多段式循环回收废气处理系统及废气处理方法与流程

本发明涉及一种废气处理装置，属于有机废气处理技术领域，尤其涉及一种多段式循环回收废气处理系统，本发明还公开了采用多段式循环回收废气处理系统的废气处理方法。

背景技术：

挥发性有机物按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。挥发性有机气体的危害很明显，当大气中挥发性有机气体浓度超过一定浓度时，在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力；严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。挥发性有机气体伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。

目前有机废气的处理方法主要有冷凝法、活性炭吸附法和吸收法。冷凝法是采用冷凝器将温度较高的有机废气冷却，冷却过程中温度较高的有机废气液化，然后对液化的有机物质进行回收，该方法对于沸点较低的有机废气处理不完全，对于挥发性较强的有机废气，液化后的有机物会重新挥发后散播到空气中污染空气；活性炭吸附法和吸收法是将有机废气通入活性炭吸附层或喷淋塔中，通过活性炭或喷淋洗涤液将废气中的有机物质吸收，该技术在有机废气气体流量较大时，会造成吸附不及时的问题，导致有机物质未完全吸附就被排出，为解决上述两种方法存在的问题，有人将多个活性炭吸附装置或多个喷淋塔连接后使用，该方法虽然解决了吸附不完全的问题，但势必导致废气处理费用升高，设备占地面积变大，一旦设备损坏将会导致废气未经处理就排出处理装置，造成环境污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种能高效吸收挥发性有机气体的装置及工艺，以解决各类工业生产过程中的废气污染问题和其它二次污染问题。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及的一种多段式循环回收废气处理系统，其特征在于：其包括冷凝系统、多段式循环喷淋系统、活性炭旁路系统、用于连接的管道和阀门，所述的冷凝系统包括至少一级冷凝器，首级冷凝器与废气进口连通，末级冷凝器通过管道分别与多段式循环喷淋系统和活性炭旁路系统连通，管道上均设有阀门；所述的多段式循环喷淋系统包括依次循环连通的多段式喷淋循环器、循环分离塔、循环回收罐和循环回收泵，多段式喷淋循环器与末级冷凝器连通，其包括至少两个喷淋室，每个喷淋室内均配置一个喷淋口；所述的活性炭旁路系统包括至少一个活性炭吸附箱，活性炭吸附箱与末级冷凝器连通，所述循环分离塔和活性炭吸附箱均设有排气孔。

优选地，所述的多段式循环喷淋系统还包括独立的温度控制系统，温度控制系统包括温度控制器和若干温度仪表，温度仪表设在多段式喷淋循环器、循环分离塔、循环回收罐和多段式循环喷淋系统的各段管道内。

优选地，所述末级冷凝器的出风口还连接有引风机，活性炭吸附箱和多段式喷淋循环器分别连接在引风机的出风口一端。

优选地，所述的每级冷凝器的前后均设有温度计和压力表，首级冷凝器与废气进口之间的管道上还设有气体过滤器，气体过滤器与管道可拆卸连接。气体过滤器的设置可在气体进入系统之前清楚废气中的固体颗粒，使用者还可根据系统温度压力变化情况对废气的流量、冷凝器的冷凝温度等参数进行调整。

优选地，所述的循环分离塔的气体出口通过管道与活性炭吸附箱连通，管道上设有引风机。经过多段式循环喷淋系统处理后的气体进入活性炭吸附箱内，可对气体中的有机物进一步清除。

优选地，所述的每级冷凝器均通过管道与循环回收罐连通。液化的高沸点有机气体通过管道直接排到循环回收箱中，防止有机气体回收后重新挥发，造成空气污染。

优选地，多段式循环回收废气处理系统还包括排气筒，循环分离塔和活性炭吸附箱的排气口均与排气筒连通。经处理后的气体在排气筒中收集，并集中排放。

优选地，所述的循环分离塔内设有填料层。

本发明还公开了采用上述多段式循环回收废气处理系统的废气处理方法，其包括以下步骤：

(1)废气从废气进口进入废气处理系统后，首先经过气体过滤器去除固体杂质，观察每级冷凝器的温度计和压力表，并根据有机废气的特性调整各级冷凝器冷却温度，废气进入多级冷凝器中进行冷凝处理后，大部分高沸点的废气冷凝呈液体后回收，低沸点废气从末级冷凝器排至下一道系统中进行进一步处理；

(2)当多段式循环喷淋系统处于正常工作状态下，根据有机废气的特性调整洗涤液的温度，经过预处理和冷却的废气进入多段式喷淋循环器，采用循环回收泵将循环回收罐中的洗涤液抽至多段式喷淋循环器中对废气进行分段吸收；

