本发明专利技术涉及一种吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中挥发性有机物的组合工艺，包括有以下步骤：含有VOCS的工业废气，经过干燥、冷却和过滤后，送入数个吸附-脱附器组进行吸附-脱附操作，以压力0.15～0.5Mpa饱和水蒸汽从吸附-脱附器的上部均匀喷入，GAC或ACF被加热，脱附其上吸附的VOCS，脱附完毕，再转入下一次吸附，蒸汽脱附下来的含VOCS的饱和水蒸汽再用于渗透汽化膜分离供热。本发明专利技术组合工艺构成紧凑封闭循环，使废气中VOCS得以充分回收。饱和蒸汽脱附形成的VOCS-饱和蒸汽含有的大量潜热和显热，以及精馏塔底釜的残液显热获得充分利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保 和化工分离领域，具体是涉及一种吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中挥发性有机物(VOCs)的组合工艺。
技术介绍
含VOCs的工业或生活废气，目前，广泛以活性炭纤维(ACF)、颗粒活性炭(GAC)、分子筛等固体吸附剂，吸附其中VOCs，净化废气VOCs达标而排空。吸附达到VOCs饱和后，采用饱和水蒸汽加热，脱附vocs，形成的含VOCs的饱和水蒸汽，用冷却水冷凝冷却，得到含VOCs的水溶液，有的是均相的，再经精馏或萃取等方法纯化达到给定的VOCs质量标准，循环使用；有的是二相，分去水层后，VOCs层经精馏或萃取等方法纯化、循环使用。上述VOCs回收工艺，存在一系列问题，其中最重要的缺点是用饱和水蒸汽脱附吸附剂中吸附的VOCs，耗用大量的蒸汽，而剩余蒸汽和含VOCs的饱和水蒸汽的液化释放的潜热和显热被冷却水带走，变成利用价值不大的热水，造成大量能量浪费。这种方法得到的恒沸或近沸的VOCyK溶液，用传统的精馏或萃取等分离纯化vocs，能量消耗大，工艺复杂，塔器林立，投资大。渗透汽化用于有机溶剂的脱水是最普遍、技术最成熟的领域。目前已经有工业化应用或研究成果的有机溶剂，有醇类、酮类、芳香族化合物、胺类、酯类、醚类、有机酸、腈类等，尤以醇类如乙醇、丙醇和异丙醇脱水，国内外已建立了许多套工业装置。渗透汽化分离近沸和恒沸液体混合物是一种高效、节能的分离技术。它与精馏法相比具有明显的经济上和技术上的优势。这种分离的膜材料，如，NaA型分子筛膜，沸石膜，醋酸纤维素，聚乙烯醇(PVA)，壳聚糖膜，聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA)复合膜等已商业化。应该指出分离近沸和恒沸液体混合物单独应用渗透汽化系统并不是最佳的选择，而渗透汽化过程和其它过程的组合则可以充分发挥这些过程的优势，提高过程的经济性，在有机溶剂的脱水中，最成功的是将渗透汽化和传统精馏组合，发挥各自优势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题提出一种吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOCs的组合工艺，以解决传统吸附-饱和水蒸汽脱附和精馏组合工艺存在能耗高、设备投资大等问题，降低了水蒸气和冷却水消耗，实现VOCs的节能回收，并适合恒沸、近沸VOCs-水混合液分离，获取高纯度vocs。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOCs的组合工艺，其特征在于包括有以下步骤 含有VOCs的工业废气，经过干燥、冷却和过滤后，送入数个吸附-脱附器组进行吸附-脱附操作，其中充装GAC或ACF，工业废气中VOCs被吸附，净化的废气达标排空，GAC或ACF被VOCs饱和后，转入脱附操作，以压力0. 15 0. 5Mpa饱和水蒸汽从吸附-脱附器的上部均匀喷入，GAC或ACF被加热，脱附其上吸附的VOCs,脱附完毕，再转入下一次吸附，如此周而复始，蒸汽脱附下来的含VOCs的饱和水蒸汽所含有的潜热和显热用于渗透汽化膜分离供热，其具体供热线路及过程如下用于渗透汽化膜分离供热是将含VOCs的饱和水蒸汽与精馏塔的塔顶产液在换热器(2)中进行换热，以不断供给渗透汽化膜分离器(5)相变所需的热，换热后，含VOCs的饱和水蒸汽被液化后流入受器(7)，然后经输液泵(4)、换热器(3)加热到泡点温度后进入精馏塔(I)的加料板。按上述方案，还包括有干燥器废气干燥供热和精馏塔的泡点温度进料供热，其中， 用于干燥器废气干燥供热是将含VOCs的饱和水蒸汽经过干燥器，然后流入受器(8或9)，再经输液泵(4)、换热器(3)加热到泡点温度后进入精馏塔的加料板；用于精馏塔的泡点温度进料供热是将含VOCs的饱和水蒸汽在换热器(3)交换，被液化后流入受器(7)，然后经输液泵(4)、换热器(3)加热到泡点温度进入精馏塔的加料板。 