【技术实现步骤摘要】
一种VOCs冷凝变压吸附装置和方法
[0001]本专利技术涉及VOCs处理
，特别是一种VOCs冷凝变压吸附装置和方法。
技术介绍
[0002]VOCs作为大气主要污染物治理，常用的有冷凝回收和燃烧方式，VOCs冷凝回收多应用于排气量低、浓度高的化工领域；VOCs燃烧一般为催化燃烧，多应用于排气量大、浓度低的喷涂领域。
[0003]VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70.91 Pa、标准大气压101.3kPa下沸点在50~260℃以下且初馏点等于250摄氏度的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。
[0004]VOCs冷凝回收利用深冷工艺，提高VOCs的回收率。所述的深冷工艺包括：初冷、浅冷和深冷。特点是：通过压缩气体提高废气有机物浓度，再经过初冷、浅冷阶段获得大部分有机物回收，这个阶段的冷凝效率高；剩余的有机物浓度很低的气体经过深冷阶段，这个阶段的冷凝效率低。燃烧技术是先对低浓度有机物气体用活性炭吸附，再脱附为高浓度可燃烧气体，其中，吸附过程本质上属于有机物在浓缩过程。缺点是利用的是常压吸附浓缩再变温脱附，其脱附效果和催化燃烧效率低，成本高。我们知道，吸附剂对VOCs的吸附脱附技术中，通过高压吸附，再经常压脱附的方法，简称为“变压吸附”，“变压吸附”的方法优于常压吸附、变温脱附的方法。
[0005]基于深冷工艺的特点，用变压吸附脱附方法的高效率取代深冷工艺的低效率，为VOCs提供了新的治理方案。>
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是要提供一种VOCs冷凝变压吸附装置和方法，解决VOCs低成本高效回收的问题。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的，一种VOCs冷凝变压吸附装置，包括：空压机、换热器、冷凝装置、变压吸附器和脱附风机；所述的冷凝装置有进气端口和出气端口，进气端口与换热器的热风出口端连通，出气端口与变压吸附器的进气三通管的一个端口连通；所述的换热器的热风进口与空压机出气端口连通；所述的变压吸附器有进气三通管和回气管，三通管的两个口分别与冷凝装置的出气端口和脱附风机的进风端连通，回气管与换热器的冷风端口连通；所述的脱附风机的出风端与空压机的气缸进气口连通，或者脱附风机的出风端连接催化燃烧器。
[0008]所述的空压机1为：活塞式空压机、螺杆式空压机或滑片式空压机。
[0009]优选的，所述的冷凝装置包括：冷凝器和气液分离器；冷凝器通过管道与气液分离器相连通；所述的冷凝器包括：冷干式冷凝器和吸收式冷凝器；所述的冷干式冷凝器和吸收式冷凝器均为由罐体和封头组成的密闭容器；所述罐体的侧壁有冷凝进气管、冷凝出气管，底部有排液阀，顶部有排气阀；冷凝进气管与换热器的热风出口连通；所述的气液分离器的
进口端与冷凝出气管连通，出口端与吸附阀连通。
[0010]所述的冷干式冷凝器的密闭容器内设有蒸发器，蒸发器的进出口管分别密封穿出密闭容器与冷媒连接。
[0011]所述的吸收式冷凝器为内冷式；或者为外冷式。
[0012]所述的内冷式包括：蒸发器和布气网；蒸发器置于密闭容器内，蒸发器的进出口管分别密封穿出密闭容器与冷媒连接；布气网连接在密闭容器的内壁上，位于蒸发器、冷凝进气管之间；密闭容器内有吸收剂浸没蒸发器。
[0013]进一步，所述的蒸发器为管式。
[0014]所述的外冷式包括：布气网、溶剂泵、蒸发器；所述的蒸发器包括壳体和蒸发盘管；壳体上有吸收剂的进口和出口以及蒸发盘管的冷媒进口和出口；溶剂泵与壳体上的吸收剂进口和罐体连通；所述吸收剂出口端有管道与罐体连接并伸入到罐体中心；管道的出口连接有喷嘴。
[0015]进一步，所述的蒸发器3
‑
3为酿酒罐式冷凝器。
[0016]所述的吸收剂为柴油；或者为乙醇。
[0017]所述的冷媒为制冷机蒸发剂；或者为低温气体。
[0018]所述的冷干式冷凝器和吸收式冷凝器的封头上设有传感器；所述的传感器为压力传感器；或者传感器为VOCs浓度检测传感器。
[0019]所述的变压吸附器包括：壳体、孔板和吸附剂；所述的孔板位于壳体内，孔板水平放置并与壳体内侧壁连接；吸附剂填装在孔板上面，高度低于回气管；所述壳体的下封头有三通管，壳体的上侧壁有回气管；三通管的一个口连接吸附阀，三通管的另一个口连接脱附阀；回气管经回风阀和减压阀与换热器的冷风入口连通。
[0020]所述的吸附剂为活性炭；或者为沸石分子筛；或者为吸附树脂。
[0021]所述的换热器为管式换热器；或者为板式换热器；换热器有热风进口、热风出口和冷风进口、冷风出口；热风进口与空压机出风端连接；热风出口与冷凝装置的冷凝进气管连通；冷风进口与变压吸附器的回气管连通。
