一种有机废气吸附回收装置和工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有机废气吸附回收装置和工艺，所述装置包括至少两个高分子树脂吸附塔、热泵、真空泵、冷凝器、储液罐等，高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区，净化区布置有水平铺设的吸附层，所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成，换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口。本发明专利技术采用不易燃的高分子树脂为吸附剂，对中高浓度有机废气去除率在98%以上，有机废气回收率在95%以上，树脂再生完全，有机废气可以达标排放。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种有机废气吸附回收装置和工艺，所述装置包括至少两个高分子树脂吸附塔、热泵、真空泵、冷凝器、储液罐等，高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区，净化区布置有水平铺设的吸附层，所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成，换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口。本专利技术采用不易燃的高分子树脂为吸附剂，对中高浓度有机废气去除率在98%以上，有机废气回收率在95%以上，树脂再生完全，有机废气可以达标排放。【专利说明】一种有机废气吸附回收装置和工艺(-)
本专利技术涉及大气污染控制
，特别涉及一种有机废气吸附回收装置和工艺，以高分子树脂为吸附剂的工艺，特别适用于中高浓度有机废气(VOCS)吸附一脱附回收中。(二)
技术介绍
中高浓度有机废气产生于石化和制药等行业的反应系统、真空干燥系统和储存系统，有机废气量大，纯度和浓度高，如果不及时处理会造成大范围污染事故。吸附-脱附回收工艺是经济、高效的中高浓度有机废气处理技术。此工艺通过吸附剂吸附中高浓度有机废气，然后采用再生技术，把有机分子从吸附剂表面脱附出来，冷凝回收得到有机液体重新利用。吸附工艺最核心内容是吸附剂，工业常用的吸附剂有活性炭、硅胶和分子筛。其中活性炭由于吸附容量大、处理效率高，使用最为广泛。但活性炭存在一个致命的缺陷——易燃，在吸附中高浓度有机废气时，吸附产生的大量吸附热，极易导致床层飞温和活性炭燃烧，存在很大的安全隐患，因此中高浓度有机废气一直是活性炭材料吸附的一个禁区。其它具有高热稳定性的吸附剂(如分子筛和疏水性硅胶)虽然在中高浓度油气吸附中得到了一些应用，但和活性炭比较，分子筛和硅胶普遍存在疏水性低，吸附容量小和吸附效率低的缺点。大孔高分子树脂作为一种非常优良的吸附剂(何炳林，离子交换和吸附树脂，上海科技教育出版社，1995)，已被广泛应用到废水处理、药物提取和液体分离净化中。最新研究表明(卢晗锋等，中国环境科学，2012, 32 (I): 1943-1950 ;龙超，Chemical EngineeringJournal, 2013221:105-110 ;专利技术专利:201110287717.5)，当大孔树脂经过高交联后，同样对有机废气也有着优良的吸附特性，尤其是针对高浓度的有机蒸汽，其吸附容量随着浓度增加而增加。更为重要的是，有机废气在树脂表面的吸附热较低，吸附过程升温较小，并且本身属于不易燃材料，因此相比较活性炭和高分子树脂，其安全系数大大提高，是中高浓度有机废气最有潜力的吸附材料之一。另外，在实际工业应用中，吸附剂再生是一个关键技术。目前工业再生工艺普遍采用水蒸气再生技术，水蒸气再生技术虽然可较为完全的脱除吸附的有机分子，但存在如下几个无法避免的问题:(1)水蒸气消耗量大，脱附时间长；(2)再生吸附剂含水率高，严重影响其二次吸附容量；(3)干燥、冷却时间长、能耗大；(4)干燥废气和冷凝废水会造成二次污染；(5)回收有机物含水率高，增加后续工艺分离成本；(6)设备腐蚀严重。由于吸附剂和再生两方面的问题，中高浓度有机废气的吸附回收一直是大气污染控制领域的一个难点。因此迫切需要开发一种新型吸附-脱附工艺，不仅使中高浓度有机废气去除率高，而且安全、能耗低，资源回收利用率高。(三)
技术实现思路
