一種有機(jī)廢氣處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢氣處理方法，包括以下步驟：(A1)調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，待處理有機(jī)廢氣進(jìn)入吸附處理通道且被吸附單元吸附后達(dá)標(biāo)排放，所述進(jìn)氣風(fēng)量的最大值為Qmax＝m·k1·k2/(C·t)；(A2)所述吸附單元被切換至脫附狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入脫附處理通道對吸附單元進(jìn)行脫附處理；(A3)吸附單元被切換至殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)，啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)，殘留脫附氣被冷卻，進(jìn)而氣液分離，分離后的氣體被加熱后返回吸附單元吸附，未被吸附的氣體在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán)；分離后的液體進(jìn)入分層槽；(A4)吸附單元被切換至吸附狀態(tài)，進(jìn)入(A1)步驟。本發(fā)明具有安全可靠，殘留脫附氣循環(huán)冷卻、吸附且尾氣全程達(dá)標(biāo)排放等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種有機(jī)廢氣處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢氣治理回收領(lǐng)域，特別涉及一種蒸汽脫附后殘留脫附氣循環(huán)冷卻、吸附的有機(jī)廢氣處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用變溫吸附、吸附后脫附再生的方式對有機(jī)廢氣進(jìn)行處理已有多年歷史，尤其適用于大風(fēng)量、低濃度的工業(yè)排放尾氣。脫附再生包括蒸汽脫附、熱氮?dú)饷摳胶驼婵彰摳降确绞?，其中蒸汽脫附因其脫附效果好、能耗低、公用工程便利而得到廣泛的應(yīng)用。但變溫吸附蒸汽脫附在應(yīng)用過程中存在以下缺陷:
[0003]1.采用低壓飽和蒸汽進(jìn)行脫附，脫附30min后脫附效率為98%，殘留的有機(jī)物被吹掃后排放，導(dǎo)致初期排放氣不達(dá)標(biāo);若繼續(xù)增加脫附時間，脫附效果增加并不明顯，如脫附60min脫附效率為99%，同時脫附時間的增加導(dǎo)致吸附罐無法切換，吸附時間延長，導(dǎo)致吸附后期的凈化尾氣排放不達(dá)標(biāo)；
[0004]2.脫附完畢時吸附器內(nèi)充滿大量蒸汽，在吹掃過程中殘留蒸汽被吹出，導(dǎo)致排氣管道及煙囪內(nèi)產(chǎn)生大量液體和白色煙霧，既影響煙囪使用壽命，又影響環(huán)境質(zhì)量；
[0005]3.吸附材料最佳吸附溫度為20-40°C，高溫不利于有機(jī)物的吸附，而脫附完畢時吸附器溫度100°C左右，有機(jī)物無法被吸附劑吸附。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種安全可靠，殘留脫附氣循環(huán)冷卻、吸附且尾氣全程達(dá)標(biāo)排放的有機(jī)廢氣處理方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—種有機(jī)廢氣處理方法，包括以下步驟:
[0009](Al)調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，待處理有機(jī)廢氣進(jìn)入吸附處理通道且被吸附單元吸附后達(dá)標(biāo)排放;所述進(jìn)氣風(fēng)量的最大值Qmax=m.ki.k2/(C.t)，其中m為有效吸附劑質(zhì)量，ki為動態(tài)吸附容量，1?為設(shè)計富余系數(shù)，C為待處理有機(jī)廢氣的有機(jī)物濃度，t為吸附時間；
[0010](A2)所述吸附單元被切換至脫附狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入脫附處理通道對吸附單元進(jìn)行脫附處理，蒸汽脫附時間為ti ；
[0011](A3)吸附單元被切換至殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)，啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)，殘留脫附氣被冷卻，進(jìn)而氣液分離，分離后的氣體被加熱后返回吸附單元吸附，未被吸附的氣體在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán);分離后的液體進(jìn)入分層槽，殘留脫附氣循環(huán)時間為t2;
[0012](A4)吸附單元被切換至吸附狀態(tài)，進(jìn)入(Al)步驟。
[0013]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，優(yōu)選地，有效吸附劑質(zhì)量m=moX Xn，其中mo為吸附劑質(zhì)量，X為吸附劑的再生效率，η為再生次數(shù)。
[0014]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，可選地，所述吸附時間t、蒸汽脫附時間^和殘留脫附氣循環(huán)時間t2關(guān)系為:t多tl+t2。
