一种VOC废气回收处理系统及处理方法与流程

一种voc废气回收处理系统及处理方法
技术领域
1.本技术涉及废气处理回收设备的领域，尤其是涉及一种voc废气回收处理系统及处理方法。


背景技术：

2.voc是一类会对环境产生危害的挥发性有机化合物，如医药、化工、胶水、涂料以及油漆等行业是产生含voc废气的主要企业，这些企业产生的含voc废气还伴有较多的水分，需要通过专门的处理设备进行处理，而后才能排放到空气中。
3.目前的处理设备一般利用冷凝法将voc从废气中分离出来，但是冷凝温度一般在零度温度以下，此时废气中的水会结冰，因此采用冷凝法有可能导致管路冰堵，还需要进行改进。


技术实现要素：

4.为了改善由于含voc气体中存在水而导致voc的分离存在困难和安全隐患的问题，本技术提供一种voc废气回收处理系统及处理方法。
5.本技术提供的一种voc废气回收处理系统及处理方法采用如下的技术方案：一种voc废气回收处理系统及处理方法，包括转轮吸附器、废气排入通道以及废气排出通道；所述转轮吸附器包括吸附区，所述废气排入通道的出口与吸附区的进口连接，所述吸附区的出口与废气排出通道的进口连接；还包括循环部分，所述循环部分包括氮气排入通道、再生加热通道、分子筛脱水罐以及冷凝件；所述转轮吸附器还包括冷却区和再生区；所述氮气排入通道的进口与冷却区的进口连通，所述冷却区的出口和再生加热通道的进口连通，所述再生加热通道的出口再生区的进口连通，所述再生区的出口与分子筛脱水罐的进口连通，所述分子筛脱水罐的出口和冷凝件连通，所述冷凝件的气体出口与氮气排入通道连通。
6.通过采用上述技术方案，废气从废气排入通道经过并进入到吸附区，废气从吸附区出来后voc被脱附在吸附区，而后合格的废气经过废气排出通道被排走；循环部分基于冷却区和再生区的需求，气体由氮气排入通道进入到冷却区，气体将冷却区的热量带走后进入到转轮脱附加热器，转轮脱附加热器将气体加热至脱附温度再进入转轮再生区，携带有热量的气体穿过再生区后将再生区上的voc脱附出来，此时气体中的voc浓度高，含有高浓度voc的气体进入到分子筛脱水罐内进行脱水处理，此时气体为低含水量高浓度voc的气体；低含水量高浓度voc的气体进入到冷凝件内，voc在冷凝件内冷凝并与气体分离，脱去水和voc的气体从冷凝件的气体出口进入到氮气排入通道内，形成闭环，气体在闭环系统内往复流动，实现voc和水的收集。
7.可选的，还包括水回收部分，所述水回收部分包括分流通道、脱水罐脱附加热器以及回流通道，所述分流通道的进口与氮气排入通道连通，所述分流通道的出口与脱水罐脱附加热器的进口连通，脱水罐脱附加热器的出口与分子筛脱水罐的出口连通，所述分子筛
脱水罐的进口与回流通道的进口连通。
8.通过采用上述技术方案，当分子筛脱水罐饱和时，需要将水从分子筛脱水罐内脱附出来以便于持续吸水；氮气排入通道内的部分气体进入分流通道内，而后气体从分流通道跑到脱水罐脱附加热器内进行加热，携带有热量的气体穿过分子筛脱水罐后将内部的水分携带走，并通过回流通道离开分子筛脱水罐，使分子筛脱水罐能够重新吸水。
9.可选的，所述水回收部分还包括冷却组件，所述回流通道的出口与冷却组件的进口连接，所述冷却组件的出口与分子筛脱水罐的进口连接。
10.通过采用上述技术方案，水回收部分增加冷却组件后，从回流通道进入到冷却组件内的含水气体在冷却组件中冷凝水分，使水与气体分离，脱离的水从冷却组件中排出，用于进行初道水分离工序，而较为干燥的气体则再次通入分子筛脱水罐内，进行更加彻底的脱水，而后形成循环。
11.可选的，还包括分子筛吸水罐，所述分子筛吸水罐的进口同样与再生区的出口连通，所述分子筛吸水罐的出口同样与冷凝件的进口连通；所述水回收部分还包括脱水罐回收通道，所述脱水罐脱附加热器的出口同时与分子筛吸水罐的出口连通，所述分子筛吸水罐的进口与脱水罐回收通道的进口连通，所述脱水罐回收通道的出口与回流通道连通。
