[发明专利]一种吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺及装置

说明书

本发明涉及有机废气治理的技术领域，公开了一种吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺及装置，吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺包含了引风机、吸附罐、蒸汽缓冲罐、冷凝器、吸附罐凝结水冷却器、干燥冷却风机、干燥冷却风换热器、溶剂收集罐、溶剂输送泵；吸附罐数量为n+1个（n为大于等于1的整数），正常运行时，可以是n个吸附罐串联吸附1个吸附罐脱附、干燥冷却，也可以是n个吸附罐并联吸附1个吸附罐脱附、干燥冷却。本发明解决了现有脱附水蒸汽压力过高、脱附温度无法控制、吸附剂干燥冷却时出现短时排放超标等问题，能够高效的去除废气中的挥发性有机物。

技术领域

本发明涉及一种吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺及装置，应用于有机废气处理系统中，属于有机废气治理的技术领域。

背景技术

工业生产过程中会排放大量的挥发性有机物（简称VOCs），严重影响空气质量，挥发性有机物不仅是一次污染源，而且还能够造成光学烟雾等的二次污染，某些有机物由于其较低的蒸汽压，可通过成核作用、凝结、气粒分配等过程形成有机气溶胶，而有机气溶胶是PM2.5的重要组成；其次挥发性有机物危害人体健康，对人体具有直接的毒害作用；部分挥发性有机物还会破坏臭氧层，对生物带来更加广泛的影响，并且大部分挥发性有机物都属于易燃易爆物品，在高浓度排放时易酿成爆炸。因此国家把VOCs防治作为环保的一项重点工作，目前几种主流的VOCs治理技术是：吸附技术、吸收技术、燃烧法（含直接燃烧和催化燃烧）、组合技术（利用有机废气的特点将各种治理工艺组合在一起的技术）等。目前最常用的技术是吸附和水蒸汽脱附冷凝回收技术，该技术适用于大部分有机废气的治理，但是该技术存在以下问题：（1）由于采用了中低压的水蒸汽（水蒸汽压力≥0.1MPa（此压力为表压，后续未做特殊说明的压力均为表压），吸附罐的设计压力必须要大于等于0.1MPa，吸附罐属于压力容器，要按照压力容器的要求进行设计制造；（2）因为水蒸汽的温度高，过高的蒸汽温度可能导致原来的有机物从物理吸附状态转化成化学吸附状态，使得吸附键的键能大大增加，因而反而不易脱附下来；（3）吸附罐脱附完成后，直接引入空气对吸附罐进行吹扫干燥、降温，在吹扫初期空气夹带高浓度的有机物直接进入烟囱，造成排放超标。为了解决以上问题，需要开发一套全新的吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺，故提出本发明。

发明内容

为了克服现有脱附水蒸汽压力过高、脱附温度无法控制、吸附剂干燥冷却时出现短时排放超标等问题，本发明专利设计了一种更加科学合理的吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺，能够高效的去除废气中的挥发性有机物，同时采用了低于0.1MPa的水蒸汽进行脱附，从而实现吸附罐为非压力容器的目的；同时由于采用较低的蒸汽进行脱附，吸附罐底部冷凝液排净管道、冷凝器冷凝液排放管道无需设置自动阀，通过液封就可以实现吸附罐排净管道、冷凝器冷凝液排放管道的密封，简化了系统流程，提高了装置运行的可靠性、安全性，降低了运行维护的工作量；同时采用喷水控温技术控制水蒸汽的温度，从而实现脱附温度更有利于有机物从吸附剂中解吸出来的目的；同时采用闭式干燥冷却与开式干燥冷却相结合的方式，实现在吸附剂干燥冷却过程中废气排放达标的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现。

吸附和水蒸汽脱附冷凝回收工艺包含了引风机、吸附罐、蒸汽缓冲罐、冷凝器、吸附罐凝结水冷却器、干燥冷却风机、干燥冷却风换热器、溶剂收集罐、溶剂输送泵。

所述的吸附罐数量为n+1个（n为大于等于1的整数），正常运行时，n个吸附罐在做吸附操作，1个吸附罐在做脱附操作。

进一步，所述的n个吸附罐串联吸附，有机废气经引风机增压后依次进入n个吸附罐（n个吸附罐串联），有机废气穿过吸附罐时，废气中的有机物被吸附罐中的吸附剂所吸附，当有机废气从最后一个吸附罐排出时，废气中的有机物浓度满足环保排放要求，被送至排气筒高空排放。

或者，所述的n个吸附罐并联吸附，有机废气经引风机增压后进入n个吸附罐（n个吸附罐并联），有机废气穿过吸附罐时，废气中的有机物被吸附罐中的吸附剂所吸附，当有机废气从吸附罐排出时，废气中的有机物浓度满足环保排放要求，被送至排气筒高空排放。