一种活性炭吸脱附工艺的制作方法

本发明涉及工业有机废气治理，具体地说是一种活性炭吸脱附工艺。

背景技术：

目前市面上流行的活性炭吸脱附工艺有的利用to/co炉作为氧化装置，由于进出口温差大，造成能耗高。现有技术的吸脱附工艺中，脱附的热气流补入了大量新风才将温度降到合适脱附的温度，而带入新风就带入大量的氧，因此容易着火。还存在工艺中配风降温不好控制。因此发明了一种全新的利用活性炭吸附和rco脱附的工艺，这种工艺很好地解决了现有活性炭吸脱附工艺的能耗大，着火风险大以及活性炭使用寿命短的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述的问题，本发明提供了一种活性炭吸脱附工艺，其特征在于，工艺步骤如下：

1）工业有机废气经过过滤器之后依次进入吸附塔、吸附风机、活性炭吸附进口阀门、活性炭吸附出口阀门、活性炭脱附进口阀门、活性炭脱附出口阀门以及保护气体阀门、吸附风机、排放管路进入热风脱附；

2）活性炭中的有机物的脱附是用热风脱附，脱附出来的小风量高浓度废弃是采用rco/rto氧化装置进行氧化，在氧化装置的出口连接有新风阀设置有混入新风降温，新风作为加入氧化过程需要的氧的补给在氧化装置入口端补入：

氧化装置可以是高性能rto装置也可以是rco装置，最多是采用rco装置，包含rco/rto设备，新风阀补入氧化过程需要的氧、阻火器、预热循环阀用于预热rco/rto装置，调节阀一控制让多余的热风排放、加热器实现变温脱附、脱附风机；

利用rco/rto氧化后的低氧废气，在进入活性炭罐对活性炭床进行脱附；脱附出来的高浓度废气在进入rco/rto氧化装置前补入新风，增加氧化过程需要的氧；

3）脱附能耗低时基于rco/rto装置的进出口温差小而实现，控rco/rto装置的温度低于活性炭安全脱附的温度，通过控制加热器实现对活性炭吸附的有机物进行变温脱附工艺；

4）在rco的高温旁通和脱附气流之间设置一台换热器，在换热器的高温气流出口后面设置一台调节阀以及三通阀们可以在利用高温气流的热量将脱附气流进一步加热，以节约能耗，设置三通阀们可以控制高温气流（换热降温后）进入脱附气流管路进行混热以提高脱附风温，或者将这股气流导向烟囱排放。

作为优选，针对rco/rto氧化室的高温，可以在rco/rto的氧化室设置高温旁通，设置高温旁通可以在脱附出来的有机废气的有机物浓度过高，或者有机物的热值过高造成氧化室的温度高于催化剂正常忍受的高温时，可以通过热旁通引出一股高温气流，将热量从氧化室带走控制氧化室温度保护催化剂。

作为优选，在加热器前设计安装热稳定炉；因为rco/rto出口温度是波动的，为了活性炭的变风量脱附和稳定脱附，需要加热器来调整脱附风温度，增设热稳定炉后，加热器的入口温度就稳定，加热器的加热控制更加简单，运行也更加稳定。

作为优选，活性炭材料也可以采用吸附有机物的沸石材料替代。

作为优选，采用稀土催化剂，本发明的rco填装的催化剂是最新技术的稀土氧化型催化剂，制备温度为750℃，催化剂可以忍受高温；脱附气流中的有机物浓度变高造成氧化室温度升高，依照热平衡，需要调整rco的出口温度，将多余热量排走，这样就会造成rco的出口温度超过活性炭的安全脱附温度，因为氧化型催化剂可以忍受高温就可以稳定rco的出口温差，稳定脱附工艺，保证变温脱附和不加冷风的低氧脱附工艺。

本发明有益效果：

1）、活性炭床的合理设计不但使保证废气在活性炭吸附罐中的吸附床的流场均匀，流速设计合理，也要保证吸附过程（也是有废气中的有机物从气态变成液态的相变过程）产生的热量可以及时散掉，不会导致在活性炭吸附的有机物的相变热量不断的累积造成活性炭床升温造成危险。

全新活性炭吸附工艺的活性炭对有机物的吸附设计是按照小于1500pa的压损设计，废气在活性炭床的流速按照0.6米/秒的流速设计，废气在活性炭床中的流场设计保证废气是均匀通过活性炭；这些参数保证了活性炭吸附过程（也是有机物从气态变成液态的相变过程）产生的热量可以散掉，不会在活性炭中累积造成活性炭床升温造成危险。同时活性炭吸附床的吸附进出口和脱附进出口都有零泄露的气动控制阀门，这些阀门即使在失控时（失电、失气）都会自动关闭，活性炭床安装有温度传感器检测活性炭的温度，一旦发现温度超过危险温度就会自动将所有阀门关闭，如果温度急剧上升还会打开保护气，让保护气进入吸附床降低氧含量保证活性炭不会着火。

