CN218741124U - 一种安全节能型有机废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全节能型有机废气处理装置，特别涉及有机废气处理设备技术领域。本实用新型包括表冷过滤器、吸附风机、两个及以上的固定吸附床、蒸汽进入管、排气烟囱、冷凝器、回收液储槽、在线氧含量分析仪、冷却器、气液分离器、干燥风机、加热器、氮气储罐，本实用新型采用惰性气体氮气作为保护气及热载体，提高了活性炭再生时的安全性，使经蒸汽脱附后的活性炭在氮气的保护下进行高温吹扫烘干，从而恢复其最佳的吸附性能，对活性炭烘干更加彻底，保证了活性炭后续使用时的吸附性能，而且，通过烘干温度的设置，实现活性炭对高沸点有机物的解吸，突破了传统水蒸气脱附的局限性，大大提高了其应用前景。

Description

一种安全节能型有机废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理设备技术领域，特别涉及于一种安全节能型有机废气处理装置。

背景技术

节能减排，大势所趋。对涉污企业排放的有机废气进行回收治理，不仅真正实现了节能减排、保护环境的目的，而且为企业节省了大量的溶剂采购资金，降低生产成本，产生巨大的经济效益。目前的回收工艺仍是以“活性炭吸附-蒸汽脱附回收法”为主，该法在实际运行中存在净化效率低，运行费用高等问题，而且还存在一定的安全隐患。因此，对这种VOCs治理的主流工艺进行提升改造，在安全稳定运行的基础上保证尾气达标排放，同时进行回收治理，节约运行费用，这对于提高市场竞争力具有重要作用。

活性炭经蒸汽脱附完成后会有大量的水蒸汽残留在吸附材料内，大大降低了二次循环使用时对尾气的吸附效果。而吸附材料本身是一种可燃性材料，当吸附了氧气的活性炭过热时，即使没有溶剂等物质的存在，其在较低的温度也存在着火的可能，存在较大的安全隐患，这导致现有的活性炭吸附-蒸汽脱附处理系统对活性炭的烘干不够彻底，进而大大降低了其二次吸附时的吸附性能，使得系统净化效率降低，运行成本增高，且传统的水蒸气脱附由于其脱附温度低（不高于110℃），导致其无法对高沸点物质进行解吸，存在一定的局限性。

实用新型内容

（1）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种安全节能型有机废气处理装置，包括表冷过滤器、吸附风机、两个及以上的固定吸附床、蒸汽进入管、排气烟囱、冷凝器、回收液储槽、在线氧含量分析仪、冷却器、气液分离器、干燥风机、加热器、氮气储罐，所述表冷过滤器一端连接有废气进入管，所述表冷过滤器另一端通过管道与所述吸附风机一端相连，所述吸附风机另一端连接有所述进气总管，每个所述固定吸附床上均设有吸附入口、吸附出口、蒸汽脱附入口、蒸汽脱附出口、干燥风入口、干燥风出口，每个所述吸附入口分别通过管道与所述进气总管相连通，每个所述吸附出口分别通过管道与所述排气烟囱相连通，每个所述蒸汽脱附入口分别通过管道与所述蒸汽进入管相连通，每个所述蒸汽脱附出口分别通过管道与所述冷凝器入口相连，所述冷凝器出口通过管道与所述回收液储槽相连，每个所述干燥风入口分别通过管道与所述氮气储罐相连，每个所述干燥风出口分别通过连接管与所述表冷过滤器和所述吸附风机连接的管道相连通，所述干燥风入口与所述氮气储罐连接的管道上设有所述干燥风机和所述加热器，所述连接管上设有所述在线氧含量分析仪、所述冷却器及所述气液分离器，所述连接管上通过管道与所述干燥风机与所述氮气储罐连接的管道相连通，所述冷却器及所述气液分离器分别通过管道与所述回收液储槽相连。

优选地，所述吸附入口与所述进气总管的连接管道上设有第一控制阀，所述吸附出口与所述排气烟囱的连接管道上设有第二控制阀，所述干燥风入口与所述加热器的连接管道上设有第三控制阀，所述干燥风出口与所述冷却器的连接管道上设有第四控制阀、所述气液分离器与所述表冷过滤器和所述吸附风机连接的管道上设有第七控制阀。

