氮气再生的吸附回收系统及其吸附回收方法技术方案

本发明专利技术提供了一种氮气再生的吸附回收系统及其吸附回收方法，属于吸附回收领域。该系统包括依次连接的废气输入设备、一级吸附设备和二级吸附设备，还包括氮气置换管路以及分别与所述一级吸附设备和二级吸附设备相连的一级循环氮气脱附管路与二级循环氮气脱附管路；所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路分别与氮气置换管路相连通；所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路上还分别设有脱附气冷凝回收设备；所述一级吸附设备包括至少两个并联的吸附罐，所述二级吸附设备为吸附转轮。采用本申请的系统及方法，可明显缩小吸附装置规格，大幅减少吸附材料装填量，切换周期大为缩短，安全性高，降低了能耗。

Adsorption recovery system of nitrogen regeneration and its adsorption recovery method

【技术实现步骤摘要】
氮气再生的吸附回收系统及其吸附回收方法
本专利技术涉及吸附回收领域，尤其涉及一种氮气再生的吸附回收系统及其吸附回收方法。
技术介绍
印刷行业、纤维行业、树脂行业等领域的涂布、蒸发及干燥工序中排放的高浓度有机废气具有较高的回收价值，工业上可以采用活性炭吸附回收，对于水溶性的溶剂大多采用热氮气对活性炭进行脱附，含有溶剂的脱附热氮气经冷凝器冷凝回收，但是废气冷凝后饱和浓度一般较大，单独依靠冷凝会造成活性炭罐中存留大量高浓度溶剂，若该活性炭罐再次吸附，会造成残留溶剂直接排放至大气中，所以氮气再生的吸附回收工艺，必须设置二级吸附系统，将脱附风冷凝后的残留溶剂转移至二级吸附材料上，从而避免残留溶剂直接排放至大气。但现在工业上一般采用固定床式的活性炭罐作为二级吸附，如专利CN206444409U中所述的二级处理器，采用固定床式的活性炭罐由于其操作属于间歇操作，吸附和脱附过程不能同时进行，会造成设备切换时间长，活性炭装填量大，设备异常庞大等问题。吸附转轮分为吸附区与脱附区，是具有体积小、同时吸脱附特点的连续的吸附设备，目前也有将转轮与氮气再生吸附回收工艺相结合的技术。如专利CN108079740A中所述的将大风量低浓度的废气先用转轮进行浓缩后，再进入氮气脱附的吸附回收设备中，该专利中未设置二级活性炭吸附罐，而是将一级活性炭罐脱附冷凝残留的高浓度废气循环至转轮入口，经转轮净化后排放。但是该股废气瞬间浓度非常高(以乙酸乙酯为例，冷凝至5℃的饱和浓度为145g/m3，而进入转轮的废气一般要求低于1.5-2g/m3)，会造成进入转轮的废气浓度瞬间升高数十倍，转轮非常容易穿透，造成废气排放不达标。另外还会造成转轮脱附风浓度超过1/4LEL，具有一定的安全隐患。专利CN109731433A中将氮气再生的吸附回收设备与转轮设备进行串联，将吸附回收设备的吸附排风引入转轮中进行二次处理以降低排放浓度。该专利并未对氮气再生的吸附回收设备做优化，一级吸附罐的再生流程中仍然采用了二级固定床式的活性炭罐对残留溶剂进行吸附净化，以降低一级活性炭罐脱附冷凝残留。工艺设计上仍不能避免设备活性炭装填量巨大，设备异常庞大的问题。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氮气再生的吸附回收系统及其吸附回收方法，以解决上述问题，同时实现安全性高、降低能耗的目的。为实现以上目的，本专利技术特采用以下技术方案：一种氮气再生的吸附回收系统，包括依次连接的废气输入设备、一级吸附设备和二级吸附设备，还包括氮气置换管路以及分别与所述一级吸附设备和二级吸附设备相连的一级循环氮气脱附管路与二级循环氮气脱附管路。所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路分别与氮气置换管路相连通。所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路上还分别设有脱附气冷凝回收设备。所述一级吸附设备包括至少两个并联的吸附罐，所述二级吸附设备为吸附转轮。每个所述吸附罐上均设有一级吸附入口、一级吸附出口、一级脱附入口和一级脱附出口。所述一级吸附入口、一级吸附出口、一级脱附入口和一级脱附出口上分别设有一级吸附入口阀、一级吸附出口阀、一级脱附入口阀和一级脱附出口阀。所述一级吸附入口与所述废气输入设备管路连通，所述一级吸附出口通过烟囱排空。所述一级循环氮气脱附管路为：所述一级脱附出口依次通过循环升温阀、一级脱附风机、一级脱附加热器和一级脱附入口阀与所述一级脱附入口管路连通；所述一级脱附出口还依次通过一级脱附冷却器、二级吸附阀、吸附转轮与一级脱附风机管路连通。