活性炭纤维废气吸附回收装置的制作方法

文档序号:5058546
专利名称:活性炭纤维废气吸附回收装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种用于环保行业大气污染治理的活性炭纤维废气吸附回收装置。
背景技术
目前人们采用以活性炭纤维作为吸附介质的吸附器组成吸附回收装置,来吸附各种场所排放的废气。这些活性炭纤维吸附回收装置分为两类一类是无干燥过程的活性炭纤维废气吸附回收装置,另一类是有干燥过程的活性炭纤维废气吸附回收装置。下面分别描述。
无干燥过程的活性炭纤维废气吸附回收装置省去了干燥过程,投资较少,它包括两个以上吸附器,每个吸附器下层侧面有一个气体出入口,底部有一个冷凝液出口,上层有一个热源入口和一个吸附后尾气排放接口,其中气体出入口外接一个三通阀来选择进入待吸附废气或排出脱附物。它的每个吸附器只有两种状态互相循环,即吸附、脱附、吸附、脱附..,一直循环下去,多个吸附器互相轮换执行这两个状态,也就是说任一时刻都是一半吸附器在吸附、另一半吸附器在脱附。这类吸附回收装置的缺点有两个第一,加热脱附完成时吸附器内的活性炭纤维温度很高,马上就接着进行吸附过程,而吸附的规律是温度越低吸附效率越高,所以在活性炭纤维温度降下来之前一段吸附过程的吸附效率很低,而且如果热源采用水蒸汽,水分留在活性炭纤维内也会降低吸附效率;第二,一般热源多采用水蒸汽,脱附时在吸附器底部要存大量热的冷凝水,且在脱附刚结束时量最大,仅接一根管子不能马上流尽,然而此时吸附过程已开始进行,使得吸附器内温度不能马上降下来,也影响了吸附效率。
有干燥过程的活性炭纤维废气吸附回收装置吸附效率较无干燥过程的高,但很复杂,投资较大,它包括三个以上吸附器,每个吸附器下层侧面有一个气体出入口,底部有一个冷凝液出口,上层有一个热源入口和一个吸附后尾气排放接口,其中气体出入口外接两个三通阀来选择进入待吸附废气、排出脱附物或进干燥气。它的每个吸附器有三种状态循环,即吸附、脱附、干燥、吸附、脱附、干燥..,一直循环下去,多个吸附器互相轮换执行这三种状态,每一种状态停留时间相等,也就是说任一时刻在组成装置的所有吸附器中都是三分之一吸附器在吸附、三分之一在脱附、另三分之一在干燥,每个吸附器循环周期等于三倍的实际需时最长的一种工作状态。这类吸附回收装置的缺点有三个第一,每个吸附器的气体出入口须外接两个三通阀,且两个三通阀之间也需要配管,空间占用大,造成投资高;第二,一般热源多采用水蒸汽,脱附时在吸附器底部要存大量热的冷凝水,且在脱附刚结束时量最大,仅接一根管子不能马上流尽,然而此时干燥过程已开始进行,使得干燥时吸附器内温度不能马上降下来,运行能耗高;第三,吸附装置中仅有三分之一的吸附器在吸附废气,另外三分之二的吸附器在做吸附的准备工作(脱附、干燥),装置效率低、投资浪费大、运行费用也高。
这两类活性炭纤维废气吸附回收装置所处的环境由于多为易燃易爆场所,目前多采用气动控制系统控制,但是其气动控制系统是由许多独立的防爆电磁气阀或先导阀加气控阀及其它气动附件组成的,它有三个缺点第一,系统十分复杂,投资大;第二,由于使用元件及连接件过多导致体积庞大、故障率高;第三,压缩空气气源压力波动对系统执行控制动作影响大,装置运行可靠性低。

发明内容
本实用新型就是解决现有技术中存在的实现干燥过程投资大、吸附装置效率低、运行费用高、可靠性低、冷凝水不易排放、气动控制系统庞大复杂等问题,提供一种实现干燥过程投资少、吸附装置吸附效率高、运行费用低、可靠性高、冷凝水易排放,气动控制系统简单可靠的活性炭纤维废气吸附回收装置。
