一种侧向流动的VOCs吸附再生单元、装置及系统，吸附再生单元包括壳体，壳体的底部设置有废气进管和再生蒸汽输入管，顶部设置有净化废气排出管和混合气输出管，在壳体内分布有活性炭吸附床，各活性炭吸附床之间以及活性炭吸附床与壳体内壁之间设置有相通的通道。上述吸附单元并行组合连接形成VOCs吸附再生装置。VOCs吸附再生系统包括上述VOCs吸附再生装置、蒸汽冷凝分馏器、油水分离器和再生蒸汽加热器，吸附装置与蒸汽冷凝分馏器和油水分离器依次连接，油水分离器连接再生蒸汽加热器和废气总进管，再生蒸汽加热器连接吸附装置。吸附单元依次轮流处于再生运行状态和吸附运行状态，保证VOCs污染物排放的连续、稳定达标和废气治理。
【技术实现步骤摘要】
侧向流动的VOCs吸附再生单元、装置及系统
本专利技术涉及一种用于对大气污染污染物VOCs进行吸附再生的单元装置，属于VOCs处理
技术介绍
VOCs是目前大气污染攻坚行动中的关键污染因子之一，其对大气环境质量雾霾、O3的影响尤为明显。因此控制VOCs的排放是改善大气环境质量的重要途径。涉及VOCs点源污染排放的控制措施众多，其中较为经济有效的仍为吸附—再生工艺，其运营陈本低，能耗低，是一种低碳、气候变化友好型的VOCs污染排放控制方法。然而，该工艺的缺点也比较明显，其中简单有效的固定床吸附工艺受制于大风量低风压工程条件，无法装填足够的吸附剂，以实现合适工作循环周期的吸附段工作时间间隔，也不易采用变压法等技术再生恢复固定床吸附剂的吸附能力。其次是现有的吸附固定床一般采用圆筒形轴向流动，占地大且不易有效利用有限的建设用地。
技术实现思路
为VOCs吸附-脱附单元，本专利技术提出一种大大提高废气流动截面积和流速控制的侧向流动的VOCs吸附再生单元，该单元实现集约化安装，使废气通过侧向渗流。同时提供基于该单元的VOCs吸附再生装置及系统。本专利技术侧向流动的VOCs吸附再生单元，包括壳体，壳体的底部设置有废气进管、再生蒸汽输入管和空气进管，顶部设置有净化废气排出管和混合气输出管，在壳体内分布有活性炭吸附床，各活性炭吸附床之间以及活性炭吸附床与壳体内壁之间设置有相通的通道，形成气体(废气、净化废气、再生蒸汽和冷却空气)流动通道。废气由废气进管进入壳体，在活性炭吸附床侧面的气体流动通道中流动，渗流进入活性炭吸附床通过活性炭进行吸附，形成侧向流动吸附，在床层另一面流出形成净化废气通道。所述壳体呈方形，尤其是长方形，以便于多个吸附通道并排及并列灵活设置，组成侧向吸附固定床吸附单元。所述壳体的外围设置有保温层，再生操作时起到保温作用。所述壳体的底部还设置有冷凝水排管。活性炭吸附床饱和后，单元进气切换成蒸汽，对吸附床层加热吹脱被吸附的VOCs，冷凝水排管用于排出，对活性炭吸附床进行再生的蒸汽冷却后产生的冷凝水。热再生完成后，单元进气切换成空气，空气进管用于进入冷风(空气)对通过蒸汽再生后的活性炭吸附床进行冷却，以尽快达到环境温度。所述气体流动通道包括气体进入通道(废气、再生蒸汽和冷却空气)和气体排出通道(净化废气、再生蒸汽和冷却空气)，气体进入通道的顶部封堵住，气体排出通道的底部封堵住。如果活性炭吸附双层床之间为气体进入通道，那么活性炭吸附床与壳体内壁之间为气体排出通道。一种VOCs吸附再生装置，包括并行连接的上述吸附单元，各吸附单元的废气进管、再生蒸汽输入管、空气进管、净化废气排出管和混合气输出管上分别通过控制阀连接废气总进管、再生蒸汽总输入管、空气总进管、净化废气总排管和混合气总输出管连接。所述吸附单元底部还设置有冷凝水排管，冷凝水排管通过控制阀连接冷凝水总排管。一种VOCs吸附再生系统，包括上述VOCs吸附再生装置、蒸汽冷凝分馏器、油水分离器和再生蒸汽加热器，吸附装置通过所述混合气总输出管连接蒸汽冷凝分馏器，蒸汽冷凝分馏器连接油水分离器，油水分离器分别连接再生蒸汽加热器和废气总进管，再生蒸汽加热器通过再生蒸汽总输入管连接吸附装置。所述油水分离器和再生蒸汽加热器之间设置有精馏器，以进一步分离含有机物废水。所有控制阀均与PLC控制器连接，由PLC控制器控制整个系统及各吸附单元的运行。上述系统进行吸附再生的运行过程如下所述。含VOCs废气进入吸附装置，吸附操作时，废气依次分别进入不同吸附单元，废气沿吸附单元中的气体流动通道运行，通过活性炭进行吸附，净化废气沿净化废气总排管排出。其中一个吸附单元吸附完成后，吸附剂饱和或达到穿透曲线的穿透点，需要对该单元的活性炭吸附床再生。将该单元由吸附净化工作状态切换成再生状态，其余吸附单元仍为吸附净化工作状态。吸附单元再生时，切换蒸汽进入该吸附单元，这时不再通入废气，而是通过水蒸汽加热吸附剂，直到整个床层温度达到合适温度。水蒸汽携带由吸附剂中脱除的VOCs有机物进入蒸汽冷凝分馏器，在蒸汽冷凝分馏器内进行冷凝。