一种自供热真空脱附废气治理设备的制作方法

1.本实用新型涉及废气处理技术领域，特别涉及一种自供热真空脱附废气治理设备。


背景技术：

2.随着我国经济的不断发展和产业结构的深度调整，清洁生产已经成为一种深入人心的发展理念。我们看到，近几年我国在不断加大环境整治，特别是工业废气的整治和投入力度，并取得了显著的成果。
3.当前，很多行业都需要使用到有机溶剂，且会产生一定的挥发性有机物(vocs)废气，例如，家具制造、金属加工、汽车生产与维修、生物化工等各类企业。而废气治理可供选择的工艺及配套的设备也比较多，但由于受投资运行成本、生产现状等综合因素的影响，各个行业选择使用的工艺也不同。
4.在双碳政策的影响下，要求废气治理设备向着低能耗、高效率、可循环的方向发展。因此如何进一步降低能耗，则成了当下废气治理设备的不得不面对的问题。
5.吸附法是非常优秀的有机废气治理工艺，但其使用的吸附剂会面临吸附饱和的困境。针对吸附饱和的吸附剂，当前主流的做法是通过脱附再生方式使吸附剂再次具有吸附性能。一般的脱附再生方式有蒸汽脱附、热空气脱附、热氮气脱附等，其中脱附温度一般在50-150℃，因此脱附时需要消耗大量的能量，此外脱附结束后还需要对吸附剂进行降温，这不但增加了系统的复杂性，还带来额外的能耗。
6.而我们知道，吸附是一个放热过程，在某些时候，吸附产生的热甚至能点燃吸附剂；而脱附则是一个吸热过程。因此亟待开发一种设备装置，将吸附热利用起来以用作脱附加热。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的脱附过程需要消耗热量，而吸附过程则会浪费热量的问题，本实用新型的目的在于提供一种自供热真空脱附废气治理设备。
8.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
9.一种自供热真空脱附废气治理设备，包括吸附塔、真空泵、冷凝器和储液罐；所述吸附塔包括塔本体以及设置在所述塔本体内部的内壳体，所述内壳体由导热材料制造，且所述塔本体与所述内壳体之间形成夹套层，所述内壳体与所述夹套层中均填充有吸附剂；所述塔本体的侧壁上还设置有与所述内壳体相连通的内进气口和内排气口、以及与所述夹套层相连通的外进气口和外排气口；所述塔本体的侧壁上设置有与所述内壳体相连通的内脱附口以及与所述夹套层相连通的外脱附口，所述内脱附口及所述外脱附口分别通过脱附管路与所述真空泵的进气端相连接；所述冷凝器包括进气口、出气口、冷媒进口和冷媒出口，所述冷凝器的进气口通过管路与所述真空泵的排气端、与所述储液罐相连接；
10.其中，所述内进气口连接有内进气管、所述内排气口连接有内排气管、所述外进气
口连接有外进气管，所述外排气口连接有外排气管，且所述内进气管、所述内排气管、所述外进气管、所述外排气管、所述脱附管路上均安装有阀门。
11.在一优选实施例中，所述塔本体的侧壁上设置有用于检测所述内壳体内部温度信息的温度传感器和压力信息的压力传感器，还设置有用于检测所述夹套层内部温度信息的温度传感器和压力信息的压力传感器。
12.在一优选实施例中，所述真空泵为涡旋真空泵、螺杆真空泵、罗茨真空泵或滑阀式真空泵。
13.在一优选实施例中，所述吸附剂为活性炭、分子筛、天然沸石或高分子树脂。
14.在一优选实施例中，所述冷凝器为列管冷凝器、板式冷凝器、盘管式冷凝器或缠绕管式冷凝器。
15.采用上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：由于构成吸附塔的塔本体、内壳体以及装填在内壳体与夹套层中吸附剂的设置，使得通过阀门的控制即可使内壳体与夹套层中的吸附剂交错地进行吸附和脱附处理过程，从而通过吸附放热促进脱附过程、通过脱附吸热降低吸附温度，既避免了因吸附过程放热过大而可能导致的安全事故发生，又节约了脱附过程的能量提供，使得内壳体与夹套层中交错进行的吸附过程与脱附过程有机偶合、相互促进，从而提高废气治理效率，降低系统运行风险，同时大大降低运行能耗。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图中:1-吸附塔、2-真空泵、3-冷凝器、4-储液罐、5-内进气口、6-外进气口、7-内进气管、8-外进气管、9-阀门、10-内排气口、11-外排气口、12-内排气管、13-外排气管、14-内脱附口、15-外脱附口、16-脱附管路、17-脱附总管、18-排液管。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
19.实施例一
20.一种自供热真空脱附废气治理设备，如图1所示，包括吸附塔1、真空泵2、冷凝器3和储液罐4。
21.其中，吸附塔1为呈筒状并立式安装，其为双层夹套结构，具体包括作为外侧的塔本体、设置在塔本体内部的内壳体(图中未示出)，其中，内壳体的外壁通过支架焊接固定在塔本体的内壁上。塔本体与内壳体之间具有一定的间距以便于形成夹套层，而内壳体与夹套层中均填充有吸附剂，吸附剂选择为活性炭、分子筛、天然沸石或高分子树脂均可。通常，塔本体的顶部固定安装有两个装填管(图中未示出)，两个装填管分别与内壳体及夹套层相连通，同理，塔本体的底部固定安装有两个排料管(图中未示出)，两个排料管分别与内壳体及夹套层相连通；装填管及排料管的设置，能够方便对吸附塔1的双层结构进行吸附剂的装填和更换。其中，内壳体由导热材料制造，以便于使热量能够在内壳体与夹套层之间传导。
