吸附－电热脱附回收挥发性有机化合物的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及吸附－电热脱附回收挥发性有机化合物的方法及其装置，包括有以下步骤：１）将含有ＶＯＣＳ的废气，从吸附电热脱附装置的壳体上部输入，ＶＯＣＳ被中空筒体吸附、净化后的废气由壳体下部排出；２）向吸附了ＶＯＣＳ的中空筒体中输入惰性气体，通电加热使中空筒体升温，继续通惰性气体，惰性气体由中空筒体内中空通道通过筒壁向外透过，吸附在筒壁上的ＶＯＣＳ得以脱附，得到含ＶＯＣＳ的惰性气流；３）含ＶＯＣＳ惰性气流经冷凝冷却，使惰性气流液化并流至ＶＯＣＳ贮罐，惰性气体自吸附电热脱附装置的壳体上部排出，循环使用。本发明专利技术具有以下优点：本发明专利技术的方法及装置，具有效率高、节能、操作周期短，可以循环利用惰性气体的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业废气中挥发性有机化合物处理的
，具体的是涉及一种吸附-电热脱附回收挥发性有机化合物的方法及其装置。
技术介绍
有机废气一般是指有害空气污染物或挥发性有机化合物(HAPs/VOCs)，即室温下 饱和蒸汽压大于70. 91Pa或沸点小于260°C的有机化合物。挥发性有机污染物的成分复杂， 它包括芳香烃类、酯类、酮类、醚类、卤代烃、脂肪烃、氯烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳 香烃等。主要来源于工业生产过程，如石油化工、制药、农药、印刷、人造革、制鞋、油漆和涂 料等等行业排放的废气，HAPs/VOCs对人类(包括动植物)健康造成侵害。大多数挥发性 有机化合物(VOCs)易燃易爆，它的聚集对生产企业也存在不安全隐患，严重威胁着人类并 制约着国民经济的可持续性发展。活性炭纤维(ACFs)吸附-水蒸气脱附治理回收废气中有机化合物是国内外目前 工业上应用最广泛的方法，但水蒸汽再生方法有较大的局限性第一，水蒸汽再生时，其间 产生有机气体与饱和水蒸气混合，形成冷凝混合物，如苯和水分层，酒精和水则混合在一 起，又需要对产生的有机混合物进行分离的塔群；第二，有些有机气体不适合蒸汽再生，如 卤(氯、溴、氟)代烷或类似物，再生过程中被水蒸汽分解，形成的卤酸(如盐酸)腐蚀设备； 第三，水蒸气脱附时间长、能耗高；第四，水蒸气来源和价格问题，传统理念认为水蒸气是最 便捷的能质，但在节能减排、保护环境的今天，水蒸气与电能比，来源面临困难，随之带来工 业生产接受不了的蒸汽价格。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对上述现有技术而提供一种吸附_电热脱附回收挥 发性有机化合物的方法，其利用吸附_电热脱附系统，采用ACFs为吸附剂，以电能作为脱附 的热源替代水蒸气，利用惰性气体吹扫和床层升温的协同作用来达到脱附的目的，其效率 更高，能耗更低，操作简便，是一种极具工业应用价值的气体新型分离方法。本专利技术为解决上述提出的问题所采用解决方案为一种吸附_电热脱附回收挥发 性有机化合物的方法，其特征在于包括有以下步骤1)吸附将含有VOCs的废气，从吸附电 热脱附装置的壳体上部输入，经过中空筒体的筒壁，透过壁层，废气中的VOCs被中空筒体吸 附、净化后的废气由壳体下部排出；2)电热脱附向经步骤1)吸附了 VOCs的中空筒体中输 入惰性气体并在中空筒体两端引入电源，通电加热迅速使中空筒体升温，保温，继续通惰性 气体，惰性气体由中空筒体内中空通道通过筒壁向外透过，吸附在筒壁上的VOCs在电热和 惰性气流的作用下得以脱附，得到含VOCs的惰性气流；3)冷凝冷却步骤2)得到的含VOCs 的惰性气流，经夹套换热器、蛇管换热器冷凝冷却，使含VOCs的惰性气流液化并流至VOCs贮 罐，脱去VOCs且冷却后的惰性气体，自吸附电热脱附装置的壳体上部排出，稍加施压后至惰 性气体包，循环使用。按上述方案，所述的吸附条件为常温，压强为0. 05Mpa以下；所述的脱附条件为电热脱附温度为50 250°C，电热脱附时间为15分钟 2小时，电源电压30 110伏；按上述方案，所述中空筒体的材料为块状活性炭纤维或复合活性炭纤维，其电阻 率 0. 014-0. 05 Ω m。用于实现本专利技术的装置包括两台或两台以上的吸附电热脱附装置，所述的吸附电热脱附装置包括有壳体，壳 体内部设置有至少一个中空筒体，壳体内部上端设置有蛇管换热器，壳体的外表中部和下 端设置有夹套换热器，壳体具有一个与含有VOCs的废气管线连接的入口，净化后的废气出 口和液化后的VOCs排出口；至少一个VOCs贮罐，其与壳体的底部相连接；一个惰性气体包，用于存储惰性气体，其一端与压缩机相连，另一端与壳体下侧的 惰性气体进口相连；一个压缩机，用于压缩循环使用的惰性气体，其一端与惰性气体包相连，另一端与 壳体上端的惰性气体出口相连。