一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法及其装置。所述方法是利用固体吸附剂对含有水分的气体进行吸附，并利用经固体吸附剂脱水后的气体、或含有水分的气体加热后对吸附饱和的固体吸附剂进行再生，得到水分含量提高的气体，将水分含量提高的气体通过降温后利用对水分有吸收能力的吸收剂进行吸收处理，得到水分含量降低的气体作为再生气重复利用。本发明专利技术通过利用经固体吸附剂脱水后的气体、或含有水分的气体对固体吸附剂进行再生和降温，同时经再生后的气体和经降温操作后的气体通过水分脱除达标后送其他处理工序，避免采用额外的空气或者氮气进行再生，降低了吸附剂再生的操作费用。

Adsorption and regeneration of a solid adsorbent for water adsorption

【技术实现步骤摘要】
一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法及其装置
本专利技术属于固体吸附剂的吸附和再生领域，具体涉及一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法及其装置。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)的排放是大气污染的主要来源之一。在化工工业生产过程中，涉及到很多含挥发性有机物(VOCs)和水分的固体的干燥操作，例如采用热空气或者热氮气做干燥介质除去水和挥发性有机物(VOCs)的处理工艺，但干燥工艺所产生的含VOCs和水分的气体必须经处理达标才可以排放。含VOCs的气体中如果水分过高，比如500-10000mg/m3，不去除水直接去做脱除VOCs处理，比如采用活性炭吸附脱除VOCs，或者通过催化氧化炉吸附脱除VOCs，都会影响脱VOCs工序的处理效果，甚至造成设备瘫痪，因此脱VOCs之前，气体预先进行脱水处理是必要的步骤。现行气体除水的方法多为物理吸附法，比如硫酸吸水干燥、三甘醇吸收脱水、分子筛或活性氧化铝等固体吸附剂吸附脱水。因固体吸附剂对水有较强的吸附能力，即使在很低的分压或浓度下，仍有相当高的吸附容量，具有吸附容量高，吸附速度快，热稳定性能好等优点，因此工业上多采用分子筛或活性氧化铝吸附脱除气体中的水分。当固体吸附剂吸附水分到一定程度时就需要对吸附剂进行再生处理，工业上常用加热再生法，例如以热空气或者热氮气和需要再生的固体吸附剂接触的加热再生法，工艺简单。但再生时需要的气体量大，致使再生处理成本偏高。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术提供一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法以及实施该方法的装置，本专利技术通过利用经固体吸附剂脱水分后的气体和/或含有水分的气体对固体吸附剂进行再生和降温，简化了固体吸附剂的再生流程，降低了操作费用，同时实现了对水分的吸附和对固体吸附剂的再生处理。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法，所述方法包括至少两个并行设置的填充有固体吸附剂的固体吸附塔；先利用第一固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，第二固体吸附塔备用；当第一固体吸附塔中的固体吸附剂吸附饱和后，利用第二固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，得到脱水分后的气体，并利用第二固体吸附塔排出的脱水分后的气体和/或含有水分的气体经加热后对吸附饱和的第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：将第一固体吸附塔再生时排出的水分含量提高的气体降温后，通过对水分有吸收能力的吸收剂进行吸收处理，得到水分含量降低的气体；任选地得到的水分含量降低的气体经加热后继续对吸附饱和的第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：对再生合格的温度较高的第一固体吸附塔中的固体吸附剂继续用得到的脱水分后的气体和/或含有水分的气体进行降温；任选地当第一固体吸附塔中的固体吸附剂温度降低到一定温度时，停止降温，即完成了该固体吸附剂的再生，待并联的其他固体吸附塔无法进行吸附时，第一固体吸附塔重新用于气体的吸附。根据本专利技术，所述方法包括如下步骤：1)将含有水分的待处理气体通过第一管路送入第一固体吸附塔进行吸附处理，得到水分含量降低的气体，例如水分含量小于100ppm的气体，并通过第五管路排出；此时第二固体吸附塔处于备用状态；2)当第五管路中的气体中水分含量大于第一阈值，比如大于100ppm，此时需要对第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生处理，将含有水分的待处理气体通过第一管路送入第二固体吸附塔进行吸附处理，得到水分含量降低的气体，例如水分含量小于100ppm的气体，将部分气体通过第六管路排出，部分气体通过第三管路返回到第二管路中；3)第二管路中的气体经加热器加热后送入第一固体吸附塔，对其中的固体吸附剂进行再生，得到再生后的固体吸附剂和水分含量提升的气体。