12.通过采用上述技术方案，分子筛吸水罐与分子筛脱水罐结构、作用相同，均能起到脱水作用；当只有一个分子筛脱水罐时，如果需要对分子筛脱水罐内进行脱水，则需要停止循环部分的工作,此时分子筛脱水罐无法进行吸水；而设置了分子筛吸水罐后则脱水和吸水工作可以同时进行，若分子筛脱水罐负责吸水，则回流通道的进口关闭、脱水罐脱附加热器的出口与分子筛脱水罐进口的连接处关闭，而分子筛吸水罐负责脱水，分子筛吸水罐的出口与冷凝件进口的连接处关闭、分子筛吸水罐与再生区的连接处关闭。
13.可选的，还包括回热器，所述回热器包括冷流进口一、冷流出口一、冷流进口二和冷流出口二；所述冷流进口一与冷流出口一单独连通，冷流进口而和冷流出口二单独连通；所述冷流进口一共同与分子筛脱水罐和分子筛吸水罐的出口连通，所述冷流出口一与冷凝件的进口连通，所述冷凝件的出口与冷流进口二连通，所述冷流出口二与氮气排入通道连通。
14.通过采用上述技术方案，从分子筛脱水罐或者分子筛吸水罐脱完水后的气体进入到回热器进行初步冷却，而后经过冷凝件进行深度冷却，以达到冷凝要求，减少能源消耗，而从冷凝件出来后的气体中的voc被留在冷凝件排走，此时分离完水和voc的低温气体再次经过回热器，将回热器的热量带走一部分，使回热器具备初冷效果，实现能源的回收利用。
15.可选的，所述冷却组件的进口同时与再生区的出口连通。
16.通过采用上述技术方案，从再生区穿过并将voc带走的气体不直接进入分子筛罐而是先经过冷却组件中，使得从再生区出来的气体也能够先进行初道水的冷凝与分离，避免分子筛脱水罐或分子筛吸水罐负荷过大。
17.可选的，所述氮气排入通道的进口处排入的气体为氮气；循环部分和水回收部分中的氧气含量低于指定浓度，向附加气体排入通道内通入氮气；循环部分和水回收部分中的氧气含量高于指定浓度，停止向附加气体排入通道内通入氮气。
18.通过采用上述技术方案，冷凝法，是针对高浓度废气。对于中低浓度废气需先经过
吸附浓缩，提高废气浓度后再进行冷凝。但吸附浓缩受到爆炸极限下线25%限制，提升浓度有限。如果强行提升浓度，存在生产安全风险。氮气通入到循环部分中后能够减少循环部分中氧的浓度，避免在voc浓度过高时与氧发生反应。
19.可选的，所述冷流出口二同时与废气排入通道连通。
20.通过采用上述技术方案，冷流出口二与废气排入通道连通后，在循环部分开始工作前，将氮气通过氮气排入通道通入到循环部分以及水回收部分中，再关闭冷流出口二和氮气排入通道之间的接口，氮气流转一圈后不能再次进入到氮气排入通道而只能经过吸附区最后再将含氧量高的氮气排走，起到便于排走氧气的作用。
21.本技术提供的一种voc废气回收处理方法采用如下的技术方案：s1、打开冷流出口二和废气排入通道的连接处的开口，向氮气排入通道内通入氮气，氮气分别经过转轮吸附器、循环部分和水回收部分，待到转轮吸附器、循环部分和水回收部分中的氧气含量降到指定浓度，关闭冷流出口二和废气排入通道的连接处的开口、停止向氮气排入通道内通入氮气，循环部分重新形成闭环；s2、向废气排入通道内通入含voc废气，含voc废气在经过吸附区后voc被吸附在转轮吸附器上，净化后的废气从废气排出通道排出；s3、转轮吸附器工作将吸附区上吸附过来的voc被转移到再生区上，氮气排入通道的氮气经过冷却区，从冷却区的出口经过的氮气吸收冷却区的热能后再经过再生区内，氮气从再生区的出口经过后将再生区内附着的voc携带走，成为高浓度voc氮气；s4、携带有从再生区吸收的voc的氮气经过冷却组件，含高浓度voc的氮气在冷却组件内进行初步冷却，含高浓度voc的氮气中的部分水分通过冷却组件冷凝后与氮气分离，冷凝水从冷却组件排出；s5、从冷却组件中分离出部分水后的含高浓度voc的氮气经过分子筛吸水罐，含高浓度voc的氮气中所含的剩余水分被吸附在分子筛吸水罐内；s6、从吸水罐内排出的含高浓度voc的氮气经过冷凝件，高浓度voc的氮气中的voc通过冷凝件冷凝并与氮气分离，冷凝后的voc从冷凝件中排出；s7、经过冷凝件分离出voc后的氮气重新进入到氮气排入通道内，氮气由氮气排入通道再次经过冷却区，开始新的循环。
