一种移动式的清罐过程VOCs气体回收处理装置的制作方法

本发明属于环保器械技术领域，具体涉及一种移动式的清罐过程vocs气体回收处理装置。

背景技术：

近年来，随着政府部门对环境保护和劳动者人身健康的重视，在工业清洗行业中，采用有氯系清洗剂(二氯甲烷、三氯乙烷等)、水系清洗剂及碳氢系清洗剂等替代传统的ods(ozonedepletingsubstances)清洗剂，而碳氢清洗由于具有清洗效果好、低毒、与材料有很好的相容性、性能稳定、可回收循环再利用等优点，被越来越多的企业认可。但由于碳氢系清洗剂是从石油化工行业中经过高级精炼处理的产品或化学合成品，具有挥发性，其挥发出来的气体属于挥发性有机物(vocs，volatileorganiccompounds)，其对当前环境有一定的污染，但当前清洗行业由于碳氢气体的回收技术缺乏、处理不彻底等因素导致碳氢清洗后其vocs排放不符合制定的vocs排放标准，超标问题越来越严重，对环境污染逐渐加大。

治理挥发性有机污染物(vocs)主要采用吸附法和催化转化法。尤其气体吸附在挥发性有机物控制中日益获得重视。由于吸附法可以使污染物降到痕量程度，所以，更为严格的环境质量要求，特别增强了吸附作为一种控制挥发性有机物方法的吸引力。另外，采用吸附法净化vocs的同时，还可以将大部分有机物回收并加以重复利用，实现废物资源化，从而使得吸附法成为净化挥发性有机物的首选技术。吸附装置是吸附系统的核心，工业上所使用的吸附装置共有三类，即固定床、移动床和流化床。其中以固定床应用作为广泛。

目前，工业处理vocs的吸附器以轴向固定床为主。吸附剂固定在某一部位上，在其吸附剂静止不动的情况下进行吸附操作。根据吸附剂的装填方式，又可分为立式及卧式固定床吸附装置。就目前已广泛运用于实际生产实践中的固定床吸附器，基本采用立式固定床，将吸附剂装填在一个固定床筒体内，内部无内构件，如换热器和气流分配等，其使用的基本流程可以描述：废气先经过预处理去除粉尘、杂质，经过风机经吸附床a吸附净化后，于安全处达标排放。当吸附床a中吸质吸附饱和后进入脱附再生阶段。脱附阶段根据不同的介质可分为水蒸气脱附法及氮气脱附法。脱附出的蒸汽(氮气)与有机物混合气进入冷凝回收系统，脱附结束后，再启动风机，用通过加热后的热空气对吸附剂进行干燥，然后，通入冷风对吸附剂进行冷却降温、备用(氮气脱附法无需该步骤)。两个吸附床层通过时间差控制，轮流切换工作状态。

