一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，包括气体缓冲罐、吸收装置、换热器、解吸装置、冷凝器、活性炭及活性炭纤维或分子筛等构成的吸附装置等；高浓度有机废气进入吸收装置，含有有机物的吸收液通过解吸装置再生，并得到纯的有机溶剂，吸收装置的低浓度排气进入吸附装置，经吸附后达标的气体从吸附装置顶部排放，吸附装置解附后的高浓度气体进入气体缓冲罐后再由风机送入吸收装置进行吸收。本实用新型应用范围广泛，同时适用于较高浓度和较低浓度的有机废气治理和有机物回收，净化效率高、产品回收率高、结构简单，制造成本低，运行费用低，实现了资源节约的经济效益和达标排放的环保效益。
【专利说明】
一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及有机气体的回收处理装置，尤其涉及一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置。
【背景技术】
[0002]挥发性有机化合物被称为V0Cs(Volatile Organic Compouds)一般是指在常温常压下饱和蒸气压> 70Pa、沸点< 260°C的有机化合物的总称，包括脂肪烃、芳香烃、含卤烃类、含氧烃类、含氮烃和含硫烃类等。广泛应用于各个化工工业过程，比如石油化工、制药、印刷、家具等行业，这些溶剂中一部分随废水排走，相当一部分以有机废气的形式排入到大气中。VOCs排放不但对人们的身体健康造成直接的伤害，对人们赖以生存的大气也同样造成破坏，还造成了资源浪费、安全隐患和生产高成本。
[0003]与S0x、N0x和颗粒物相比，VOCs的组成多，排放浓度波动大，治理技术体系复杂，涉及十多种技术及组合技术。挥发性有机废气的治理方法有很多，总的分为破坏法和回收法。破坏法又可分为燃烧法(包括直接燃烧、热力燃烧与催化燃烧)和生物法，回收法又可分为吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等。目前应用范围最广的治理技术主要包括吸附回收技术、吸附浓缩技术、催化燃烧技术、高温焚烧技术、低温等离子体技术和生物治理技术等。鉴于有机溶剂应用的行业很广、种类又很多，所以选择适当的回收方法是非常重要的。进行有机溶剂的资源化回收，即可满足环保排放要求实现环保效益，又可以实现资源循环利用、取得一定的经济效益。因此，有机溶剂回收技术成为人们非常关注的一个领域。
[0004]吸收是一种成熟的化工方法，在废气治理中也占有比较重要的地位。吸收技术是利用液体吸收剂与废气直接接触而从废气中移出有机物到吸收液。吸收分为物理吸收和化学吸收。溶剂回收为物理吸收，通常使用的吸收剂为水、柴油、煤油或其他难挥发溶剂等。当吸收剂吸收一定量的有机溶剂后，需再进一步处理将吸收剂解吸出有机溶剂。传统的解吸方式为变温或变压过程。由于地方对混合气中挥发性有机物的排放要求极其严格，为了保证处理好的气体能够达标排放，所以吸收过程的吸收液用量较大，吸收液中的挥发性有机物浓度也会较低，这给后续的蒸馏过程带来了很大的难度，需要使用较多的能源，所以回收成本很高。
[0005]冷凝法是最简单的回收技术，是将废气冷却，使其温度低于有机物的露点温度，使有机物冷凝成液滴，从废气中直接分离出来，进行回收。在通常操作条件下，由于有机物蒸气压的限制，离开冷凝器的排放气中仍含有一定浓度的V0C，一般不能满足环境排放标准。要获得高的回收率，系统需要很高的压力或很低的温度，设备费用显著地增加。
[0006]吸附法早已用于在印刷、电子、喷漆、胶粘剂等行业对苯、二甲苯、四氯化碳等有机溶剂进行回收。近几年来，由于更加严格的环保法规的制定和执行，在低浓度、大风量的有机气体回收处理中，吸附法装置应用日渐增多，但是吸附剂再生问题引起了极大关注，单床不再生的吸附方法逐渐被限制使用。为了提高吸附效率和降低运行成本，多床交替再生或转轮连续吸附解附工艺逐渐得到广泛应用。常用的吸附材料有活性炭、活性炭纤维、硅胶和分子筛等，活性炭使用广泛，颗粒炭、柱状炭和活性炭纤维都有使用，现场蒸汽再生或热气体再生，再生废气经冷凝回收其中的VOCs成分。分子筛为无机吸附材料，疏水分子筛广泛用于石化、喷涂等行业VOCs治理，在制药行业也开始使用。吸附法缺点在于需要对废气进行除尘、除水预处理，否则吸附效果会受影响，而且由于吸附剂的吸附容量限制，对于高浓度有机废气吸附剂需要频繁再生，所以并不适用吸附装置。
[0007]在实际应用中工业有机废气情况复杂，单一技术难以解决问题，因此需要根据废气特点选用多种技术形成技术组合，发挥不同技术的优势，达到处理目标。
【发明内容】