针对现有中高浓度有机废气直接冷凝技术能耗大的缺点，以及活性炭吸附剂存在易燃的安全隐患问题，本专利技术提出了一种中高浓度有机废气吸附-脱附回收的新工艺和装置。本专利技术的目的是提供一种树脂吸附-脱附快速回收有机废气的技术，可提高脱除率，加快脱附速率，降低能耗，实现有机废气的完全回收。本专利技术装置及工艺不仅消除了有机废气的污染，而且实现有机化合物资源的综合利用，特别适用于中高浓度有机废气的挥回收处理。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案来实现:一种高分子树脂吸附塔，所述高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区，所述净化区布置有水平铺设的吸附层，所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成，所述换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口 ；所述废气进入区开设有废气入口及脱附气出口，所述的废气入口设在吸附层下方的废气进入区的吸附塔的塔壁上，所述的脱附气出口设在吸附塔的塔底；所述的净化气排出区设有净化气出口和氮气入口，所述的净化气出口和氮气入口均布置在吸附层上方的净化气排出区的吸附塔的塔壁上，所述的废气入口通过吸附层与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门。进一步，优选所述净化区布置有2-10层的吸附层。相邻的吸附层之间留有间距，隔开一定的空间间隙，便于填装树脂，这是本领域技术人员为了实现方案可以理解的。进一步，所述高分子树脂层由大孔高交联树脂组成，所述树脂的比表面积大于600m2/g,孔径在l_50nm,孔体积大于0.3ml/g。所述充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层，是指高分子树脂层在吸附塔横截面的平面空间上是充盈填满的，有机气体必须经过高分子树脂层才能到达吸附层上方的净化气排出区。所述换热盘管的铺设形状可以为任意形状，但盘管之间留有缝隙可供气体通过，为保证充分换热，优选换热盘管铺设为蛇形。所述净化区布置的吸附层可布置多层，可根据吸附塔的空间和有机废气的流量自行设计，每层吸附层中充盈填充在换热盘管上方的高分子树脂层的质量也是可变的，并无具体限制，可根据吸附层的平铺面积和总的层数自行设计。但高分子树脂层必须完全充盈填充换热盘管上方吸附塔横截面的平面空间，使气体必须经过高分子树脂层进入净化气排出区。高分子树脂的单位质量的吸附有机物的容量约0.05?0.5g/g，吸附塔中所有高分子树脂的质量决定了吸附塔的总的吸附容量。本领域技术人员可以根据待吸附的有机废气的中有机气体的浓度和有机废气的总的流量，来设计吸附塔的吸附容量，进而计算得到所需高分子树脂的总质量，根据设计的吸附层的层数，得到每层铺设的高分子树脂的质量。这是本领域技术人员的公知技术手段。吸附塔体积空速可控制在500-50000h-l(相对于高分子树脂的体积)。本专利技术还提供包括所述的高分子树脂吸附塔的吸附-脱附回收有机废气的装置，所述装置包括至少两个高分子树脂吸附塔、热泵、真空泵、冷凝器及储液罐，所述高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区，所述净化区布置有水平铺设的吸附层，所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成，所述换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口 ；所述废气进入区开设有废气入口及脱附气出口，所述的废气入口设在吸附层下方的废气进入区的吸附塔的塔壁上，所述的脱附气出口设在吸附塔的塔底；所述的净化气排出区设有净化气出口和氮气入口，所述的净化气出口和氮气入口均布置在最高的吸附层上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子树脂吸附塔，其特征在于所述高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区，所述净化区布置有水平铺设的吸附层，所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成，所述换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口；所述废气进入区开设有废气入口及脱附气出口，所述的废气入口设在吸附层下方的废气进入区的吸附塔的塔壁上，所述的脱附气出口设在吸附塔的塔底；所述的净化气排出区设有净化气出口和氮气入口，所述的净化气出口和氮气入口均布置在吸附层上方的净化气排出区的吸附塔的塔壁上，所述的废气入口通过吸附层与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晗锋，邹松林，周瑛，陈银飞，楚建堂，黄海凤，刘华彦，庞海斌，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33