一种新型高效真空脱附系统成套装置及废气处理方法与流程

本发明涉及环保设备技术领域，具体是一种新型高效真空脱附系统成套装置及废气处理方法，是一种新的vocs废气脱附处理技术和处理方法。

背景技术：

vocs废气吸附塔内装有吸附质，废气进入吸附塔经吸附质吸附处理后实现废气达标排放。目前常用的吸附处理方式采用抛弃式或常规脱附再生式。抛弃式不仅运行成本高，且易产生二次污染；常规的脱附再生式目前常采用的是常压热风脱附、蒸气脱附或同位减压脱附。热风脱附是向吸附塔内通入高温热空气，利用热风将吸附剂内的废气脱附，使得吸附剂再生，但热风脱附因脱附温度较高易发生火灾或爆炸，对高沸点的vocs采用此法，不仅脱附效率低，并且安全性差，国内已发生多起热力脱附由于温度控制过高引起的燃烧事故。热风脱附温度不能超过120度已成为该技术的瓶颈，是高沸点vocs脱附的难点和痛点。

高真空脱附技术具有脱附温度低，脱附效率高，能脱除高沸点的vocs特点，但传统的真空脱附系统是吸附罐和脱附罐为同一罐体，每个罐体均要求做加热系统，同时对每个管阀件的密封性要求非常高，不仅设备投资高，而且能耗浪费较大，由于传统的真空脱附系统虽然具有一定的技术先进性，但经济性差，无法广泛运用和推广。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种新型高效真空脱附系统成套装置，包括真空脱附装置、rco催化燃烧装置、热力回收脱附装置以及plc控制箱，其特征在于所述真空脱附装置的出气端与所述rco催化燃烧装置通过第一管道连接，进气端设置有所述热力回收脱附装置，所述热力回收脱附装置与所述roc催化燃烧装置通过第二管道连接，所述plc控制箱分别与所述真空脱附装置、所述rco催化燃烧装置以及所述热力回收脱附装置连接，以控制各装置工作，所述真空脱附装置包括解析釜，所述解析釜的底部设置有加热装置，所述加热装置为夹套油温加热装置。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于所述解析釜的顶部设置有物料进口，所述物料进口的一端设置在所述解析釜上，另一端设置有进料装置；

解析釜的底部设置有物料出口，所述物料出口的一端设置在所述解析釜上，另一端设置有出料装置；

所述进料装置和所述出料装置分别采用气力输送装置。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于解析釜的上端设置有出口管，所述出口管的另一端设置有真空泵，所述的另一端连接在所述rco催化燃烧装置上，所述真空泵与所述解析釜之间设置有温度传感器和真空表，所述真空泵与所述rco催化燃烧装置之间设置有浓度传感器。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于解析釜中设置有传感器，包括温度传感器和真空传感器；

还设置有仪表设备，包括料位计和控制仪表。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于所述加热装置上设置有加油装置，所述加热装置中还设置有温度传感器。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于解析釜的底部设置有放空口以及热风补气接口，所述热风补气接口与热力回收装置通过管道连接。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于所述催化燃烧装置包括换热器，所述换热器的两端分别设置有进气口和出气口，所述进气口与所述第一管道连接，所述出气口与所述第二管道连接，所述换热器上方设置有加热罩，所述加热罩的的内壁及顶部设置有加热棒，所述加热罩中间还设置有催化剂，所述加热罩与所述换热器之间设置有热电偶。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于所述加热罩的顶部还设置有泄气管道，所述泄气管道上设置有泄爆阀；所述燃烧装置还设置有保温层，所述保温层包裹在所述换热器和所述加热罩的外壁上。