现有技术如公开号cn110368779a的专利文献，其公开了一种vocs气体径向吸附与脱附回收装置与系统，包括吸附脱附回收装置、热交换装置与承压的壳体；所述的吸附装置包括径向气体分布筒与中心集气筒；所述的径向气体分布筒套于中心集气筒外侧，上下两端分别通过环形的分配管联箱固定连接，形成环状内腔；径向气体分布筒与侧罐壁间设有间隙；所述的绕管绕于环状内腔内，所述的中心集气筒下方设有第一排气通道，穿过下罐壁，排出罐外；环状内腔内填充吸附剂构成吸附剂床层。适用于风量大、高浓度、多组分vocs尾气的回收。不会形成二次污染，脱出的vocs无爆炸极限，无安全隐患，延长了吸附剂的使用寿命及机械强度。并提高了生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可连续工作、vocs脱除效率可动态调节、可预防装置憋气而爆炸的清罐过程vocs气体回收处理装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种移动式的清罐过程vocs气体回收处理装置，包括：彼此连通以构成第一循环通道的过滤器、风机、第一换热器和吸附器，以及彼此连通以构成第二循环通道的所述吸附器、第二换热器、加热器和再生装置，所述吸附器内部设置有若干个填充有吸附剂的吸附部，所述若干个吸附部能够处于不同的工作状态，以使得至少两个吸附部处于吸附和脱附的交替工作状态。现有技术中，吸附器内的所有吸附部均同时处于相同的工作状态。例如，吸附部同时处于吸附状态，或者吸附部同时处于脱附再生状态。为了保证连续工作，一般需要两台以上的吸附器进行并联交替工作。也就是说，第一吸附器处于吸附工作时，第二吸附器则处于脱附再生状态。因此现有技术至少具有如下缺陷：一者，两台以上的吸附器的配合使用会增大整个vocs气体回收处理装置的占地面积，并且增加厂家的设备成本。二者，吸附器不能够适用于不同的工况条件，不具备广泛的适用性。本申请在使用时，首先可以根据上游端的入口压力确定所需同时工作的吸附部，此时，可以手动控制相应吸附部进行旋转，以将相应的第一重合度和第二重合度均调至最大。其他不需要使用的吸附部或者需要进行脱附再生的吸附部可以进行旋转，以使得其第一重合度和第二重合度最小。即，本申请能够根据入口压力自行调整需要工作的吸附部的数量，进而减少额外的再生工作。此外，吸附器内部的不同吸附部能够处于不同的工作状态以保证气体处理的连续性，整个过程只需要一台设备，因此可以降低厂房的占地面积和厂家的设备成本。

所述若干个吸附部沿吸附器的轴向相邻布置，每一个吸附部均能够绕吸附器的中轴线自转以使得不同的吸附部能够具有不同的工作状态，并且使得相邻的两个吸附器之间具有彼此连通的第一回路状态或者彼此不连通的第二回路状态。

所述吸附器至少包括箱体、排气管、气体分隔板和若干个分隔板，所述排气管按照其中轴线与箱体的中轴线重合的方式设置于所述箱体中，所述气体分隔板套设于排气管之外以将箱体分隔为第一腔体和第二腔体，所述若干个分隔板沿箱体的轴向设置于所述第二腔体中以将所述第二腔体分隔为若干个子腔体，所述吸附器按照套设于排气管之外的方式设置于所述子腔体中。

所述气体分隔板上设置有若干第一进气口，所述吸附部上设置有第二进气口和第一排气口，所述排气管上设置有若干个第二排气口，在旋转所述吸附部以使得所述第一进气口与所述第二进气口对齐，并使得所述第一排气口与所述第二排气口对齐的情况下，该吸附部处于第一工作状态，使得所述第一腔体能够经该吸附部与所述排气管连通。

在旋转所述吸附部以使得所述第一进气口与所述第二进气口对齐，并且所述第一排气口与所述第二排气口异位的情况下，该吸附部处于第二工作状态，或者在旋转所述吸附部以使得所述第一进气口与所述第二进气口异位，并且所述第一排气口与所述第二排气口对齐的情况下，该吸附部处于第三工作状态。

在旋转所述吸附部以使得所述第一进气口与所述第二进气口异位，并且所述第一排气口与所述第二排气口异位的情况下，该吸附部处于第四工作状态，当吸附部处于所述第四工作状态时，所述第一腔体不能够经该吸附部与所述排气管连通。

所述吸附部上还设置有至少一个第三排气口，所述分隔板上设置有至少一个第四排气口，在旋转所述吸附部以使得所述第三排气口与所述第四排气口对齐的情况下，相邻的两个吸附部处于所述第一回路状态，或者在旋转所述吸附部以使得所述第三排气口与所述第四排气口异位的情况下，相邻的两个吸附部处于所述第二回路状态。

在相邻的第一吸附部和第二吸附部处于第一回路状态，并且所述第一吸附部处于所述第二工作状态，所述第二吸附部处于所述第三工作状态的情况下，第一腔体中的带有vocs气体的混合气体能够按照如下方式移动：沿吸附器的径向移动以进入所述第一吸附部，沿吸附器的轴向移动以进入第二吸附部，沿吸附部的径向移动以进入所述排气管。