所述的氮气置换管路与一级循环氮气置换管路相连通的接入口位于所述一级脱附入口阀和一级脱附入口之间。所述一级循环氮气置换管路的脱附气冷凝回收设备为设于所述一级脱附出口与一级脱附风机之间的一级脱附冷却器和一级深冷器。所述一级脱附冷却器设于一级脱附出口与二级吸附阀之间管路上；所述一级深冷器的入口通过一级脱附深冷阀接在一级脱附冷却器和二级吸附阀之间的管路上。所述一级深冷器的脱附气出口接入所述循环升温阀和一级脱附风机之间的管路上。所述吸附转轮分为吸附区和脱附区。所述吸附区设有二级吸附入口和二级吸附出口。所述二级吸附入口与所述一级脱附出口相连通，所述二级吸附出口通过一级脱附风机、一级脱附加热器和一级脱附入口阀与所述一级脱附入口相连通。优选地，所述吸附转轮分为吸附区、冷却区和脱附区。所述吸附转轮的脱附区设有二级脱附入口和二级脱附出口。所述二级循环氮气脱附管路为所述二级脱附出口依次通过所述二级循环氮气脱附管路的脱附气冷凝回收设备、二级脱附风机和二级脱附加热器与所述二级脱附入口相连通。优选地，所述二级循环氮气脱附管路的脱附气冷凝回收设备为二级脱附冷凝器。所述氮气置换管路与二级循环氮气脱附管路相连通的接入口位于所述二级脱附冷凝器和二级脱附风机之间的管路上。所述废气输入设备包括依次相连的废气入口、废气过滤器、一级吸附风机和废气冷却器；所述一级吸附入口与所述废气冷却器相连通。本专利技术还提供一种基于上述氮气再生的吸附回收系统的吸附回收方法，如下：所述一级吸附设备的至少两个吸附罐采取同时一吸附一脱附的交替运行方式，当其中一个吸附罐吸附饱和后，切换为脱附模式，同时脱附完成的吸附罐切换为吸附模式；脱附废气经一级冷凝后回收部分溶剂；然后进入吸附转轮进行二级吸附、二级脱附和二级溶剂冷凝回收。进一步地，废气经废气过滤器过滤后，经一级吸附风机加压并经废气冷却器冷却后通过一级吸附入口阀进入一个吸附罐中，废气中的溶剂被吸附在吸附罐的活性炭床层中，净化的废气经过一级吸附出口阀排放至烟囱。用氮气置换另一个吸附饱和的吸附罐中的空气，然后开启一级脱附风机及一级脱附加热器，热氮气经一级脱附入口阀进入所述另一个吸附罐，在热氮气的加热下有机溶剂得以脱附，脱附气经一级脱附出口阀排出所述另一个吸附罐，经过循环升温阀返回至一级脱附风机入口，此过程为循环升温及溶剂增浓过程。经循环升温一段时间后，关闭循环升温阀，打开一级深冷阀，脱附废气经一级脱附冷却器和一级深冷器回收部分溶剂至回收溶剂罐。然后，关闭一级深冷阀，打开二级吸附阀，脱附废气进入吸附转轮的吸附区，吸附后的废气返回至一级脱附风机入口；二级脱附风机、二级脱附加热器和二级脱附冷凝器也同时工作，热氮气将吸附转轮吸附的溶剂脱附下来，并经二级脱附冷凝器冷凝后，进入回收溶剂罐，实现溶剂回收。由于吸附转轮可以浓缩5-20倍，所以吸附转轮的脱附风量较小，可以大大降低脱附废气冷凝时所损耗的废气显热，从而节省二级脱附能耗。与现有技术相比，本专利技术采用高吸附容量的转轮取代固定床式的二级活性炭吸附罐，由于转轮的吸附区及脱附区都处于氮气保护的环境中，所以转轮的脱附废气不存在因浓度过高而造成超过爆炸下限的风险，脱附风的浓度及转轮的浓缩倍数不受LEL的约束，可以实现转轮一边吸附一边脱附的工作模式。转轮吸附初期允许吸附穿透，随着脱附循环系统中有机物不断冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮气再生的吸附回收系统，包括依次连接的废气输入设备、一级吸附设备和二级吸附设备；/n其特征在于，还包括氮气置换管路以及分别与所述一级吸附设备和二级吸附设备相连的一级循环氮气脱附管路与二级循环氮气脱附管路；所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路分别与氮气置换管路相连通；/n所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路上还分别设有脱附气冷凝回收设备；/n所述一级吸附设备包括至少两个并联的吸附罐，所述二级吸附设备为吸附转轮(17)。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮气再生的吸附回收系统，包括依次连接的废气输入设备、一级吸附设备和二级吸附设备；
其特征在于，还包括氮气置换管路以及分别与所述一级吸附设备和二级吸附设备相连的一级循环氮气脱附管路与二级循环氮气脱附管路；所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路分别与氮气置换管路相连通；
所述一级循环氮气脱附管路和二级循环氮气脱附管路上还分别设有脱附气冷凝回收设备；
所述一级吸附设备包括至少两个并联的吸附罐，所述二级吸附设备为吸附转轮(17)。


