[發明專利]以氮氣為脫附介質的活性炭纖維有機廢氣回收方法和系統

有效

• 申請號: 200810114892.2
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101288820A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 張平;張建軍;崔占秋
• 申請（專利權）人: 北京云辰天環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01J20/34
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及環保領域，從汽態混合物中回收高沸點氣態化合物如常態為液態的化合物，尤其涉及從印刷、輕工、涂布、化工、電子等行業在生產過程中產生的含有機廢氣廢氣中回收多種有機廢氣并循環利用的方法。

背景技術

活性炭纖維(ACF)，亦稱纖維狀活性炭，是性能優于活性炭的高效活性吸附材料和環保工程材料。其超過50％的碳原子位于內外表面，構筑成獨特的吸附結構，被稱為表面性固體。它是由纖維狀前驅體，經一定的程序炭化活化而成。較發達的比表面積和較窄的孔徑分布使得它具有較快的吸附脫附速度和較大的吸附容量，且由于它可方便地加工為氈、布、紙等不同的形狀，并具有耐酸堿耐腐蝕特性，使得其一問世就得到人們廣泛的關注和深入的研究。目前已在環境保護、催化、醫藥、軍工等領域得到廣泛應用。

以往活性炭纖維溶劑回收工藝主要應用在甲苯、二甲苯、環己烷、鹵代烴等難溶于水的有機物的回收上，例如，中國專利ZL200510200344.8公開了一種工業有機廢氣自動化回收新工藝的方法，上述專利采用水蒸汽脫附、靜態分層回收的方法。雖然用水蒸汽脫附有相變熱高，脫附較完全、易冷凝等優點，但還有以下缺點：

(1)產生二次排放物污水，特別是回收溶解度大的有機物時污水很難處理，用精餾塔處理運行費用高。

(2)在脫附時，有大量水蒸氣冷凝在活性炭纖維吸附層中，雖經干燥風吹掃但活性炭纖維的水含量還是很高，影響其吸附性能，降低了利用率。

當有機廢氣中含有易水解物質或鹵代烴等物質時，在高溫水蒸汽的作用下，設備極易腐蝕，回收產品中雜質多。

(3)工況環境較差時，氣流夾帶的灰塵等雜質會在活性炭纖維中累積，在鹽析、填充等作用下活性炭纖維失去活性。

(4)對一些含有高沸點物質的場合，由于水蒸汽不能有效解吸，上述工藝及裝置運行一段時間后吸附率會下降很多，不能正常運行。

發明內容

針對現有技術問題，本發明提出一套全新的有機廢氣處理工藝，拓展活性炭纖維吸附劑的應用領域，富集后的解吸氣通過冷凝或吸收方式加以回收，實現污染物零排放。

本發明還提供該處理工藝系統。

以氮氣為脫附介質的活性炭纖維有機廢氣回收方法，包括如下步驟：1、吸附，有機廢氣經集氣系統收集后由吸附器吸附；2、脫附，有機廢氣經脫附劑脫附得到脫附混合氣體；3、回收，脫附混合氣體可被回收再利用；其特征在于：所述吸附器包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附劑為熱氮氣，所述回收再利用包括有機廢氣和氮氣的回收利用。

所述熱氮氣溫度為90-400℃，所述氮氣的加熱方式為電加熱、導熱油加熱或高壓水蒸汽加熱。

所述回收采用冷凝回收方式或吸收回收方式。

所述有機廢氣在吸附前經過冷卻、過濾。

所述脫附混合氣體在回收前經過冷水冷卻，置換的熱量用于加熱脫附氮氣。

所述脫附前，需對吸附器內進行在線氧含量及溫度監測。

一種以氮氣為脫附介質的活性炭纖維有機廢氣回收系統，包括集氣系統、吸附系統、脫附系統和回收系統、其特征在于：所述吸附系統包括兩組以上以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，所述脫附系統中采用熱氮氣為脫附劑。

所述有機廢氣在進入吸附系統前需經過預處理系統，所述預處理系統包括過濾器和預冷器。

所述脫附系統中包括在線氧含量及溫度監測系統。

所述在線氧含量及溫度監測系統以PLC或DCS分兩階段連鎖控制，當氧含量＞2％時蜂鳴器發出警報，加熱器停止加熱，從吸附器補充氮氣循環風機出氣口排氣進行氮氣置換，直到氧含量低于2％，再開啟加熱器進行脫附；當氧含量＞5％時蜂鳴器發出警報、加熱器停止加熱，應急氮氣閥自動開啟，從吸附器充入大量氮氣進行置換。

本發明有機廢氣的回收方法以熱氮氣作為解吸介質，將富集在活性炭纖維上的有機物脫附，脫附混合氣中的有機廢氣和氮氣通過冷凝或吸收方式加以回收，實現污染物零排放。以活性炭纖維為吸附劑的固定床吸附器，分為兩組，一吸附一脫附，氮氣解吸，避免了水蒸汽冷凝在活性炭纖維吸附層中從而影響其吸附性能，同時也解決了因部分有機廢氣在高溫水蒸汽的作用下產生的分解反應從而導致回收產品雜質多的問題，由于氮氣的加熱溫度可以達到400℃左右，對于水蒸汽不能有效解吸的高沸點有機氣體，高溫氮氣可以有效解吸。本發明方法對于水溶性大或是易水解的溶劑和高沸點有機廢氣的回收效果特別好，回收產品中水含量低，溶劑品質高，可降低運行成本。