[0022]优选的，所述的脱附风机包括：真空泵和储气罐；真空泵出气端与储气罐连接；真空泵的进气端与脱附阀连通；储气罐罐体的上部有排气管连接燃烧器，或者与空压机的进气端口连通。
[0023]所述的蒸发器是利用冷媒蒸发吸收热量的盘管；所述的冷媒为制冷机提供的制冷剂。
[0024]一种VOCs冷凝变压吸附方法包括：VOCs压缩、冷凝、变压吸附、换热排放、变压脱附过程；所述的VOCs压缩是获得更低流量的高浓度有机物气体，降低饱和蒸气压使部分有机物液化；所述的冷凝为浅冷，进一步降低饱和蒸气压，使大部分有机物液化成液体状态回收；所述的变压吸附是利用吸附剂吸附残余有机物；所述的换热排放是利用排放冷风降低被处理的废气温度，减少冷凝器的冷凝负荷；所述的变压脱附是将吸附剂高压状态吸附的有机物，降低为常压或负压状态蒸发脱附，脱附的有机物进一步燃烧或存储后再冷凝回收。
[0025]冷凝变压吸附方法包括：冷凝变压吸附和变压脱附。
[0026]所述的冷凝变压吸附，具体步骤如下：步骤1
‑
1、调试气体流程：空压机
→
换热器
→
冷凝器
→
气分离器
→
变压吸附器
→
减
压阀
→
换热器排放；其他阀门关闭；步骤1
‑
2、启动蒸发器将冷凝器冷却到设定温度；启动空压机将VOCs废气压缩到冷凝器内冷凝，并由减压阀调整设定压力；步骤1
‑
3、废气以设定速度通过冷凝器，将80
‑
85%的VOCs冷凝为液体，含有残余有机物的气体从冷凝出气管送入气液分离器；被冷凝、分离的有机物液体从冷凝器底部的排液阀回收；所述的气液分离器为油雾过滤器；步骤1
‑
4、气液分离器将气体中的液态有机物分离，VOCs气体经三通管进入变压吸附器；步骤1
‑
5、VOCs气体以一定速度通过吸附剂被吸附在吸附剂中，95%的有机物被吸附后，从回气管排出；步骤1
‑
6、从回气管排出的低温气体经回风阀、减压阀减压后，送入换热器的冷风入口冷却废气后，从冷风出口排放；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种VOCs冷凝变压吸附装置，其特征在于，包括：空压机、换热器、冷凝装置、变压吸附器和脱附风机；所述的冷凝装置有进气端口和出气端口，进气端口与换热器的热风出口端连通，出气端口与变压吸附器的进气三通管的一个端口连通；所述的换热器的热风进口与空压机出气端口连通；所述的变压吸附器有进气三通管和回气管，三通管的两个口分别与冷凝装置的出气端口和脱附风机的进风端连通，回气管与换热器的冷风端口连通；所述的脱附风机的出风端与空压机的气缸进气口连通，或者脱附风机的出风端连接催化燃烧器。2.如权利要求1所述的一种VOCs冷凝变压吸附装置，其特征在于：所述的冷凝装置包括：冷凝器和气液分离器；冷凝器通过管道与气液分离器相连通；所述的冷凝器包括：冷干式冷凝器和吸收式冷凝器；所述的冷干式冷凝器和吸收式冷凝器均为由罐体和封头组成的密闭容器；所述罐体的侧壁有冷凝进气管、冷凝出气管，底部有排液阀，顶部有排气阀；冷凝进气管与换热器的热风出口连通；所述的气液分离器的进口端与冷凝出气管连通，出口端与吸附阀连通。3.如权利要求2所述一种VOCs冷凝变压吸附装置，其特征在于，所述的冷干式冷凝器的密闭容器内设有蒸发器，蒸发器的进出口管分别密封穿出密闭容器与冷媒连接。4.如权利要求2所述一种VOCs冷凝变压吸附装置，其特征在于，所述的吸收式冷凝器为内冷式；或者为外冷式；所述的内冷式包括：蒸发器和布气网；蒸发器置于密闭容器内，蒸发器的进出口管分别密封穿出密闭容器与冷媒连接；布气网连接在密闭容器的内壁上，位于蒸发器、冷凝进气管之间；密闭容器内有吸收剂浸没蒸发器；所述的外冷式包括：布气网、溶剂泵、蒸发器；所述的蒸发器包括壳体和蒸发盘管；壳体上有吸收剂的进口和出口以及蒸发盘管的冷媒进口和出口；溶剂泵与壳体上的吸收剂进口和罐体连通；所述吸收剂出口端有管道与罐体连接并伸入到罐体中心；管道的出口连接有喷嘴。5.如权利要求3和4所述一种VOCs冷凝变压吸附装置，气特征在于，所述的冷干式冷凝器和吸收式冷凝器的封头上设有传感器；所述的传感器为压力传感器；或者传感器为VOCs浓度检测传感器。6.如权利要求1所述的一种VOCs冷凝变压吸附装置，其特征在于，所述的脱附风机包括：真空泵和储气罐；真空泵出气端与储气罐连接；真空泵的进气端与脱附阀连通；储气罐罐体的上部有排气管连接燃烧器，或者与空压机的进气端口连通。7.一种基于权利要求1所述的VOCs冷凝变压吸附装置的冷凝变压吸附方法，其特征是：包括：VOCs压缩、冷凝、变压吸附、换热排放、变压脱附过程；所述的VOCs压缩是获得更低流量的高浓度有机物气体，降低饱和蒸气压使部分有机物液化；所述的冷凝为浅冷，进一步降低饱和蒸气压，使大部分有机物液化成液体状态回收；所述的变压吸附是利用吸附剂...
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