[0008]本实用新型是将吸收法与吸附法相结合来解决现在的废气治理问题，提出一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，整个装置只有一个气体排放口和一个有机物出口。通过合理设计吸收装置和吸附装置之间的有机物浓度，高浓度的有机气体通过冷凝器后进入吸收装置，经过吸收装置后的低浓度的有机气体通过吸附装置吸附后达标排放，吸附装置浓缩后的高浓度有机气体进入吸收装置，然后通过吸附装置把气体中的有机物完全吸附达到排放要求后达标排放。这样就可以在保证排放气体达标的情况下，把吸收液浓度提高，从而减少解吸的蒸汽量，并且减小解吸设备体积，从而使得投资费用和运行成本减少，极大的提高了项目经济性。将吸收装置和连续吸附装置进行系统耦合，可以有效的回收废气中的有机溶剂，达到有机物回收率大于99%，排放的气体中基本不含有机物，可达标排放。该装置适用于各种浓度的有机气体，能节省大量的能源消耗，可极大改善目前利用吸收法吸收有机溶剂能耗高、冷凝法回收效率低以及吸附法吸附再生频繁、运行成本高、运行过程安全隐患大的问题。
[0009]本实用新型所采取的技术方案是:一种近零排放的有机气体资源化回收处理装置，包括气体缓冲罐(I)，风机(2)，冷却器(3)，吸收装置(4)，打料栗(5)，换热器(6)，解吸装置(7)，输送栗(8)，冷凝器(9)，有机溶剂成品储罐(10)，除尘器(11)，吸附装置(12)，排气风机(13)，加热器(14);
[0010]吸收装置(4)顶部设有排气口与吸附装置(12)进气口相连，吸收装置含有机物的吸收液通过打料栗(5)流入换热器(6)进口，换热器的吸收液出口与解吸装置(7)的料液进口相连。
[0011]解吸装置(7)将解吸后的不含有机物的吸收液通过输送栗(8)送入换热器(6)吸收液进口，换热器(6)吸收液出口与吸收装置(4)的吸收液进口相连。解吸装置(7)解吸后的有机气体从解吸装置气体出口进入冷凝器(9)气体进口。
[0012]冷凝器(9)的有机溶剂出口与有机溶剂成品储罐(10)进口相连，不凝气出口与吸附装置(12)进气口相连。
[0013]吸附装置(12)的进气口与除尘器(11)的气体出口相连，吸附装置(12)吸附净化后的空气经排气风机(13)排出。吸附装置(12)进口部分气体经加热器(14)通入吸附装置(12)中高温解附，解附后含有有机溶剂的高浓度气体送入气体缓冲罐(I)入口，进而进行有机溶剂吸收。
[0014]对于较高浓度的有机废气通过气体缓冲罐和风机进入吸收装置进行吸收，通过筛选吸收剂，提高吸收装置的效率，控制吸收液的浓度，吸收装置的排气为低浓度有机气体进入活性炭、活性碳纤维、分子筛等构成的吸附装置，经吸附后达标的气体从吸附装置顶部气体排空口排放。吸附装置解附的含有有机物的高浓度气体进入气体缓冲罐后再进入吸收装置进行吸收。吸收装置出来的吸收液通过解吸装置再生，得到纯的有机溶剂。
[0015]对于较低浓度的有机废气，可以在除尘预处理后进入活性炭、活性碳纤维、分子筛等构成的吸附装置，经吸附后达标的气体从顶部气体排空口排放。吸附装置解附的含有有机物的高浓度气体进入气体缓冲罐后再由风机送入吸收装置进行吸收。吸收装置出来的吸收液通过解吸装置再生，得到纯的有机溶剂。
[0016]吸收装置内设有I?3级液体分布器，内部分布有塔板或填料。吸收液为水、尚子液体、高沸点的烷烃、N-甲基吡咯烷酮、机油、白油、环糊精中的一种或几种的混合溶液。
[0017]解吸装置内设有I?3级液体分布器，内部分布有塔板或填料。
[0018]吸附装置可设有I?5级，以提高回收效率及连续运行。
[0019]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本实用新型适用范围广，适用于较高浓度和较低浓度有机废气的治理，净化效率高、最大限度地实现了有机物质的资源化回收、结构简单、制造成本低，一次性投资小，运行费用低;将吸收装置和吸附装置结合，可以解决吸收装置净化不彻底、成本高以及吸附装置本身适用范围较窄的问题，高效率的净化废气并回收废气中的有机溶剂，同时实现资源节约的经济效益和达标排放的环保效益。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0021]图1是本实用新型的结构不意图；
[0022]图1包括气体缓冲罐1，风机2，冷却器3，吸收装置4，打料栗5，换热器6，解吸装置7，输送栗8，冷凝器9，有机溶剂成品储罐10，除尘器11，吸附装置12，排气风机13，加热器14;
【具体实施方式】