按上述方案，所述的含VOCs的饱和水蒸汽经渗透汽化膜分离、干燥器废气干燥供热和精馏塔的泡点温度进料供热后，其剩余的含VOCs的饱和水蒸汽经换热器(10、11)液化，分别流入受器(8、9)，由输液泵(4)、换热器(3)加热到泡点温度进入精馏塔的加料板，尾气送往含VOCs的工业废气总入口，回收其中残存的V0Cs。本专利技术的含VOCs的饱和水蒸汽释放的潜热和显热可能刚好满足上述几项供热，或者出现正负偏差，在换热器(2、3)用蒸汽或冷却水调节对正负偏差给予补偿，保证达到设定的操作工艺参数要求。除上述含VOCs的工业废气经吸附-脱附净化和回收VOCs,以及蒸汽脱附下来的含VOCs的饱和水蒸汽所含有的潜热和显热的利用外，本专利技术同时以精馏和渗透汽化的组合替代传统的精馏、萃取等单元操作实现近沸、恒沸混合物的分离，以二步获得高纯度VOCs,即先将浓度较稀的VOCs-水恒沸或近沸混合液用传统的精馏方法，分离达到恒沸点对应组成，再用渗透汽化膜分离，使VOCs-水混合液越过恒沸点组成，进而使VOCs含量达到99. 0%或99. 0%以上。发挥精馏和渗透汽化分离各自之长。本专利技术给出的吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOCs的组合工艺构成紧凑封闭循环，使废气中VOCs得以充分回收。饱和蒸汽脱附形成的VOCs-饱和蒸汽含有的大量潜热和显热，以及精馏塔底釜的残液显热获得充分利用。传统的蒸汽脱附得到的混合VOCs-蒸汽，用水冷凝冷却至室温，再加热到泡点精馏或萃取分离纯化。本专利技术只冷凝冷却到接近精馏塔泡点进料温度，这样就大大节省了冷却用水量。与老工艺即“不利用饱和水蒸汽脱附形成的VOCs-饱和蒸汽中的潜热和显热、让其被冷却水带走，变成利用价值不大的热水”比较，能量节省，冷却水用量减少。经核算，用传统精馏或恒沸精馏分离近沸或恒沸VOCs水溶液，达到VOCs浓度大于或等于99%，存在能耗大，设备投资多等一系列缺点，与精馏-渗透汽化-精馏组合比较，后者能量消耗节省约1/2，冷却水用量减少约3/4，投资减少约1/3。附图说明图I为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式本专利技术的内容在附图说明和实施例中得到具体阐明如图I所示含VOCs (脂肪族醇类及酮类如乙醇、丙醇同分异构体、丁醇同分异构、丙酮、丁酮(MEK))等工业含湿废气，这些VOCs许多都能与水形成共沸物。含有VOCs的工业废气，流量5000 30000mVh，温度50 70°C，经干燥器(6)、冷却器(12)、过滤器(21)和鼓风机(22)，送入数个(可以多于图中指出的4个)吸附-脱附器(Ay)组，其中充装GAC或ACF，其中A"处于吸附状态，废气中VOCs被其吸附，净化的废气达标排空，GAC或ACF被VOCs饱和后，吸附器转入脱附操作，压力0. 15 0. 5Mpa饱和水蒸汽从Ap2上部均匀喷入，GAC或ACF被加热，脱附其上吸附的VOCs,脱附完毕，再转入下一次吸附，如此周而复始。脱附下来、含VOCs的饱和水蒸汽持有大量潜热和显热，充分利用此热能是本专利技术的特征之一。上述潜热和显热利用，分数路实施，分别用于渗透汽化膜分离、干燥器废气干燥、精馏塔(I)泡点温度进料等供热。实际操作中含VOCs的饱和水蒸汽释放的潜热和显热可能刚好满足上述几项供热，或者出现正负偏差，在换热器(2、3)用蒸汽或冷却水调节对正负偏差给予补偿，保证达到设定的操作工艺参数要求。各路供热分本文档来自技高网...
【技术保护点】
吸附？脱附？精馏？渗透汽化分离回收工业废气中VOCS的组合工艺，其特征在于包括有以下步骤：含有VOCS的工业废气，经过干燥、冷却和过滤后，送入数个吸附？脱附器组进行吸附？脱附操作，其中充装GAC或ACF，工业废气中VOCS被吸附，净化的废气达标排空，GAC或ACF被VOCS饱和后，转入脱附操作，以压力0.15～0.5Mpa饱和水蒸汽从吸附？脱附器的上部均匀喷入，GAC或ACF被加热，脱附其上吸附的VOCS，脱附完毕，再转入下一次吸附，如此周而复始，蒸汽脱附下来的含VOCS的饱和水蒸汽所含有的潜热和显热用于渗透汽化膜分离供热，其具体供热线路及过程如下：用于渗透汽化膜分离供热是将含VOCS的饱和水蒸汽与精馏塔的塔顶产液在换热器（2）中进行换热，以不断供给渗透汽化膜分离器（5）相变所需的热，换热后，含VOCS的饱和水蒸汽被液化后流入受器（7），然后经输液泵（4）、换热器（3）加热到泡点温度后进入精馏塔（1）的加料板。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭东，高艳松，吴晓慧，殷斌烈，
申请(专利权)人：武汉旭日华科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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