2.根据权利要求1所述的氮气再生的吸附回收系统，其特征在于，每个所述吸附罐上均设有一级吸附入口、一级吸附出口、一级脱附入口和一级脱附出口；
所述一级吸附入口、一级吸附出口、一级脱附入口和一级脱附出口上分别设有一级吸附入口阀、一级吸附出口阀、一级脱附入口阀和一级脱附出口阀；
所述一级吸附入口与所述废气输入设备管路连通，所述一级吸附出口通过烟囱排空。


3.根据权利要求2所述的氮气再生的吸附回收系统，其特征在于，所述一级循环氮气脱附管路为：所述一级脱附出口依次通过循环升温阀(12)、一级脱附风机(7)、一级脱附加热器(8)和一级脱附入口阀与所述一级脱附入口管路连通；所述一级脱附出口还依次通过一级脱附冷却器(13)、二级吸附阀(16)、吸附转轮(17)与一级脱附风机(7)管路连通；
所述的氮气置换管路与一级循环氮气置换管路相连通的接入口位于所述一级脱附入口阀和一级脱附入口之间。


4.根据权利要求3所述的氮气再生的吸附回收系统，其特征在于，所述一级循环氮气置换管路的脱附气冷凝回收设备为设于所述一级脱附出口与一级脱附风机(7)之间的一级脱附冷却器(13)和一级深冷器(15)；
所述一级脱附冷却器(13)设于一级脱附出口与二级吸附阀(16)之间管路上；所述一级深冷器(15)的入口通过一级脱附深冷阀(14)接在一级脱附冷却器(13)和二级吸附阀(16)之间的管路上。


5.根据权利要求4所述的氮气再生的吸附回收系统，其特征在于，所述一级深冷器(15)的脱附气出口接入所述循环升温阀(12)和一级脱附风机(7)之间的管路上。


6.根据权利要求1-5任一项所述的氮气再生的吸附回收系统，其特征在于，所述吸附转轮(17)分为吸附区和脱附区；
所述吸附区设有二级吸附入口和二级吸附出口；
所述二级吸附入口与所述一级脱附出口相连通，所述二级吸附出口通过一级脱附风机(7)、一级脱附加热器(8)和一级脱附入口阀与所述一级脱附入口相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文超，柴灵芝，纪麟肯，王士刚，刘涛，郅立鹏，
申请(专利权)人：青岛华世洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37