优选地，所述脱附入口与所述蒸汽进入管的连接管道上设有第五控制阀，所述脱附出口与所述冷凝器的连接管道上设有第六控制阀。

优选地，所述气液分离器与所述干燥风机的连接管道上设有第八控制阀。

优选地，所述氮气储罐与所述干燥风机的连接管道上设有第九控制阀。

优选地，所述回收液储槽的出口通过管道与后处理系统相连，所述回收液储槽的出口与所述后处理系统相连的管道上设有排液泵。

（2）有益效果

本实用新型提供一种安全节能型有机废气处理装置，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型采用惰性气体氮气作为保护气及热载体，提高了活性炭再生时的安全性，使经蒸汽脱附后的活性炭在氮气的保护下进行高温吹扫烘干，从而恢复其最佳的吸附性能，对活性炭烘干更加彻底，保证了活性炭后续使用时的吸附性能，而且，通过烘干温度的设置，实现活性炭对高沸点有机物的解吸，突破了传统水蒸气脱附的局限性，大大提高了其应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记为：1-表冷过滤器、2-吸附风机、3-固定吸附床、4-蒸汽进入管、5-排气烟囱、6-冷凝器、7-回收液储槽、8-排液泵、9-在线氧含量分析仪、10-冷却器、11-气液分离器、12-干燥风机、13-加热器、14-氮气储罐、15-第一控制阀、16-第二控制阀、17-第三控制阀、18-第四控制阀、19-第五控制阀、20-第六控制阀、21-第七控制阀、22-第八控制阀、23-连接管、24-第九控制阀。

具体实施方式

结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型所述的一种安全节能型有机废气处理装置，包括表冷过滤器1、吸附风机2、两个及以上的固定吸附床3、蒸汽进入管4、排气烟囱5、冷凝器6、回收液储槽7、在线氧含量分析仪9、冷却器10、气液分离器11、干燥风机12、加热器13、氮气储罐14，所述表冷过滤器1一端连接有废气进入管，所述表冷过滤器1另一端通过管道与所述吸附风机2一端相连，所述吸附风机2另一端连接有所述进气总管，每个所述固定吸附床3上均设有吸附入口、吸附出口、蒸汽脱附入口、蒸汽脱附出口、干燥风入口、干燥风出口，每个所述吸附入口分别通过管道与所述进气总管相连通，每个所述吸附出口分别通过管道与所述排气烟囱5相连通，每个所述蒸汽脱附入口分别通过管道与所述蒸汽进入管4相连通，每个所述蒸汽脱附出口分别通过管道与所述冷凝器6入口相连，所述冷凝器6出口通过管道与所述回收液储槽7相连，每个所述干燥风入口分别通过管道与所述氮气储罐14相连，每个所述干燥风出口分别通过连接管23与所述表冷过滤器1和所述吸附风机2连接的管道相连通，所述干燥风入口与所述氮气储罐14连接的管道上设有所述干燥风机12和所述加热器13，所述连接管23上设有所述在线氧含量分析仪9、所述冷却器10及所述气液分离器11，所述连接管23上通过管道与所述干燥风机12与所述氮气储罐14连接的管道相连通，所述冷却器10及所述气液分离器11分别通过管道与所述回收液储槽7相连。

所述吸附入口与所述进气总管的连接管道上设有第一控制阀15，所述吸附出口与所述排气烟囱5的连接管道上设有第二控制阀16，所述干燥风入口与所述加热器13的连接管道上设有第三控制阀17，所述干燥风出口与所述冷却器10的连接管道上设有第四控制阀18、所述气液分离器11与所述表冷过滤器1和所述吸附风机2连接的管道上设有第七控制阀21，所述脱附入口与所述蒸汽进入管4的连接管道上设有第五控制阀19，所述脱附出口与所述冷凝器6的连接管道上设有第六控制阀20，所述气液分离器11与所述干燥风机12的连接管道上设有第八控制阀22，所述氮气储罐14与所述干燥风机12的连接管道上设有第九控制阀24所述回收液储槽7的出口通过管道与后处理系统相连，所述回收液储槽7的出口与所述后处理系统相连的管道上设有排液泵8。

