一种工业废气VOC回收方法及其回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种工业废气中VOC回收方法及其回收系统。本发明专利技术采用混合流化‑旋流吸附组合方法，从工业排放废气中吸附回收VOC气体，解决传统VOC回收方法过程复杂、设备大、回收成本高的问题。本发明专利技术还提供了一种工业废气VOC回收装置，该装置综合利用混合流化装置、旋流吸附装置等设备优点，降低了VOC回收系统的复杂性，减少了回收成本，提高了系统稳定性，使VOC一次脱除率达98％以上，不产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种工业废气VOC回收方法及其回收系统
本专利技术属于环保
，涉及煤化工、炼油、石油化工、精细化工、制药、印刷、涂料、油墨等领域中含丙酮、甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、丁醇、丁酯等一种或者多种有机尾气的净化回收利用。具体地说，一种工业废气VOC回收方法及其回收系统。
技术介绍
挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，简称VOC)是一类重要的空气污染物，沸点在50℃～260℃、室温下饱和蒸气压超过133.3Pa，是导致大气光化学烟雾形成的主要因素之一。常见的组分有碳氢化合物、苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、氰类等，主要来源于化工、石油化工生产过程中的方法尾气、汽车尾气、燃煤废气等。因其具有来源广泛、毒性大等特点，环境危害性较大，有些甚至具有致癌、致畸和致突变作用，已被世界各国列入优先控制的污染物。《中华人民共和国大气污染防治法》和2015年7月1日所实施的GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》等法律法规对炼焦、油气储运、工业合成皮革等行业颁布了专门的行业标准，控制这些行业VOC的排放。VOC的处理方法有两类：一类是破坏性方法，如焚烧法和催化燃烧法等，将VOC转化成CO2和H2O；另一类是非破坏性方法，即回收法，常用的回收方法有炭吸附法、冷凝法和膜分离法，大部分方法都存在一定缺陷。常见VOC处理方法的主要优缺点汇总如下：目前主要的VOC回收装置设备较为大型，组成元件较多，流程较为复杂。如专利CN201320617072.1UV-VOC废气处理装置包括光解氧化裂变室等，CN201410728190.9一种VOC分解复合净化处理装置及方法包括吸收塔、循环水池、复合分解水池等，CN201410573824.8一种含VOC废气回收净化装置包括大型纤维床、换热器、鼓风机等，CN201520015024.4高效VOC净化装置涉及吸收塔等。这些专利与本专利技术相比，在装置组成、设备及流程上都存在较大差异，且存在设备较为大型，组成元件较多，流程较为复杂，操作成本高等问题。因此，现在亟需一种成本低，系统设备少，易操作的VOC回收方法和装置，解决VOC净化问题。
技术实现思路
为了解决传统VOC回收装置大型、组成元件多、流程复杂的问题，本专利技术提供了一种工业废气VOC回收方法与回收系统，具体方案如下：一种工业废气VOC回收方法，该方法包括：(1)一级混合流化吸收单元：工业排放含VOC废气通过气体收集装置，由风机输送至混合流化装置，加热吹脱再生单元再生的活性炭注入混合流化装置中，利用气流作用使活性炭处于悬浮运动状态，废气和活性炭充分接触，吸附工业废气中VOC。(2)二级旋流吸附回收单元：新鲜活性炭颗粒注入旋流吸附装置中，同时一级混合流化吸收单元吸附后的工业废气切向进入旋流吸附装置。活性炭颗粒在类似流化床的旋转湍流流场中不断旋转，切向进入的工业废气与活性炭颗粒充分接触，活性炭颗粒吸附废气中VOC，并由旋流吸附装置底部排出。净化后气体由旋流吸附装置顶部排出。(3)加热吹脱再生单元：充分吸附VOC的活性炭由旋流吸附装置底部流出，进入加料机利用热氮气进行加热吹脱再生。再生后的活性炭返回混合流化装置循环使用，脱附后的VOC气体同热氮气进入催化冷凝装置。(4)催化冷凝单元：催化冷凝后液相有机物由装置底部流出，送入后续设备，催化冷凝后气相由装置顶部排出。优选的，所述的方法，采用流化吸附-旋流吸附组合吸附方法对工业废气VOC进行处理，混合流化吸附为一级吸附单元，旋流吸附为二级吸附单元；优选的，步骤(2)中所述的方法，二级旋流吸附单元活性炭颗粒进入旋流吸附器，在旋转湍流流场中不断旋转，增加与VOC气体相界面接触，提高吸附效率；优选的，步骤(2)中所述的方法，可对二级旋流吸附单元活性炭颗粒进行有效改性，使活性炭具有更强的吸附功能和更好的机械强度，对于不同的吸附要求，可采用不同类型活性炭；优选的，步骤(4)中所述的方法，根据VOC成分不同调整冷凝温度，选用不同催化冷却介质冷凝VOC，利用氮气与VOC冷凝点不同，冷却介质对所有VOC进行快速冷却；优选的，所述的方法，对VOC一次去除率根据VOC气体组分和要求的不同，可达到98％及以上，适用于所有VOC工况，无二次污染；另一方面，本专利技术提供了一种工业废气VOC回收系统，该系统包括：废气收集装置，用于收集工业排放含VOC废气；与废气收集装置连接的风机，用于输送含VOC工业废气至混合流化装置；与风机连接的混合流化吸附装置，用于一级吸附工业废气中VOC；与混合流化装置连接的旋流吸附装置，用于二级吸附工业废气中VOC；与旋流吸附装置连接的加料机，利用热氮气加热再生活性炭，脱附VOC气体；与加料机连接的泵，将再生活性炭注入混合流化床；与加料机连接的催化冷凝装置，用于催化冷凝VOC与热氮气。