2）采用低氧废气进行脱附

利用rco/rto氧化后排出的气体作为脱附气流，降低了脱附气流中的氧含量，避免了因为有机物和氧充分接触造成的氧化剧烈而发生的燃烧。

3）变温脱附工艺

在活性炭脱附的不同阶段，针对活性炭中有机物的浓度不一样，脱附气流的温度不一样，初期有机物多超低温脱附，后期有机物少脱附气流温度逐步提升，在不同时期采用不同的脱附温度维持一个相对缓慢有效的稳定脱附过程，脱附出来的有机物维持相对稳定的浓度。因为rco/rto的出口温差小，rco/rto出口气流（用来脱附活性炭有机物的脱附气流）的温度只有70-75摄氏度，而全新工艺活性炭脱附的安全温度在85-130摄氏度，因为通过控制对rco出口气流的加热可以实现85-130摄氏度的变温脱附。

4）采用优质蓄热材料（氧化型催化剂）作为保障

实现1）和2）的关键技术是控制rco/rto进出口温差的核心技术，采用优质的填装rco/rto的蓄热材料（rco有氧化型催化剂）我们可以控制rco/rto的进出口温差在10-15摄氏度，保证rco/rto氧化室氧化后的有机废气排出的温度不需要靠冷风机的补风来实现降温，不会给脱附气流补入新的氧含量，活性炭在脱附时不会有着火危险。

5）因为rco/rto的进出口温差小，氧化装置的能耗低，运行更节能。

6）rco/rto是蓄热氧化装置，氧化系统启动可以在谷值电价时独立启动，系统运行费用进一步降低。

7）氧化装置运行更安全

全新工艺的变温脱附技术，得到脱附气流的有机物浓度在600-1000毫克左右，在合适的浓度下的废气在阀门切换造成的碰撞不会发生爆炸危险。

rco/rto的氧化室和底部风道之间有超过1000毫米的陶瓷小孔阻隔（3*3毫米小孔），这些小孔起到最好的阻火作用，所以高浓度废气在rco/rto装置的氧化室内氧化不会造成明火传递到底部低温空间。

氧化设备在预热时预热循环阀门打开，切断阀一关闭，rco/rto预热器留在脱附风机的驱动下实现短路循环运行将氧化装置预热，在运行脱附时预热循环阀关闭，切断阀一打开，需要脱附的活性炭罐的脱附进出口阀门打开，吸附进出口阀门关闭，脱附风进入活性炭床进行脱附，脱附出来的高浓度废气在进入rco/rto之前补入新风，氧化后的气体一部分经调节阀一排走，另一部分就是脱附气流经调节阀二的流量控制进入加热器得到适合不同脱附阶段的温度的脱附热风进入活性炭床。

与旧工艺相比，本发明的有益效果是：脱附运行费用低、脱附安全可靠，活性炭脱附效果好，活性炭使用寿命大大提高。

附图说明

图1是本发明工艺流程结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种活性炭吸脱附工艺，其特征在于，工艺步骤如下：

1）工业有机废气经过过滤器之后依次进入吸附塔、吸附风机、活性炭吸附进口阀门、活性炭吸附出口阀门、活性炭脱附进口阀门、活性炭脱附出口阀门以及保护气体阀门、吸附风机、排放管路进入热风脱附；

2）活性炭中的有机物的脱附是用热风脱附，脱附出来的小风量高浓度废弃是采用rco/rto氧化装置进行氧化，在氧化装置的出口连接有新风阀设置有混入新风降温，新风作为加入氧化过程需要的氧的补给在氧化装置入口端补入：

氧化装置可以是高性能rto装置也可以是rco装置，最多是采用rco装置，包含rco/rto设备，新风阀补入氧化过程需要的氧、阻火器、预热循环阀用于预热rco/rto装置，调节阀一控制让多余的热风排放、加热器实现变温脱附、脱附风机；

利用rco/rto氧化后的低氧废气，在进入活性炭罐对活性炭床进行脱附；脱附出来的高浓度废气在进入rco/rto氧化装置前补入新风，增加氧化过程需要的氧；

3）脱附能耗低时基于rco/rto装置的进出口温差小而实现，控rco/rto装置的温度低于活性炭安全脱附的温度，通过控制加热器实现对活性炭吸附的有机物进行变温脱附工艺；

4）在rco的高温旁通和脱附气流之间设置一台换热器，在换热器的高温气流出口后面设置一台调节阀以及三通阀们可以在利用高温气流的热量将脱附气流进一步加热，以节约能耗，设置三通阀们可以控制高温气流（换热降温后）进入脱附气流管路进行混热以提高脱附风温，或者将这股气流导向烟囱排放。

作为优选，针对rco/rto氧化室的高温，可以在rco/rto的氧化室设置高温旁通，设置高温旁通可以在脱附出来的有机废气的有机物浓度过高，或者有机物的热值过高造成氧化室的温度高于催化剂正常忍受的高温时，可以通过热旁通引出一股高温气流，将热量从氧化室带走控制氧化室温度保护催化剂。

