本發(fā)明涉及揮發(fā)性有機(jī)物VOCs處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種VOCs富集裝置。

背景技術(shù)：

VOCs廢氣嚴(yán)重污染環(huán)境、危害人體健康。目前，處理VOCs的方法主要包括高溫燃燒法和吸附脫附法。燃燒法去除VOCs效率較高，但無法回收有價值的成分。吸附脫附方法能夠有效回收廢氣中的有用成分，通常采用固定床吸附的方法。然而，因其一般是將吸附劑燒結(jié)成與床尺寸一致的形狀，例如回轉(zhuǎn)式吸附脫附裝置，無法做到連續(xù)地更換吸附劑，因而連續(xù)性降低。而且固定床阻力較大，為了保證含VOCs廢氣順利通過吸附劑，需要對廢氣進(jìn)行增壓處理，造成運行成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種VOCs富集裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對于低濃度VOCs混合氣的吸附富集處理時存在的無法連續(xù)運行、成本較高的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種VOCs富集裝置，其包括：循環(huán)流化床裝置，循環(huán)流化床裝置上設(shè)置有低濃度VOCs混合氣進(jìn)口、吸附劑進(jìn)口、凈化氣出口以及固相料出口；脫附裝置，脫附裝置上設(shè)置有待脫附進(jìn)口、流化氣進(jìn)口及富集氣出口，待脫附進(jìn)口與固相料出口連通。

進(jìn)一步地，循環(huán)流化床裝置包括：循環(huán)流化床本體，循環(huán)流化床本體上設(shè)置有低濃度VOCs混合氣進(jìn)口、吸附劑進(jìn)口以及混合料出口；以及氣固分離裝置，氣固分離裝置上設(shè)置有混合料進(jìn)口、凈化氣出口、固相料出口以及返料出口，返料出口與吸附劑進(jìn)口連通。

進(jìn)一步地，氣固分離裝置包括：旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器上設(shè)置有混合料進(jìn)口、第一氣相出口及第一固相出口；布袋除塵器，布袋除塵器上設(shè)置有除塵器進(jìn)口、凈化氣出口及第二固相出口，除塵器進(jìn)口與第一氣相出口連通；以及立管，立管上設(shè)置有第一固相進(jìn)口、第二固相進(jìn)口、固相料出口及返料出口，第一固相進(jìn)口與第一固相出口連通，第二固相進(jìn)口與第二固相出口連通。

進(jìn)一步地，循環(huán)流化床裝置還包括返料器，返料器設(shè)置在返料出口與吸附劑進(jìn)口之間。

進(jìn)一步地，返料器上還設(shè)置有再生吸附劑進(jìn)口，脫附裝置上還設(shè)置有再生吸附劑出口，再生吸附劑出口與再生吸附劑進(jìn)口連通。

進(jìn)一步地，裝置還包括換熱器，換熱器上設(shè)置有換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口、換熱氣進(jìn)口及換熱氣出口，換熱介質(zhì)出口與低濃度VOCs混合氣進(jìn)口連通，換熱氣進(jìn)口與凈化氣出口連通，且換熱氣出口與流化氣進(jìn)口連通。

進(jìn)一步地，裝置還包括凈化氣排放支管，凈化氣排放支管與換熱氣出口和流化氣進(jìn)口之間的管路連通。

進(jìn)一步地，脫附裝置為流化床或固定床。

進(jìn)一步地，裝置還包括：第一閥門，第一閥門設(shè)置在第二固相進(jìn)口與第二固相出口之間；第二閥門，第二閥門設(shè)置在待脫附進(jìn)口與固相料出口之間；以及第三閥門，第三閥門設(shè)置在再生吸附劑出口與再生吸附劑進(jìn)口之間。

進(jìn)一步地，脫附裝置上還設(shè)置有失活吸附劑排放口，裝置還包括失活吸附劑排放支管，失活吸附劑排放支管與失活吸附劑排放口連通，且失活吸附劑排放支管上設(shè)置有第四閥門。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種VOCs富集裝置，其包括循環(huán)流化床裝置和脫附裝置，循環(huán)流化床裝置上設(shè)置有低濃度VOCs混合氣進(jìn)口、吸附劑進(jìn)口、凈化氣出口以及固相料出口；脫附裝置上設(shè)置有待脫附進(jìn)口、流化氣進(jìn)口及富集氣出口，待脫附進(jìn)口與固相料出口連通。