(3)洗涤冷凝后的废气进入的循环分离塔中，循环分离塔内的填料层吸收废气中的有机成分，对气体再次分离提纯，同时洗涤液经塔釜回流到循环回收罐；

(4)处理后的最终气体通过排气筒排出或再次经过活性炭吸附箱后通过排气筒排出；

(5)当多段式循环喷淋系统发生故障时，跳过步骤2～4，有机废气在引风机的作用下直接进入活性炭吸附箱进行吸附处理。

优选地，所述的洗涤液按照废气的组分特征和物理特点选择，注入多段式喷淋循环器的洗涤液计量可通过循环回收泵控制。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)采用本发明涉及的多段式循环回收废气处理系统处理挥发性有机废气，可将有机废气100％收集并处理，整个系统为完全封闭的结构，不会因为废气泄漏导致空气污染，整个系统处理工艺自动化程度高，运行成本低，能源利用率高。

(2)本发明涉及的多段式循环回收废气处理系统内设置了活性炭旁路系统，即使多段式循环喷淋系统发生故障，有机废气也可通过活性炭旁路系统处理后再排出气体，减少由于设备故障造成的废气处理不当所导致的污染。

附图说明

图1是本发明实施例1中多段式循环回收废气处理系统结构示意图；

图2是本发明实施例2中多段式循环回收废气处理系统结构示意图；

图3是本发明多段式循环喷淋系统结构示意图。

示意图中的标注说明：11首级冷凝器，12末级冷凝器，13废气进口，14冷却水进口，15冷却水出口，16气体过滤器，21多段式喷淋循环器，22循环分离塔，23循环回收罐，24循环回收泵，211喷淋室，212喷淋口，221填料层，3活性炭吸附箱，4引风机，6排气筒，7阀门。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

结合附体1和附图3所示，本实施例中所涉及的多段式循环回收废气处理系统，包括冷凝系统、多段式循环喷淋系统、活性炭旁路系统、排气筒6、用于连接的管道、控制气体流向的阀门7和引风机4。

所述的冷凝系统包括两级冷凝器，分别称首级冷凝器11和末级冷凝器12，首级冷凝器11和末级冷凝器12均设有进气口、出气口、冷却水进口14、冷却水出口15和废液排放口，冷却水从冷却水进口进入冷凝器，又从冷却出口排出，起到冷却有机废气的作用。首级冷凝器11的进气口通过管道与废气进口13连通，管道上设置可更换的气体过滤器16，用于吸附有机废气中的固体颗粒，每级冷凝器的前后均设有温度计和压力表，使用者还可根据系统温度压力变化情况对废气的流量、冷凝器的冷凝温度等参数进行调整。末级冷凝器12通过管道连接一个引风机4，引风机4有通过管道分别与多段式循环喷淋系统和活性炭旁路系统连通，管道上均设有阀门，引风机4可将冷却后的气体分别引流至多段式循环喷淋系统或活性炭旁路系统中去。

所述的多段式循环喷淋系统包括依次循环连通的多段式喷淋循环器21、循环分离塔22、循环回收罐23和循环回收泵24，多段式喷淋循环器21与引风机4连通，通过引风机4的作用以及控制引风机4与多段式喷淋循环器21之间的阀门7可将冷却后的有机废气引流至多段式喷淋循环器21中，多段式喷淋循环器21包括三个喷淋室211循环回收泵24，每个喷淋室211内均配置一个喷淋口212，每个喷淋口212均通过管道与循环回收罐23连通，循环回收罐中装有至少循环回收罐体积的1/2的洗涤液，循环回收泵24设在本段管道上，其前后均设有阀门7，循环回收泵24和阀门7配合控制洗涤液的喷淋量。多段式循环喷淋系统还包括独立的温度控制系统，温度控制系统包括温度控制器和若干温度仪表，温度仪表设在多段式喷淋循环器、循环分离塔、循环回收罐和多段式循环喷淋系统的各段管道内，用于监测和控制多段式循环喷淋系统的温度。冷凝系统中两级冷凝器的废液排放口均通过管道与循环回收罐23连通，在冷凝系统中冷凝所得的有机废液直接排到循环回收罐23中。循环分离塔22内设有填料层221，经过喷淋处理的有机废气在循环分离塔22中实现气液分离，液体被循环回收罐23回收，气体经过填料层221进一步处理后通过循环分离塔放的排气口排到排气筒6中，排气筒6将处理后的气体集中排放到空气中。