表冷过滤器属于前端预处理系统。其主要用于过滤处理有机废气中大部分悬浮物和颗粒杂质，调节废气温度，有利于提高活性炭的吸附性能和延长活性炭的使用寿命；

在线氧含量分析仪，实时监测密闭干燥系统内氧含量浓度的变化，保证系统在氧含量浓度低于5%的环境下运行；

干燥风机，是密闭干燥系统内气体循环流动的动力，可让氮气循环使用，节约氮气的用量；

气液分离器，实现氮气与冷却下来的冷凝液的分离；

整个工艺过程包含四部分：预处理系统、吸附系统、脱附系统及烘干系统。

具体操作步骤如下：

一、打开固定吸附床3的第一控制阀15、第二控制阀16，开启吸附风机2，待治理废气通过吸附风2首先进入表冷过滤器1进行预处理，经过预处理后的废气被送入到固定吸附床3进行吸附，净化后的气体通过排放烟囱排放。此时另一个活性炭固定吸附床处于脱附再生阶段或者备用阶段，保证净化系统可连续运转；实际工程中，根据治理风量的大小，可设置三个固定吸附床（两用一备）、四个固定吸附床（三用一备）、五个固定吸附床（四用一备）等等。

二、固定吸附床3吸附一段时间后到达穿透点时，关闭固定吸附床3的第一控制阀15、第二控制阀16，打开另一个活性炭固定吸附床的第一控制阀15、第二控制阀16，使另一个活性炭固定吸附床进入吸附系统，固定吸附床3进入脱附阶段。

三、固定吸附床3进入脱附阶段：打开第五控制阀19、第六控制阀20，厂区饱和水蒸气经调压至0.1Mpa以内后进入固定吸附床3，在高温下，吸附在活性炭上的有机组分被解吸下来，并随着水蒸气一起经第六控制阀20排入后端冷凝器6中冷却，产生的冷凝液经回收液储罐7收集。回收液储罐7设置有液位计，并与排液泵8连锁，向后处理系统排液。

四、固定吸附床3经过一段时间的蒸汽吹扫脱附后，吸附在活性炭上的有机组分基本被解吸下来，此时活性炭中含有大量的水蒸气，需对活性炭进行烘干再生。活性炭的烘干过程分为四个阶段：

第一阶段：氮气置换阶段，关闭阀门第五控制阀19、第六控制阀20，打开阀门第三控制阀17、第四控制阀18、第七控制阀21后，再打开第九控制阀24，氮气储罐14内纯度≥99%氮气经第九控制阀24进入系统，并依次经过脱附风机12、加热器13、固定吸附床3、氧含量分析仪9、冷却器10、气液分离器12后，通过第七控制阀21排入吸附前端管道，并经吸附风机2送往另一个活性炭固定吸附床吸附后烟囱外排。

经过一定时间的置换吹扫，直到在线氧含量分析仪9监测到氧含量＜5%时，置换过程结束，第八控制阀22打开、第七控制阀21关闭，使系统内气体形成闭环，并在干燥风机12的牵引下循环流动。

第二阶段：密闭循环降温阶段，打开冷却器10，循环系统内的氮气吹脱高温状态下的炭床，经氮气吹脱下来的水蒸气经冷却器10冷却后再经气液分离器12分离，冷凝液经管道排入回收液储槽7，不凝性气体氮气则经脱附风机12的牵引继续吹脱炭床，直到炭层温度降至40℃以内。

第三阶段：密闭循环加热阶段，当炭床降至常温后，打开加热器13，打开冷却器10，使密闭循环系统内的氮气经加热器13加热到80℃~180℃持续吹扫炭床，炭床在高温吹扫下，炭层内的水蒸气以及炭层内残留了高沸点物质被吹脱下来，并随着氮气一起进入冷却器10中冷却，产生的冷凝液经气液分离器11分离后排入回收液储槽7，不凝性气体氮气则经加热器13再加热至80℃~180℃吹脱炭床，如此循环直到烘干完成。