[0023]实施例1:含有丙酮的高浓度有机气体进入气体缓冲罐I通过风机2、冷却器3进入吸收装置4进气口，吸收装置4顶部设有排气口与吸附装置12进气口相连，吸收装置含丙酮的料液通过打料栗5进入换热器6，换热后的丙酮溶液进入解吸装置7的料液进口。
[0024]解吸装置7将解吸后的不含丙酮的水溶液，通过输送栗8送入换热器6吸收液进口，进行换热后进入吸收装置4的吸收液进口。解吸装置7解吸后的有机气体从解吸装置气体出口进入冷凝器9气相进口。
[0025]冷凝器9的有机溶剂出口与有机溶剂成品储罐10进口相连，不凝气进入吸附装置12的进气口。
[0026]来自吸收装置顶部排气的低浓度有机气体进入吸附装置12，吸附装置吸附净化后的空气经排气风机13排出，部分低浓度的有机气体经加热器14后在吸附装置12中解附，解附后含有有机溶剂的高浓度气体送入气体缓冲罐I，进而进行有机溶剂吸收。
[0027]吸收装置内设有2级液体分布器，内部分布有塔板或填料;解吸装置内设有2级液体分布器，内部分布有塔板或填料;吸附装置为分子筛转轮浓缩装置，以提高回收效率及连续运行。
[0028]实施例2:含有二氯甲烷的低浓度有机气体经过除尘器11进入吸附装置12，吸附装置吸附净化后的气体经排气风机13排出，部分低浓度的有机气体经加热器14后在吸附装置12中解附，解附后含有有机溶剂的高浓度气体送入气体缓冲罐I。
[0029]气体缓冲罐I通过风机2、冷却器3进入吸收装置4进气口，吸收装置4顶部设有排气口与吸附装置12进气口相连，吸收装置含有机物的料液通过打料栗5进入换热器6，换热后的料液进入解吸装置7的料液进口。
[0030]解吸装置7将解吸后的不含有机物的吸收液，通过输送栗8送入换热器6吸收液进口，进行换热后进入吸收装置4的吸收液进口。解吸装置7解吸后的有机气体从解吸装置气体出口进入冷凝器9气相进口。
[0031 ]冷凝器9的有机溶剂出口与有机溶剂成品储罐10进口相连，不凝气进入吸附装置12的进气口。
[0032]吸收装置内设有2级液体分布器，内部分布有塔板或填料;解吸装置内设有2级液体分布器，内部分布有塔板或填料;吸附装置为三箱两吸活性炭吸附浓缩塔，以提高回收效率及连续运行。
【主权项】
1.一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，其特征在于:包括气体缓冲罐(I)，风机(2)，冷却器(3)，吸收装置(4)，打料栗(5)，换热器(6)，解吸装置(7)，输送栗(8)，冷凝器(9)，有机溶剂成品储罐(10)，除尘器(11)，吸附装置(12)，排气风机(13)，加热器(14); 吸收装置(4)顶部设有排气口与吸附装置(12)进气口相连，吸收装置含有机物的吸收液通过打料栗(5)流入换热器(6)进口，换热器的吸收液出口与解吸装置(7)的料液进口相连； 解吸装置(7)将解吸后的不含有机物的吸收液通过输送栗(8)送入换热器(6)吸收液进口，换热器(6)吸收液出口与吸收装置(4)的吸收液进口相连;解吸装置(7)解吸后的有机气体从解吸装置气体出口进入冷凝器(9)气体进口 ； 冷凝器(9)的有机溶剂出口与有机溶剂成品储罐(10)进口相连，不凝气出口与吸附装置(12)进气口相连； 吸附装置(12)的进气口与除尘器(11)的气体出口相连，吸附装置(12)吸附净化后的空气经排气风机(13)排出；吸附装置(12)进口部分气体经加热器(14)通入吸附装置(12)中高温解附，解附后含有有机溶剂的高浓度气体送入气体缓冲罐(I)入口，进而进行有机溶剂吸收。2.如权利要求1所述的一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，其特征在于:吸收装置(4)内设有I?3级液体分布器，装置内部分布有塔板或填料。3.如权利要求1所述的一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，其特征在于:解吸装置(7 )内设有I?3级液体分布器，装置内部分布有塔板或填料。4.如权利要求1所述的一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，吸附装置(12)为固定式或转轮式吸附浓缩装置，其特征在于:吸附材料选用分子筛、硅胶、活性炭、活性炭纤维、介孔碳材料。5.如权利要求1所述的一种近零排放的VOCs气体资源化回收处理装置，其特征在于:吸收液为水、离子液体、高沸点的烷烃、N-甲基吡咯烷酮、机油、白油、环糊精中的一种或几种的混合溶液。
【文档编号】B01D53/18GK205495288SQ201620039041
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月17日
【发明人】周志茂, 张桂华
【申请人】张桂华, 周志茂