利用本發(fā)明提供的裝置，低濃度VOCs混合氣在循環(huán)流化床裝置內(nèi)與吸附劑接觸并完成對VOCs的吸附。然后，得到的吸附有VOCs的吸附劑在脫附裝置中完成VOCs脫附。在脫附裝置中，脫附出來的VOCs在流化氣的攜帶下形成含有高濃度VOCs的混合氣，作為富集氣排出至后續(xù)工藝，從而完成對低濃度VOCs混合氣的富集。

相較于傳統(tǒng)的固定床吸附處理裝置，本發(fā)明中利用循環(huán)流化床裝置作為吸附裝置，能夠顯著降低系統(tǒng)運行耗能，從而能夠降低成本。同時，能夠使低濃度VOCs混合氣體與吸附劑更充分接觸，提高VOCs吸附劑的吸附速率和效率。而且，利用循環(huán)流化床裝置作為吸附裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)吸附劑的循環(huán)使用，從而使處理工序長期連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的VOCs富集裝置示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、循環(huán)流化床裝置；101、低濃度VOCs混合氣進(jìn)口；102、吸附劑進(jìn)口；103、凈化氣出口；104、固相料出口；11、循環(huán)流化床本體；112、混合料出口；12、氣固分離裝置；121、混合料進(jìn)口；122、返料出口；12a、旋風(fēng)分離器；12b、布袋除塵器；12c、立管；13、返料器；131、再生吸附劑進(jìn)口；20、脫附裝置；201、待脫附進(jìn)口；202、流化氣進(jìn)口；203、富集氣出口；204、再生吸附劑出口；205、失活吸附劑排放口；30、換熱器。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

以下結(jié)合具體實施例對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實施例不能理解為限制本申請所要求保護(hù)的范圍。

正如背景技術(shù)部分所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中對于低濃度VOCs混合氣的吸附富集處理，存在無法連續(xù)運行且成本較高的問題。

為了解決這一問題，本發(fā)明提供了一種VOCs富集裝置，如圖1所示，其包括循環(huán)流化床裝置10和脫附裝置20，循環(huán)流化床裝置10上設(shè)置有低濃度VOCs混合氣進(jìn)口101、吸附劑進(jìn)口102、凈化氣出口103以及固相料出口104；脫附裝置20上設(shè)置有待脫附進(jìn)口201、流化氣進(jìn)口202及富集氣出口203，待脫附進(jìn)口201與固相料出口104連通。

利用本發(fā)明提供的裝置，低濃度VOCs混合氣在循環(huán)流化床裝置10內(nèi)與吸附劑接觸并完成對VOCs的吸附。然后，得到的吸附有VOCs的吸附劑在脫附裝置20中完成VOCs脫附。在脫附裝置中，脫附出來的VOCs在流化氣的攜帶下形成含有高濃度VOCs的混合氣，作為富集氣排出至后續(xù)工藝，從而完成對低濃度VOCs混合氣的富集。

相較于傳統(tǒng)的固定床吸附處理裝置，本發(fā)明中利用循環(huán)流化床裝置10作為吸附裝置，能夠顯著降低系統(tǒng)運行耗能，從而能夠降低成本。同時，能夠使低濃度VOCs混合氣體與吸附劑更充分接觸，提高VOCs吸附劑的吸附速率和效率。而且，利用循環(huán)流化床裝置10作為吸附裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)吸附劑的循環(huán)使用，從而使處理工序長期連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

在一種優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，循環(huán)流化床裝置10包括循環(huán)流化床本體11以及氣固分離裝置12，循環(huán)流化床本體11上設(shè)置有低濃度VOCs混合氣進(jìn)口101、吸附劑進(jìn)口102以及混合料出口112；氣固分離裝置12上設(shè)置有混合料進(jìn)口121、凈化氣出口103、固相料出口104以及返料出口122，返料出口122與吸附劑進(jìn)口102連通。

這樣設(shè)置，低濃度VOCs混合氣在循環(huán)流化床本體11內(nèi)與吸附劑接觸并完成對VOCs的吸附。然后，吸附處理形成的氣固混合物在氣固分離裝置12中進(jìn)行兩相分離。得到的固相為吸附有VOCs的吸附劑，將其中的一部分通過固相料出口104和待脫附進(jìn)口201送入脫附裝置20進(jìn)行脫附處理，這部分脫附出來的VOCs在流化氣的攜帶下形成含有高濃度VOCs的混合氣，作為富集氣排出至后續(xù)工藝，從而完成對低濃度VOCs混合氣的富集。而將另一部分吸附有VOCs的吸附劑通過返料出口122與吸附劑進(jìn)口102再次送入循環(huán)流化床本體11中進(jìn)行進(jìn)一步吸附，以充分利用吸附劑中的活性位置，從而進(jìn)一步降低成本，有效利用原料。

