一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置

1.本发明涉及吸附床处理器领域，具体为一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置。


背景技术：

2.挥发性有机化合物vocs通常指在常压下沸点低于250℃且能够自行挥发的有机溶液或固体一类物质的总称。由于vocs可以在大气中发生一系列光化学反应，生成部分具有致癌性的气溶胶，也是雾霾天气的主要成因，因此世界各国制定了一系列严格的vocs排放标准。
3.vocs的处理方法有吸附法、吸收法、燃烧法和生物处理法等，其中又以吸附法应用最为广泛。吸附法按照吸附设备类型主要分为固定床吸附、移动床吸附和流化床吸附三大类。固定床由于其吸附效果好是目前国内最常用的吸附设备，但其具有床层散热效果差，吸附剂容易发生自燃，设备占地面积大且只适合间歇操作等缺点；流化床则对吸附剂的强度和耐磨性要求较高，否则吸附剂会在流化过程碎裂，且流化床要求废气的气速操作范围位于起始流化气速和带出速度之间；传统的移动床设备结构较为复杂，气体阻力一般较大，运行维护费用高且吸附剂利用效率三者中最低因此致其应用相对较少。
4.韩国专利kr20200133994a公开了《具有多层移动床的吸附-解吸装置及使用该装置处理挥发性有机化合物的方法》，吸附装置内有多孔板形成的“之”字型曲折通道，吸附剂从上部进入并依靠重力在通道内移动，气体从吸附装置下部进入并穿过多孔板与通道内流动的吸附剂接触，然后从装置上部排出。吸附后的吸附剂流动到吸附装置下部的脱附器内进行高温吹扫脱附，然后脱附后的吸附剂再送回吸附装置循环使用。
5.日本专利jp2009178711a公开了《挥发性有机化合物的移动床式连续浓缩系统和方法》，装置内有吸附区域、脱附加热区域和冷却区域，不同区域由一个或多个蜂窝状的小单元模块组成，各区域连接处利用阀门来隔绝气路防止窜气。每个模块内装填吸附剂，模块可以通过装置内的执行器，按照一定顺序在装置内移动，吸附过的模块依次移动至脱附区域加热脱附再移动至冷却区域冷却，最后回到吸附热区域完成循环。该发明通过使装填吸附剂的模块不断移动来达到类似移动床吸附的效果，不过装置结构较为复杂，且需要额外提供动力的执行器来驱动模块移动。
6.世界专利wo2004043564a2发明了《移动床吸附器/解吸器和低流量（高产量）解吸器装置及其使用方法》，该装置吸附主体结构为多个叠加起来的“人”型截面腔室，吸附剂从上方落料口落入后均匀分散于左右两个通道中，通道的下约束面是由一片片叶片叠成类似“百叶窗”的结构，上约束面是类似多孔板的平面，孔眼的直径小于吸附剂直径。上约束面连接有厚度调节器，通过调节与下约束面的距离调节床层厚度。污染气体从装置下方入口管进入后从左右两个腔室的下约束面的叶片间穿过并进入吸附剂通道与其中向下流动的吸附剂接触，吸附后的气体从流道上约束面的多孔网流出，最后汇聚到装置顶部的气体出口管排出。
7.中国专利cn113069887a公开了《一种多层网孔移动床废气吸附净化系统》，移动床内为传送带组成的多层吸附层，吸附剂位于传送带之上并依靠传送带由最上层依次向下一级运输，废气则从吸附器最下面进入并向上依次穿过每一级吸附层，净化后从最上级排出。脱附单元和冷却单元内结构和运行方式和吸附器类似，吸附器中最下级吸附饱和的吸附剂被送入脱附单元最上级，由传送带依次向下级运输同时在高温下被吹扫气脱附，脱附后的吸附剂被送入冷却单元以的方式进行冷却再送回吸附器。
8.中国专利cn104971569a公开了《一种颗粒物移动床除尘装置及其除尘方法》，除尘装置的主体为一颗粒移动床，内部填充颗粒物。含尘气体先经过旋风分离器后进入颗粒移动床，逆流接触后从颗粒床上口进入颗粒清灰器然后排出。颗粒床内颗粒不断通过下部管道流入运输管并被喷射输送器送回颗粒清灰器内，然后通过星型下料器落回颗粒床完成循环过程。
9.中国专利申请cn86104137公开了《移动床活性炭吸附-解吸装置》，采用连续、分段、多级倾斜移动床结构，装置上部为吸附部分，下部依次为解吸、干燥、冷却部分，废气从中部进入向上与活性炭进行多级接触完成吸附，下部的活性炭被过热蒸汽加热解吸后经过干燥和冷却后再输送回装置顶部完成循环，解吸出的有机蒸汽被水蒸气一起送入吸附-解吸塔外部的冷凝器冷凝并回收有机溶剂。此技术具有连续、效率高的优点，但此移动床设备结构复杂，且为了防止装置内窜气现象发生，不同区域间的气体密封性要求较高。