22.通过采用上述技术方案，氮气率先通入到转轮吸附器、循环部分和水回收部分内将氧气排走，待氧气含量达标后将含高voc浓度的气体排入转轮吸附器，voc留在转轮吸附器上，合格废气被排走，而后循环部分启动，留在闭环的循环部分内的氮气经过循环部分，将氮气从转轮吸附器上脱附出来后进行水分分离，而后再进行voc分离，最后合格的氮气再次进入到氮气排入通道内，开始新的循环。
23.可选的，氮气排入通道的部分氮气同时经过分流通道，氮气由分流通道经过脱水罐脱附加热器，氮气在脱水罐脱附加热器内吸收热量，吸收了热量的氮气经过分子筛吸水罐，带有热量的氮气将分子筛吸水罐内吸附的水分脱附出来，吸收了分子筛吸水罐内的水分后的氮气经过冷却组件，含水的氮气中的水分在冷却组件中冷凝，冷凝的水从冷却组件中排出，经过冷却组件后的氮气进入到分子筛脱水罐内。
24.通过采用上述技术方案，氮气排入通道的氮气同时经过分流通道，该部分氮气进入到水回收部分，将分子筛脱水罐内的水分脱附出来，吸收了水分的氮气经过冷凝组件，水
分被冷凝在冷却组件中，脱水后的氮气进入到分子筛吸水罐中，回到循环部分开始继续循环。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.废气从废气排入通道经过并进入到吸附区，废气从吸附区出来后voc被脱附在吸附区，而后合格的废气经过废气排出通道被排走；2.循环部分基于冷却区和再生区的需求，气体由氮气排入通道进入到冷却区，气体将冷却区的热量带走后进入到再生区，携带有热量的气体穿过再生区后将再生区上的voc脱附出来，此时气体中的voc浓度高，含有高浓度voc的气体进入到分子筛脱水罐内进行脱水处理，此时气体为低含水量高浓度voc的气体；低含水量高浓度voc的气体进入到冷凝件内，voc在冷凝件内冷凝并与气体分离，脱去水和voc的气体从冷凝件的气体出口进入到氮气排入通道内，形成闭环，气体在闭环系统内往复流动，实现voc和水的收集，减少了成本的消耗；3.环在氮气环境运行，消除了voc废气爆炸条件限制，提升吸附转轮浓缩倍率，提高冷凝效率。
附图说明
26.图1本技术实施例的整体结构示意图。
27.附图标记说明：1、转轮吸附器；11、吸附区；12、冷却区；13、再生区；21、废气排入通道；22、废气排出通道；23、转轮风机；31、氮气排入通道；32、再生加热通道；33、voc再生通道；34、分子筛脱水罐；35、分子筛吸水罐；36、冷流通道；37、后表冷；38、冷凝件；4、回热器；5、转轮脱附加热器；61、分流通道；62、回流通道；63、脱水罐脱附加热器；64、水罐回收通道；65、前表冷；66、中表冷；67、深冷风机；68、分子筛托脱附风机；7、支路；10、截止阀；100、子管道。
具体实施方式
28.以下结合附图1对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种voc废气回收处理系统及处理方法，包括废气处理部分和循环部分。废气经过废气处理部分后分离出voc变为合格废气，而voc则留在废气处理部分中，循环部分与废气处理部分关联并循环工作将废气处理部分中的水、voc逐步分离，起到回收水和voc的作用。
30.废气处理部分包括转轮吸附器1、废气排入通道21以及废气排出通道22，转轮吸附器1包括吸附区11、冷却区12以及再生区13，废气排入通道21的出口与吸附区11的进口连通，吸附区11的出口与废气排出通道22的进口连通。废气通过废气排入通道21进入到吸附区11内，废气中所含的voc被脱附到吸附区11上，达标的废气经过废气排出通道22被排走。
31.循环部分包括氮气排入通道31、再生加热通道32、voc再生通道33、分子筛脱水罐34、分子筛吸水罐35、冷流通道36、后表冷37、回热器4以及冷凝件38。氮气排入通道31内设置有控制通道开闭的截止阀10，氮气排入通道31的出口与再生区13的进口连通，再生区13的出口与再生加热通道32的进口连通，再生加热通道32上设置有转轮脱附加热器5，再生加热通道32的出口与再生区13的进口连通，再生区13的出口与voc再生通道33的进口连通，