优选的，所述旋流吸附装置可单级或多级串、并联。优选的，所述混合流化装置与旋流吸附装置串联，混合流化装置进行一级VOC气体吸附，旋流吸附装置进行二级高效VOC气体吸附。优选的，所述混合流化装置、旋流吸附装置可采用不同直径，处理不同风量的工业废气。优选的，所述装置系统将混合流化装置、旋流吸附装置、催化冷凝装置串联，压降小，能耗低，减少装置的总占地面积和总投资。附图说明图1是本专利技术的回收系统示意图。符号说明：1废气收集装置；2风机；3混合流化吸附装置；4旋流吸附装置；5加料机；6泵；7催化冷凝装置。具体实施方式本专利技术的技术构思如下：以图1为例，工厂排放的VOC废气由废气收集装置1收集，经风机2输送至混合流化吸附装置3进行一级吸附；一级吸附后废气输送至旋流吸附装置4中，同时新鲜活性炭注入旋流吸附装置4中进行二级吸附；两级吸附净化后气体由旋流吸附装置4顶部出口排出，吸附VOC活性炭由旋流吸附装置4底部进入加料机5中，同时热氮气进入加料机5中进行加热脱附再生；再生后活性炭经泵6输送至混合流化吸附装置3中，热氮气同VOC一同进入催化冷凝装置7中；催化冷凝装置7中降解后气相、液相外排至管网。本专利技术方法和装置的优点在于：采用流化吸附-旋流吸附组合吸附方法对工业废气VOC进行处理，有效提高吸附效率；利用冷凝点不同，对所有VOC进行快速冷凝，该方法可针对分离所有VOC气体；采用旋流分离器多级串联或并联，有效提高分离VOC效果；该方法适用于所有吸附VOC工况；该装置系统将混合流化装置、旋流吸附装置、催化冷凝装置串联，压降小，能耗低，减少装置的总占地面积和总投资。以上所述内容仅为本专利技术构思下的基本说明，而依据本专利技术的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本专利技术的保护范围。下面结合实施例对本专利技术进一步说明，实施例并不限制本专利技术的范围。实施例1：上海某造漆厂20000Nm3/h风量废气，VOC浓度为500mg/Nm3，按照本专利技术方法和装置进行，持续24h。经上述装置处理后的VOC排放量约为4mg/m3(利用热脱附进样气相色谱仪)，符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)，VOC回收率为99.2％。实施例2：将上述装置中，通入浓度为700mg/m3的甲苯气体，持续24h。经上述装置处理后的甲苯排放量约为10mg/m3(利用热脱附进样气相色谱仪)，符合《大气污染物综合排放标准》(GB1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业废气VOC回收方法，该方法包括以下步骤：(1)一级混合流化吸收：工业排放含VOC废气通过气体收集装置，由风机输送至混合流化装置，加热吹脱再生单元再生的活性炭注入混合流化装置中，利用气流作用使活性炭处于悬浮运动状态，废气和活性炭充分接触，吸附工业废气中VOC；(2)二级旋流吸附回收：新鲜活性炭颗粒注入旋流吸附装置中，同时一级混合流化吸收单元吸附后的工业废气切向进入旋流吸附装置。活性炭颗粒在类似流化床的旋转湍流流场中不断旋转，切向进入的工业废气与活性炭颗粒充分接触，活性炭颗粒吸附废气中VOC，并由旋流吸附装置底部排出。净化后气体由旋流吸附装置顶部排出；(3)加热吹脱再生：充分吸附VOC的活性炭由旋流吸附装置底部流出，进入加料机利用热氮气进行加热吹脱再生。再生后的活性炭返回混合流化装置循环使用，脱附后的VOC气体同热氮气进入催化冷凝装置；(4)催化冷凝：催化冷凝后液相有机物由装置底部流出，送入后续设备，催化冷凝后气相由装置顶部排出。

【技术特征摘要】
1.一种工业废气VOC回收方法，该方法包括以下步骤：(1)一级混合流化吸收：工业排放含VOC废气通过气体收集装置，由风机输送至混合流化装置，加热吹脱再生单元再生的活性炭注入混合流化装置中，利用气流作用使活性炭处于悬浮运动状态，废气和活性炭充分接触，吸附工业废气中VOC；(2)二级旋流吸附回收：新鲜活性炭颗粒注入旋流吸附装置中，同时一级混合流化吸收单元吸附后的工业废气切向进入旋流吸附装置。活性炭颗粒在类似流化床的旋转湍流流场中不断旋转，切向进入的工业废气与活性炭颗粒充分接触，活性炭颗粒吸附废气中VOC，并由旋流吸附装置底部排出。净化后气体由旋流吸附装置顶部排出；(3)加热吹脱再生：充分吸附VOC的活性炭由旋流吸附装置底部流出，进入加料机利用热氮气进行加热吹脱再生。再生后的活性炭返回混合流化装置循环使用，脱附后的VOC气体同热氮气进入催化冷凝装置；(4)催化冷凝：催化冷凝后液相有机物由装置底部流出，送入后续设备，催化冷凝后气相由装置顶部排出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二级旋流吸附单元活性炭颗粒进入旋流吸附器，在旋转湍流流场中不断旋转，增加与VOC气体相界面接触，提高吸附效率。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据VOC成分不同调...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良，李世杰，杨雪晶，肖善学，何梦雅，张瑜，高连新，王芳芳，刘安林，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海华谊精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31