10.中国专利申请cn102580461b公开了《一种移动床活性炭连续吸脱附装置》，该装置主体为一装有活性炭颗粒的移动床吸附器，上方有用于供应活性炭的集料仓，下方通过星型进料器与再生器相连，再生器下方有另一星型下料器控制下料。再生后的活性炭在吹扫气的作用下进入干燥器然后经过旋风分离器分离后输送回集料仓完成循环。该发明中的移动床吸附器为传统移动床形式，气体与吸附剂为逆流接触，床层阻力较大。
11.中国专利申请cn108404601a公开《超重力移动吸附床吸附气体设备》，该设备有固定床模式、移动床模式和旋转床模式，设备包括吸附柱，吸附柱中装有吸附剂，根据不同浓度和气速的废气，通过改变吸附剂在吸附柱中的流速和吸附柱的转速以及吸附剂进出口的开闭来改变设备的运行模式，该申请采用各种模式分别进行吸附和饱和吸附剂脱附过程，实现高效、连续的吸附、脱附过程，但该装置模式的切换必须通过电机不断控制吸附柱的转速来调节，操作略过于复杂。
12.综上而言，目前的移动床专利研究大多结构仍较为复杂，从而导致设备造价较高、维护次数较多，且气固多为逆流接触，具有较大的流动阻力，对于进口压力不高的废气还需要加压后才能运行，增加了操作费用，因此导致目前一些中小型的企业或者工厂移动床应用普及度不高。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
14.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置，包括移动床吸附器，所述移动床吸附器具有一个或多个串联连接的吸附器组件，每一所述吸附器组件均包括吸附器壳体、气体入口管、气体出口管、气体分布板与
排料锥；所述吸附器壳体具有吸附室、气体扩大段、气体收缩段、吸附剂进料段、吸附剂出料段，其中吸附室设于吸附器壳体中部，吸附室前后两面焊接有多孔金属网，且多孔金属网的孔眼直径小于吸附室内填充的吸附剂颗粒直径；所述气体扩大段呈四棱台形状，气体扩大段与吸附室前端面焊连，气体扩大段内布设有一气体分布板，气体扩大段端部焊装有气体入口管；所述气体收缩段呈四棱台形且其与吸附室后端面焊连，气体收缩段端部焊装有气体出口管。
15.优选的，吸附剂进料段、吸附剂出料段分别与吸附室的上端面、下端面焊接，吸附剂进料段、吸附剂出料段呈四棱台形，吸附剂进料段、吸附剂出料段与吸附室连通且其分别用于吸附剂的进料以及出料。
16.优选的，排料锥通过支架固定于吸附剂出料段内部，排料锥的上部呈四棱锥状，其下部呈四棱台状。
17.优选的，吸附剂出料段上还设有用于调节吸附剂下料量的吸附剂下料阀，吸附剂下料阀通过螺纹或法兰连接于吸附剂出料段。
18.优选的，上述移动床吸附器还包括吸附剂下料仓、吸附剂上料仓与气力输送风机，吸附剂下料仓用于暂存移动床吸附器出料的吸附剂，吸附剂下料仓上部为圆锥形，吸附剂下料仓通过提升管与吸附剂上料仓连接。
19.优选的，气力输送风机通过输风管道连接每一吸附器组件所对应的吸附剂下料仓。
20.优选的，吸附剂上料仓用于暂存下料仓通过气力输送上来的吸附剂，吸附剂上料仓上部顶盖设有多孔金属网，吸附剂上料仓下部与提升管焊连，且提升管伸入吸附剂上料仓内部一半的高度。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用简单的结构和设计，减少不必要的机械结构，同时通过废气与吸附剂以错流接触的吸附方式降低吸附过程的压降，整体上吸附剂以移动床形式流动，同时局部上来说气体以类似固定床的形式进行吸附，对于不同浓度的废气可以选用不同串联级数的吸附器，即保证了吸附效果，又可减少吸附过程的阻力损失，提高了吸附操作过程的经济效益。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明实施例1吸附剂进料段及其内部排料锥前视图和侧视图；图3为本发明实施例2的吸附器组件多级串联使用图。
23.图中：1、吸附室；2、气体扩大段；3、气体收缩段；4、气体入口管；5、气体出口管；6、吸附剂进料段；7、吸附剂出料段；8、多孔金属网；9、气体分布板；10、排料锥；11、吸附剂下料阀；12、吸附剂下料仓；13、吸附剂上料仓；14、提升管；15、气力输送风机。
具体实施方式