所述的新型高效真空脱附系统成套装置，其特征在于：所述第二管道上设置有第三管道，所述第三管道的一端设置在所述第二管道上，另一端设置有烟囱。

一种新型高效真空脱附系统成套装置废气处理方法，其特征在于，其特征在于包括以下步骤：

s1吸附剂分子筛吸附饱和后，首先通过气力输送进料装置将含有vocs的分子筛吸入到真空热解析釜；

s2然后将夹套内的热源通过热油加温，使解析釜内部解析温度保持100~150℃，设置解析气压为0~-98kpa，解析3-6h，同时预热rco催化燃烧装置；

s3打开真空泵，进行脱附，按设定的程序自动将rco燃烧后的尾气通过热力回收装置补入真空热解析釜，重复上述步骤，直至脱附完成；

s4脱附完成后，通过气力输送出料装置，将脱附后的分子筛送回到吸附罐。

该新型高效真空脱附系统成套装置及其废气处理方法具有以下有益效果：

（1）具有比常压脱附温度低：常压脱附温度80~120°c，本发明只需要脱附温度在40~60°c就能高效脱附。

（2）脱附效率高：常压脱附浓度200~500mg/m³，本发明脱附高浓度2000~5000mg/m³。

（3）脱附能耗低：比常压脱附节能40~60%。

（4）运行成本低：比常压脱附节约运行费用30~40%。

（5）安全性能有极大提高，真空脱附温度低，防范了燃烧的风险因数。

附图说明

图1：本发明新型高效真空脱附系统成套装置的结构示意图；

图2：热力回收装置结构示意图；

图3：rco催化燃烧装置结构示意图；

附图标记说明：

1进料装置；2出料装置；3加热装置；4温度传感器；5真空传感器；6出口管；7解析釜；8补气接口；9出口气力输送装；10热力回收脱附装置；101电动阀；102手动阀；103补冷阀；11加油装置；12真空表；13真空泵；14浓度传感器；15rco催化燃烧装置；16plc控制箱；17烟囱；19换热器；20进气口；21出气口；22加热棒；23热电偶；24保温层；25贵金属催化剂；26非金属催化剂；27泄爆阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，使本发明技术方案更易于理解和掌握。

结合图1至图3，一种新型高效真空脱附系统成套装置，包括真空脱附装置、rco催化燃烧装置15、热力回收脱附装置10以及plc控制箱16，其中，真空脱附装置的出气端与rco催化燃烧装置15通过第一管道连接，进气端设置有热力回收脱附装置10，热力回收脱附装置10与roc催化燃烧装置15通过第二管道连接。第二管道上设置有第三管道，第三管道的一端设置在第二管道上，另一端设置有烟囱17。plc控制箱与真空脱附装置、rco催化燃烧装置以及热力回收脱附装置等连接，以控制各装置工作。

真空脱附装置包括真空热解析釜7，包括解析釜7主体，解析釜主体的顶部设置有物料进口，物料进口的一端与解析釜主体连接，另一端设置有进料装置1。解析釜的底部设置有物料出口，物料出口上设置有出料装置2。进料装置1别采用气力输送装置，气力输送装置是一种常规设备，本方案中的气力输送装置的处理量为1t/h，出料装置2包括出料电动球阀以及设置在出料电动球阀另一端的出口气力输送装置9。

解析釜7的下部分外壁上设置有加热装置3，具体为一种夹套油温加热装置，设置在解析釜的底部。加热装置3上设置有加油装置11，加热装置3包括翘片式电加热棒，以补充消耗的热油。加热装置3中设置有温度传感器4，以监测油温。解析釜7的底部设置有放空口以及热风补气接口8，热风补气接口8与热力回收装置10通过管道连接。热力回收装置：设置有手动阀102、电动阀101、补冷阀103、管道以及温度传感器4。根据混合风温度传感器程序控制，当温度大于150°c时，打开旁路补冷阀103，自动补冷风，正常脱附控制混合风温度为100~150°c。

解析釜中7设置有传感器，包括温度传感器4和真空传感器5。还设置有若干仪表设备，包括料位计和控制仪表等。控制仪表设置在控制仪表接口上。解析釜7的上端设置有解析釜出口管6，出口管6的另一端设置有真空泵13，真空泵13将解析釜中的气体抽出，并输送至rco催化燃烧装置15中。真空泵与解析釜之间设置有温度传感器4和真空表12，真空泵13与rco催化燃烧装置15之间设置有浓度传感器14。roc催化燃烧装置15的出气口处也设置有浓度传感器14。

rco催化燃烧装置，包括换热器19，换热器19的两端分别设置有进气口20和出气口21。换热器19的上方设置有加热装置，其中加热装置包括一个u型加热罩，加热罩的开口设置在换热器19上。加热罩的两端及顶部分别设置有加热棒22，加热棒22与换热器19组成一个空腔，空腔中设置有非金属催化剂26，非金属催化剂26的上方设置有贵金属催化剂25，空腔的底部设置有热电偶23。加热罩上还设置有泄气管道，泄气管道上设置有泄爆阀27。rco催化燃烧装置的外圈还设置有完整包裹的保温层24。

rco催化燃烧装置采用，高效组合式催化剂针对性选用非金属催化剂、金属催化剂及陶瓷蓄热体组合，使得经济性更好。在250°c催化燃烧室，催化燃烧效率≥90%，在300°c催化燃烧室，催化燃烧效率≥95%；催化燃烧室节能换热回收80~90%。