在旋转不同的吸附部以使得其具有不同的工作状态的情况下，混合气体沿吸附器的轴向移动的路径长度能够增大或减小。现有技术中，混合气体在吸附部中的移动路径为固定值，在不同的工况条件下，吸附器的入口压力会各不相同。当入口压力较小时，若移动路径过大，将导致吸附器尾端阻力太高，进而使得吸附器内部或者其前端憋气，当憋气导致的压力过大时，吸附器会存在爆炸的安全隐患。或者当入口压力较大时，若移动路径过小，此时vocs气体将得不到完全脱除，进而导致排放气体不达标。本申请可以根据入口压力，调整各吸附部的工作状态，进而改变混合气体在吸附部中的移动路径，最终能够达到更佳的vocs脱除效果。同时，本申请能够避免吸附器内部出现憋气，进而能够降低安全隐患的发生概率。

每一个吸附部内部均设置有降温管道，降温管道的第一端和第二端均能够设置于所述分隔板上。

本发明由于采用了能够进行旋转而具有不同工作状态的吸附部，因而具有如下有益效果：1、吸附器内部的吸附部能够处于不同的工作状态，进而部分吸附部可以处于吸附vocs气体的状态，部分吸附部可以处于脱附再生的状态，通过交替工作的方式能够使得吸附器持续工作，不用停机以单独进行再生。2、通过改变吸附部的工作状态，可以对vocs的移动路径的长度进行改变，进而能够调整vocs的脱除效率，并且能够预防装置憋气。因此，本发明是一种可连续工作、vocs脱除效率可动态调节、可预防装置憋气而爆炸的清罐过程vocs气体回收处理装置。

附图说明

图1为本申请优选的清罐过程vocs气体回收处理装置的模块化连接关系示意图；

图2为吸附器的结构示意图；

图3为吸附部处于第一工作状态时的位置关系示意图；

图4为吸附部处于第二工作状态时的位置关系示意图；

图5为吸附部处于第三工作状态时的位置关系示意图；

图6为吸附部处于第四工作状态时的位置关系示意图；

图7为图2中部位a的局部放大示意图；

附图标号：过滤器1，风机2、第一换热器3，吸附器4，第二换热器5，加热器6，再生装置7，第一排气通道4a，第二排气通道4b，第一循环通道8，第二循环通道9，底座401，箱体402，密封盖403，排气管404，第一进气通道405，吸附部406，第一端部402a，第二端部402b，气体分布板407，分隔板408，第一腔体10，第二腔体11，子腔体12，密封板13，第一段404a，第二段404b，第一进气口14，第二进气口15，第一排气口16，第二排气口17，第三排气口18，第四排气口19，第一吸附部406a，第二吸附部406b，第三吸附部406c，第四吸附部406d，降温管道20，第一端20a，第二端20b。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

如图1所示，本申请的清罐过程vocs气体回收处理装置至少包括过滤器1、风机2、第一换热器3、吸附器4、第二换热器5、加热器6、再生装置7。过滤器1的上游可以连接至需要进行工业清洗的罐体，进而使得罐体中的混合气体能够进入过滤器1中。过滤器1能够对混合气体进行过滤处理以将其中的大颗粒粉尘、杂质进行滤除。过滤器1的下游连接至风机2。风机2能够提供循环动力，以使得经过滤器1处理后的混合气体能够继续流向下游的设备中。风机2的下游连接至第一换热器3。第一换热器3能够对混合气体进行换热处理，以降低其温度。经降温后的混合气体能够进入吸附器4中。吸附器4可以是活性炭吸附器，进而通过吸附器4可以将混合气体中的vocs气体进行吸附，从而达到净化的目的。最终经吸附器4净化后的气体能够直接排放至空气中。