冷凝产物(水和液态VOCs混合物)进入油水分离器，产生含有机物冷凝水、不凝气和冷凝有机物；含有机物冷凝水进入再生蒸汽加热器，加热成水蒸汽循环利用；将不凝气切换至处于吸附工作状态的吸附单元继续处理；冷凝有机物排出集中收集处理。加热再生后，该吸附单元需切换为由空气进管进入环境空气，以便为活性炭吸附床降温，降温空气可通过净化废气管路排放。吸附床层温度降至环境温度后，完成吸附-再生(蒸汽热再生-空气冷却)循环，可重新切换至吸附工作状态。本专利技术使废气通过吸附再生单元，侧向流动进入活性炭吸附床，提高了废气流动截面积，控制了废气通过吸附固定床的线速度，吸附装置中的吸附单元依次轮流处于再生运行状态和吸附运行状态，如此循环，可保证废气间歇或连续处理；本单元中，废气流动是一种稳态、均匀平面渗流-吸附-饱和-蒸汽再生的过程。按吸附材料的饱和吸附量和穿透曲线，控制吸附装置中各个吸附单元的运行，实现VOCs吸附-脱附的正常运行，保证VOCs污染物排放的连续、稳定达标和废气治理。附图说明图1是本专利技术中吸附单元的结构示意图。图2是本专利技术中多个吸附单元并联形成的吸附装置的控制原理示意图。图3是本专利技术中VOCs吸附再生系统的构成示意图。图中：1.废气进管，2.活性炭吸附床，3.气体流动通道，4.净化废气排出管，5.壳体，6.冷凝水排管，7.空气进管，8.再生蒸汽输入管；9.混合气输出管；10.净化废气排出阀，11.冷凝水排出阀，12.空气进风阀，13.废气进阀，14.再生蒸汽输入阀，15.废气总进管，16.空气总进管，17.冷凝水总排管，18.再生蒸汽总输入管，19.混合气总输出管，20.净化废气总排管，21.混合气输出阀，22.吸附单元；23.不凝气回管，24.引风机，25.蒸汽冷凝分馏器，26.油水分离器，27.不凝气出口,28.冷凝有机物排口，29.含有机物冷凝水出口，30.再生蒸汽加热器，31.吸附装置。具体实施方式本专利技术中废气流动是一种稳态均匀平面渗流-吸附-饱和-蒸汽再生的过程。由于吸附与再生时间的不一致性，所用吸附装置可设置并行的多个吸附单元12(参见图3)，按吸附材料的饱和吸附量和固定床吸附穿透曲线，各个吸附单元的进口及出口控制阀均与PLC控制器(可编程控制器)连接，使用PLC逻辑控制各吸附单元的吸附及再生过程，实现VOCs吸附-脱附的间歇-连续运行，保证VOCs污染物排放的连续、稳定达标和废气治理。如图1所示，本专利技术中采用的吸附单元22(参见图2)，包括壳体5，呈方形(长方形)，便于多个吸附单元22并排及并列灵活设置，多个使用，以适应建设用地实际面积、形状的约束。壳体5的底部设置有废气进管1、冷凝水排管6、空气进管7和再生蒸汽输入管8，顶部设置有净化废气排出管4和混合气输出管9，在壳体5内分布有活性炭吸附床2。活性炭吸附双层床2之间以及活性炭吸附床2与壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：包括壳体，壳体的底部设置有废气进管、再生蒸汽输入管和空气进管，顶部设置有净化废气排出管和混合气输出管，在壳体内分布有活性炭吸附床，各活性炭吸附床之间以及活性炭吸附床与壳体内壁之间设置有相通的通道，形成气体流动通道。/n
【技术特征摘要】
1.一种侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：包括壳体，壳体的底部设置有废气进管、再生蒸汽输入管和空气进管，顶部设置有净化废气排出管和混合气输出管，在壳体内分布有活性炭吸附床，各活性炭吸附床之间以及活性炭吸附床与壳体内壁之间设置有相通的通道，形成气体流动通道。
2.根据权利要求1所述的侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：所述壳体呈方形。
3.根据权利要求1所述的侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：所述壳体的外围设置有保温层。
4.根据权利要求1所述的侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：所述壳体的底部还设置有冷凝水排管。
5.根据权利要求1所述的侧向流动的VOCs吸附再生单元，其特征是：所述气体流动通道包括气体进入通道和气体排出通道，气体进入通道的顶部封堵住，气体排出通道的底部封堵住。
6.一种VOCs吸附再生...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏晓文，高雪，吴珊，苏继新，李群，潘齐，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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