吸附vocs的吸附质分子筛，利用气力输送系统技术输送到脱附真空热解析釜，然后利用rco焚烧装置的热源进行热力回收脱附，在高真空下得以高效率脱附，脱附结束后的吸附质分子筛再经过气力输送装置送回到吸附罐，再生分子筛可继续进行吸附，吸附-脱附周而复始循环运行，确保了vocs处理系统安全、高效运行。

脱附产生的尾气可以通过冷凝器进行冷凝回收溶剂，亦可采用直接进行rco催化燃烧处理，本工艺采用rco催化燃烧处理，而催化燃烧的余热60~80%被回收利用到脱附过程。

一种新型高效真空脱附系统废气处理方法，具体包括以下步骤：

当吸附剂分子筛吸附饱和后，通过气力输送进料装置将含有vocs的分子筛吸入到真空热解析釜后，通过夹套上的热源，夹套内导热油被加温，解析釜内部的解析温度为100~150°c，气压设置为真空0~-98kpa。在这个解析条件下解析3-6h，同时rco预热加温完成后，打开真空泵，进行脱附，按设定的程序自动将rco燃烧后的尾气补入真空热解析釜，采用定时、间断程序控制运行方式，直到脱附完成。

脱附完成后，可以通过气力输送出料装置，将脱附后的分子筛送回到吸附罐。

可连续循环往复脱附，直到所有的脱附完成。可全自动智能运行。

真空脱附工艺系统原理：采用真空的方式对含有vocs的吸附剂进行加热解脱，吸附质处于高真空条件下，通过控制受热，吸附的vocs再高真空的作用下，迅速降低了沸点，能被更好地、更有效地解析出来，从而对吸附剂脱附，使吸附质再生。

真空脱附工艺的主要特点：脱附采用的高负压（-98kpa）抽吸作用，与传统的低正压吹送脱附（2~3kpa）是完全不同的二种受力方式，因此对脱附的温度、能耗、安全性都相应发生本质变化。

从吸附和脱附的原理分析，vocs分子的吸附主要靠分子间的范德华力的作用，范德华力的作用力越强，吸附效率就越高；而脱附的有效性就刚好相反，我们都知道沸点高的分子相对沸点低的有机物分子更难从吸附剂中脱附解析出来，解脱相对需要提高更高的能量或温度。

辛烷：常规热气脱附则需要120~130°c，而在真空度为-97kpa时，沸点降到30°c，真空脱附时的温度只要升到40~55°c就能有效解析脱附。

目前如何在废气治理中开发既安全又节能的，能有效脱附的新技术显得尤为重要。而真空脱附技术的开发和研究就是应对和解决以上问题和缺陷。

在高真空状态下，高沸点变成了低沸点，能耗和安全性就有了极大的改善，真空脱附就是有这样的潜力和优势，使得人们对其日益重视和关注。本技术不仅具有真空脱附的技术优势，创新结合了rco催化燃烧和余热回用的先进技术，使系统更具有完善和先进性，是我公司真空脱附的升级版b。

技术指标对比：真空脱附与正压的热力脱附对比，比常压脱附节能40~60%，运行成本比常压脱附节约运行费用30~40%。对20000m³/h处理系统，全年脱附热气回收就可以节约53280元，加上rco节约的能耗费用，一年可节约7~8万元人民币。处理系统越大，经济性优势更突出。

本发明通过异位真空脱附、冷凝回收或rco催化燃烧处理技术，具有比常压脱附温度低、脱附效率高、脱附能耗低、设备投资少、运行成本低、工艺安全、占地面积小等优点。比常规真空脱附效率高、节能、设备投资费用少、运行成本低。

该创新技术具有先进、安全、可靠、自动化程度高等特点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。