本专利技术基于水蒸汽脱附方法的缺点，根据上述电热脱附-惰性气体交互作用的原 理，提供了一种以市售ACFs及其复合材料为吸附剂的吸附-电热脱附处理工业废气中VOCs 的方法及装置，且本专利技术方法中的装置集吸附_电热脱附_冷凝_冷却于一体，设备紧凑， 可一次获得不含水的高浓有机物，达到自系统排出的气体中VOCs含量附合环保法的规定。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点1、吸附阶段一般放热，装置上部的蛇管 换热器，可以有效控制进入中空筒体的气流温度，装置中、下部的夹套换热器，可以调整吸 附操作的环境温度；2、脱附阶段排出的含VOCs气流可借蛇管、夹套换热器一次性冷凝冷却 完成VOCs蒸汽液化，无需在系统外另设换热器；3、中空筒体至少一支，可以多支，其长度可 焊接加长，可根据废气调节处理任务；4、本专利技术所采用的活性碳纤维类吸附剂具有微孔发 达，比表面积高、吸脱附速度快、良好导电导热性能，市售ACFsS种较多，研究表明，须选用 的ACFsM料应满足对待吸附物吸附容量大，机械强度高，不易粉化；其电热性能良好，即 伏-安关系附合欧姆定律，电能-热转化率高，升温快；在惰性气体和电热作用下，脱附迅速 且彻底；5、本专利技术的方法及装置，具有效率高、节能、操作周期短，可以循环利用惰性气体的 特点。附图说明图1为本专利技术方法的工艺流程2为本专利技术的吸附电热脱附装置的结构图具体实施例方式下面结合附图通过实施例进一步介绍本专利技术，但是实施例不会构成对本专利技术的限 制。实施例1 印刷塑料薄膜制品车间排出的废气，常为含有乙酸乙酯、丙酮、甲苯 和丁酮(MEK)的混合气。GB16297-1996对它们的排放浓度均有规定，如丁酮(MEK)为 120mg/m3。从上述车间输送来的常温干燥混合气，MEK(本实施例的标示考核组分)800 lOOOppmv，相对湿度是4 8%，流速20 24升/分。本专利技术的装置及其连接如图1所示， 包括有两台吸附电热脱附装置(1、2)，吸附电热脱附装置包括有壳体6，壳体内部设置有2 个中空筒体8，中空筒体的顶端设置有密封塞7，壳体内部上端设置有蛇管换热器14，壳体 的外表中部和下端设置有夹套换热器(9、11)；壳体6的底部连接有一个VOCs贮罐3，还包括 有一个惰性气体包5，用于存储惰性气体，其一端与压缩机4相连，另一端与壳体下侧的惰 性气体进口相连；压缩机4，用于压缩循环使用的惰性气体，其一端与惰性气体包5相连，另 一端与壳体上端的惰性气体出口相连，还包括有常用的管路阀门和仪表。含有MEK(本实施 例的标示考核组分)800 lOOOppmv，相对湿度是4 8%的混合气，流速20 24升/分， 并予控制和自动测定记录，经壳体与含有VOCs的废气管线连接的入口 15输入，经过壳体上 部设置的蛇管换热器14输入经块状活性炭纤维或复合活性炭纤维(即ACFs)制成的中空筒 体8，从其外壁穿过筒壁，同时混合气中的MEK被ACFs吸附，进入中空筒体的内中空通道的 净化混合气，经壳体下部右侧净化后的废气出口 10排出，出口可自动分析(气相色谱)并 记录MEK的含量和自动测定流量，当净化混合气中MEK的含量达到法定排出标准12ppmv， 关闭进气，再从惰性气体进口(亦是净化后的废气排出口)通入惰性气体，流量0.4 0.5 升/分，排出残存在壳体中的净化混合气，继续通入惰性气体，在中空筒体两端引入电源13 通电5到8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附－电热脱附回收挥发性有机化合物的方法，其特征在于包括有以下步骤：１）吸附：将含有ＶＯＣ↓［Ｓ］的废气，从吸附电热脱附装置的壳体上部输入，经过中空筒体的筒壁，透过壁层，废气中的ＶＯＣ↓［Ｓ］被中空筒体吸附、净化后的废气由壳体下部排出；２）电热脱附：向经步骤１）吸附了ＶＯＣ↓［Ｓ］的中空筒体中输入惰性气体并在中空筒体两端引入电源，通电加热迅速使中空筒体升温，保温，继续通惰性气体，惰性气体由中空筒体内中空通道通过筒壁向外透过，吸附在筒壁上的ＶＯＣ↓［Ｓ］在电热和惰性气流的作用下得以脱附，得到含ＶＯＣ↓［Ｓ］的惰性气流；３）冷凝冷却：步骤２）得到的含ＶＯＣ↓［Ｓ］的惰性气流，经夹套换热器、蛇管换热器冷凝冷却，使含ＶＯＣ↓［Ｓ］的惰性气流液化并流至ＶＯＣ↓［Ｓ］贮罐，脱去ＶＯＣ↓［Ｓ］且冷却后的惰性气体，自吸附电热脱附装置的壳体上部排出，稍加施压后至惰性气体包，循环使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷斌烈，
申请(专利权)人：湖北锡鹏科技开发有限公司，杨旭东，殷斌烈，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]