[0015]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，優(yōu)選地，所述吸附單元包括至少二個吸附器。
[0016]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，優(yōu)選地，至少一個吸附器由吸附狀態(tài)切換為脫附狀態(tài)的同時，至少一個吸附器由殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)切換至吸附狀態(tài)。
[0017]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，可選地，通過手動方式或PLC控制的方式對所述至少二個吸附器的狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0018]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，優(yōu)選地，通過設(shè)置在吸附處理通道、脫附處理通道和循環(huán)處理通道上且與所述至少二個吸附器相連的閥門對所述至少二個吸附器的狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0019]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，可選地，殘留脫附氣冷卻后的溫度為10_30°C。
[0020]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，可選地，氣液分離后的氣體被加熱，溫度升高5-15-C。
[0021]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，優(yōu)選地，氣液分離后的液體經(jīng)液封結(jié)構(gòu)進(jìn)入分層槽。
[0022]根據(jù)上述的有機(jī)廢氣處理方法，可選地，所述設(shè)計富余系數(shù):1.Kk2Sl.2。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0024]1.蒸汽脫附后的殘留脫附氣在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán)流通，整個過程不引入外風(fēng)，不排出尾氣，循環(huán)風(fēng)機(jī)使殘留脫附氣在循環(huán)過程中被冷卻、再次進(jìn)入被脫附完畢的吸附器吸附，避免將吸附器內(nèi)殘留的蒸汽和有機(jī)物排入大氣。
[0025]2.本發(fā)明采用表冷器對殘留脫附氣進(jìn)行冷卻，氣液分離后的液體經(jīng)液封結(jié)構(gòu)進(jìn)入分層槽，有效防止串氣現(xiàn)象;氣液分離后的氣體被加熱，氣體溫度升高5-15°C，降低氣體的相對濕度，提高吸附器內(nèi)吸附劑的干燥效果。
[0026]3.本發(fā)明的有機(jī)廢氣處理方法安全可靠，脫附時間短，使得至少二個吸附器之間的狀態(tài)無縫切換，且尾氣全程達(dá)標(biāo)排放。
[0027]4、根據(jù)吸附劑的使用情況調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，確保裝置在長時間的運(yùn)行過程中，尾氣都能達(dá)標(biāo)排放。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明實施例1的有機(jī)廢氣處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0030]實施例1
[0031]圖1示意性地給出了本實施例的有機(jī)廢氣處理方法的流程圖，如圖1所示，所述有機(jī)廢氣處理方法包括以下步驟:
[0032](Al)調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，待處理有機(jī)廢氣進(jìn)入吸附處理通道且被吸附單元吸附后達(dá)標(biāo)排放;所述進(jìn)氣風(fēng)量的最大值Qmax=m.ki.k2/(C.t)，其中m為有效吸附劑質(zhì)量，ki為動態(tài)吸附容量，1?為設(shè)計富余系數(shù)，C為待處理有機(jī)廢氣的有機(jī)物濃度，t為吸附時間；
[0033](A2)所述吸附單元被切換至脫附狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入脫附處理通道對吸附單元進(jìn)行脫附處理，蒸汽脫附時間為ti ；
[0034](A3)吸附單元被切換至殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)，啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)，殘留脫附氣被冷卻，進(jìn)而氣液分離，分離后的氣體被加熱后返回吸附單元吸附，未被吸附的氣體在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán);分離后的液體進(jìn)入分層槽，殘留脫附氣循環(huán)時間為t2;
[0035](A4)吸附單元被切換至吸附狀態(tài)，進(jìn)入(Al)步驟。