作为优选，在加热器前设计安装热稳定炉；因为rco/rto出口温度是波动的，为了活性炭的变风量脱附和稳定脱附，需要加热器来调整脱附风温度，增设热稳定炉后，加热器的入口温度就稳定，加热器的加热控制更加简单，运行也更加稳定。

作为优选，活性炭材料也可以采用吸附有机物的沸石材料替代。

作为优选，采用稀土催化剂，本发明的rco填装的催化剂是最新技术的稀土氧化型催化剂，制备温度为750℃，催化剂可以忍受高温；脱附气流中的有机物浓度变高造成氧化室温度升高，依照热平衡，需要调整rco的出口温度，将多余热量排走，这样就会造成rco的出口温度超过活性炭的安全脱附温度，因为氧化型催化剂可以忍受高温就可以稳定rco的出口温差，稳定脱附工艺，保证变温脱附和不加冷风的低氧脱附工艺。

本发明有益效果：

1）、活性炭床的合理设计不但使保证废气在活性炭吸附罐中的吸附床的流场均匀，流速设计合理，也要保证吸附过程（也是有废气中的有机物从气态变成液态的相变过程）产生的热量可以及时散掉，不会导致在活性炭吸附的有机物的相变热量不断的累积造成活性炭床升温造成危险。

全新活性炭吸附工艺的活性炭对有机物的吸附设计是按照小于1500pa的压损设计，废气在活性炭床的流速按照0.6米/秒的流速设计，废气在活性炭床中的流场设计保证废气是均匀通过活性炭；这些参数保证了活性炭吸附过程（也是有机物从气态变成液态的相变过程）产生的热量可以散掉，不会在活性炭中累积造成活性炭床升温造成危险。同时活性炭吸附床的吸附进出口和脱附进出口都有零泄露的气动控制阀门，这些阀门即使在失控时（失电、失气）都会自动关闭，活性炭床安装有温度传感器检测活性炭的温度，一旦发现温度超过危险温度就会自动将所有阀门关闭，如果温度急剧上升还会打开保护气，让保护气进入吸附床降低氧含量保证活性炭不会着火。

2）采用低氧废气进行脱附

利用rco/rto氧化后排出的气体作为脱附气流，降低了脱附气流中的氧含量，避免了因为有机物和氧充分接触造成的氧化剧烈而发生的燃烧。

3）变温脱附工艺

在活性炭脱附的不同阶段，针对活性炭中有机物的浓度不一样，脱附气流的温度不一样，初期有机物多超低温脱附，后期有机物少脱附气流温度逐步提升，在不同时期采用不同的脱附温度维持一个相对缓慢有效的稳定脱附过程，脱附出来的有机物维持相对稳定的浓度。因为rco/rto的出口温差小，rco/rto出口气流（用来脱附活性炭有机物的脱附气流）的温度只有70-75摄氏度，而全新工艺活性炭脱附的安全温度在85-130摄氏度，因为通过控制对rco出口气流的加热可以实现85-130摄氏度的变温脱附。

4）采用优质蓄热材料（氧化型催化剂）作为保障

实现1）和2）的关键技术是控制rco/rto进出口温差的核心技术，采用优质的填装rco/rto的蓄热材料（rco有氧化型催化剂）我们可以控制rco/rto的进出口温差在10-15摄氏度，保证rco/rto氧化室氧化后的有机废气排出的温度不需要靠冷风机的补风来实现降温，不会给脱附气流补入新的氧含量，活性炭在脱附时不会有着火危险。

5）因为rco/rto的进出口温差小，氧化装置的能耗低，运行更节能。

6）rco/rto是蓄热氧化装置，氧化系统启动可以在谷值电价时独立启动，系统运行费用进一步降低。

7）氧化装置运行更安全

全新工艺的变温脱附技术，得到脱附气流的有机物浓度在600-1000毫克左右，在合适的浓度下的废气在阀门切换造成的碰撞不会发生爆炸危险。

rco/rto的氧化室和底部风道之间有超过1000毫米的陶瓷小孔阻隔（3*3毫米小孔），这些小孔起到最好的阻火作用，所以高浓度废气在rco/rto装置的氧化室内氧化不会造成明火传递到底部低温空间。

氧化设备在预热时预热循环阀门打开，切断阀一关闭，rco/rto预热器留在脱附风机的驱动下实现短路循环运行将氧化装置预热，在运行脱附时预热循环阀关闭，切断阀一打开，需要脱附的活性炭罐的脱附进出口阀门打开，吸附进出口阀门关闭，脱附风进入活性炭床进行脱附，脱附出来的高浓度废气在进入rco/rto之前补入新风，氧化后的气体一部分经调节阀一排走，另一部分就是脱附气流经调节阀二的流量控制进入加热器得到适合不同脱附阶段的温度的脱附热风进入活性炭床。

与旧工艺相比，本发明的有益效果是：脱附运行费用低、脱附安全可靠，活性炭脱附效果好，活性炭使用寿命大大提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。