一种回收挥发性有机物的设备及方法与流程

1.本发明涉及挥发性有机化合物处理技术领域，特别涉及一种回收挥发性有机物的设备及方法。


背景技术：

2.挥发性有机化合物（vocs）是大气中较为常见且普遍存在的大气污染物，常见的组分有碳氢化合物、苯系物、醇类、酮类、酚类、酯类和胺类等，其来源十分广泛，不仅有石油化工、油漆涂料、皮革生产等工业固定源，还有机动车废气等移动源，其中，较为常见的vocs就是存在于工业排放废气中的甲苯。
3.专利申请公布号cn 110898614 a的发明专利公开了一种回收挥发性有机物的设备及方法，其中回收挥发性有机物的设备包括循环流化床、一级旋风分离器、脱附器和冷凝器，实际使用过程中，含有甲苯的废气从循环流化床底部进入，其内的球形活性炭作为吸附剂对废气中的甲苯进行吸附后进入到一级旋风分离器进行分离，净化后的废气通过旋风分离器排入大气，球形活性炭则进入到脱附器中进行脱附处理后回输到循环流化床再次进行甲苯的吸收，另外在上述文献中还提出了上述设备针对废气中甲苯的净化效率为94%。
4.但在实际使用过程中，研究人员对需要排入大气的废气进行收集并进行检测后得知，废气中甲苯剩余量约占废气中甲苯总量的12%，由此可知，上述设备针对甲苯的实际净化效率约为88%，为了解产生上述情况的具体原因，研究人员对一级旋风分离器分离出的球形活性炭进行饱和度检测，进而了解到在该批次球形活性炭中，32%以上球形活性炭饱和率低于70%。
5.由上述内容可知，在活性炭吸附甲苯的过程中，部分活性炭在运动过程中未与甲苯进行有效接触，进而无法较好的对甲苯进行吸附，从而导致了上述情况的发生，虽然增加球形活性炭的使用量可以解决上述问题，但是需要针对设备进行改造，且还会增加后续脱附处理时的能耗，提高了回收成本。
6.因此，发明一种回收挥发性有机物的设备及方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种回收挥发性有机物的设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种回收挥发性有机物的设备，包括吸附组件、旋风分离器、脱附器、引风机和冷凝器，所述吸附组件、旋风分离器、脱附器、引风机和冷凝器依次连通，所述脱附器通过吸附组件中的吸附剂回输机构与吸附组件连通，所述吸附组件包括第一密封箱体、l形分流管、环形合流管、吸附剂下料管、料斗和多个球形活性炭；所述第一密封箱体左侧固定贯穿设置有废气输入管，所述l形分流管、吸附剂下料管和料斗均设置有多个，多个所述l形分流管呈圆形固定贯穿设置于第一密封箱体顶部，对
第一密封箱体内部的废气进行分流，所述环形合流管固定套接设置于多个l形分流管外侧，且多个所述l形分流管顶端均贯穿环形合流管内侧壁并与环形合流管连通，多个所述吸附剂下料管分别固定贯穿设置于多个l形分流管顶部，多个所述料斗分别固定连接于吸附剂下料管顶端，且呈环形分布，多个所述球形活性炭分别填充于多个料斗内部，所述球形活性炭通过吸附剂下料管流入到l形分流管内部，所述球形活性炭直径与吸附剂下料管内径比为1:1.1，所述球形活性炭直径与l形分流管内径比为1:1.4，所述吸附剂下料管内壁配合l形分流管内壁对球形活性炭进行限位，使得最下方的球形活性炭被气流吹开后，只有一颗球形活性炭可以再次流入到l形分流管内部，任意一个所述l形分流管内部均设置有两个限位凸条，且两个所述限位凸条分别位于球形活性炭两侧对球形活性炭进行限位，使球形活性炭在无额外推动力的情况下无法左右流动。
