本实施例的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置处理瞬时高浓度油气，具体过程为：
30.吸附阶段：把产生的瞬时高浓度油气，通过风机70进入冷凝装置20，把大部分的油气冷凝下来进入溶剂罐50中，降低后面吸附器10的负荷，未被冷凝下来的油气进入吸附器10中进行有效吸附，经吸附处理后的气体通过pid浓度监测仪60监测合格后进行排放。
31.脱附阶段：当经过数次的瞬时高浓度油气排放的吸附后，吸附器10吸附饱和，先通入氮气，使吸附器10内氧含量在安全范围内，置换出来的气体通过风机70经过冷凝装置20进入储气罐40，然后向吸附器10中的吸附材料15两端引入电源30，通电加热吸附材料使其迅速升温，并向吸附器10中通入一定量的氮气，吸附在吸附材料上的油气在电流加热的作用下进行有效脱附，并利用氮气使油气加速流出吸附器10，经过风机70再次进入冷凝装置20，进行冷凝回收至溶剂罐50中，剩余气流若达标，则直接排放，若不达标，则需要将该气流引入储气罐40中，待吸附器10进行下一次吸附阶段时通入吸附器10中处理。
32.实施例2
33.请参阅图2，本实施例的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置，包括两台吸附器10、一台冷凝装置20、加载在吸附器10内吸附材料15两端的电源30、溶剂罐50、pid浓度监测仪60、风机70。其中吸附器10内的吸附材料15为活性炭纤维，冷凝装置20为一级冷凝装置。
34.冷凝装置20上设有高浓度废气进口21、低浓度废气出口22、冷凝液出口23、达标气排放口24；高浓度有机废气通过风机70与冷凝装置20的高浓度废气进口21连接后，高浓度有机废气中部分有机废气冷凝为溶剂经冷凝装置20的冷凝液出口23流入到溶剂罐50中，剩余有机废气气流经冷凝装置20的低浓度废气出口22与每台吸附器10的废气进气口11连接，每台吸附器10的净化气出口12通过管道排空且吸附器10的净化气出口12上安装pid浓度监测仪60实时监测排放气的浓度，每台吸附器10的脱附气进口13与氮气连接，每台吸附器10的解吸气出口14通过管道与冷凝装置20的高浓度废气进口21连接，冷凝装置20内的溶剂通
过冷凝液出口23与溶剂储罐50连接，冷凝装置20内达标气流经达标气排放口24排空，冷凝装置20内未达标气流通过低浓度废气出口22与每台所述吸附器10的废气进气口11连接。
35.以15万t/a(27.5％)双氧水装置为例。正常生产时，尾气的总排放量为24000～25500m3/h，氧化尾气排放温度为45～48℃，压力为0.2～0.25mpa，其中含有17.04～18.39g/m3重芳烃，每吨27.5％h2o2产品排放量约1380m3，尾气中芳烃接近饱和状态。利用本实施例的高浓度有机废气的吸附
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电加热脱附处理装置处理高浓度的重芳烃废气，具体过程为：
36.吸附阶段：经过预处理的氧化尾气通过风机70进入冷凝装置20进行冷凝截留部分有机废气，冷凝下来的有机溶剂进入溶剂罐50进行保存。当冷凝温度为3℃时，剩余尾气中重芳烃浓度为1.22g/m3，再利用吸附器10对其进行有效吸附，吸附剩余的重芳烃，最终将处理好的尾气排入到大气中。
37.脱附阶段：当吸附器10在吸附了一段时间的重芳烃后，通电加热吸附器10，同时通入氮气，将积累在床层内的重芳烃快速带出吸附器10。经电流加热脱附得到的富含重芳烃的气流再次通过冷凝装置20前的风机70进入冷凝装置20，进行冷凝回收，被冷凝下来的重芳烃溶剂也一并进入溶剂罐50中进行回收利用。经冷凝回收后得到的气流还含有少量芳烃，若达到排放标准直接排放。若不能达标，则需要引入另一个吸附器10，将其吸附后，达标排放。
38.通过本装置进行对双氧水氧化尾气中的重芳烃全部循环回收利用，依据15万t的年产量和1t氧化尾气的排放量1380m3，重芳烃含量按照17.5g/m3计算，那么，每年将有3622.5t的重芳烃进行循环回收利用，重芳烃价格按0.6万元/t计，则全年回收重芳烃总值达到2173.5万元人民币。
39.以上所述实施例仅表达了本发明的两种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。