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：4)步骤3)的水分含量提升的气体通过第四管路经过冷却器返回到水分吸收塔。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：5)当步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量接近第二管路中的气体的水分含量时，停止对第二管路中的气体进行加热，继续将第二管路中的气体通过第一固体吸附塔，对第一固体吸附塔进行降温；和/或，当步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量接近第二管路中的气体的水分含量时，将第一管线中的气体通过第一固体吸附塔，对第一固体吸附塔进行降温。根据本专利技术，步骤5)中，所述接近为步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量与第二管路中的气体的水分含量的差值为第二管路中的气体的水分含量的±10％之内。优选地，当第一固体吸附塔中的固体吸附剂的温度低于100℃时，停止通过气体；例如，当第一固体吸附塔的固体吸附剂的温度低于60℃时，停止通过气体，即完成了对第一固体吸附塔的再生处理，此时第一固体吸附塔处于备用状态。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：6)当步骤2)的第六管路中的气体中水分含量大于第二阈值，例如大于100ppm，将从第二固体吸附塔底部排出的气体通过第四管路经过冷却器返回到水分吸收塔；或者，将含有水分的待处理气体通过第一管路送入已完成再生处理的第一固体吸附塔进行吸附处理。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：7)重复步骤2)-步骤3)及任选地步骤4)、任选地步骤5)和任选地步骤6)，对第一固体吸附塔和第二固体吸附塔进行再生处理。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：8)将得到的水分含量降低的气体送入吸收处理单元进行进一步的吸收处理，或送入存储单元进行存储。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：9)将经吸收处理单元吸收处理后的气体或存储的气体重新送入固体吸附塔用于固体吸附剂的再生处理。根据本专利技术，步骤1)中，所述的含有水分的待处理气体中的水分的含量低于500000ppm，优选含有水分的待处理气体中的水分的含量低于5000ppm。根据本专利技术，步骤1)中，当所述含有水分的待处理气体中水分含量大于500ppm(优选为200ppm)时，优选先将所述含有水分的待处理气体在水分吸收塔中与对水分有吸收作用的吸收剂接触，然后再通过第一管路送入固体吸附塔进行吸附处理，或通过第二管路送入固体吸附塔进行再生处理，这样操作的目的可以进一步延缓正在吸收水分的固体吸附塔的再生时间，缩短正在再生的固体吸附塔的再生处理时间。当所述含有水分的待处理气体中水分含量小于等于500ppm时(优选为200ppm)，优选将含有水分的待处理气体经第七管路直接送入第一管路中经固体吸附塔进行吸附脱水，或送入第二管路中作为固体吸附塔的再生气体使用。此外，本申请的再生工艺和吸附工艺可以同时进行，不会出现由于固体吸附剂需要再生而导致对含有水分的气体处理装置的停车。根据本专利技术，步骤1)中，所述第一固体吸附塔和第二固体吸附塔中的固体吸附剂选自氧化硅、氧化铝、分子筛，或它们的混合物。根据本专利技术，步骤1)中，所述含有水分的待处理气体可以是含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法，其中，所述方法包括至少两个并行设置的填充有固体吸附剂的固体吸附塔；先利用第一固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，第二固体吸附塔备用；当第一固体吸附塔中的固体吸附剂吸附饱和后，利用第二固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，得到脱水分后的气体，并利用第二固体吸附塔排出的脱水分后的气体和/或含有水分的气体经加热后对吸附饱和的第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生。/n