9.优选的，所述吸附组件还包括第二密封箱体、离心散料机构、吸附剂回输机构、第二连接管、螺旋管和第三连接管，所述第二密封箱体套接设置于多个料斗外侧，且多个所述吸附剂下料管均与第二密封箱体固定连接。
10.优选的，所述离心散料机构包括散料盘、圆台状凹槽、驱动杆和叶轮，所述散料盘位于多个料斗内侧，所述圆台状凹槽开设于散料盘顶部，所述驱动杆固定设置于散料盘底部中心处，且竖直方向上贯穿第二密封箱体内壁与第一密封箱体顶部并延伸至第一密封箱体内部，所述驱动杆通过轴承与第一密封箱体转动连接，所述叶轮套接设置于驱动杆外侧底端，且叶轮与废气输入管水平方向上共线设置。
11.优选的，所述吸附剂回输机构包括回输管、螺旋输料管、容纳盒和第一连接管，所述回输管固定贯穿设置于第二密封箱体顶部中心处，且其出料端位于圆台状凹槽正上方，所述螺旋输料管竖直方向上固定连接于回输管进料端处，所述容纳盒固定设置于脱附器前侧且螺旋输料管底端贯穿容纳盒顶部左侧并延伸至容纳盒内部，所述第一连接管底端固定贯穿设置于容纳盒顶部右侧且其顶端与脱附器的固体出料端相连接。
12.优选的，所述散料盘底部与多个料斗内侧之间设置有双向振动机构，所述双向振动机构包括上振动环、下振动环、多个半圆形柱体和多个半球形挤压块，所述上振动环固定设置于多个料斗内侧底部，所述下振动环固定设置于散料盘底部，且下振动环位于上振动环正上方，多个所述半圆形柱体均匀固定设置于上振动环顶部，多个所述半球形挤压块均匀固定设置于下振动环底部，且多个所述半圆形柱体与多个半球形挤压块交错分布。
13.优选的，所述第二连接管固定贯穿设置于环形合流管底部左侧，所述螺旋管顶端与第二连接管底端固定连接，所述第三连接管左端与螺旋管底端固定连接，所述第三连接管右端与旋风分离器进料端固定连接。
14.优选的，所述旋风分离器的固体出料端与脱附器的进料端相连接，所述脱附器的气体出料端与引风机的进气端相连接，所述引风机的出气端与冷凝器的进气端相连接。
15.本发明还提供了一种回收挥发性有机物的方法，具体包括以下步骤：s1、将含有甲苯的废气以气流的方式通过废气输入管输入到第一密封箱体内部，气流对叶轮进行吹动，使得叶轮以驱动杆为轴心进行旋转，此时叶轮对气流进行搅动，进而使得气流中的甲苯分布更加均匀，同时叶轮对气流进行缓冲，进而降低气流流速；s2、气流在经过叶轮降速后由第一密封箱体内部进入到多个l形分流管中，并通过l形分流管内部向靠近环形合流管的方向移动，当气流在运动过程中与球形活性炭发生接
触时，气流对位于两个限位凸条之间的球形活性炭进行推动，进而使得该限位凸条向靠近环形合流管的方向移动，同时当该球形活性炭移开后，吸附剂下料管内部的球形活性炭逐个下降，进而不断被气流带动进入到环形合流管内部；s3、随着气流的不断移动，气流带动球形活性炭进入到环形合流管内部，然后再由第二连接管进入到螺旋管中并沿着螺旋管的内壁螺旋下降，随后由第三连接管进入到旋风分离器中被进行固气分离处理，气流在不断带动球形活性炭移动的过程中，气流中的甲苯同步被球形活性炭所吸附；s4、甲苯被吸附后的废气通过旋风分离器的排气端进入大气，吸附甲苯后的球形活性炭则有脱附器的进料端进入到脱附器内部进行加热脱附处理，甲苯被加热后由球形活性炭内部溢出，然后被引风机送入到冷凝器中被冷却为液体，球形活性炭则通过第一连接管进入到容纳盒内部，然后被螺旋输料管不断向上抬升后进入到回输管内部，最后由回输管端部落入到圆台状凹槽内部。