在一種優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，氣固分離裝置12包括旋風(fēng)分離器12a，布袋除塵器12b以及立管12c，旋風(fēng)分離器12a上設(shè)置有混合料進(jìn)口121、第一氣相出口及第一固相出口；布袋除塵器12b上設(shè)置有除塵器進(jìn)口、凈化氣出口103及第二固相出口，除塵器進(jìn)口與第一氣相出口連通；立管12c上設(shè)置有第一固相進(jìn)口、第二固相進(jìn)口、固相料出口104及返料出口122，第一固相進(jìn)口與第一固相出口連通，第二固相進(jìn)口與第二固相出口連通。

這樣設(shè)置，利用旋風(fēng)分離器12a能夠先將氣固混合物中的大顆粒吸附劑分離出來，然后利用布袋除塵器12b進(jìn)一步去除其中的細(xì)粉。優(yōu)選地，如圖1所示，固相料出口104位于立管12c的中部，返料出口122位于立管12c的下端，且第二固相進(jìn)口位于立管12c的固相料出口104的上方。這樣，由于大顆粒吸附劑的循環(huán)利用性更高，可以直接通過立管下端的返料出口122將其循環(huán)送往循環(huán)流化床本體11內(nèi)進(jìn)行循環(huán)吸附。而布袋除塵器12b分離出來的細(xì)粉則可以直接通過第二固相進(jìn)口送入立管12c，進(jìn)而通過固相料出口104進(jìn)入脫附裝置20完成脫附。當(dāng)然，旋風(fēng)分離器12a和布袋除塵器12b分離出來的固相顆粒，循環(huán)回循環(huán)流化床本體11和送往脫附裝置20的量可以根據(jù)具體的處理工況進(jìn)行調(diào)整，在此不再贅述。

在一種優(yōu)選的實施例中，循環(huán)流化床裝置10還包括返料器13，返料器13設(shè)置在返料出口122與吸附劑進(jìn)口102之間。利用返料器13可以穩(wěn)定地向循環(huán)流化床本體11內(nèi)補(bǔ)充吸附劑。

在一種優(yōu)選的實施例中，返料器13上還設(shè)置有再生吸附劑進(jìn)口131，脫附裝置20上還設(shè)置有再生吸附劑出口204，再生吸附劑出口204與再生吸附劑進(jìn)口131連通。經(jīng)脫附裝置20脫附后形成的再生吸附劑可以通過再生吸附劑出口204與再生吸附劑進(jìn)口131進(jìn)入返料器，進(jìn)而完成下一次吸附循環(huán)。

在一種優(yōu)選的實施例中，還包括換熱器30，換熱器30上設(shè)置有換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口、換熱氣進(jìn)口及換熱氣出口，換熱介質(zhì)出口與低濃度VOCs混合氣進(jìn)口101連通，換熱氣進(jìn)口與凈化氣出口103連通，且換熱氣出口與流化氣進(jìn)口202連通。設(shè)置換熱器30，能夠利用高溫的低濃度VOCs混合氣加熱循環(huán)流化床裝置10排出的低溫的凈化氣體，然后使加熱的凈化氣能夠用作脫附裝置20的流化氣，實現(xiàn)系統(tǒng)的熱平衡。當(dāng)然，凈化氣體中的一部分用作流化氣，其他的排除裝置。具體的流化氣的通入量可以根據(jù)閥門開度進(jìn)行調(diào)整(一般排除的氣量遠(yuǎn)大于作為流化氣的氣量)，在此不再贅述。此外，高溫的低濃度VOCs混合氣(溫度大于200℃)經(jīng)換熱后，作為低溫的低濃度VOCs混合氣(溫度小于200℃)進(jìn)入循環(huán)流化床裝置10進(jìn)行吸附處理。

在一種優(yōu)選的實施例中，裝置還包括凈化氣排放支管，凈化氣排放支管和換熱氣出口與流化氣進(jìn)口202之間的管路連通。設(shè)置凈化氣排放支管可以將除用作流化氣以外的大部分凈化氣排除裝置。