22.塔本体的侧壁底部还设置有内进气口5和外进气口6，内进气口5与内壳体相连通，
外进气口6则与夹套层相连通，同时，内进气口连5上连接有内进气管7、外进气口6上连接有外进气管8，内进气管7和外进气管8上均安装有阀门9。其中，内进气管7和外进气管8的另一端均连接废气源，例如两者通过三通(图中未示出)与一废气总管相连，废气总管在于废气源相连即可。
23.塔本体的侧壁顶部还设置有内排气口10和外排气口11，内排气口10与内壳体相连通，外排气口11则与夹套层相连通，同时，内排气口10上连接有内排气管12、外排气口11上连接有外排气管13，内排气管12和外排气管13上也均安装有阀门9。其中，内排气管12和外排气管13的另一端通过三通连接排气总管，排气总管可直接连大气排放。
24.塔本体的侧壁上还设置有与内壳体相连通的内脱附口14以及与夹套层相连通的外脱附口15，内脱附口14及外脱附口15上均连接有脱附管路16，两个脱附管路16上均安装有阀门9，并且两个脱附管路16均与真空泵2的进气端相连接。例如，两个脱附管路16通过三通(图中未示出)与一脱附总管17相连接，脱附总管17再连接到真空泵2的进气端即可。其中真空泵2配置为涡旋真空泵、螺杆真空泵、罗茨真空泵或滑阀式真空泵任一种均可。
25.冷凝器3配置为列管冷凝器、板式冷凝器、盘管式冷凝器或缠绕管式冷凝器，冷凝器3具体包括进气口、出气口、冷媒进口和冷媒出口。其中，冷凝器3的进气口通过管路与真空泵2的排气端相连接，冷凝器3的出气口直接连接大气。冷媒进口通过冷媒接入管连接冷源，例如冷水器，其用于向冷凝器3提供低温冷冻水，冷媒出口连接冷媒排出管，该冷媒排出管通常则循环接回到冷源，至少冷媒接入管上安装有阀门9，冷媒排出管上安装或不安装阀门9均可；其中，冷源还可以是冷风机。本实施例中，冷凝器3竖直布置，其进气口朝下，而储液罐4则布置在冷凝器3的下方，储液罐4顶部通过管路与冷凝器3的进气口相连接，例如真空泵2的排气端所连接的管路作为支管连接在冷凝器3与储液罐4之间的管路上；其中，储液罐4的底部连接有排液管18，排液管18上安装有阀门9，在脱附环节，打开排液管18上的阀门9即可收集冷凝的液态污染物；如此，当真空泵2送来的气体进入时，气体只能够从冷凝器3中通过，通过时即发生冷凝，冷凝出来的液体则重力作用下流到下方的储液罐4中存储，存储到一定量后打开排液管18上的阀门9排出即可。
26.本实用新型的工作原理为：
27.在内壳体与夹套层中装填吸附剂，打开内进气管7和内排气管12上的阀门9、同时关闭外进气管8和外排气管13上的阀门9、关闭两个脱附管路16上的阀门9，此时只有内壳体中的吸附剂进行吸附处理过程，直至吸附剂饱和后关闭内进气管7和内排气管12上的阀门9；
28.之后，打开外进气管8和外排气管13上的阀门9上的阀门9，使夹套层中的吸附剂开始进行吸附处理过程；并打开与内脱附口14相连接的脱附管路16上的阀门9、打开冷媒接入管及冷媒排出管上的阀门9，并启动真空泵2，使内壳体中的吸附剂进行脱附处理过程，使内壳体的压力降低，从而使污染物从吸附剂的表面脱附出来，然后经冷凝器3冷凝成液体，并从流入储液罐4底部的排液管中排出。此时，内壳体进行脱附处理而吸热、夹套层进行吸附处理而放热，两者相互作用，使得热量从夹套层传递给内壳体，通过吸附放热促进脱附过程、通过脱附吸热降低吸附温度，从而提高吸附塔1的工作效率；
29.可以理解的是，如果吸附处理的废气浓度较高，则吸附饱和时间减小，但高浓度的废气吸附产生的热量也较大，从而也会加快脱附过程，使脱附时间相应的降低；反之，如果
废气浓度较低，则吸附饱和时间增加，但低浓度废气的吸附放热较小，使得脱附变慢，脱附时间也随之延长。因此，当夹套层吸附饱和后，内壳体脱附也完成；如此循环，使内壳体、夹套层轮流进行吸附和脱附处理即可。
30.相比于现有技术，本实用新型方案能够有效避免废气浓度过高而导致的吸附热较大、温度较高的情况发生，从而避免出现安全事故。本实用新型方案中，当吸附过程放热较大时，脱附过程会相应加快，从而吸收更多的热量，使整个系统的温度处于相对稳定的状态，防止因吸附热过大导致的安全事故发生。
31.其中，塔本体的侧壁上通常设置有用于检测内壳体内部温度信息的温度传感器(图中未示出)和压力信息的压力传感器(图中未示出)，还设置有用于检测夹套层内部温度信息的温度传感器和压力信息的压力传感器。如此设置，使得工作人员能够及时掌握内壳体、夹套层的温度和压力信息，从而方便调节废气通入量和真空泵工作状态，更进一步地使脱附过程和吸附过程的热平衡。
32.实施例二
33.本实施例中，配置吸附塔1有多个，多个吸附塔1相互并联以提高处理量。例如，各吸附塔1所连接的内进气管7、外进气管8均连接废气源；各吸附塔1所连接的脱附管路16均连接真空泵2的进气端，其中，在真空泵2的进气端安装多通接头(图中未示出)，各吸附塔1对应的脱附总管17均连接在多通接头上。
34.如此设置，使得各吸附塔1能够同时进行上述的吸附和脱附处理过程，从而提高对废气的处理量。
35.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。