24.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。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.实施例1：请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置，包括移动床吸附器，所述移动床吸附器具有一个吸附器组件，吸附器组件均包括吸附器壳体、气体入口管4、气体出口管5、气体分布板9与排料锥10；所述吸附器壳体具有吸附室1、气体扩大段2、气体收缩段3、吸附剂进料段6、吸附剂出料段7，其中吸附室1设于吸附器壳体中部，吸附室1前后两面焊接有多孔金属网8，且多孔金属网8的孔眼直径小于吸附室1内填充的吸附剂颗粒直径；所述气体扩大段2呈四棱台形状，气体扩大段2与吸附室1前端面焊连，气体扩大段2内布设有一气体分布板9，气体扩大段2端部焊装有气体入口管4；所述气体收缩段3呈四棱台形且其与吸附室1后端面焊连，气体收缩段3端部焊装有气体出口管5。
28.在本实施例中，吸附剂进料段6、吸附剂出料段7分别与吸附室1的上端面、下端面焊接，吸附剂进料段6、吸附剂出料段7呈四棱台形，吸附剂进料段6、吸附剂出料段7与吸附室1连通且其分别用于吸附剂的进料以及出料。
29.在本实施例中，排料锥10通过支架固定于吸附剂出料段7内部，其作用是使得吸附室1内每一处吸附剂都以近似均一的下料速度移动，排料锥10的上部呈四棱锥状，其下部呈四棱台状。排料锥10的四棱锥两相邻斜面倾角θ1、θ2应大于所选吸附剂的安息角，四棱台两相邻斜面倾角θ5、θ6与吸附剂进料段分别所对应的斜面倾角θ3、θ4相同，且都应大于所选吸附剂安息角。
30.在本实施例中，吸附剂出料段7上还设有用于调节吸附剂下料量的吸附剂下料阀11，吸附剂下料阀11通过螺纹或法兰连接于吸附剂出料段7。
31.在本实施例中，对于单个吸附器（即单一吸附器组件），含有机挥发物的废气从气体入口管4进入气体扩大段2并穿过气体分布板9，气流被均布后通过多孔网进入吸附室1内，并与吸附室1内的吸附剂错流接触发生吸附作用，被净化后的气体穿过另一多孔网进入气体收缩段3，由于吸附室内不同高度的吸附剂剩余吸附容量不同，不同高度位置的出口气流浓度也不完全相同，因此通过收缩段3将气体收缩混合，使得出口气体浓度再度均一，最后从气体出口管5排出。与此同时吸附室内上方不断有吸附剂加入进来，下方吸附剂不断从出口排出，整体上吸附剂以移动床形式在吸附室1内自上向下缓慢流动，通过控制下料阀11的开度来控制移动床内吸附剂的移动速度。吸附室的高度尺寸要满足吸附剂到达出料段时未饱和或接近饱和，吸附室的厚度（即两个多孔网之间的距离）要保证气体穿过并吸附后，
出口气体浓度能降低到指定要求。
32.实施例2：请参阅图3，本发明提供一种技术方案：一种用于吸附含有机挥发物废气的移动床处理装置，包括移动床吸附器、吸附剂下料仓12、吸附剂上料仓13与气力输送风机15，所述移动床吸附器具有多个串联连接的吸附器组件，吸附剂下料仓12用于暂存移动床吸附器出料的吸附剂，吸附剂下料仓12上部为圆锥形，吸附剂下料仓12通过提升管14与吸附剂上料仓13相连接。
33.在本实施例中，气力输送风机15通过输风管道连接每一吸附器组件的吸附剂下料仓12。
34.在本实施例中，吸附剂上料仓13用于暂存吸附剂下料仓12通过气力输送上来的吸附剂，吸附剂上料仓13上部顶盖焊有多孔金属网，吸附剂上料仓13下部与提升管14焊连，且提升管14伸入吸附剂上料仓13内部一半的高度。
35.在本实施例中，由于吸附器组件受到高度及厚度两个尺寸的约束，对于浓度高气速大的废气，应将多个吸附器组件串联使用（本实施例为三个），气体逐级（与气体最先接触的吸附组件为第一级）的通过每个吸附器组件保证吸附效果，同时为了充分利用吸附剂的吸附容量，新鲜吸附剂从最后一级吸附器组件加入，从最后一级吸附器组件排出后落入与其连接的吸附剂下料仓12中，并被气力输送风机15送来的风通过提升管14送入与提升管14连接的吸附剂上料仓13，由于提升管14伸入上料仓13内一半高度且上料仓13顶部为金属多孔网，因此吸附剂从提升管吹入上料仓13后空气从多孔网排出，吸附剂则落入上料仓13底部，然后通过重力落入前一级吸附器组件的进料口，后续的吸附器组件吸附剂流动过程以此类推，直至从第一级吸附剂排出。对于多级吸附器形式，在本实施例中演示了三个吸附组件串联而成的吸附器形式，吸附器组件的吸附组件数量应根据实际情况需要进行调整。
36.在吸附器组件串联的实施例中，针对高浓度高气速的废气，若要保证吸附效果使用单一吸附组件吸附室厚度会过长，使得吸附室内吸附剂装填量量太大从而不能充分利用吸附剂的吸附容量，通过串联的方式来增加吸附剂与废气的接触时间，同时通过气力输送装置使得吸附剂在多个吸附组件流动，既保证了吸附效果充分利用吸附剂吸附容量，又可通过错流的方式减少吸附过程的阻力损失，提高了吸附操作过程的经济效益。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。