voc再生通道33的出口延伸出两个并分别与分子筛脱水罐34和分子筛吸水罐35的进口连通，voc再生通道33的两个出口位置同样都设置有控制出口开闭的截止阀10，冷流通道36的进口延伸处两个并分别与分子筛脱水罐34和分子筛吸水罐35的出口连通，冷流通道36的两个进口处同样都设置有用于控制进口开闭的截止阀10，冷流通道36的出口连通后表冷37的进口，后表冷37的出口连通冷凝件38的进口，冷凝件38为深冷器，冷凝件38的出口与氮气排入通道31连通。
32.回热器4位于冷凝件38和后表冷37之间，回热器4包括冷流进口一、冷流出口一、冷流进口二和冷流出口二。冷流进口一与冷流出口一单独连通，冷流进口而和冷流出口二单独连通。冷流进口一与后表冷37的出口连通，冷流出口一与冷凝件38的进口连通，冷凝件38的出口与冷流进口二连通，冷流出口二与氮气排入通道31连通，冷流出口二与氮气排入通道31的连接处同样设置有用于控制连接处开闭的截止阀10。
33.当含voc废气通过吸附区11后，voc被留在转轮吸附器1上，将气体从氮气排入通道31排入，气体经过冷却区12后将冷却区12的热量带走，携带一定热量的气体进入到再生加热通道32并经过转轮脱附器加热，携带带有足够热量的气体经过再生区13，并将再生区13上的voc脱附出来，此时高voc浓度的气体进入到分子筛吸水罐35或者分子筛脱水罐34内进行脱水处理，从分子筛吸水罐35或者分子筛脱水罐34出来后的低水高voc浓度的气体经过后表冷37进行初步降温，而后在进入到回热器4内进行进一步降温，最终再进入到深冷器内进行voc冷凝，voc在深冷器中与气体分离，而分离后的气体进入到氮气排入通道31内进行循环。
34.为了在分子筛吸水罐35或者分子筛脱水罐34的吸水能力达到饱和后对分子筛吸水罐35或者分子筛脱水罐34进行脱水处理，循环部分上还设置有水回收部分。水回收部分包括分流通道61、回流通道62、脱水罐脱附加热器63、脱水罐回收通道64以及冷却组件。分流通道61的进口与氮气排入通道31连通，在气体由氮气排入通道31进入冷却区12之前，气体还经过分流通道61，分流通道61的出口与脱水罐脱附加热器63的进口连接。脱水罐脱附加热器63的出口形成有两个并分别与分子筛吸水罐35和分子筛脱水罐34的出口连通，脱水罐脱附加热器63的两个出口处同样都设置有截止阀10。回流通道62的进口与分子筛脱水罐34的进口连通，回流通道62的进口与分子筛脱水罐34的进口的连接处同样都设置有截止阀10，回流通道62的出口与冷却组件的进口连通。脱水罐回收通道64的进口与分子筛吸水罐35的进口连通，脱水罐回收通道64的进口与分子筛吸水罐35的进口的连接处同样都设置有截止阀10，脱水罐回收通道64的出口与回流通道62连通。
35.冷却组件包括前表冷65和中表冷66，前表冷65和中表冷66均设置在voc再生通道33上回流通道62的进口与前表冷65的进口连接，因此voc再生通道33上以及回流通道62上的气体先经过前表冷65，在经过中表冷66，再此过程中气体中的水分初步与气体分离，留在前表冷65和中表冷66中被另外排走。由于从分流通道61的气体能够由脱水罐托付加热器进行加热，加热后的气体由分子筛吸水罐35或者分子筛脱水罐34的出口进入到罐体内部进行脱水处理。而冷却组件的设置可以使得分子筛吸水罐35和分子筛脱水罐34分别进行吸水和脱水的工作。
36.冷流出口二分出一道支路7，支路7与废气排入通道21连通，支路7与废气排入通道21的连接处同样设置有截止阀10，氮气排入通道31内排入的气体为氮气，可减少与voc的反