为解决上述问题,本实用新型的技术解决方案是一种活性炭纤维废气吸附回收装置,它包括并联起来的多个活性炭纤维吸附器、气动控制系统和连接待吸附废气的共用管路、连接干燥气的共用管路、连接热源的共用管路、连接脱附物的共用管路、连接冷凝水的共用管路,每个吸附器上面有一气缸,每个吸附器上开设有吸附后尾气排放接口、吸附器上层接口和底部冷凝水出口,吸附器上层接口装热源开关两通阀,热源开关两通阀的对外接口为热源接口,在每个吸附器的下层侧面还开设两个接口,这两个接口上一个装三通阀、一个装两通阀,三通阀的一个对外接口为脱附物出口,这两个阀门的其余两个对外接口分别为待吸附废气进口和干燥气进口;脱附物出口与连接脱附物的共用管路相连,待吸附废气进口与连接待吸附废气的共用管路相连,干燥气进口与连接干燥气的共用管路相连,吸附器的底部冷凝水出口上有一个冷凝水排放漏斗,冷凝水排放漏斗与连接冷凝水的共用管路相连;气动控制系统包括集成气阀、正压防爆气控柜和进气装置,集成气阀安装在正压防爆气控柜内,每个集成气阀接两根气管到执行器件三通阀、两通阀和气缸的控制端;进气装置的进气管一个出口通过节流阀连接正压防爆气控柜的进气口,另一个出口通过气源三联件连接每个集成气阀的进气口。
本实用新型所述的吸附器内的活性炭纤维滤芯可是一个或多个。
本实用新型所述的气动控制系统进气装置的进气管上安装有由缓冲罐、单向阀、过滤器组成的压力稳定回路,进气管还有一出口,此出口连接缓冲罐,进气管上由进气口处按顺序安装有单向阀、过滤器,然后是三个出口。
由于本实用新型采用了上述方案,每个吸附器只用一个三通阀、一个两通阀便可使每个吸附器下层所要接触的三种介质待吸附废气、干燥气、脱附物实现进出切换,也实现了干燥过程;每个吸附器的底部冷凝水出口上有一个冷凝水排放漏斗,形成一段大口径高位差,使冷凝水容易汇集排出吸附器,减少了干燥时间,降低了能耗,提高了吸附器的吸附效率;采用先进的、体积小巧的但不防爆的集成气阀,安装在利用正压防爆技术的正压防爆气控柜内,实现了每个集成气阀只需接两根气管到执行器件,使得气动控制系统简化、成本降低、可靠性提高;采用一个由缓冲罐、单向阀、过滤器构成的压力稳定回路,使装置运行动作不受压缩空气气源压力波动的影响,进一步提高了装置可靠性;气动控制系统控制每个吸附器的三种工作状态按各自的实际需要时间切换,使每个吸附器的循环周期为其吸附时间、脱附时间、干燥时间之和,并控制整套装置使首尾和相邻的任意两吸附器之间同一工作状态起始时间差等于循环周期除以吸附器总数量,这样做的两个效果,一是每个吸附器的循环周期由于来自其三种工作状态各自的实际需要时间而大大缩短,装置没有做无用功的时间,循环周期中吸附时间所占比例增大,提高了吸附效率,可以减少吸附器的配置数量,在需处理的废气量少时,两个吸附器既可完成吸附过程,这也相应减少了投资,二是在任何时刻装置处在同一工作状态下的吸附器数量变化最小,装置的负荷变化小,运行可靠性得以提高。本实用新型与现有技术相比较具有吸附同样废气量所需的吸附器配置数量少,装置吸附效率高,干燥过程和气动控制系统结构简单,节省安装空间,成本低,装置可靠性高,能耗低、运行费用低等优点。可广泛应用于有各种可吸附废气排放的场所作环保治理。


图1为本实用新型每个吸附器实现吸附过程的结构示意图。
图2为本实用新型每个吸附器实现脱附过程的结构示意图。
图3为本实用新型每个吸附器实现干燥过程的结构示意图。
图4为活性碳纤维废气吸附回收装置第一个实施例的结构示意图。
图5为活性碳纤维废气吸附回收装置第一个实施例的控制时序图。
图6为活性碳纤维废气吸附回收装置第二个实施例的结构示意图。
图7为活性碳纤维废气吸附回收装置第二个实施例的控制时序图。
