本发明专利技术描述了一种通过应用装有活性炭的装置以及再生所述装置的炭而从含有一种或多种挥发性有机化合物的过程气体物流中脱除所述挥发性有机化合物的方法。其步骤包括：使含有能够被吸附在活性炭上的挥发性有机化合物的过程气体通过装有活性炭的装置，从而使挥发性有机化合物吸附在所述炭上；切断进入所述装置的过程气体流，并使蒸汽通过所述装置，其中蒸汽的流动方向与含挥发性有机化合物的过程气体的流动方向相反，从而从活性炭上脱附所述挥发性有机化合物；冷凝蒸汽和挥发性有机化合物并对其进行分离；切断进入装置的蒸汽流，并使大气空气沿着与蒸汽通过所述装置时相同的方向通过装置，而不是现有技术中沿着与负载ＶＯＣ的过程空气通过所述装置时相同的方向通过装置，从而干燥装在其中的炭并降低其温度至所选定的温度；以及使所述装置恢复为在线操作状态。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由活性炭吸附床回收挥发性有机化合物。具体地，本专利技术涉及一种再生活性炭从而提高在线时间以及从炭吸附床回收的挥发性有机化合物的百分比的改进方法。
技术介绍
炭吸附床广泛用于许多工业中从过程气体物流如空气或氮气物流中脱除挥发性有机化合物。在一个典型的炭床操作中，含有挥发性有机化合物(“VOCS”)的过程气体物流在选定的温度和压力下通过炭床。所述VOCS被从气体物流中吸附到床层内的炭颗粒上。在吸附过程中经常在炭床的出口端设置针对所要脱除的VOCS具有选择性的监测设备。当床停止吸附VOCS时，则检测到一个表明炭床已经饱和的临界点(breakthrough)，然后将过程气体物流转移到第二碳床。然后对饱和的炭床进行卸载，或者以一种批准的方式进行处理，或者更经济地对炭床进行再生用于将来的在线应用，并根据VOCS的类型将所回收VOCS用于循环、处理或用作燃料。在一个针对其它应用而再生炭床的简化实施例中，使蒸汽在选定的温度和压力下通过所述炭床，在床层的出口端冷凝蒸汽及汽提得到的任何VOCS，并在冷凝后循环或排放出口气体，从而进行再生。蒸汽汽提通常与吸附阶段炭床的入口/出口方向逆流进行。在蒸汽汽提完成后，使冷却气体通过床层而使炭床冷却，冷却气体的方向通常与吸附阶段VOCS通过床层的方向相同。一旦冷却完成，炭床处于“就绪状态”，当现在在线操作的床层饱和时即可在线应用。有关吸附、炭床和再生的全面讨论在Kirk-OthmerEncyclopediaof Chemical Technology，4thEd.(New YorkJohn Wiley&Sons)，Vol1，第493-528页(吸附综述)；Vol1第529-573页(吸附、气体分离)和Vol.4，第1015-1037页(活性炭及其应用)中可以找到。其它信息在C.L.Mantell，ADSORPTION 2ndEd.(New YorkMcGraw-Hill BookCompany，1951)，第224-254页；以及John W.Hassler，ActivatedCarbon(New YorkChemical Publishing Company 1963)第55-66页中可以找到。Mantell的著作在241-244页，其中具体描述了现有技术的丙酮回收装置。本专利技术的目的是提供一种再生炭吸附床的改进方法，所述改进方法同时优化在床层上吸附的挥发性有机化合物的回收及当炭床恢复在线应用时的操作能力。本专利技术的进一步目的是提供一种再生炭吸附床的改进方法，所述改进方法使炭床沿着与床层操作的正常进口-出口方向相反的方向被冷却，从而通过提供出口-入口方向的冷却而同时优化在床层上吸附的挥发性有机化合物的回收及当炭床恢复在线应用时的操作能力。专利技术概述本专利技术描述了一种通过应用装有活性炭的装置以及再生所述装置中的炭而从含有一种或多种挥发性有机化合物的过程气体物流中脱除所述挥发性有机化合物的方法，所述方法包括如下步骤使含有一种或多种能够被吸附在活性炭上的挥发性有机化合物(“VOCs”)的过程气体通过装有活性炭的装置，从而使挥发性有机化合物吸附在所述炭上，所述通过在选定时间内在选定温度和压力下进行；切断进入所述装置的过程气体流，并在选定时间内在选定温度和压力下使蒸汽通过所述装置，其中蒸汽的流动方向与含挥发性有机化合物的过程气体的流动方向相反，从而从活性炭上脱附所述挥发性有机化合物；冷凝蒸汽和挥发性有机化合物，并对所回收的物质进行分离；切断进入装置的蒸汽流，并使大气空气在选定压力下和选定时间内通过所述装置，空气沿着与蒸汽通过装置时相同的方向通过所述装置，而不是象现有技术那样沿着与负载VOC的过程空气通过装置时相同的方向通过所述装置，从而干燥其中所装的炭，并使其温度降低至所选定的温度；以及使所述装置恢复为在线操作状态。