[發明專利]一種活性碳纖維多級吸附回收有機氣體方法

在審

• 申請號: 201410090144.0
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104906917A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 李洪喜;孫保華;趙磊;楊登奎;楊久滿
• 申請（專利權）人: 北京日新達能技術有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用活性炭纖維對有機氣體實現多級吸附回收的方法，特別是針對高濃度、大風量有機廢氣中有機物的吸附凈化回收。

背景技術

國內外對有機廢氣的處理方法大體分為兩種，一種為回收法，一種為破壞法。對于濃度低，成分復雜，回收價值不高的有機廢氣，一般采用破壞法，將其中的有機污染物通過熱破壞、催化氧化、生物分解等作用，轉化為無毒無害物質，使廢氣能夠達標排放；但對于濃度高、成分單一、回收價值大的有機廢氣，一般采用回收法將其中的有機物加以回收利用，常用的回收法主要有：吸收法、吸附法、冷凝法等，其中吸附法是目前應用最為廣泛的有機廢氣處理方法，特別是活性碳纖維的出現，使該行業得到空前發展。

目前利用活性碳纖維對有機廢氣進行吸附時，大都采用單級吸附，即采用一級活性炭纖維對空氣中的有機溶劑進行吸附。在處理高濃度、大風量有機廢氣時，僅采用一級活性炭纖維進行吸附，很容易造成活性碳纖維飽和穿透現象，造成排氣中有機物濃度超標，無法保證廢氣排放濃度達到國家排放標準，在污染環境的同時也不能有效完成對有機物的回收，造成資源浪費。若過度增加單級活性碳纖維吸附層的厚度，雖然能夠提高吸附效率，延長吸附時間，減少穿透可能性，但由于物理吸附為放熱反應，在吸附過程中會產生大量熱，過厚的吸附層會造成蓄熱和燃燒現象，帶來不安全隱患，同時過厚的活性碳纖維也會造成風阻變大，壓差升高，不利于吸、脫附過程連續化操作。針對這一情況，對于高濃度、大風量或排放標準高的有機廢氣，一般采用兩級或多級活性碳纖維吸附的方法的，通過多級活性碳纖維吸附，保證廢氣經處理后達標排放，徹底回收有機物。

常用的活性碳纖維兩級或多級吸附裝置，是在吸附器后面相應增加吸附吸附器數量，如兩級吸附需要4組吸附器，三級吸附需要6組吸附器，設備投資較大，同時由于不同級別吸附器所吸附氣體濃度不同，吸附飽和時間也不同，當一級吸附器吸附飽和時，二級、三級等后續吸附器還沒有飽和，但為使系統連續工作，吸附器需同時吸附、脫附，能耗及運行成本高，因此如何有效的減少設備投資，降低運行成本成為目前活性碳纖維多級吸附急需解決的問題。

針對該問題，我們發明了一種新的活性碳纖維多級吸附有機氣體方法，從工作流程進行優化設計，在實現多級吸附的同時，減少吸附器的數量，并使吸附器吸附、脫附時間安排更合理，并且可以按照廢氣濃度氣量等實際情況進行調節，實現多級/單級吸附切換，使多級吸附從投資和運行上更具優勢。

發明內容

本發明提供了一種利用活性碳纖維對有機氣體進行多級吸附回收方法，具體方法主要步驟為：

（1）將有機氣體送入到活性碳纖維吸附系統進行吸附，吸附系統由3～6個活性碳纖維吸附器組成，每個吸附器內部安裝有2～10個活性碳纖維吸附芯。

相鄰吸附器之間設置串聯管，可實現有機氣體在吸附器之間的單向流通。不同吸附器即可與有機氣體進行并聯操作，也可通過串聯管也可實現串聯操作。

有機氣體經一個吸附器吸附凈化后，排出的凈化氣體通過串聯管進入到下一個吸附器中進行再次吸附凈化，從而實現對有機氣體的多級吸附凈化，最終得到有機物濃度符合國家排放標準的氣體。

（2）當第一個吸附器吸附飽和或達到設定吸附時間后，有機氣體直接進入到第二個吸附器，第二個吸附器變為一級吸附器，并同時開啟后續相應的吸附器，保證對有機氣體的吸附級別。

（3）當吸附器達到吸附飽和或設定吸附時間后，向該吸附器中通入蒸汽進行脫附，脫附產生的含有機物蒸汽送入冷凝器中進行冷凝，并將冷凝液在油水分離器中進行分離，回收有機溶劑。

脫附所用蒸汽為飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.1MPa～0.5MPa，優選為0.15～0.3MPa。

（4）吸附器脫附完成后，通入空氣或惰性氣體對其進行干燥降溫。每個活性碳纖維吸附器輪流進行吸附-脫附-降溫，經過脫附再生后，等待進入下一個工作周期。

（5）冷凝器中未冷凝有機蒸汽與分液槽、溶劑儲槽中揮發的有機蒸汽回到吸附系統進行循環吸附。

該方法利用吸附器間的串聯管，使相鄰兩個吸附器串聯起來，實現氣體在相鄰吸附器之間的單向流動，從而達到多級吸附的效果，能夠達到的最大吸附等級為N-1，其中N為吸附系統所含吸附器個數。當吸附器飽和后，可單獨對一個吸附器進行脫附解吸，而后面的吸附器繼續吸附，降低運行成本。