图8为活性碳纤维废气吸附回收装置第二个实施例的气动控制系统图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示,本实用新型的吸附器下层的两个接口为下层接口一2、下层接口二9,待吸附废气*2经过三通阀11和吸附器下层接口二9进入吸附器1的下层,穿过吸附器1的活性炭纤维滤芯后进入吸附器1的上层,经吸附后尾气排放接口5排向大气或再利用,吸附器上层排出的气体称为尾气*5。待吸附废气*2中的可吸附成分在经过活性炭纤维吸附器1后大部分留在了活性炭纤维内。待吸附废气*2也可以通过两通阀3、吸附器下层接口一2进入吸附器1的下层。吸附时间按实际需要设定。热源*4经过热源开关两通阀7、吸附器上层接口6进入吸附器1里面活性炭纤维滤芯的中心上部,在压力作用下反向吹扫,将吸附到活性炭纤维内的物质脱附出来,和热源混合在一起形成脱附物*3,再通过吸附器下层接口二9、三通阀11、三通阀的脱附物出口10排到后续处理流程。热源*4可以是水蒸气、热空气、热氮气等,如果热源*4采用水蒸气,则在吸附器1底部聚积的冷凝水*6经冷凝水排放漏斗13排放到后续处理流程。干燥气*1经过两通阀3、吸附器下层接口一2进入吸附器1下层,正向吹扫,经过活性炭纤维滤芯到达吸附器1的上层,经吸附后尾气排放接口5排向大气或再利用。干燥过程的作用一是将脱附后的活性炭纤维降温、二是如采用水蒸气为脱附热源*4,须将留在活性炭纤维中的水分吹干。
如图4所示的第一个实施例中,两台吸附器1并联构成了可连续吸附废气的、有干燥过程的活性炭纤维吸附回收装置,待吸附废气或干燥气*2送至两个三通阀的待吸附废气进口或干燥气进口12,连接脱附物*3的共用管路接到两个三通阀11的脱附物出口10,待吸附废气或干燥气和脱附物均经过两个三通阀11和吸附器下层接口二9分别同两个吸附器1相连。干燥气或待吸附废气*1送至两个两通阀对外接口4,通过两个两通阀3和吸附器下层接口一2分别同两个吸附器1相连。*1和*2只能是待吸附废气或干燥气中的一种。热源*4送至两个热源接口8,经过各自的热源开关两通阀7和两个吸附器上层接口6相连。冷凝水*6连接到两个吸附器1底部的冷凝水排放漏斗13。尾气*5通过吸附后尾气排放接口5排向大气或将各吸附器的吸附后尾气排放接口5用管路连接收集起来另外加以利用。
如图5所示的第一个实施例的控制时序图中,I代表第一个吸附器,II代表第二个吸附器,T1是每台吸附器用于吸附过程的时间,T2是用于脱附过程的时间,T3是用于干燥过程的时间,T是循环周期,即T1、T2及T3的和。为实现连续吸附,控制系统在设定T1、T2、T3和T时遵照如下原则T1和T2按实际需要设定,T二倍于T1,T3等于T1与T2之差,结果如图5中所示,任何时刻都有一个吸附器在执行吸附过程,实现了废气吸附过程的连续性循环,也实现了用二个吸附器完成三个过程,即吸附、脱附和干燥过程。
如图6所示第二个实施例中,多个吸附器1并联构成了可连续吸附废气的、有干燥过程的活性炭纤维吸附回收装置,待吸附废气或干燥气*2送至多个三通阀的待吸附废气进口或干燥气进口12,连接脱附物*3的共用管路接到多个三通阀11的脱附物出口10,待吸附废气或干燥气和脱附物均经过多个三通阀11和吸附器下层接口二9分别同多个吸附器1相连。干燥气或待吸附废气*1送至多个两通阀的对外接口4,通过多个两通阀3和吸附器下层接口一2分别同多个吸附器1相连。*1和*2只能是待吸附废气或干燥气中的一种。热源*4送至多个热源接口8,经过各自的热源开关两通阀7和多个吸附器上层接口6相连。冷凝水*6连接到多个吸附器1底部的冷凝水排放漏斗13。尾气*5通过吸附后尾气排放接口5排向大气或将各吸附器的吸附后尾气排放接口5用管路连接收集起来另外加以利用。