附图的简要描述附图说明图1简要描述了按现有技术方法操作和再生的切换床(swing-bed)的炭吸附系统。图2极为简化地描述了按照本专利技术操作和再生的切换床的炭吸附系统。图3作为时间的函数描述了按照本专利技术和现有技术再生的炭装置的流出物中所含的挥发性有机化合物。专利技术的详细描述任何能够被吸附在炭床上并且能够在再生循环中应用蒸汽和/或与所述VOC不反应的气体使其脱附的VOC都可以应用这里所描述的本专利技术。非反应性气体的例子包括氮、氩和类似的气体。具体地，本专利技术用于沸点低于100℃的VOCS；例如丙酮、二氯甲烷、甲基乙基酮、乙醇及类似的VOCS。更具体地，这里所描述的本专利技术可用于回收纤维素乙酸酯的细丝、纤维和膜的制备过程中所应用的溶剂。在本申请的实施例中使用丙酮模拟VOC，并且并不打算使其应用方式限制本专利技术。在这里所给出的实施例中，所给出的炭吸附装置为立式。但这类装置也可以按卧式操作。对于装置的方位来说不是很重要。这里所给出的描述和实施例以纤维素乙酸酯细丝的制备过程为基础。对本领域的熟练技术人员来说，制备纤维素乙酸酯细丝的方法是公知的，现对其简要概述如下。基本来说，制备纤维素乙酸酯在溶剂中的溶液或“胶(dope)”，并通过纺丝头纺丝进入纺丝箱，并从中被抽出、干燥并绕在一个芯上(用于制造织物)，或者集中许多类似的细丝形成细丝束，然后将其打包用于各种用途。同时在纺丝箱中将一定温度的热空气流由箱内抽出以利于溶剂蒸发，因而在箱内形成细丝。然后使通过所述箱的空气冷却，通过一个鼓风机(从而对其重新加热)和重新冷却。然后将这股冷却空气送入活性炭吸附床中，其中溶剂被吸附到炭上。当炭吸附床的能力达到时，使床层下线，并按现有技术以及本专利技术的方法对其进行再生。图1和2是极其简化的示意图，仅给出了理解现有技术方法和本专利技术方法所必须的管道和所有相关设备。为了简单起见，许多阀、其它管道、鼓风机以及其它相关设备均未画出。有关实际在工业上用于纤维素乙酸酯纺丝过程中回收丙酮的炭吸附床的详细描述在Mantell，op.cit.第242页的图123和Hassler，ibid第58页的图3:2中给出。Mantell和Hassler均在这里作为参考引入。在用于产生下表1及图3的数据的实验中，被处理的模拟纺丝过程空气的VOC含量在温度约为30℃、压力约为15.1psia以及空气速率(进料流量)为约75cfm(立方英尺每分钟)时约为18,000ppm。应用150℃蒸汽在流量约为2.8lb/hr下进行再生约15分钟。通常在实施本专利技术时可以应用温度范围为130-180℃及压力超过大气压10-25磅的蒸汽。同时通蒸汽的时间通常为10分钟到1小时，并且该时间可以按照装置的大小延长。冷却应用(a)如图1(现有技术实施例)所示的在线炭装置的流出空气和(b)图2(本专利技术)所示的大气空气进行。将炭床冷却选定的时间，从而足以使炭床的温度达到比所要回收的沸点最低的VOC的沸点低20-25℃的范围内的温度。在两种情况下，冷却空气的温度范围均为18-25℃。这些实验中的模拟VOC为丙酮。图1大致描述了按照现有技术炭吸附装置是如何操作和再生的。在图1中，通常标记为10的U1装置正在进行再生，而U2装置在线操作并从负载VOC的过程空气中吸附VOCS，其中所述过程空气通过入口12′由纺丝箱流入并经管线14′流出。下面参照U1，来自鼓风本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过应用装有活性炭的装置以及再生所述装置的炭而从含有一种或多种挥发性有机化合物的过程气体物流中脱除所述挥发性有机化合物的方法，所述方法包括步骤：使含有一种或多种能够被吸附在活性炭上的挥发性有机化合物的过程气体通过装有活性炭的装置 ，从而使挥发性有机化合物吸附在所述炭上，所述通过在选定时间的在选定温度和压力下进行；切断进入所述装置的过程气体流，并在选定时间内在选定温度和压力下使蒸汽通过所述装置，其中蒸汽的流动方向与含挥发性有机化合物的过程气体的流动方向相反，从 而从活性炭上脱附所述挥发性有机化合物；冷凝蒸汽和挥发性有机化合物，并分离所回收的这些物质；切断进入装置的蒸汽流，并使大气空气在选定压力下和选定时间内通过所述装置，从而干燥装在其中的炭并使其温度降低至所选定的温度；以及 使所述装置恢复为在线操作状态。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TD瑞特，SC琼斯，
申请(专利权)人：塞拉尼斯阿希德特LLC公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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