[发明专利]含不同浓度VOCs有机尾气脱除回收的全温程变压吸附方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机废气VOCs的脱除和回收领域，更具体的说是涉及含不同浓度VOCs 有机尾气脱除回收的全温程变压吸附方法。

背景技术

含VOCs工业气体广泛存在于许多化工过程以及印刷、制鞋、汽车、五金家电、航空 业的喷涂等的排放气中，此类尾气里醇、酮、苯、酯、醚、硫类浓度含量低，没有回收价值，并 且大多有毒性和强烈的刺激气味，臭气扰民，污染环境。各种含有VOCs排放尾气往往所含 VOCs浓度参差不齐，有的比较高，例如，油漆行业排放尾气VOCs中的丙酮、正己烷等含量超 过1~3%（体积比v/v%），有的比较低，例如，从工厂载气中回收或净化丙酮等有机物含量为 5000×10-6（v/v%）的稀浓度VOCs尾气，如何处理大风量，且含有不同浓度的VOCs及恶臭气 体的尾气，成为企业面临的一大环保难题。

有机废气的处理方法中应用较多有以下几种：液体吸收法、催化燃烧技术、吸附法 等。液体吸收法对于有机组分复杂、含量较少的稀浓度VOCs气体脱除效率不高，且存在二次 污染处理；催化燃烧技术对废气作严格的预处理，且不适于处理燃烧过程中产生大量硫氧 化物和氮氧化物的废气；吸附法虽然去除率高但吸附剂易失效，再生需要耗大量的热能和 再生气，变温吸附（TSA）方法处理低VOCs浓度的气体后其VOCs浓度可以降至100-500mg/m3； 但对于高浓度VOCs尾气，其设备体积增大好几倍，对制造产生困难，同时，各项消耗指标，比 如蒸气、电、吸附剂装填量等是低浓度工况下的1-10倍；吸附与再生循环时间达到2小时至2 天以上，基本上也是无法经济可靠完成VOCs浓度降至500ppm以下要求，更谈不上要满足国 家现阶段所制定的VOCs排放要求在100ppm以下的标准。

发明内容

全温程变压吸附(英文全称：FullTemperatureRange-PressureSwing Adsorption，简称：FTrPSA)是一种以变压吸附为基础的方法，利用不同物料组分本身在不 同压力与温度下的吸附分离系数及物理化学性质的差异性，采取牺牲少许吸附效果但易于 解吸的中高温操作或易于吸附的低温操作来分离和提纯各种气体的方法。

本发明提供含不同浓度VOCs有机尾气脱除回收的全温程变压吸附方法，解决了现 有技术处理深度不够，不能有效解决脱除VOCs及其苦涩与刺激异味带来的环境健康问题， 同时解决了现有技术存在的能耗高、成本高、装置寿命短等难题，更克服了现有技术中对尾 气有机物浓度、组分含量参差不齐的局限性。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

含不同浓度VOCs有机尾气脱除回收的全温程变压吸附方法，包括如下步骤：

（1）变压吸附浓缩工序；

a.在变压吸附系统中进行，将有机尾气通入其中的一个或多个吸附塔底部进行吸附， 吸附压力为0.1~0.6Mpag，操作温度为60~150℃；多台吸附塔交替循环操作，保证有机尾气 连续进入；

b.未被吸附的尾气从吸附塔顶部排出，吸附完成时，控制相应阀门，未被吸附的尾气 就地放空排入大气，未被吸附的尾气的总VOCs降至100ppm以下；

c.吸附相里的组分为被浓缩至10~30%的VOCs，解吸得到VOCs浓缩气，而后进入下一个 工序。

（2）VOCs回收工序，采用膜分离技术分离回收VOCs，VOCs浓缩气经加压后送入由膜 组件组成的膜分离系统，分离提纯VOCs。

更进一步的，所述变压吸附浓缩工序的变压吸附系统由N个吸附塔组成，N为大于1 的自然数；其中1～N-1个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于再生状态，保证连续性生 产。

更进一步的，所述吸附塔内装填料是活性炭、活性氧化铝、分子筛、脱硫剂的一种 或多种。

更进一步的，所述变压吸附浓缩工序中，吸附塔的再生方式采用降压和抽空方式。

更进一步的，所述VOCs回收工序中膜组件采用的膜是致密、无孔的高分子渗透膜。

更进一步的，所述高分子渗透膜是聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚丙烯腈、磺化 聚乙烯、醋酸纤维素中的一种或多种制成。

更进一步的，所述VOCs回收工序中膜组件采用的膜是亲有机物膜。

更进一步的，所述亲有机物膜采用低极性及低表面能的聚合物作为分离活性材料 制成。