优选的，过滤器1、风机2、第一换热器3、吸附器4能够组成第一循环通道8。例如，吸附器4的第一排气通道4a可以连接至过滤器1的入口。并且吸附器的第一排气通道4a中可以设置有用于监测vocs浓度的传感器。当监测到vocs浓度超标时，吸附器4排出的气体可以循环进入过滤器1中，进而可以进行再次过滤处理。第一循环通道8用于进行吸附处理，即气体在第一循环通道8中循环时能够通过吸附器将vocs进行吸附。

优选的，吸附器4、第二换热器5、加热器6和再生装置7可以组成第二循环通道9。第二循环通道9用于吸附器4进行再生处理。即，吸附器4中的例如是活性炭等吸附剂在使用一段时间后会达到饱和，此时需要进行再生方可使得吸附剂再次具有吸附vocs气体的能力。具体的，再生装置7的下游可以连接至吸附器4，使得再生装置7产生的高温氮气能够进入吸附器4中，最终使得吸附剂脱附。吸附器4的下游可以连接至第二换热器5。第二换热器5的下游可以经加热器6连接至再生装置7。第二循环通道8的工作原理是：再生装置7可以产生高温氮气。高温氮气进入再生装置7后，会将吸附剂的温度升高，进而使得吸附剂脱附。脱附后的vocs气体能够随高温氮气一同排出吸附器4，并进入第二换热器5中。第二换热器5能够对vocs气体和氮气组成的混合气体进行降温，进而使得vocs气体能够进行冷凝，从而得到vocs液体。即通过第二换热器5可以将vocs气体和氮气进行分离。分离后的氮气能够进入加热器6中进行加热。加热后的氮气再次通入再生装置7中以再次流入吸附器4中。可以理解的是，第二换热器5可以连接至废水处理系统，使得第二换热器5产生的vocs液体能够进行更进一步的处理。

优选的，如图2所示，吸附器4至少包括底座401、箱体402、密封盖403、排气管404、第一进气通道405和若干个吸附部406。具体的，底座401上可以设置有滚轮，进而使得吸附器4能够被移动。箱体402呈中空圆柱状。箱体402的第一端部402a呈开放状。箱体402的第二端部402b呈封闭状。箱体402设置于底座401上。密封盖403可以设置于第一端部402上，进而通过密封盖403能够对第一端部402a进行密封。排气管404的上端贯穿密封盖403。排气管404的下端贯穿第二端部402b。排气管404的中轴线能够与箱体402的中轴线大致重合。密封盖403上设置有第一进气通道405，使得带有vocs气体的混合气体能够进入箱体402内部。混合气体能够进入吸附部406中，进而通过吸附部406能够将vocs气体进行吸附。第一排气通道4a可以是排气管404的下端部。经吸附部406处理后气体能够经第一排气通道4a排出。

优选的，吸附器4还包括气体分布板407和若干个分隔板408。气体分布板407呈中空圆柱状。气体分布板407的中轴线与箱体402的中轴线重合。气体分布板407的内径大于排气管404的外径。分隔板408呈圆环状。分隔板408的内径与排气管404的外径大致相等，使得排气管404能够嵌套于分隔板408中。分隔板408的外径与气体分布板407的内径大致相等，使得分隔板408能够嵌套于气体分布板407中。若干个分隔板408沿排气管的轴向及间隔布置。气体分布板407能够将箱体402分隔为沿箱体的径向彼此相邻的第一腔体10和第二腔体11。若干个分隔板408设置于第二腔体11中，进而能够将第二腔体11分隔为若干个子腔体12。

优选的，吸附部406可以设置于子腔体12中。排气管404中设置于密封板13以将排气管404分隔为彼此不连通的第一段404a和第二段404b。气体分布板407上设置有若干个第一进气口14。吸附部406的外壁上设置有若干个第二进气口15。吸附部406的内壁上设置有若干个第一排气口16。第一段404a上设置有若干个第一排气口17。第一腔体10能够依次经第一进气口14、第一进气口15、第一排气口16和第二排气口17与第一段404a连通。第一换热器3可以与第一进气通道405连通，进而含有vocs气体的混合气体首先经第一进气通道405进入第一腔体10。随后混合气体通过第一进气口14和第二进气口15进入吸附部406中进行过滤处理。过滤后的气体依次经第一排气口16和第二排气口17进入第一段404a中，最终由第一段404a的下端排出吸附器4以进入下游设备。第一段404a的下端部可以与例如是排气烟囱连通，进而使得吸附器4内处理后的符合排放标准的气体能够直接被排入大气中。

