一种有机尾气的处理方法及处理装置与流程

本发明提供一种有机尾气的处理方法以及有机尾气的处理装置，涉及节能环保。

背景技术：

1、挥发性有机物(vocs)指的是具有较高蒸气压，常温常压下容易挥发的一类非甲烷类有机化合物，包括脂肪类、芳香类、卤代烃、酮、醛、醇、醚、酯、酸、胺类等。该类化合物不仅对人体感官有刺激作用，而且绝大多数有机气体是神经毒物和血液毒物。

2、吸附法是净化vocs废气的常用方法，具有高效、价格低廉、工艺完备等优点，是目前vocs处理的最好方法之一。在我国vocs的防治技术中，吸附法可以占50％以上的市场份额。用于vocs吸附的吸附剂通常有活性炭、沸石分子筛、金属有机骨架材料、黏土基吸附材料、有机吸附剂等。孔隙体积，尤其是孔隙体积分布对vocs的吸附影响巨大，一般来说，只有微孔(孔径<2nm)及中孔(2nm<孔径<50nm)才有助于vocs的吸附，微孔为吸附过程提供场所，中孔可以强化vocs在材料上的内扩散并缩短吸附时间。vocs在吸附剂表面的吸附由一系列物理及化学的过程所控制，因此吸附剂表面的一些官能团也会影响吸附过程。

3、吸附饱和的吸附剂往往需要再生循环使用，以节省处理成本。vocs吸附饱和后吸附剂的再生方法有水蒸气再生(cn200710012428.8)、热再生(cn201711160823.0、cn201811311888.5)、等离子体氧化再生(cn201310262060.6)、氧化裂解再生(cn201910181254.0、cn201810931869.6、cn201710061139.0)等，一般是需要在高温下或采用气体吹扫或采用水蒸气或采用氧化媒介使活性炭吸附的vocs脱附再生。在常压下，高沸点vocs尤其是沸点超过100℃的有机溶剂往往需要采用比溶剂沸点高50℃甚至更高的温度，才能得到较好的再生度，不仅浪费能源，而且可能造成活性炭结构变化或发生自燃的风险。因此，现有的含氧有机物饱和吸附剂的生产工艺存在能耗高、危险系数大的技术问题。

4、分子筛是一类疏水性沸石构成的吸附剂，对含氧有机物的吸附性能性能较好，但再生困难，尤其是再生温度高时会使分子筛表面有机基团分解碳化而丧失活性，需要一种相对低温再生方法，使分子筛再生更彻底、再生温度大幅降低。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种有机尾气的处理方法，设置三个吸附单元交替进行吸附、脱附和气体吹扫，脱附过程将变压再生与热再生结合，从而达到饱和吸附剂再生过程节能、安全、高效的目的。本发明还提供一种有机尾气的处理装置。

2、本发明第一方面提供了一种有机尾气的处理方法，包括：将有机尾气以择一方式送至三个并联的吸附单元进行处理，其中，每个所述吸附单元填充有吸附剂并依次进行吸附、脱附、气体吹扫的循环步骤；其中，所述脱附步骤包括在真空环境下进行加热脱附。

3、根据本发明的一些实施方式，当一个吸附单元进行吸附时，其余两个吸附单元分别进行脱附和气体吹扫。

4、根据本发明的一些实施方式，所述脱附步骤的条件包括：相对真空度为-0.099mpa～-0.050mpa，加热温度为50～120℃。

5、根据本发明的一些实施方式，相对真空度可以为-0.099mpa、-0.098mpa、-0.095mpa、-0.085mpa、-0.075mpa、-0.065mpa、-0.050mpa及其之间的任意值。