[0036]本發(fā)明的吸附處理通道為待處理有機(jī)廢氣吸附通道，脫附處理通道為蒸汽對吸附劑的再生處理通道，在所述脫附處理通道內(nèi)進(jìn)行蒸汽脫附及脫附氣的冷凝回收，以上均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0037]循環(huán)處理通道為蒸汽脫附后殘留脫附氣的循環(huán)處理通道，在所述循環(huán)通道內(nèi)不引入外風(fēng)、不排出尾氣，殘留脫附氣在循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)行著被不斷冷卻、氣液分離，分離后氣體被加熱并進(jìn)入脫附后的吸附器內(nèi)吸附的循環(huán)過程。
[0038]在同樣規(guī)格的設(shè)備選型下，吸附器內(nèi)動態(tài)吸附容量Iu、設(shè)計富余系數(shù)1?為定值，根據(jù)關(guān)系式:最大進(jìn)氣風(fēng)量Qmax = Hl.kl.k2/(C.t)得知，在進(jìn)行有機(jī)廢氣處理時，可根據(jù)有效吸附劑質(zhì)量、待處理有機(jī)廢氣的有機(jī)物濃度，設(shè)定的吸附時間來調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，在提高處理風(fēng)量的同時確保尾氣的全程達(dá)標(biāo)排放。
[0039]隨著吸附劑再生次數(shù)的增加，有效吸附劑質(zhì)量隨之下降，有效吸附劑質(zhì)量m= mo XXn，其中mo為吸附劑質(zhì)量，X為吸附劑的再生效率，η為再生次數(shù)。
[0040]為提高處理效率，實現(xiàn)有機(jī)廢氣的連續(xù)處理，故:
[0041]進(jìn)一步地，所述吸附單元包括至少二個吸附器，所述至少二個吸附器的至少一個在吸附的同時，另外存在至少一個吸附器處于蒸汽脫附或殘留脫附氣循環(huán)。
[0042]為充分實現(xiàn)吸附器間不同狀態(tài)間的無縫切換，確保全程尾氣的達(dá)標(biāo)排放，故:
[0043]進(jìn)一步地，所述吸附時間t、蒸汽脫附時間tjP殘留脫附氣循環(huán)時間^的關(guān)系為:t
多tl+t2o
[0044]進(jìn)一步地，所述至少二個吸附器的至少一個由吸附狀態(tài)切換為脫附狀態(tài)的同時，另外存在至少一個吸附器由殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)被切換至吸附狀態(tài)。
[0045]為了更好地實現(xiàn)至少二個吸附器之間的狀態(tài)切換，在與所述至少二個吸附器相連通的吸附處理通道內(nèi)設(shè)置第一進(jìn)口閥門、第一出口閥門；在與所述至少二個吸附器相連通的脫附處理通道內(nèi)設(shè)置第二進(jìn)口閥門、第二出口閥門；在與所述至少二個吸附器相連通的循環(huán)處理通道內(nèi)設(shè)置第三進(jìn)口閥門、第三出口閥門；設(shè)定吸附器在不同狀態(tài)下的工作時間，經(jīng)手動方式或PLC控制的方式調(diào)節(jié)第一進(jìn)口閥門、第一出口閥門、第二進(jìn)口閥門、第二出口閥門和第三進(jìn)口閥門、第三出口閥門的開與關(guān)來進(jìn)行吸附器狀態(tài)的切換。
[0046]殘留脫附氣在循環(huán)處理通道內(nèi)被冷卻，冷卻后溫度為10-30°C ;殘留脫附氣經(jīng)冷卻、分離后，氣體的相對濕度達(dá)到100%，影響脫附氣的再次吸附，故:
[0047]進(jìn)一步地，氣液分離后的氣體被加熱，降低氣體的相對濕度。
[0048 ]為了防止氣液分離后的氣體產(chǎn)生串氣的現(xiàn)象，故:
[0049]進(jìn)一步地，氣液分離后的液體經(jīng)液封結(jié)構(gòu)后進(jìn)入分層槽。
[0050]本實施例的優(yōu)勢在于:殘留脫附氣在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán)冷卻、分離、加熱、吸附，整個過程不引入外風(fēng)，不排出尾氣，避免將吸附器內(nèi)殘留的蒸汽和有機(jī)物排入大氣，脫附時間短，實現(xiàn)吸附器之間不同狀態(tài)的無縫切換，且全程尾氣達(dá)標(biāo)排放。
[0051 ] 實施例2
[0052]根據(jù)實施例1的有機(jī)廢氣處理方法在處理甲苯尾氣上的應(yīng)用。在該應(yīng)用例中，冷卻器為表冷器，經(jīng)表冷器冷卻后，殘留脫附氣溫度降低至10-30°C;冷卻后進(jìn)一步被氣液分離，分離后的氣體相對濕度達(dá)到100%，被回溫空調(diào)箱加熱，溫度升高5-15°C，以降低氣體的相對濕度;表冷器、氣液分離器與分層槽之間的管路上設(shè)有多500mm的液封結(jié)構(gòu)；第一進(jìn)口閥門、第一出口閥門、第二進(jìn)口閥門、第二出口閥門、第三進(jìn)口閥門和第三出口閥門均為氣動閥門或電動自動閥門，通過PLC控制模塊進(jìn)行切換，所述PLC控制模塊通過設(shè)置吸附器在不同狀態(tài)下的工作時間來控制切換，具體地，吸附器的吸附時間為30min，在吸附器吸附的同時，另一吸附器處于蒸汽脫附或殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)，可以設(shè)定蒸汽脫附時間15min，殘留脫附氣循環(huán)時間15min，這樣，一個吸附器吸附完成切換為脫附狀態(tài)的同時，另一個吸附器由殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)切換為吸附狀態(tài)，實現(xiàn)吸附器間的無縫切換。
