含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)，具體涉及含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]VOCs是揮發(fā)性有機(jī)化合物的簡(jiǎn)稱，主要包括烴類、芳烴類、醇類、醛類、酮類、酯類、胺類、有機(jī)酸等，多為易燃、易爆、易揮發(fā)、高毒性的物質(zhì)，其直接排入大氣會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。
[0003]工業(yè)排放是VOCs的主要來(lái)源，將VOCs進(jìn)行處理從而減少和消除VOCs工業(yè)排放是控制VOCs污染的有效手段。目前，采用活性炭對(duì)VOCs進(jìn)行吸附回收是一種常用的手段，可用高壓水蒸氣進(jìn)行脫附，從而回收VOCs并再生活性炭，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中常采用單級(jí)并聯(lián)的吸附-脫附裝置處理含VOCs廢氣，VOCs經(jīng)一次吸附即排往大氣，VOCs吸附不完全，大氣排放量大，對(duì)VOCs的回收率僅為80?90% ;高壓水蒸氣脫附活性炭的過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)、能耗高，為了協(xié)調(diào)吸附-脫附過(guò)程的交替互換，通常會(huì)降低脫附時(shí)間，導(dǎo)致活性炭上的VOCs脫附不完全，一般VOCs脫附率僅為80%左右；另外，在活性炭脫附后干燥過(guò)程中，常從脫附罐下部通入高溫氮?dú)饣蚩諝獠⒅苯优磐髿?，成本高，同時(shí)，高壓水蒸氣脫附活性炭后，仍有部分氣態(tài)VOCs存在于脫附罐中，所述活性炭上未脫附的VOCs和殘余的氣態(tài)VOCs將隨高溫氮?dú)饣蚩諝庵苯优磐髿?，濃度可達(dá)200?500ppm，對(duì)大氣污染嚴(yán)重。
[0005]由于現(xiàn)有技術(shù)中上述問(wèn)題的存在，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的VOCs廢氣處理裝置進(jìn)行改造，以便制作出對(duì)VOCs回收率更高、VOCs大氣排放量更低且成本更低的含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)及處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn):可以采用多級(jí)串聯(lián)的吸附-脫附裝置，對(duì)廢氣中的VOCs進(jìn)行多次吸附，以提高VOCs回收率；可以從脫附罐的上部通入含VOCs廢氣對(duì)脫附后的活性炭進(jìn)行干燥，以降低成本，同時(shí)避免活性炭上未脫附的VOCs和脫附罐中殘余VOCs氣體在干燥過(guò)程中直接排入大氣，進(jìn)一步降低VOCs排放量。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0008](I)含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多級(jí)串聯(lián)的吸附-脫附裝置，所述吸附-脫附裝置包括并聯(lián)的吸附罐和脫附罐。
[0009](2)含VOCs廢氣的處理方法，該方法采用如上述(I)所述的處理系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的吸附罐和/或脫附罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0013]1-炭餅
[0014]2-支撐部件
[0015]31-罐體
[0016]32-罐蓋
[0017]33-支撐柵板
[0018]41-一級(jí)吸附罐
[0019]42-—級(jí)脫附罐
[0020]51-二級(jí)吸附罐
[0021]52-二級(jí)脫附罐
[0022]61-—級(jí)廢氣輸送管道
[0023]62- 二級(jí)廢氣輸送管道
[0024]71-—級(jí)回收管道
[0025]72-二級(jí)回收管道
[0026]8-后處理系統(tǒng)
