[发明专利]一种用于大风量VOCs废气治理的电热式净化滤芯

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程领域中的挥发性有机化合物（VOCs）废气治理，具体涉及用活性炭纤维类材料吸附净化VOCs废气并用电热法脱附的滤芯，可用于从各种行业中产生的VOCs废气中回收有机溶剂，也可用于空气中VOCs的净化。

背景技术

VOCs废气普遍产生于现代工业生产和制造过程，如软包装印刷、合成革、合成纤维与合成树脂、汽车与摩托车涂装等行业，VOCs废气直接排放，不仅污染空气，同时也是一种严重浪费，提高了生产成本，增加企业的经济负担。上述工业过程产生的有机废气风量大、浓度低，治理难度大。

采用活性炭纤维吸附、水蒸气脱附的方法，如中国专利（申请号02235711.4、申请号02233407.6、申请号200720187403.7、申请号200810013779.5）中提到的方法，已成功应用于甲苯、二甲苯、环已烷、卤代烃等难溶于水的有机物的回收。但近年来在“无苯化”的趋势下，如软包装印刷等行业大量使用乙酸乙酯、乙酸正丙酯、异丙醇、乙醇、丁酮等醇类、酯类、酮类溶剂，醇类和酮类易溶于水，水蒸汽脱附回收的水和溶剂分离困难，酯类易水解，回收溶剂的品质差，无法直接回用，还会产生大量废水。

惰性热气体干式脱附可以解决水蒸气脱附存在的问题，如中国专利（申请号200810114892.2）提出“以氮气为脱附介质的活性炭纤维有机废气回收方法和系统”、中国专利（申请号200920153816.2）提出的“导管加热阻燃性气体循环脱附有机废气回收系统”、中国专利（申请号200910169851.8）提出的“一种采用二次吸附有机废气回收方法”等，热气体可以为氮气、二氧化碳气体、洁净的烟道气体，采用电、导热油或高温水蒸气加热脱附气体，冷凝法回收有机蒸汽。

惰性热气体干式脱附技术存在的主要问题是：能耗大、回收溶剂变质，存在安全隐患。原因在于系统需要配置惰性气体发生设备，气体发生过程本身能耗高；脱附气体通过外部传热方式使活性炭纤维升温，传热效率低，脱附气体需加热到较高的温度才能实现有效脱附，脱附过程能耗巨大，由此也进一步增加了冷凝回收的热负荷；高温条件下溶剂易氧化变质，因此脱附过程要严格控制脱附气体中氧含量，一旦氧含量超标，氧化造成的局部高温可能引发火灾。

中国专利（专利号ZL200520139796.5、专利号 01263147.7）提出“有机溶剂回收装置”，利用活性炭纤维毡和布具有导电性的特点，在通电条件下，利用电流产生的热量，使有机蒸汽脱附再生，省去了外热方法中庞大的换热设备，设备结构紧凑，能耗低，并通过真空泵抽入冷凝器。从原理上讲，该技术具有节能低耗、回收溶剂纯度高等优点。该装置存在的主要问题是：风阻大，处理风量小，不易工业化应用。无论是毡状活性炭纤维还是布状活性炭纤维，如果密实装填，风阻非常大，单元装置处理风量太小，远远不能满足印刷车间动辄每小时上万立方米有机废气的净化要求，能满足风量要求的设备，其体积非常庞大。风阻还限制了单元装置中活性炭纤维的装填量，造成吸附工作时间短，设备不得不在吸附一脱附过程之间频繁切换，吸附床层频繁抽真空、升温、降温，操作工艺复杂。如果疏松装填，虽然能降低风阻，但电阻率极不均匀，通电时吸附床层中存在高温点，造成活性碳纤维的局部烧蚀及有机物的氧化，既存在安全隐患又造成回收的有机溶剂品质变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是普通的毡状活性炭纤维和布状活性炭纤维密实装填时风阻大，不能满足大风量VOCs废气净化的要求，疏松装填则在通电加热时存在安全隐患。本发明提供一种风阻小、能密实装填、可通电加热、安全性高的大风量VOCs废气净化滤芯。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的用于大风量VOCs废气治理的电热式净化滤芯，包括围护结构和其内部装填的吸附床层，所述的吸附床层由活性炭网眼布或/和多孔活性炭纤维布（毡）通过与孔眼布局相应的方式进行紧密缠绕或平面压紧叠加后，形成吸附床层，吸附床层任意两个相对端面或与之接近位置设有电极A和电极B，可对吸附床层通入电流，吸附床层中设有电偶，在电热升温过程中测试吸附床层的温度，所述的围护结构包括密封部分和由一层或多层网状或多孔材料制成的进风面、出风面，起到固定、密封、保护作用。