[发明专利]一种提高吸附床热气体循环脱附再生效率的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工、环保技术领域，尤其是涉及一种提高吸附床热气体循环脱附再生效率的装置及其方法。

背景技术

在化工、环境保护领域，活性炭吸附床被广泛应用于排气净化回收工艺。活性炭吸附回收，一方面有利于降低生产成本、产生经济效益，另一方面又可减少环境污染，是企业清洁生产的重要环节。而常用的活性炭吸附回收采用的是蒸汽脱附，其存在二次水污染和总体能耗较高的缺陷，且对较高沸点的有机物存在脱附效率低的问题。而热循环气体脱附适用溶剂的沸点范围较广、回收的溶剂含水量低便于进一步处理，且较少二次水污染。但如图1所示的传统的热气体循环脱附工艺过程，对气体的加热和冷凝所需的能耗很大，无法大规模应用。图2所示的分流式冷凝系统较好的解决了加热与冷凝的容量匹配问题，较第一种方式大大减少了设备及能耗的需求，但分流过程的冷凝温度决定了每次循环所能回收的吸附物质的量，对于一些沸点低的吸附质，往往需要非常低的冷凝温度，对制冷设备提出了很高的要求，否则会因回流气体浓度较高而影响脱附的效率，增加了系统再生时间。针对以上情况， 本发明提出了一种提高热循环气体脱附分流冷凝脱附效率的方法，通过对分流气流采用加压冷凝和膜分离工序的组合可有效的提高冷凝回收效率，同时大大减少整个系统的再生时间。

发明内容

本发明的目的就是为了提出一种脱附效率高，能耗低，物质回收纯度高的热循环气体脱附的装置及其方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种提高吸附床热气体循环脱附再生效率的装置，包括吸附气路、脱附主气路和冷凝回收气路；其中：

所述吸附气路由第一阀门1、活性炭床12和第四阀门4通过管道连接而成；脱附主气路由活性炭床12、第一循环风机13和循环气体加热器11构成，所述活性炭床12和第一阀门1连接的管路上接有第二阀门2，或活性炭床12的进口端壳体上直接连接第二阀门2；所述第二阀门2通过管道依次连接循环风机13和循环气体加热器11，所述循环气体加热器11通过第三阀门3和管道连接活性炭床12和第四阀门4连接的管路上，或通过第三阀门3直接连接在活性炭床12的出口端壳体上；

冷凝回收气路包括第五阀门5、第六阀门6、第七阀门14、空气压缩机8、冷凝器9、膜分离装置10和减压阀7，所述冷凝回收气路接于第二阀门2和循环风机13连接的管路上；冷凝回收气路一端通过第五阀门5和管道连接第二阀门2，另一端通过第七阀门14和管道连接第一循环风机13；第五阀门5出口依次通过空气压缩机8、冷凝器9和管道连接膜分离装置10，膜分离装置10出口分为两路，一路通过第六阀门6连接至空气压缩机8上方，另一路通过管道和减压阀7连接第七阀门14。

本发明提出的提高吸附床热气体循环脱附再生效率的装置采用的方法，通过分流加以浓缩冷凝，膜分离装置不仅实现了吸附、脱附和回收，且大大提高了脱附的效率，具体步骤如下：

在活性炭床进行吸附时，仅打开第一阀门1、第四阀门4，其它阀门均关闭，旁路系统处于不工作状态；当进行脱附时，先打开第二阀门2、第三阀门3，其他阀门关闭，启动循环风机13，气体通过气流加热器11循环加热脱附，加热到设定温度后，开启第五阀门5、第六阀门6、第七阀门14和减压阀7，使其中部分气流通过空气压缩机8后在冷凝器9中冷凝回收纯度较高的有机溶剂，未彻底回收的气体通过膜分离装置10，分离出的高浓度气体经第六阀门6回流至空气压缩机8前再次进行压缩冷凝，洁净气体则通过减压阀7和第七阀门14进入循环气体加热器11加热后进行脱附，整个过程可连续自动控制进行。

通过浓缩冷凝的气流是总气流的一小部分，冷凝后汇入主气流加热后进行脱附，整个活性炭床的脱附温度是保持稳定的。且可针对不同溶剂类型采用不同规格的吸附剂进行吸附，吸附饱和后的吸附床通过热气体进行脱附再生回收。

本发明整个过程未注入其他具氧化性或反应性的气体，不存在二次污染物，也不会影响回收溶剂纯度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

（1）本发明采用了压缩冷凝和膜分离装置结合的方式，使得冷凝排放浓度为单纯冷凝的1/4以下；低浓度的排气返回循环系统后可更有效的进行脱附，大大提高了脱附效率；

（2）本发明解决了常规蒸汽脱附二次水污染问题，且整个系统动力消耗低，系统配置简洁；

（3）本发明巧妙的采用分流冷凝，回流气体并不影响脱附过程的问题，提高了能量利用效率。

附图说明

图1为传统的热气体循环脱附工艺装置。