[0027]91-一級(jí)蒸汽輸送管道
[0028]92- 二級(jí)蒸汽輸送管道
[0029]10-凈氣排放管道
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多級(jí)串聯(lián)的吸附-脫附裝置，所述吸附-脫附裝置包括并聯(lián)的吸附罐和脫附罐。
[0032]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，優(yōu)選所述處理系統(tǒng)包括兩級(jí)或更多級(jí)串連的吸附-脫附裝置，優(yōu)選所述吸附-脫附裝置包括并聯(lián)的一個(gè)吸附罐和一個(gè)脫附罐，所述處理系統(tǒng)包括一級(jí)吸附罐41、一級(jí)脫附罐42、二級(jí)吸附罐51和二級(jí)脫附罐52。
[0033]與傳統(tǒng)的單級(jí)吸附-脫附裝置相比，所述兩級(jí)串連的吸附-脫附裝置可對(duì)廢氣中的VOCs進(jìn)行兩次吸附，吸附更完全，降低了排入大氣中的VOCs含量，降低環(huán)境污染，且提高了對(duì)VOCs的回收率。
[0034]所述吸附罐和脫附罐均為填充有活性炭的炭罐，通過(guò)活性炭吸附-脫附VOCs來(lái)進(jìn)行廢氣的凈化和VOCs的回收，所述吸附罐和脫附罐結(jié)構(gòu)相同，僅根據(jù)其所進(jìn)行的工作過(guò)程而命名，所述吸附罐和脫附罐均可完成活性炭吸附和脫附過(guò)程，在實(shí)際使用過(guò)程中，吸附罐和脫附罐交替互換使用。
[0035]所述各級(jí)吸附罐和脫附罐之間的連通關(guān)系如下:
[0036]所述一級(jí)吸附罐41和一級(jí)脫附罐42的下部分別與一級(jí)廢氣輸送管道61相連通；
[0037]所述一級(jí)吸附罐41和一級(jí)脫附罐42的底部分別通過(guò)一級(jí)回收管道71與后處理系統(tǒng)8相連通；
[0038]所述一級(jí)吸附罐41和一級(jí)脫附罐42的上部分別與一級(jí)蒸汽輸送管道91相連通；
[0039]所述一級(jí)吸附罐41和一級(jí)脫附罐42的上部分別通過(guò)二級(jí)廢氣輸送管道62與二級(jí)吸附罐51和二級(jí)脫附罐52的下部相連通；
[0040]所述二級(jí)吸附罐51和二級(jí)脫附罐52的底部分別通過(guò)二級(jí)回收管道72與后處理系統(tǒng)8相連通；
[0041]所述二級(jí)吸附罐51和二級(jí)脫附罐52的上部分別與二級(jí)蒸汽輸送管道91相連通；
[0042]所述二級(jí)吸附罐51和二級(jí)脫附罐52的上部分別與凈氣排放管道10相連通。
[0043]所述一級(jí)廢氣輸送管道61、一級(jí)吸附罐41、二級(jí)廢氣輸送管道62、二級(jí)吸附罐51、凈氣排放管道10構(gòu)成廢氣流通和VOCs吸附通路。
[0044]所述一級(jí)蒸汽輸送管道91、一級(jí)脫附罐42、二級(jí)蒸汽輸送管道92、二級(jí)脫附罐52、后處理系統(tǒng)8構(gòu)成高壓水蒸氣流通和VOCs脫附通路。
[0045]在所述處理系統(tǒng)中所有管道上均設(shè)置有閥門(mén)，用于控制管道的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)廢氣處理過(guò)程的調(diào)控和吸附-脫附過(guò)程的交替轉(zhuǎn)換。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述一級(jí)廢氣輸送管道61與廢氣產(chǎn)生系統(tǒng)、廢氣存儲(chǔ)系統(tǒng)或廢氣排放系統(tǒng)相連通，用于將含VOCs廢氣輸送入上述處理系統(tǒng)內(nèi)；所述一級(jí)蒸汽輸送管道91和二級(jí)蒸汽輸送管道92分別與用于產(chǎn)生高壓水蒸氣的蒸汽發(fā)生裝置相連通，將高壓水蒸氣輸送入脫附罐，從而脫附活性炭上吸附的VOCs ;所述后處理系統(tǒng)8包括VOCs回收裝置和含VOCs廢水的處理裝置，其中，所述VOCs回收裝置用于對(duì)脫附的氣態(tài)VOCs進(jìn)行冷凝、脫水、提純，以備再次使用，可以是本領(lǐng)域中常用的有機(jī)試劑冷凝、脫水、提純裝置，所述含VOCs廢水的處理裝置用于處理干燥過(guò)程中產(chǎn)生的含少量VOCs的廢水，以除去廢水中的少量VOCs，減少水污染，優(yōu)選為曝氣吹脫裝置。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖2所示，所述吸附罐和脫附罐具有以下結(jié)構(gòu)，包括炭罐以及交替設(shè)置在所述炭罐內(nèi)的多個(gè)炭餅I和多個(gè)支撐部件2。
