一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的工艺以及设备的制作方法

本发明涉及一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的工艺以及设备，属于吸附剂再生处理技术领域。

背景技术：

有机废气处理是指对工业生产过程中产生的有机废气进行吸附、过滤、净化的处理工作。通常有机废气处理有甲醛有机废气处理、苯甲苯二甲苯等苯系物有机废气处理、丙酮丁酮有机废气处理、乙酸乙酯废气处理、油雾有机废气处理、醛类有机废气处理、苯乙烯、丙烯酸有机废气处理、树脂有机废气处理、添加剂有机废气处理、漆雾有机废气处理、天那水有机废气处理等含碳氢氧等有机物的空气净化处理方式。

有机废气处理特点：有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。在有机废气处理时普遍采用的是有机废气活性炭吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。一般推荐使用等离子法，因为低温等离子法具有去除效率高使用方便的特点。比较好的有机废气处理方法是催化氧化净化系统，废气处理设计周密、层层净化过滤废气，效果较好。

行业内为节省初期投资普遍采用活性炭吸附法：通过活性炭吸附废气，当吸附饱和后，活性炭脱附再生，将废气吹脱后催化燃烧，转化为无害物质，再生后的活性炭继续使用。当活性炭再生到一定次数后，吸附容量明显下降，则需要再生或更新活性炭。此时应注意旧活性炭属于危险废物，不能随意弃置，应由专业危废回收单位统一收集处理处置。

活性炭是目前处理有机废气使用最多的方法，对苯类废气具有良好的吸附性能，但对烃类废气吸附性较差。主要缺点是运行成本较高，不适合于湿度大的环境。目前采用的吸附型活性炭在工业方面的应用主要涉及为尾气吸附和有害气体吸附，大多采用的为柱状活性炭，其中木质柱状活性炭吸附效果较好，被广泛采用，逐渐取代了旧有的煤质活性炭吸附的方式。

国内传统的有机废气200℃温度脱附后焚烧工艺能脱附处理沸点200℃以下的有机物，无法吸附200℃以上高沸点的有机物，其脱附效果不佳，有爆炸的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的工艺以及设备。

本发明采用如下技术方案：一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的设备，包括吸附再生罐，所述吸附再生罐的一侧设置有进气管，所述吸附再生罐的另一侧通过蒸汽管道连接有蒸汽再加热器，所述吸附再生罐的底部分别设置有排气管和冷凝水排水管，所述吸附再生罐内盛装有活性炭，所述吸附再生罐内部设置有蒸汽喷射装置，所述蒸汽喷射装置包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，所述次级蒸汽管道上设置有若干个蒸汽喷嘴。

进一步的，所述进气管上设置有除雾器。

进一步的，所述进气管上设置有阻火器。

进一步的，所述排气管上设置有变频风机。

进一步的，所述蒸汽管道上设置有温度监测装置。

采用一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的工艺，包括如下步骤：

（1）吸附阶段：将待处理的有机废气通入至吸附再生罐中，在吸附再生罐中有机废气由吸附再生罐中的活性炭吸附处理，处理后的气体经吸附再生罐底部的排气管排至变频风机中，吸附再生罐中的活性炭饱和后停止通入有机废气，直至无气体从排气管排出；

（2）升温加热挥发阶段：启动蒸汽再加热器制备过热蒸汽，过热水蒸气快速升温至200~1000℃，压力为0.1~2.0bar，随后通过预埋在活性炭层内含蒸汽喷嘴的蒸汽喷射装置向吸附再生罐内通入过热蒸汽，将过热蒸汽均匀喷射至吸附再生罐内的活性炭上，在原位对吸附再生罐内活性炭加热；

（3）高温保温、高温脱附或高温裂解碳化脱附阶段：对吸附再生罐（1）中的活性炭加热，将活性炭加热至温度为200~800℃后持续保温，保温时间为0.5-24h，活性炭吸附的有机物在高温下被直接脱附或经过高温裂解、碳化后脱附；

（4）吹扫、活化再生、冷却阶段：调整蒸汽再加热器（5）向吸附再生罐中持续通入低于200℃的过热蒸汽对活性炭表面进行吹扫降温，过热蒸汽压力0.1~2.0bar，吹扫时间2.0~3.0h，吹扫结束后，关闭蒸汽再加热器停止过热蒸汽通入，使吸附再生罐中的活性炭自然冷却至室温，完成活性炭的活化再生。

本发明装置结构简单，设计紧凑，使用方便，安装维修成本较低，能够实现用于有机废气吸附的活性炭的在线原位脱附再生，具有良好的脱附再生效果，脱附再生工艺步骤简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记：吸附再生罐1、进气管2、蒸汽管道3、蒸汽再加热器4、排气管5、冷凝水排水管6、活性炭7、次级蒸汽管道8、蒸汽喷嘴9、除雾器10、阻火器11、变频风机12、主蒸汽管道13。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示：一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的设备，包括吸附再生罐1，吸附再生罐1的一侧设置有进气管2，吸附再生罐1的另一侧通过蒸汽管道3连接有蒸汽再加热器4，吸附再生罐1的底部分别设置有排气管5和冷凝水排水管6，吸附再生罐1内盛装有活性炭7，吸附再生罐1内部设置有蒸汽喷射装置，蒸汽喷射装置包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道8，次级蒸汽管8上设置有若干个蒸汽喷嘴9，进气管上设置有除雾器10，进气管2上设置有阻火器11，排气管5上设置有变频风机12，蒸汽管道3上设置有温度监测装置。

采用一种活性炭吸附挥发性有机物以及吸附饱和后活性炭原位脱附再生的工艺，包括如下步骤：

（1）吸附阶段：将待处理的有机废气通入至吸附再生罐1中，除雾器10用于除去有机废气中的水雾，阻火器11能够防止有机废气中的易燃气体进入吸附再生罐1，在吸附再生罐1中有机废气由吸附再生罐1中的活性炭吸附处理，处理后的气体经吸附再生罐1底部的排气管5排至变频风机12中，吸附再生罐1中的活性炭饱和后停止通入有机废气，直至无气体从排气管5排出；

（2）升温加热挥发阶段：启动蒸汽再加热器4制备过热蒸汽，过热水蒸气快速升温至200~1000℃，压力为0.1~2.0bar，随后通过预埋在活性炭层内含蒸汽喷嘴9的蒸汽喷射装置向吸附再生罐1内通入过热蒸汽，将过热蒸汽均匀喷射至吸附再生罐1内的活性炭上，在原位对吸附再生罐1内活性炭加热；

（3）高温保温、高温脱附或高温裂解碳化脱附阶段：对吸附再生罐（1）中的活性炭加热，将活性炭加热至温度为200~800℃后持续保温，保温时间为0.5-24h，活性炭吸附的有机物在高温下被直接脱附或经过高温裂解、碳化后脱附；

（4）吹扫、活化再生、冷却阶段：调整蒸汽再加热器4向吸附再生罐1中持续通入低于200℃的过热蒸汽对活性炭表面进行吹扫降温，过热蒸汽压力0.1~2.0bar，吹扫时间2.0~3.0h，吹扫结束后，关闭蒸汽再加热器4停止过热蒸汽通入，使吸附再生罐中的活性炭自然冷却至室温，完成活性炭的活化再生。