在图7中,表示的是第二个实施例当装置由7个吸附器组成时的控制时序图,图中I代表第一台吸附器,II代表第二台吸附器,...,VII代表第七台吸附器,T1是每台吸附器用于吸附过程的时间,T2是用于脱附过程的时间,T3是用于干燥过程的时间,T是循环周期,即T1、T2及T3的和。为实现最佳连续循环,气动控制系统在设定T1、T2、T3和T时遵照如下原则T1、T2和T3均按实际需要设定,首尾和任意相邻的两个吸附器之间同一工作状态时间差等于循环周期T除以吸附器数量。如图7中所示,任一时刻处在同一状态的吸附器数量变化最小,比如任一时刻正在进行吸附过程的吸附器数量有时4个有时3个,数量变化仅为1,吸附装置的效率达到了七分之四至七分之三,高于目前现有装置的三分之一。
如图8所示的是第二个实施例当装置由7个吸附器组成时的气动控制系统图,图中不防爆的集成气阀15安装在正压防爆气控柜14内,压缩空气或其他惰性气体*7经过一个单向阀18和一个过滤器17分为三路,一路连接缓冲罐19,一路经过一个气源三联件16连接到正压防爆气控柜14内的每个集成气阀15的进气口,一路通过正压防爆气控柜防爆进气管及节流阀20进入防爆气控柜14内放空以形成柜内正压防爆环境。
权利要求1.一种活性炭纤维废气吸附回收装置,它包括并联起来的多个活性炭纤维吸附器、气动控制系统和连接待吸附废气的共用管路、连接干燥气的共用管路、连接热源的共用管路、连接脱附物的共用管路、连接冷凝水的共用管路,每个吸附器上面有一气缸,每个吸附器上开设有吸附后尾气排放接口、吸附器上层接口和底部冷凝水出口,吸附器上层接口装热源开关两通阀,热源开关两通阀的对外接口为热源接口,其特征是在每个吸附器的下层侧面还开设两个接口,这两个接口上一个装三通阀、一个装两通阀,三通阀的一个对外接口为脱附物出口,这两个阀门的其余两个对外接口分别为待吸附废气进口和干燥气进口;脱附物出口与连接脱附物的共用管路相连,待吸附废气进口与连接待吸附废气的共用管路相连,干燥气进口与连接干燥气的共用管路相连,吸附器的底部冷凝水出口上有一个冷凝水排放漏斗,冷凝水排放漏斗与连接冷凝水的共用管路相连;气动控制系统包括集成气阀、正压防爆气控柜和进气装置,集成气阀安装在正压防爆气控柜内,每个集成气阀接两根气管到执行器件三通阀、两通阀和气缸的控制端;进气装置的进气管一个出口通过节流阀连接正压防爆气控柜的进气口,另一个出口通过气源三联件连接每个集成气阀的进气口。
2.根据权利要求1所述的活性炭纤维废气吸附回收装置,其特征是所述的吸附器(1)内的活性炭纤维滤芯可是一个或多个。
3.根据权利要求1所述的活性炭纤维废气吸附回收装置,其特征是所述的气动控制系统进气装置的进气管上安装有由缓冲罐(19)、单向阀(18)、过滤器(17)组成的压力稳定回路。
专利摘要本实用新型公开了一种活性炭纤维废气吸附回收装置,它包括并联起来的多个活性炭纤维吸附器、气动控制系统,在每个活性炭纤维吸附器的下层侧面开设两个接口,两个接口分别连接一个两通阀、一个三通阀,两个阀门实现待吸附废气、干燥气和脱附物的进出;控制系统控制每个吸附器执行吸附过程时间、脱附过程时间和干燥过程时间均按照实际需要时间切换并周期性循环;气动控制系统采用集成气阀,集成气阀安装在正压防爆气控柜内。本实用新型具有吸附同样废气量所需的吸附器配置数量少,装置吸附效率高,干燥过程和气动控制系统结构简单,节省安装空间,成本低,装置可靠性高,能耗低、运行费用低等优点。可广泛应用于有各种可吸附废气排放的场所作环保治理。
文档编号B01D53/04GK2604223SQ0223571
公开日2004年2月25日 申请日期2002年5月15日 优先权日2002年5月15日
发明者楚建堂 申请人:楚建堂
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