[0048]所述炭罐包括上端敞口的罐體31和罐蓋32，便于放入和取出內(nèi)部的炭餅I及支撐裝置2。
[0049]所述炭餅I和支撐部件2設(shè)置于所述罐體31內(nèi)并與罐體31的底面相平行，所述炭餅I和支撐部件2充滿罐體31內(nèi)各自所在平面。
[0050]所述炭餅I包括網(wǎng)籠和填充于所述網(wǎng)籠內(nèi)的活性炭，將活性炭裝入網(wǎng)籠內(nèi)，既不影響活性炭的吸附作用，又便于組裝和拆卸，優(yōu)選每個(gè)炭餅的厚度為300?500mm，優(yōu)選每個(gè)炭罐內(nèi)設(shè)置有5?10個(gè)所述炭餅。
[0051]所述支撐部件2包括兩層平行設(shè)置的支撐板和填充于所述兩層支撐板內(nèi)的活性炭，所述兩層支撐板通過(guò)設(shè)置在罐體31內(nèi)壁上的凸起可拆卸地卡設(shè)于罐體31內(nèi)相鄰兩個(gè)炭餅I之間，所述支撐板用于承載設(shè)置于其上的炭餅，以分解整罐活性炭的重量，大大減少了因?yàn)榛钚蕴孔灾卦蛟斐傻幕钚蕴糠勰┗?，從而延長(zhǎng)活性炭的使用壽命，使用一年內(nèi)，僅有3?5%的活性炭發(fā)生粉末化，活性炭的整體使用壽命提高了 15?17%，同時(shí)，在兩層支撐板間填充活性炭，以彌補(bǔ)相鄰兩個(gè)炭餅之間的孔隙，使得活性炭吸附更充分。
[0052]所述支撐板為柵板、柵格板或網(wǎng)眼板，以允許流體通過(guò)，不影響活性炭發(fā)揮吸附作用。
[0053]在所述罐體31內(nèi)的下部設(shè)置有支撐柵板33，用于承載設(shè)置在其上的多個(gè)炭餅I和支撐部件2，多個(gè)所述炭餅I和支撐部件2交替設(shè)置于所述支撐柵板33之上。
[0054]所述網(wǎng)籠、支撐板和支撐柵板33均為金屬材料制成，優(yōu)選為不銹鋼材料制成，剛性好，承重能力強(qiáng)，且耐高溫、耐腐蝕效果好。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供含VOCs廢氣的處理方法，該方法采用如上所述的處理系統(tǒng)。
[0056]該方法包括吸附、脫附和干燥過(guò)程，具體如下:
[0057]吸附:含VOCs廢氣通過(guò)一級(jí)廢氣輸送管道61進(jìn)入一級(jí)吸附罐41，經(jīng)活性炭吸附脫除廢氣中的VOCs后通過(guò)二級(jí)廢氣輸送管道62進(jìn)入二級(jí)吸附罐51，經(jīng)活性炭再次吸附脫除廢氣中的VOCs后通過(guò)凈氣排放管道10排往大氣。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，經(jīng)過(guò)兩次活性炭吸附后，VOCs吸附更完全，排入大氣的廢氣中VOCs的含量降低至小于50ppm，減少了環(huán)境污染。
[0059]脫附:高壓水蒸氣通過(guò)一級(jí)蒸汽輸送管道91和二級(jí)蒸汽輸送管道92分別進(jìn)入一級(jí)脫附罐42和二級(jí)脫附罐52，將吸附在活性炭上的VOCs脫附，降壓，脫附的VOCs分別經(jīng)一級(jí)回收管道71和二級(jí)回收管道72進(jìn)入后處理系統(tǒng)8，進(jìn)行回收再利用。
[0060]活性炭的吸附能力隨溫度升高而降低，在高溫、高壓水蒸氣流的沖擊下，吸附在活性炭上的VOCs被脫附下來(lái)，以氣態(tài)形式存在于脫附罐內(nèi)，停止通入高壓水蒸氣并降壓后，在引風(fēng)機(jī)的作用下，氣態(tài)的VOCs和水蒸氣分別經(jīng)一級(jí)回收管道71和二級(jí)回收管道72被抽入后處理系統(tǒng)8，進(jìn)行冷凝、脫水、提純后回收再利用。
[0061]本發(fā)明提供的含VOCs廢氣的處理裝置對(duì)廢氣中VOCs的回收率可達(dá)99.0?99.5%，顯著降低