【技术特征摘要】
1.一种吸附水分的固体吸附剂的吸附和再生方法，其中，所述方法包括至少两个并行设置的填充有固体吸附剂的固体吸附塔；先利用第一固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，第二固体吸附塔备用；当第一固体吸附塔中的固体吸附剂吸附饱和后，利用第二固体吸附塔对含有水分的气体进行吸附，得到脱水分后的气体，并利用第二固体吸附塔排出的脱水分后的气体和/或含有水分的气体经加热后对吸附饱和的第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：
将第一固体吸附塔再生时排出的水分含量提高的气体降温后，通过对水分有吸收能力的吸收剂进行吸收处理，得到水分含量降低的气体；任选地得到的水分含量降低的气体经加热后继续对吸附饱和的第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：
对再生合格的温度较高的第一固体吸附塔中的固体吸附剂继续用得到的脱水分后的气体和/或含有水分的气体进行降温；任选地当第一固体吸附塔中的固体吸附剂温度降低到一定温度时，停止降温，即完成了该固体吸附剂的再生，待并联的其他固体吸附塔无法进行吸附时，第一固体吸附塔重新用于气体的吸附。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
1)将含有水分的待处理气体通过第一管路送入第一固体吸附塔进行吸附处理，得到水分含量降低的气体，例如水分含量小于100ppm的气体，并通过第五管路排出；此时第二固体吸附塔处于备用状态；
2)当第五管路中的气体中水分含量大于第一阈值，比如大于100ppm，此时需要对第一固体吸附塔中的固体吸附剂进行再生处理，将含有水分的待处理气体通过第一管路送入第二固体吸附塔进行吸附处理，得到水分含量降低的气体，例如水分含量小于100ppm的气体，将部分气体通过第六管路排出，部分气体通过第三管路返回到第二管路中；
3)第二管路中的气体经加热器加热后送入第一固体吸附塔，对其中的固体吸附剂进行再生，得到再生后的固体吸附剂和水分含量提升的气体。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：
4)步骤3)的水分含量提升的气体通过第四管路经过冷却器返回到水分吸收塔。
根据本发明，所述方法还包括如下步骤：
5)当步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量接近第二管路中的气体的水分含量时，停止对第二管路中的气体进行加热，继续将第二管路中的气体通过第一固体吸附塔，对第一固体吸附塔进行降温；和/或，
当步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量接近第二管路中的气体的水分含量时，将第一管线中的气体通过第一固体吸附塔，对第一固体吸附塔进行降温。
优选地，步骤5)中，所述接近为步骤3)的水分含量提升的气体中水分的含量与第二管路中的气体的水分含量的差值为第二管路中的气体的水分含量的±10％之内。
优选地，当第一固体吸附塔中的固体吸附剂的温度低于100℃时，停止通过气体；例如，当第一固体吸附塔的固体吸附剂的温度低于60℃时，停止通过气体，即完成了对第一固体吸附塔的再生处理，此时第一固体吸附塔处于备用状态。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：
6)当步骤2)的第六管路中的气体中水分含量大于第二阈值，例如大于100ppm，将从第二固体吸附塔底部排出的气体通过第四管路经过冷却器返回到水分吸收塔；或者，
将含有水分的待处理气体通过第一管路送入已完成再生处理的第一固体吸附塔进行吸附处理。


7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：
7)重复步骤2)-步骤3)及任选地步骤4)、任选地步骤5)和任选地步骤6)，对第一固体吸附塔和第二固体吸附塔进行再生处理。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
8)将得到的水分含量降低的气体送入吸收处理单元进行进一步的吸收处理，或送入存储单元进行存储。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
9)将经吸收处理单元吸收处理后的气体或存储的气体重新送入固体吸附塔用于固体吸附剂的再生处理。


8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，步骤1)中，所述的含有水分的待处理气体中的水分的含量低于500000ppm，优选含有水分的待处理气体中的水分的含量低于5000ppm。
优选地，步骤1)中，当所述含有水分的待处理气体中水...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣欣，汪帆，杨建春，
申请(专利权)人：北京诺维新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11