优选的，吸附部406与排气管404共轴。每一个吸附部406均能够绕排气管404的中轴线进行自转。通过吸附部406的自转，能够对第一进气口14与第二进气口15的第一重合度，以及第一排气口16和第二排气口17的第二重合度进行调整。第一重合度和第二重合度是指两个孔的重合面积。当两个孔完全重合时，第一重合度或第二重合度最大，此时两个孔形成的通道在单位时间内的流量能够达到最大。当两个孔完全异位时，第一重合度或第二重合度最小，此时两个孔不会形成供气体流动的通道。可以理解的是，每一个分隔板上均可以设置驱动电机。驱动电机上设置有齿轮。吸附部406上设置有与齿轮啮合的齿，进而通过驱动电机便能够实现吸附部的自转。现有技术中，吸附器4内的所有吸附部406均同时处于相同的工作状态。例如，吸附部406同时处于吸附状态，或者吸附部406同时处于脱附再生状态。为了保证连续工作，一般需要两台以上的吸附器4进行并联交替工作。也就是说，第一吸附器处于吸附工作时，第二吸附器则处于脱附再生状态。因此现有技术至少具有如下缺陷：一者，两台以上的吸附器4的配合使用会增大整个vocs气体回收处理装置的占地面积，并且增加厂家的设备成本。二者，吸附器不能够适用于不同的工况条件，不具备广泛的适用性。例如，在对不同罐体进行清洗，或者对不同厂家所产生的vocs气体进行处理时，气体流量彼此不同。为了使得气体能够不产生堆积，气体流量较大的上游端需要采用功率较大的风机2以及时将气体排入吸附器4内。或者气体流量较小的上游端则需要采用功率较小的风机2以及时将气体排入吸附器4内。进而会导致吸附器4的入口压力彼此不同。一般情况下，入口压力越大时，需要更多的吸附部406进行工作以提高过滤效率。入口压力越小时，可以通过较少的吸附部406工作便能够达到较高的过滤效果，此时过多的吸附部406同时工作将导致额外的再生工作，不利于气体处理效率的提高。本申请在使用时，首先可以根据上游端的入口压力确定所需同时工作的吸附部406，此时，可以手动控制相应吸附部406进行旋转，以将相应的第一重合度和第二重合度均调至最大。其他不需要使用的吸附部406或者需要进行脱附再生的吸附部可以进行旋转，以使得其第一重合度和第二重合度最小。即，本申请能够根据入口压力自行调整需要工作的吸附部406的数量，进而减少额外的再生工作。此外，吸附器内部的不同吸附部406能够处于不同的工作状态以保证气体处理的连续性，整个过程只需要一台设备，因此可以降低厂房的占地面积和厂家的设备成本。

优选的，如图3至图6所示，通过旋转吸附部406能够使得吸附部406处于彼此不同的四种工作状态。第一工作状态为吸附部406与第一腔体10以及排气管404同时连通。第二工作状态为吸附部406与第一腔体10连通，并且其与排气管404不连通。第三工作状态为吸附器与第一腔体10不连通，并且其与排气管404连通。第四工作状态为吸附部406与第一腔体10以及排气管404均不连通。具体的，气体分布板407上可以设置有至少两个第一进气口14，当第一进气口14与第二进气口15对齐时，吸附部406便与第一腔体10连通。排气管404上设置有至少两个第二排气口17。当第一排气口16与第二排气口16对齐时，吸附部406便与排气管404连通。