[0053]該應(yīng)用例的甲苯尾氣中待處理有機(jī)氣體的濃度為2g/m3，吸附器內(nèi)吸附劑質(zhì)量為1 O k g，動態(tài)吸附容量1 %、設(shè)計富余系數(shù)1.1，吸附時間為0.5 h，吸附劑的再生效率為99.9985%，也即吸附劑再生一次對有效吸附劑質(zhì)量影響不大，但隨著再生次數(shù)的增加，對有效吸附劑質(zhì)量的影響較為明顯，故而可以每隔一段時間(如5天、10天)對有效吸附劑質(zhì)量進(jìn)行校正一次，有效吸附劑質(zhì)量m= 100 X 99.9985 %n，n為再生次數(shù)。
[0054]最大進(jìn)氣風(fēng)量Qmax= Hi.ki.k2/(C.t)，在本應(yīng)用例的甲苯尾氣處理過程中，有機(jī)氣體濃度不變，開始?xì)怏w處理時，可將最大進(jìn)氣風(fēng)量Qmax調(diào)節(jié)為11000m3/h，每隔10天校正一次有效吸附劑質(zhì)量，最大進(jìn)氣風(fēng)量依次被調(diào)節(jié)為10960m3/h、10921m3/h、10882m3/h、10843m3/h、10804m3/h、10765m3/h……
[0055]采用傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣處理工藝，即使大大增加脫附時間，如脫附lh，殘留有機(jī)溶劑仍然有1%，會導(dǎo)致排氣不達(dá)標(biāo);而采用本應(yīng)用例的有機(jī)廢氣處理方法，不排出殘留脫附氣，且脫附時間短、尾氣全過程達(dá)標(biāo)排放。
[0056]上述實施方式不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本發(fā)明的關(guān)鍵是:脫附后殘留脫附氣在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán)冷卻、吸附，不引入外風(fēng)，不排出尾氣，全程尾氣達(dá)標(biāo)排放。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對發(fā)明作出的任何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種有機(jī)廢氣處理方法，包括以下步驟: (Al)調(diào)節(jié)進(jìn)氣風(fēng)量，待處理有機(jī)廢氣進(jìn)入吸附處理通道且被吸附單元吸附后達(dá)標(biāo)排放;所述進(jìn)氣風(fēng)量的最大值Qmax = m.ki.k2/(C.t)，其中m為有效吸附劑質(zhì)量，ki為動態(tài)吸附容量，1?為設(shè)計富余系數(shù)，C為待處理有機(jī)廢氣的有機(jī)物濃度，t為吸附時間； (A2)所述吸附單元被切換至脫附狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入脫附處理通道對吸附單元進(jìn)行脫附處理； (A3)吸附單元被切換至殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)，啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)，殘留脫附氣被冷卻，進(jìn)而氣液分離，分離后的氣體被加熱后返回吸附單元吸附，未被吸附的氣體在循環(huán)處理通道內(nèi)循環(huán);分離后的液體進(jìn)入分層槽； (A4)吸附單元被切換至吸附狀態(tài)，進(jìn)入(Al)步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:有效吸附劑質(zhì)量m= mQXXn，其中mo為吸附劑質(zhì)量，X為吸附劑的再生效率，η為再生次數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:所述吸附時間t、蒸汽脫附時間。和殘留脫附氣循環(huán)時間丨2關(guān)系為4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:所述吸附單元包括至少二個吸附器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:至少一個吸附器由吸附狀態(tài)切換為脫附狀態(tài)的同時，至少一個吸附器由殘留脫附氣循環(huán)狀態(tài)切換至吸附狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:通過手動方式或PLC控制的方式對所述至少二個吸附器的狀態(tài)進(jìn)行切換。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:通過設(shè)置在吸附處理通道、脫附處理通道和循環(huán)處理通道上且與所述至少二個吸附器相連的閥門對所述至少二個吸附器的狀態(tài)進(jìn)行切換。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:殘留脫附氣冷卻后的溫度為10-30。。。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:氣液分離后的氣體被加熱，溫度升高5-15 °C。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢氣處理方法，其特征在于:所述設(shè)計富余系數(shù):1.1 Sk2^l.2o
【文檔編號】B01D53/04GK106039921SQ201610528787
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】王功換, 劉碩, 蔡炳良, 孫瑀, 廖丹丹, 林永輝
【申請人】清本環(huán)保工程(杭州)有限公司