6、根据本发明的一些实施方式，加热温度可以为50、60、70、80、90、100、110、120℃及其之间的任意值。

7、根据本发明的一些实施方式，所述脱附步骤中使用伴热系统进行加热脱附。

8、根据本发明的一些实施方式，所述伴热系统为电伴热系统或蒸汽伴热系统。

9、根据本发明的一些实施方式，所述加热脱附的时间为10～30min。

10、根据本发明的一些实施方式，所述加热脱附的时间为20min。

11、根据本发明的一些实施方式，在所述气体吹扫步骤后，所述吸附单元冷却至20～45℃。

12、根据本发明的一些实施方式，冷却至25～30℃。

13、根据本发明的一些实施方式，气体吹扫的时间为10～20min。

14、根据本发明的一些实施方式，气体吹扫的时间为15min。

15、根据本发明的一些实施方式，采用选自氮气、空气、氩气和氦气中的一种气体进行所述气体吹扫。

16、根据本发明的一些实施方式，采用空气进行所述气体吹扫。

17、根据本发明的一些实施方式，所述气体的进气温度为15～35℃。

18、根据本发明的一些实施方式，所述气体的流速为5～10m/s。

19、根据本发明的一些实施方式，所述吸附单元进行吸附、脱附、气体吹扫的循环步骤中，吸附剂饱和后再进行脱附步骤。

20、根据本发明的一些实施方式，所述吸附剂包括分子筛。

21、根据本发明的一些实施方式，所述分子筛为疏水性沸石分子筛。

22、根据本发明的一些实施方式，再生5次的所述吸附剂的再生度在90％以上。

23、根据本发明的一些实施方式，所述有机尾气中含有选自酮、醇、醚、酯、酸、醛中的一种或多种含氧有机物。

24、根据本发明的一些实施方式，所述有机溶剂的沸点为50～260℃。

25、根据本发明的一些实施方式，所述有机溶剂的沸点为100～260℃。

26、根据本发明的一些实施方式，所述有机尾气的进气浓度为50mg/m3～5000mg/m3。

27、本发明的第二方面提供了一种有机尾气的处理装置，包括废气进气管道、三个并联的吸附单元、净化气体出口管道、吹扫进气管道、吹扫出气管道、真空泵和控制系统；其中，

28、每个所述吸附单元包括吸附柱、设置在所述吸附柱外侧的伴热装置；

29、所述废气进气管道与所述吸附柱的入口连接且在各吸附柱的入口处分别设有第一程控阀，所述净化气体出口管道与所述吸附柱的出口连接且在各吸附柱的出口处分别设有第二程控阀；

30、所述吹扫进气管道与所述吸附柱的入口连接且在各吸附柱的入口处分别设有第三程控阀，所述吹扫出气管道与所述吸附柱的出口连接且在各吸附柱的出口处分别设有第四程控阀；

31、所述真空泵经由真空泵管道与所述吸附柱的出口连接且在各吸附柱的出口处分别设有第五程控阀；

32、所述控制系统与所述第一程控阀、所述第二程控阀、所述第三程控阀、所述第四程控阀、所述第五程控阀和所述真空泵通讯连接。

33、根据本发明的一些实施方式，所述伴热装置为电伴热装置或蒸汽伴热装置。

34、根据本发明的一些实施方式，所述吸附柱为分子筛。

35、根据本发明的一些实施方式，所述吸附柱为疏水性沸石分子筛。

36、根据本发明的一些实施方式，所述真空泵为变频泵。

37、根据本发明的一些实施方式，所述变频泵的变频器的调节范围为10hz～50hz。

38、根据本发明的一些实施方式，所述吸附柱内设置有压力传感器。

39、根据本发明的一些实施方式，所述处理装置还包括溶剂浓缩系统，所述真空泵的出口与所述溶剂浓缩系统连接。

40、与现有技术相比，本发明包括以下有益效果：

41、(1)本发明的有机尾气的处理方法，在脱附步骤后，增加了气体吹扫步骤，对吸附剂进行冷却和干燥，使得吸附剂再生效果更好。

42、(2)本发明使用三个吸附单元交替进行吸附、脱附和气体吹扫的循环步骤，优化了生产的连续性，提高吸附剂的再生效率。

43、(3)本发明的有机尾气处理方法，在吸附剂脱附的过程中进行抽真空处理，可显著降低有机溶剂的沸点，采用热再生与变压再生相结合的方法，不仅降低了操作温度、增加了体系的安全性，而且节约了能源，提高了吸附剂的再生度。