16.本发明的技术效果和优点：本发明通过设置有吸附组件，以便于利用吸附组件中位于球形活性炭两侧的限位凸条对球形活性炭进行限位，使球形活性炭在无额外推动力的情况下无法左右流动，同时使吸附剂下料管内壁配合l形分流管内壁对球形活性炭进行限位，使得最下方的球形活性炭被气流吹开后，只有一颗球形活性炭可以再次流入到l形分流管内部，进而使当该球形活性炭移开后，吸附剂下料管内部的球形活性炭逐个下降，进而不断被气流带动进行移动，在上述过程中，任意一颗球形活性炭均可以与均匀分布于废气中的甲苯进行有效接触，进而实现甲苯的高效吸附，无需采用增加球形活性炭使用量的方法，在保证吸附效率的同时有效降低了回收成本。
附图说明
17.图1为本发明的整体正视结构示意图。
18.图2为本发明的吸附组件正面剖视结构示意图。
19.图3为本发明的l形分流管、环形合流管和吸附剂下料管俯视结构示意图。
20.图4为本发明的图2中a部分放大结构示意图。
21.图5为本发明的料斗与散料盘俯视结构示意图。
22.图6为本发明的上振动环俯视结构示意图。
23.图7为本发明的下振动环仰视结构示意图。
24.图8为本发明的方法流程示意图。
25.图中：100、吸附组件；200、旋风分离器；300、脱附器；400、引风机；500、冷凝器；1、第一密封箱体；2、废气输入管；3、l形分流管；4、环形合流管；5、吸附剂下料管；6、料斗；7、球形活性炭；8、限位凸条；9、第二密封箱体；10、离心散料机构；101、散料盘；102、圆台状凹槽；103、驱动杆；104、叶轮；11、吸附剂回输机构；111、回输管；112、螺旋输料管；113、容纳盒；114、第一连接管；12、第二连接管；13、螺旋管；14、第三连接管；15、双向振动机构；151、上振动环；152、下振动环；153、半圆形柱体；154、半球形挤压块。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1本发明提供了如图1
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5所示的一种回收挥发性有机物的设备，包括吸附组件100、旋风分离器200、脱附器300、引风机400和冷凝器500，吸附组件100、旋风分离器200、脱附器300、引风机400和冷凝器500依次连通，脱附器300通过吸附组件100中的吸附剂回输机构11与吸附组件100连通，吸附组件100包括第一密封箱体1、l形分流管3、环形合流管4、吸附剂下料管5、料斗6和多个球形活性炭7。
28.更为具体的，第一密封箱体1左侧固定贯穿设置有废气输入管2，l形分流管3、吸附剂下料管5和料斗6均设置有多个，多个l形分流管3呈圆形固定贯穿设置于第一密封箱体1顶部，对第一密封箱体1内部的废气进行分流，环形合流管4固定套接设置于多个l形分流管3外侧，且多个l形分流管3顶端均贯穿环形合流管4内侧壁并与环形合流管4连通，多个吸附剂下料管5分别固定贯穿设置于多个l形分流管3顶部，多个料斗6分别固定连接于吸附剂下料管5顶端，多个球形活性炭7分别填充于多个料斗6内部，球形活性炭7通过吸附剂下料管5流入到l形分流管3内部，球形活性炭7直径与吸附剂下料管5内径比为1:1.1，球形活性炭7直径与l形分流管3内径比为1:1.4，吸附剂下料管5内壁配合l形分流管3内壁对球形活性炭7进行限位，使得最下方的球形活性炭7被气流吹开后，只有一颗球形活性炭7可以再次流入到l形分流管3内部，任意一个l形分流管3内部均设置有两个限位凸条8，且两个限位凸条8分别位于球形活性炭7两侧对球形活性炭7进行限位，使球形活性炭7在无额外推动力的情况下无法左右流动。
