[发明专利]一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统及其处理方法

说明书

本发明提供了一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统，包括并联设置的三个活性炭吸附床、吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路，每个活性炭吸附床均与吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路相连通。本发明还提供了一种VOCs处理方法，包括：补充惰性气体，第一活性炭吸附床进入脱附冷凝阶段，第二活性炭吸附床进入辅助提纯阶段，第三活性炭吸附床进入吸附阶段；用惰性气体置换第一活性炭吸附床中的气体，置换出来的气体被送入第三活性炭吸附床进行吸附；脱附冷凝；清除残留VOCs；三个活性炭吸附床依次重复上述步骤。本发明结合辅助提纯床实现了常温冷凝，并将脱附床内的剩余VOCs转移至辅助提纯床，提高了下一周期的吸附效率和冷凝效率。

技术领域

本发明涉及有机废气(VOCs)处理技术领域，具体涉及一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统及其处理方法。

背景技术

在喷涂、印刷、钣金等行业中，工厂排放的废气中含有大量的VOCs，这些VOCs在强光下可能与空气中的氮氧化物反应形成光化学烟雾，导致二次污染，除此之外，工业排放的VOCs中的苯系物具有致癌作用，对人类健康造成严重影响。

VOCs常见的处理手段包括：吸附、吸收、冷凝等回收方法和直接燃烧、催化氧化、生物处理、低温等离子体和光催化等去除方法，确定VOCs处理设备时往往组合上述方法的两种或者三种。其中冷凝法回收VOCs液体的后续处理更加方便简单，且经济效益高，是比较理想的处理方法，但是冷凝法不适合处理高风量低浓度的工业废气，因此VOCs往往需要经过浓缩。

罗福坤等人在申请公布号为CN103585854A的中国发明专利申请中提出一种活性炭吸附、N2脱附回收处理有机废气的工艺，吸附结束后采用N2真空4～10KPa循环加脱附冷凝，然后VOCs经双级冷凝设备冷凝，残留的VOCs采用新鲜空气吹扫后送入另一吸附器吸附。该专利能有效脱附出VOCs气体并冷凝，但是面临真空脱附加热时间久、双级能耗高、系统温差大、管路设备热应力及气密性要求高的问题，而且最终采用新鲜空气吹扫仍面临安全风险。和雅妮等人在授权公告号为CN207694543U的中国实用新型专利中提出一种活性炭吸附热氮气脱附冷凝回收系统，脱附气体后采用三级冷凝，脱附后管路中的不凝气体进入辅助活性炭吸附器吸附，此专利仍存在三级冷凝能耗高、设备热应力及气密性要求高的问题，且未处理吸附罐冷凝后残余的VOCs，这会造成下一周期的吸附效率下降。

现阶段VOCs的吸附浓缩冷凝处理面临着如下三个问题：需深度冷凝，因此冷凝和加热能耗都大幅提高；系统设备、管路和阀门要承受较大温差，造成应力损失且气密性难以满足；冷凝后吸附床仍残留的一部分VOCs造成下一阶段的吸附效率下降，若采用新鲜空气热吹扫则面临爆炸风险。

发明内容

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种采用常温冷凝以减少能耗，同时可以去除冷凝后吸附床内残留VOCs以保证下一阶段吸附效率的VOCs处理系统。

本发明提供了一种常温冷凝辅助提纯的VOCs处理系统，包括三个活性炭吸附床、吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路，所述三个活性炭吸附床并联设置，每个活性炭吸附床均与所述吸附管路、脱附冷凝管路、辅助提纯管路和惰性气体补充管路相连通；所述吸附管路一端连通有VOCs源，所述VOCs源依次与所述吸附管路上的吸附风机、活性炭吸附床和VOCs浓度传感器连通，所述VOCs浓度传感器的另一端与大气连通；所述吸附管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有吸附阀门；所述脱附冷凝管路为环路，依次连通有VOCs浓度传感器、循环风机、冷凝设备、截止阀、加热器和活性炭吸附床，所述脱附冷凝管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有脱附冷凝阀门；所述辅助提纯管路的两端分别连通在所述截止阀两侧的脱附冷凝管路上，所述辅助提纯管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有提纯阀门；所述惰性气体补充管路一端连通有惰性气体源，所述惰性气体源依次与所述惰性气体补充管路上的活性炭吸附床和在线氧含量分析仪相连通，所述在线氧含量分析仪的另一端连通在所述吸附风机出口侧的吸附管路上；所述惰性气体补充管路上对应每个活性炭吸附床分别设置有惰性气体补充阀门。