在一種優(yōu)選的實施例中，脫附裝置20為流化床或固定床。更優(yōu)選地，上述脫附裝置20為外置式脫附裝置，這樣可實現(xiàn)失活的吸附劑間歇或者連續(xù)排出。此外，只需要少量換熱后的高溫氣體即可將吸附劑中的VOCs脫附，提高混合氣體中的VOCs濃度。

在一種優(yōu)選的實施例中，上述裝置還包括：第一閥門，第一閥門設(shè)置在第二固相進(jìn)口與第二固相出口之間；第二閥門，第二閥門設(shè)置在待脫附進(jìn)口201與固相料出口104之間；以及第三閥門，第三閥門設(shè)置在再生吸附劑出口204與再生吸附劑進(jìn)口131之間。

在一種優(yōu)選的實施例中，脫附裝置20上還設(shè)置有失活吸附劑排放口205，裝置還包括失活吸附劑排放支管，失活吸附劑排放支管與失活吸附劑排放口205連通，且失活吸附劑排放支管上設(shè)置有第四閥門。這樣可以將失活的吸附劑間歇或者連續(xù)排出。

當(dāng)然，如圖1所示，本裝置還包括其他的閥門，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明圖1的教導(dǎo)，均能夠理解閥門的設(shè)置方式和原理，在此不再贅述。

本發(fā)明上述的裝置適用的吸附劑的粒徑范圍較寬，優(yōu)選其粒徑為0.1～2mm。以下根據(jù)實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明上述裝置的運行原理：

實施例1

如圖1所示，循環(huán)流化床裝置10內(nèi)的循環(huán)物料為VOCs吸附劑，吸附劑為固體顆粒，吸附劑粒徑0.1～2mm。循環(huán)流化床裝置10的流化氣為高溫的含低濃度VOCs混合氣體經(jīng)換熱器30換熱后產(chǎn)生的低溫含低濃度VOCs混合氣體，高溫混合氣體溫度大于200℃，低溫混合氣體溫度小于200℃。排出循環(huán)流化床裝置10的凈化氣經(jīng)換熱器30升溫，一部分排除裝置外，另一部分返回脫附裝置20作為流化氣，且排除的凈化氣的流量遠(yuǎn)大于作為流化氣的凈化氣氣量。循環(huán)流化床裝置生成的吸附有VOCs的吸附劑，一部分通過立管12c和返料器13返回循環(huán)流化床本體11，一部分進(jìn)入脫附裝置20。脫附裝置20采用固定床或流化床，其內(nèi)部的失活的吸附劑可以連續(xù)或間歇排出。脫附裝置20內(nèi)脫附的VOCs吸附劑進(jìn)入返料器13，進(jìn)而循環(huán)利用。脫附裝置20的流化氣攜帶脫附出來的VOCs形成富集氣，排除后收集以備后用。

以上裝置中，高溫的低濃度VOCs混合氣體的路徑如下：

高溫的低濃度VOCs混合氣經(jīng)管道進(jìn)入換熱器30，換熱后形成的低溫含VOCs混合氣體以流化風(fēng)的形式進(jìn)入循環(huán)流化床裝置10，經(jīng)循環(huán)流化床裝置10吸附、去除固體顆粒后形成了凈化氣。凈化氣經(jīng)過換熱器30增溫后，大部分排出裝置，小部分進(jìn)入脫附裝置20作為流化氣。吸附劑中的VOCs在高溫下發(fā)生脫附，并被流化氣攜帶出脫附裝置20，形成含高濃度VOCs的混合氣體，即富集氣。

以上裝置中，VOCs吸附劑的路徑如下：

吸附劑在循環(huán)流化床本體11內(nèi)運動，與低濃度VOCs混合氣充分接觸吸附VOCs。然后，吸附有VOCs的吸附劑經(jīng)旋風(fēng)分離器12a及布袋除塵器12b分離后返回立管12c。立管12c中的部分吸附劑進(jìn)入脫附裝置20，其余通過返料器13返回循環(huán)流化床本體11。吸附劑進(jìn)入脫附裝置20，VOCs在高溫下脫附再生，脫附再生的吸附劑返回返料器13，失活后的吸附劑排出裝置。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：本發(fā)明中利用循環(huán)流化床裝置作為吸附裝置，能夠顯著降低系統(tǒng)運行耗能，從而能夠降低成本。同時，能夠使低濃度VOCs混合氣體與吸附劑更充分接觸，提高VOCs吸附劑的吸附速率和效率。而且，利用循環(huán)流化床裝置作為吸附裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)吸附劑的循環(huán)使用，從而使處理工序長期連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。