29.如图1与图2所示，吸附组件100还包括第二密封箱体9、离心散料机构10、吸附剂回输机构11、第二连接管12、螺旋管13和第三连接管14，第二密封箱体9套接设置于多个料斗6外侧，且多个吸附剂下料管5均与第二密封箱体9固定连接，以便于利用第二密封箱体9对料斗6进行包覆，进而避免少量通过吸附剂下料管5进入到料斗6内部的废气直接进入到大气中。
30.同时，离心散料机构10包括散料盘101、圆台状凹槽102、驱动杆103和叶轮104，散料盘101位于多个料斗6内侧，圆台状凹槽102开设于散料盘101顶部，驱动杆103固定设置于散料盘101底部中心处，且竖直方向上贯穿第二密封箱体9内壁与第一密封箱体1顶部并延伸至第一密封箱体1内部，驱动杆103通过轴承与第一密封箱体1转动连接，叶轮104套接设置于驱动杆103外侧底端，且叶轮104与废气输入管2水平方向上共线设置，以便于气流对叶轮104进行吹动，使得叶轮104以驱动杆103为轴心进行旋转，此时叶轮104对气流进行搅动，进而使得气流中的甲苯分布更加均匀，同时叶轮104对气流进行缓冲，进而降低气流流速。
31.另外，吸附剂回输机构11包括回输管111、螺旋输料管112、容纳盒113和第一连接管114，回输管111固定贯穿设置于第二密封箱体9顶部中心处，且其出料端位于圆台状凹槽102正上方，螺旋输料管112竖直方向上固定连接于回输管111进料端处，容纳盒113固定设置于脱附器300前侧且螺旋输料管112底端贯穿容纳盒113顶部左侧并延伸至容纳盒113内
部，第一连接管114底端固定贯穿设置于容纳盒113顶部右侧且其顶端与脱附器300的固体出料端相连接，以便于脱附处理后的球形活性炭7可以通过第一连接管114进入到容纳盒113内部，然后被螺旋输料管112不断向上抬升后进入到回输管111内部，最后由回输管111端部落入到圆台状凹槽102内部。
32.更为具体的，第二连接管12固定贯穿设置于环形合流管4底部左侧，螺旋管13顶端与第二连接管12底端固定连接，第三连接管14左端与螺旋管13底端固定连接，第三连接管14右端与旋风分离器200进料端固定连接，以便于废气可以带动球形活性炭7通过第三连接管14进入到旋风分离器200中进行固气分离处理。
33.还需要说明的是，旋风分离器200的固体出料端与脱附器300的进料端相连接，脱附器300的气体出料端与引风机400的进气端相连接，引风机400的出气端与冷凝器500的进气端相连接。
34.如图6所示，本发明还提供了一种回收挥发性有机物的方法，具体包括以下步骤：s1、将含有甲苯的废气以气流的方式通过废气输入管2输入到第一密封箱体1内部，气流对叶轮104进行吹动，使得叶轮104以驱动杆103为轴心进行旋转，此时叶轮104对气流进行搅动，进而使得气流中的甲苯分布更加均匀，同时叶轮104对气流进行缓冲，进而降低气流流速；s2、气流在经过叶轮104降速后由第一密封箱体1内部进入到多个l形分流管3中，并通过l形分流管3内部向靠近环形合流管4的方向移动，当气流在运动过程中与球形活性炭7发生接触时，气流对位于两个限位凸条8之间的球形活性炭7进行推动，进而使得该限位凸条8向靠近环形合流管4的方向移动，同时当该球形活性炭7移开后，吸附剂下料管5内部的球形活性炭7逐个下降，进而不断被气流带动进入到环形合流管4内部；s3、随着气流的不断移动，气流带动球形活性炭7进入到环形合流管4内部，然后再由第二连接管12进入到螺旋管13中并沿着螺旋管13的内壁螺旋下降，随后由第三连接管14进入到旋风分离器200中被进行固气分离处理，气流在不断带动球形活性炭7移动的过程中，气流中的甲苯同步被球形活性炭7所吸附；s4、甲苯被吸附后的废气通过旋风分离器200的排气端进入大气，吸附甲苯后的球形活性炭7则有脱附器300的进料端进入到脱附器300内部进行加热脱附处理，甲苯被加热后由球形活性炭7内部溢出，然后被引风机400送入到冷凝器500中被冷却为液体，球形活性炭7则通过第一连接管114进入到容纳盒113内部，然后被螺旋输料管112不断向上抬升后进入到回输管111内部，最后由回输管111端部入到圆台状凹槽102内部。