应，循环部分和水回收部分中的氧气含量低于指定浓度，向附加气体排入通道31内通入氮气；循环部分和水回收部分中的氧气含量高于指定浓度，停止向附加气体排入通道31内通入氮气。在循环部分开始工作前氮气通入氮气排入通道31流经循环部分，将冷流出口二与氮气排入通道31的连接处的截止阀10关闭，含氧量高的气体从支路7排至废气排出通道22，直至循环部分内的氮气占据大部分，而后关闭支路7与废气排入通道21的连接处的截止阀10，打开冷流出口二和氮气排入通道31的连接处的截止阀10，循环部分开始工作。冷流出口二和氮气排入通道31的连通通过额外的子管道100连通。
37.分流通道61处设置有分子筛托脱附风机68，用于将回流通道62内的气体更快的推动至脱水罐脱附加热器63内。废气排出通道22处设置有转轮风机23，用于将从吸附区11出来的废气更快的排走。voc再生通道33处于前表冷65和冷却区12之间设置有深冷风机67，用于将再生区13出来后的气体更快地排至前表冷65处。
38.本技术实施例还公开一种voc废气回收处理方法，包括：s1、打开冷流出口二和废气排入通道21的连接处的开口，向氮气排入通道31内通入氮气，氮气分别经过转轮吸附器1、循环部分和水回收部分，待到转轮吸附器1、循环部分和水回收部分中的氧气含量降到指定浓度，关闭冷流出口二和废气排入通道21的连接处的开口、停止向氮气排入通道31内通入氮气，循环部分重新形成闭环；s2、向废气排入通道21内通入含voc废气，启动转轮风机23，含voc废气在经过吸附区11后voc被吸附在转轮吸附器1上，净化后的废气从废气排出通道22排出；s3、启动深冷风机，转轮吸附器1工作将吸附区11上吸附过来的voc被转移到再生区13上，氮气排入通道31的氮气经过冷却区12，从冷却区12的出口经过的氮气吸收冷却区12的热能后再经过再生区13内，氮气从再生区13的出口经过后将再生区13内附着的voc携带走，成为高浓度voc氮气；s4、携带有从再生区13吸收的voc的氮气经过冷却组件中的前表冷65和中表冷66，含高浓度voc的氮气在冷却组件内进行初步冷却，含高浓度voc的氮气中的部分水分通过冷却组件冷凝后与氮气分离，冷凝水从冷却组件排出；s5、关闭分子筛脱水罐34的进口，从冷却组件中分离出部分水后的含高浓度voc的氮气经过分子筛吸水罐35，含高浓度voc的氮气中所含的剩余水分被吸附在分子筛吸水罐35内；s6、关闭分子筛吸水罐35和脱水罐脱附加热器63之间的连接处，从分子筛吸水罐35内排出的含高浓度voc的氮气经过冷凝件38，高浓度voc的氮气中的voc通过冷凝件38进行冷凝后voc与氮气分离，冷凝后的voc从冷凝件38中排出；s7、打开冷流出口二和氮气排入通道31之间的截止阀10经过冷凝件38分离出voc后的氮气重新进入到氮气排入通道31内，氮气由氮气排入通道31再次经过冷却区12，开始新的循环。
39.氮气率先通入到转轮吸附器1、循环部分和水回收部分内将氧气排走，待氧气含量达标后将含高voc浓度的气体排入转轮吸附器1，voc留在转轮吸附器1上，合格废气被排走，而后循环部分启动，留在闭环的循环部分内的氮气经过循环部分，将氮气从转轮吸附器1上脱附出来后进行水分分离，而后再进行voc分离，最后合格的氮气再次进入到氮气排入通道31内，开始新的循环。
40.氮气排入通道31的部分氮气同时经过分流通道61，启动分子筛托脱附风机67，氮气由分流通道61经过脱水罐脱附加热器63，氮气在脱水罐脱附加热器63内吸收热量，吸收了热量的氮气经过分子筛吸水罐35，带有热量的氮气将分子筛吸水罐35内吸附的水分脱附出来，吸收了分子筛吸水罐35内的水分后的氮气经过冷却组件中的前表冷65和中表冷66，含水的氮气中的水分在冷却组件中冷凝，冷凝的水从冷却组件中排出，经过冷却组件后的氮气进入到分子筛脱水罐34内。氮气排入通道31的氮气同时经过分流通道61，该部分氮气进入到水回收部分，将分子筛脱水罐34内的水分脱附出来，吸收了水分的氮气经过冷凝组件，水分被冷凝在冷却组件中，脱水后的氮气进入到分子筛吸水罐35中，回到循环部分开始继续循环。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。