优选的，吸附部406上还设置有若干个第三排气口18。分隔板408上设置有若干个第四排气口19。相邻的两个吸附部406能够处于彼此连通的第一回路状态，或者彼此不连通的第二回路状态。例如，当吸附部406旋转以使得第三排气口18和第四排气口19对齐时，相邻的两个吸附部处于第一回路状态。当吸附部406旋转以使得第三排气口18和第四排气口19异位时，相邻的两个吸附部处于第二回路状态。

优选的，相邻的两个吸附部406能够具有彼此不同的工作状态。例如，如图1所示，从上至下的方向上，将各个吸附部依次命名为第一吸附部406a、第二吸附部406b、第三吸附部406c和第四吸附部406d。第一吸附部406a可以处于第一工作状态，第二吸附部406b、第三吸附部406c和第四吸附部406d均处于第四工作状态，并且相邻的两个吸附部之间均处于第二回路状态，此时，第一腔体10中的混合气体只能够进入第一吸附部406a，并且经第一吸附部406a处理后的气体只能沿箱体402的径向移动以进入第一段404a。还例如，在第一吸附部406a处于第二工作状态，第二吸附部406b和第三吸附部406c均处于第四工作状态，第四吸附部406d处于第三工作状态，并且相邻的两个吸附部之间均处于第一回路状态的情况下，第一腔体10中的混合气体首先沿箱体402的径向进入第一吸附部406a中，随后沿箱体402的轴向依次进入第二吸附部406b、第三吸附部406c和第四吸附部406d，并最终由第四吸附部406d的第一排气口16进入排气管404。此时，混合气体在吸附部406中的移动路径增加，从而能够增加vocs的过滤效果。可以理解的是，可以通过调整各吸附部的工作状态，以增加或缩短混合气体在吸附部中的移动路径的长度。例如，在第一吸附部406a处于第二工作状态，第二吸附部406b和第四吸附部406d均处于第四工作状态，第三吸附部406c处于第三工作状态，第一吸附部406a、第二吸附部406b和第三吸附部406c之间处于第一回路状态，并且第三吸附部406c和第四吸附部406d之间处于第二回路状态时，第一腔体中的混合气体首先进入第一吸附部406a，随后沿箱体402的径向依次进入第二吸附部406b和第三吸附部406c，最终由第三吸附部406c的第一排气口16进入排气管404中。现有技术中，混合气体在吸附部中的移动路径为固定值，在不同的工况条件下，吸附器4的入口压力会各不相同。当入口压力较小时，若移动路径过大，将导致吸附器4尾端阻力太高，进而使得吸附器4内部或者其前端憋气，当憋气导致的压力过大时，吸附器4会存在爆炸的安全隐患。或者当入口压力较大时，若移动路径过小，此时vocs气体将得不到完全脱除，进而导致排放气体不达标。本申请可以根据入口压力，调整各吸附部的工作状态，进而改变混合气体在吸附部中的移动路径，最终能够达到更佳的vocs脱除效果。同时，本申请能够避免吸附器内部出现憋气，进而能够降低安全隐患的发生概率。

优选的，如图1和图7所示，吸附部406能够呈中空状，进而使得吸附剂能够填充于吸附部406中。每一个吸附部406内部均设置有降温管道20。可以理解的是，为了增大降温管道20与吸附剂的接触面积，降温管道20可以具有多种不同的布线方式，例如是螺旋式、弯折式。降温管道20的第一端20a和第二端20b均能够固定于分隔板408上。第一端20a能够与第二段404b连通。第二段404b的上游可以连接至再生装置7，进而再生装置7产生的高温氮气便能够通过第二段进入降温管道20中。最终降温管道20能够对吸附剂进行加热，使得吸附剂能够脱附再生。箱体402上设置有第二排气通道4b。第二排气通道4b位于第一腔体10中。降温管道20的第二端20b与第二排气通道4b连通。进而使得降温管道20中降温后的氮气能够通过第二排气通道4b排出吸附器4。第二排气通道4b的下游可以连接至加热器6。进而使得氮气能够在第二循环通道9中循环利用。