为防止使用过程中多段式循环喷淋系统发生故障导致有机废气直接排放到空气中，本实施例还设置活性炭旁路系统，所述的活性炭旁路系统包括一个活性炭吸附箱3，活性炭吸附箱3内设有三层活性炭吸附层，活性炭吸附箱3与引风机4连通，活性炭吸附箱气的排气口也与排气筒连通。

采用上述多段式循环回收废气处理系统的废气处理方法，其包括以下步骤：

步骤一：废气从废气进口进入废气处理系统后，首先经过气体过滤器16去除固体杂质，观察每级冷凝器的温度计和压力表，并根据有机废气的特性调整各级冷凝器冷却温度，废气进入多级冷凝器中进行冷凝处理后，大部分高沸点的废气冷凝呈液体后直接流入循环回收罐23中，低沸点废气则从末级冷凝器12的出风口排至下一道系统中进行进一步处理；

步骤二：若多段式循环喷淋系统处于正常工作状态下，经过预处理和冷却的废气在引风机4的作用下将废气带入多段式喷淋循环器21中，根据有机废气的特性和观察多段式喷淋循环器、循环分离塔、循环回收罐和多段式循环喷淋系统的各段管道内的温度仪，启动温度控制器对洗涤液进行加温或降温，然后采用循环回收泵24将循环回收罐23中的洗涤液抽至多段式喷淋循环器中的每个喷淋口212中，喷淋口212将洗涤液喷射到各喷淋室211中，洗涤液对废气中的有机质进行分段吸收；

步骤三：洗涤冷凝后的废气进入的循环分离塔22中，循环分离塔22内的填料层221进一步吸收废气中的有机成分，对气体再次分离提纯，同时洗涤液经塔釜回流到循环回收罐23中，处理后的最终气体通过排气筒6排出；

步骤四：当多段式循环喷淋系统发生故障时，废气在引风机4的作用下直接进入活性炭吸附箱3，由活性炭吸附箱3内的活性炭吸附层对废气进行吸附处理，处理后的气体通过排气筒6排出。

实施例2

本实施例为实施例1的进一步改进，结合附体2和附图3所示，本实施例中所涉及的多段式循环回收废气处理系统同样包括冷凝系统、多段式循环喷淋系统、活性炭旁路系统、排气筒6、用于连接的管道、控制气体流向的阀门7和引风机4。其与实施例1的不同之处在于：本实施中循环分离塔22的排气口不直接与排气筒6连通，而是通过管道再与活性炭吸附箱连通，用于连通的管道上设有引风机4，采用本实施例对废气进行处理时，废气经过多段式喷淋循环系统处理后，又通过活性炭吸附箱3中吸附，可使废气中的有机物质更彻底的被吸收。

采用上述多段式循环回收废气处理系统的废气处理方法，其包括以下步骤：

步骤一：废气从废气进口进入废气处理系统后，首先经过气体过滤器16去除固体杂质，观察每级冷凝器的温度计和压力表，并根据有机废气的特性调整各级冷凝器冷却温度，废气进入多级冷凝器中进行冷凝处理后，大部分高沸点的废气冷凝呈液体后直接流入循环回收罐23中，低沸点废气则从末级冷凝器12的出风口排至下一道系统中进行进一步处理；

步骤二：当多段式循环喷淋系统处于正常工作状态下，经过预处理和冷却的废气在引风机4的作用下将废气带入多段式喷淋循环器21中，根据有机废气的特性和观察多段式喷淋循环器、循环分离塔、循环回收罐和多段式循环喷淋系统的各段管道内的温度仪，启动温度控制器对洗涤液进行加温或降温，然后采用循环回收泵24将循环回收罐23中的洗涤液抽至多段式喷淋循环器中的每个喷淋口212中，喷淋口212将洗涤液喷射到各喷淋室211中，洗涤液对废气中的有机质进行分段吸收；

步骤三：洗涤冷凝后的废气进入的循环分离塔22中，循环分离塔22内的填料层221进一步吸收废气中的有机成分，对气体再次分离提纯，同时洗涤液经塔釜回流到循环回收罐23中；

步骤四：多段式循环喷淋系统处理后的气体在引风机的作用下进入活性炭吸附箱内，对气体中的有机物质进一步吸收，最终得到的气体经排气筒排放到室外；

步骤五：当多段式循环喷淋系统发生故障时，跳过步骤二～五，废气在引风机4的作用下直接进入活性炭吸附箱3，由活性炭吸附箱3内的活性炭吸附层对废气进行吸附处理。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。