[發明專利]一種新型板式結構的有機廢氣資源化回收裝置

有效

• 申請號: 201310234657.X
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103263820A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 陸樹華;劉冬稔;凌祥
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明是一種新型板式結構的有機廢氣資源化回收裝置，適用于工業有機廢氣的回收治理。

背景技術

工業廢氣是大氣污染物的重要來源，其含有的各種有機物廢氣是最難處理的。目前揮發性有機物（VOC）造成的光化學污染已成為我國部分城市面臨的一個重要環境問題，城市加油站的油品蒸發是VOC排放的一個重要來源。揮發出來的油氣會對人體健康、自然環境、油品質量及安全生產造成嚴重影響。在國家發布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南（2011年度）》中，“油庫、加油站油氣回收技術與設備”被列入當前優先發展的高技術產業化重點區域。2012年12月頒布的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》也規定了工業揮發性有機物治理、油氣回收等8類重點工程項目。

傳統有機廢氣處理的技術有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法等，而采用單一技術因成本、技術指標等難以滿足工業需求，故基于不同工藝集成的方法（如“吸收+吸附”、“冷凝+吸附”等）正被廣泛研究。吸附法與冷凝法是有機廢氣回收領域中常用的技術。吸附法可以使有機廢氣尾氣濃度控制在很小的指標內，但如果吸附放出的吸附熱不能及時散發就會導致吸附床層溫度升高，從而影響吸附劑的性能。冷凝法利用制冷劑通過熱交換器來分離有機廢氣和空氣混合氣，可直接回收到成品，但因操作溫度低，裝置較復雜，故投資成本和運行費用都較高。集成冷凝與吸附兩種方法的回收工藝正成為有機廢氣回收的研究趨勢。目前運用該方法的有機廢氣裝置只是將冷凝與吸附兩種裝置簡單連接而成，會造成設備占地面積大、能源利用率低、成本高等不足。

發明內容

針對有機廢氣治理裝置所存在的上述問題，本發明利用冷凝吸附耦合工藝及短流程技術，設計一種新型板式結構的有機廢氣資源化回收裝置，將預冷、冷凝、吸附、分離四個過程集成在一個流道中，從而對有機廢氣進行有效地回收。該裝置具有有機廢氣回收率高、占地空間小、制造成本低等優點，適用于工業有機廢氣的回收治理。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：集成有機廢氣回收中冷凝法與吸附法的傳統工藝，將預冷、冷凝、吸附、分離四個過程集成在同一流道內，設計出新型板式結構的芯體，其有機廢氣通道與制冷劑通道由帶有三角形翅片的金屬板片相隔。在有機廢氣通道的翅片間填充吸附劑，在金屬板片另一側的通道內流經制冷劑。有機廢氣在經吸附劑吸附的同時和制冷劑逆向流動換熱，降低了吸附劑溫升，延長吸附劑壽命。冷凝吸附后的低溫尾氣被引至裝置上部的芯體作預冷用，實現能源的二次利用，提高能源的利用率。

本有機廢氣資源化回收裝置系統由兩臺有機廢氣回收裝置及其它輔助設備組成。來自有機廢氣前端收集裝置的廢氣通過裝置有機廢氣進口通道進入芯體，并進行冷凝、吸附處理，達標尾氣從裝置上部有機廢氣尾氣出口排空。當裝置中吸附劑達到飽和狀態，關閉該有機廢氣進口閥門和制冷劑進出口閥門，打開裝置底部有機廢氣出口閥門，同時打開另一有機廢氣回收的有機廢氣進口閥門，并啟動真空泵及切換四通閥進行加熱真空解吸，解吸后的有機廢氣進入回收儲罐。兩臺回收裝置交替運行。

針對有機廢氣可能含有對金屬有腐蝕危害的元素，以上所述帶有新型板式結構的有機廢氣回收裝置的芯體、接管等均由不銹鋼制造。

本有機廢氣回收裝置上下兩部分用法蘭連接，便于裝置的拆卸以及吸附劑的更換。進出裝置的流體均采用電磁閥進行控制。芯體由上下兩個部分組成，上芯體用作預冷吸附，下芯體用作冷凝吸附。在預冷吸附部分，來自有機廢氣收集裝置的有機廢氣通過回收裝置上部有機廢氣進口接管進入芯體內部，與翅片間的吸附劑接觸進行吸附；并同時與深冷吸附凈化后的低溫尾氣進行換熱。預冷吸附后的有機廢氣向下流入到深冷部分，與翅片通道內的吸附劑接觸的同時與金屬板片另一側的液態制冷劑換熱。深冷吸附段被吸附冷凝凈化后的尾氣從回收裝置尾氣出口接管沿管道進入上芯體內與吸附翅片通道內初始有機廢氣逆流換熱，最后從裝置上端側面的尾氣出口排空。液態制冷劑從回收裝置制冷劑進口接管進入芯體內制冷劑通道，與吸附通道內的已經被預冷吸附的有機廢氣換熱，再從回收裝置的制冷劑出口接管流出。