35.实施例2与上述实施例不同的是，如图6与图7所示，由于在料斗6内部的多个球形活性炭7在下料过程中易出现卡料的情况，因此为了避免上述问题：在散料盘101底部与多个料斗6内侧之间设置有双向振动机构15，双向振动机构15包括上振动环151、下振动环152、多个半圆形柱体153和多个半球形挤压块154，上振动环151固定设置于多个料斗6内侧底部，下振动环152固定设置于散料盘101底部，且下振动环152位于上振动环151正上方，多个半圆形柱体153均匀固定设置于上振动环151顶部，多个半球形挤压块154均匀固定设置于下振动环152底部，且多个半圆形柱体153与多个半球形挤压块154交错分布，以便于当散料盘101在进行离心分料时，散料盘101可以带动下振动环
152进行旋转，下振动环152旋转时带动多个半球形挤压块154进行旋转，旋转过程中的多个半球形挤压块154不间断的先后与多个半圆形柱体153进行接触，并由其一侧滑动至其顶部，最后滑动至其另一侧，进而实现由半圆形柱体153的侧面对半圆形柱体153施加作用力的效果，使得半圆形柱体153通过上振动环151带到料斗6在竖直方向上以及水平方向上进行小幅度振动，振动传递至料斗6内部的球形活性炭7上，进而避免球形活性炭7在下料过程中出现相互抵压而卡料的情况。
36.同时为了更好的保证球形活性炭7的振动效果，此时仅适合采用双向振动的力来实现球形活性炭7振动，当只使用单向振动力使得球形活性炭7振动时，存在无法有效避免球形活性炭7卡料的情况，另外将双向振动机构15设置在散料盘101底部与多个料斗6内侧之间，相较于设置在其它位置，结构更加紧凑的同时方便使用较少的部件进行传动。
37.实施例3与上述实施例不同的是，如图2与图5所示，回收后的球形活性炭7落入到螺旋输料管112后，为了可以更加方便的使得球形活性炭7由螺旋输料管112中进入到多个料斗6中，避免因分料不均而导致某个料斗6中球形活性炭7用完，其底部通过吸附剂下料管5所连接的l形分流管3内部气流空跑的情况：本发明使多个料斗6呈环形分布，并利用旋转中的叶轮104通过驱动杆103带动散料盘101同步旋转，以便于使落入到圆台状凹槽102中的球形活性炭7由于散料盘101旋转时所产生的离心力被均匀甩入多个料斗6，进而避免上述情况的发生。
38.实施例4对进入到第一密封箱体1内部的废气以及由旋风分离器200排气端排出的气体进行分别收集，并进行甲苯含量检测，有旋风分离器200排气端排出的气体中甲苯剩余量约占废气中甲苯总量的4%，由此可知，本技术中提出的设备针对甲苯的实际净化效率约为96%。
39.对旋风分离器200的固体出料端所排出的球形活性炭7进行饱和度检测，进而了解到在该批次球形活性炭7中，95%以上球形活性炭7饱和率高于90%，剩余球形活性炭7饱和率高于86%，由此可知，本技术中提出的设备可以更好的使得球形活性炭7对废气中的甲苯进行吸附。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。