第四阶段：密闭循环降温阶段，经密闭循环加热后的炭床进入降温阶段，关闭加热器13，循环系统内的常温氮气持续吹脱高温状态下的炭床，直到炭层温度降至40℃以内，便于下一吸附循环吸附使用。

活性炭密闭烘干过程需确保密闭循环系统处于正压状态，系统内设置有压力传感器，实时监测系统内压力变化，并与第九控制阀24连锁，确保整个密闭干燥过程处于正压状态。

在线氧含量分析仪实时监控整个密闭烘干过程，并与第九控制阀24连锁，确保密闭运行过程中氧含量始终低于5%。

五、步骤一、二、三、四自动循环进行，两个吸附罐交替吸附、脱附、冷却。

六、本发明的工艺流程由PLC控制程序系统通过对系统的压力、温度等检测数据的分析处理完成，整个过程自动控制。

以上所述的实施例仅表达了对本实用新型优选实施方式，其描述较为具体和详细，但本实用新型不仅限于这些实施例，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说。在未脱离本实用新型宗旨的前提下，所为的任何改进均落在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，包括表冷过滤器（1）、吸附风机（2）、两个及以上的固定吸附床（3）、蒸汽进入管（4）、排气烟囱（5）、冷凝器（6）、回收液储槽（7）、在线氧含量分析仪（9）、冷却器（10）、气液分离器（11）、干燥风机（12）、加热器（13）、氮气储罐（14），所述表冷过滤器（1）一端连接有废气进入管，所述表冷过滤器（1）另一端通过管道与所述吸附风机（2）一端相连，所述吸附风机（2）另一端连接有进气总管，每个所述固定吸附床（3）上均设有吸附入口、吸附出口、蒸汽脱附入口、蒸汽脱附出口、干燥风入口、干燥风出口，每个所述吸附入口分别通过管道与所述进气总管相连通，每个所述吸附出口分别通过管道与所述排气烟囱（5）相连通，每个所述蒸汽脱附入口分别通过管道与所述蒸汽进入管（4）相连通，每个所述蒸汽脱附出口分别通过管道与所述冷凝器（6）入口相连，所述冷凝器（6）出口通过管道与所述回收液储槽（7）相连，每个所述干燥风入口分别通过管道与所述氮气储罐（14）相连，每个所述干燥风出口分别通过连接管（23）与所述表冷过滤器（1）和所述吸附风机（2）连接的管道相连通，所述干燥风入口与所述氮气储罐（14）连接的管道上设有所述干燥风机（12）和所述加热器（13），所述连接管（23）上设有所述在线氧含量分析仪（9）、所述冷却器（10）及所述气液分离器（11），所述连接管（23）上通过管道与所述干燥风机（12）与所述氮气储罐（14）连接的管道相连通，所述冷却器（10）及所述气液分离器（11）分别通过管道与所述回收液储槽（7）相连。

2.根据权利要求1所述的一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，所述吸附入口与所述进气总管的连接管道上设有第一控制阀（15），所述吸附出口与所述排气烟囱（5）的连接管道上设有第二控制阀（16），所述干燥风入口与所述加热器（13）的连接管道上设有第三控制阀（17），所述干燥风出口与所述冷却器（10）的连接管道上设有第四控制阀（18）、所述气液分离器（11）与所述表冷过滤器（1）和所述吸附风机（2）连接的管道上设有第七控制阀（21）。

3.根据权利要求1所述的一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，所述脱附入口与所述蒸汽进入管（4）的连接管道上设有第五控制阀（19），所述脱附出口与所述冷凝器（6）的连接管道上设有第六控制阀（20）。

4.根据权利要求1所述的一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，所述气液分离器（11）与所述干燥风机（12）的连接管道上设有第八控制阀（22）。

5.根据权利要求1所述的一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，所述氮气储罐（14）与所述干燥风机（12）的连接管道上设有第九控制阀（24）。

6.根据权利要求1所述的一种安全节能型有机废气处理装置，其特征在于，所述回收液储槽（7）的出口通过管道与后处理系统相连，所述回收液储槽（7）的出口与所述后处理系统相连的管道上设有排液泵（8）。

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