[發(fā)明專利]一種提高吸附床熱氣體循環(huán)脫附再生效率的裝置及其方法

有效

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• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105126531B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 羌寧;李照海;劉濤;荀志萌;吳婭
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01J20/34;B01D53/00;B01D53/22
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發(fā)明涉及化工、環(huán)保技術領域，尤其是涉及一種提高吸附床熱氣體循環(huán)脫附再生效率的裝置及其方法。

背景技術

在化工、環(huán)境保護領域，活性炭吸附床被廣泛應用于排氣凈化回收工藝。活性炭吸附回收，一方面有利于降低生產成本、產生經濟效益，另一方面又可減少環(huán)境污染，是企業(yè)清潔生產的重要環(huán)節(jié)。而常用的活性炭吸附回收采用的是蒸汽脫附，其存在二次水污染和總體能耗較高的缺陷，且對較高沸點的有機物存在脫附效率低的問題。而熱循環(huán)氣體脫附適用溶劑的沸點范圍較廣、回收的溶劑含水量低便于進一步處理，且較少二次水污染。但如圖1所示的傳統的熱氣體循環(huán)脫附工藝過程，對氣體的加熱和冷凝所需的能耗很大，無法大規(guī)模應用。圖2所示的分流式冷凝系統較好的解決了加熱與冷凝的容量匹配問題，較第一種方式大大減少了設備及能耗的需求，但分流過程的冷凝溫度決定了每次循環(huán)所能回收的吸附物質的量，對于一些沸點低的吸附質，往往需要非常低的冷凝溫度，對制冷設備提出了很高的要求，否則會因回流氣體濃度較高而影響脫附的效率，增加了系統再生時間。針對以上情況， 本發(fā)明提出了一種提高熱循環(huán)氣體脫附分流冷凝脫附效率的方法，通過對分流氣流采用加壓冷凝和膜分離工序的組合可有效的提高冷凝回收效率，同時大大減少整個系統的再生時間。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了提出一種脫附效率高，能耗低，物質回收純度高的熱循環(huán)氣體脫附的裝置及其方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種提高吸附床熱氣體循環(huán)脫附再生效率的裝置，包括吸附氣路、脫附主氣路和冷凝回收氣路；其中：

所述吸附氣路由第一閥門1、活性炭床12和第四閥門4通過管道連接而成；脫附主氣路由活性炭床12、第一循環(huán)風機13和循環(huán)氣體加熱器11構成，所述活性炭床12和第一閥門1連接的管路上接有第二閥門2，或活性炭床12的進口端殼體上直接連接第二閥門2；所述第二閥門2通過管道依次連接循環(huán)風機13和循環(huán)氣體加熱器11，所述循環(huán)氣體加熱器11通過第三閥門3和管道連接活性炭床12和第四閥門4連接的管路上，或通過第三閥門3直接連接在活性炭床12的出口端殼體上；

冷凝回收氣路包括第五閥門5、第六閥門6、第七閥門14、空氣壓縮機8、冷凝器9、膜分離裝置10和減壓閥7，所述冷凝回收氣路接于第二閥門2和循環(huán)風機13連接的管路上；冷凝回收氣路一端通過第五閥門5和管道連接第二閥門2，另一端通過第七閥門14和管道連接第一循環(huán)風機13；第五閥門5出口依次通過空氣壓縮機8、冷凝器9和管道連接膜分離裝置10，膜分離裝置10出口分為兩路，一路通過第六閥門6連接至空氣壓縮機8上方，另一路通過管道和減壓閥7連接第七閥門14。

本發(fā)明提出的提高吸附床熱氣體循環(huán)脫附再生效率的裝置采用的方法，通過分流加以濃縮冷凝，膜分離裝置不僅實現了吸附、脫附和回收，且大大提高了脫附的效率，具體步驟如下：

在活性炭床進行吸附時，僅打開第一閥門1、第四閥門4，其它閥門均關閉，旁路系統處于不工作狀態(tài)；當進行脫附時，先打開第二閥門2、第三閥門3，其他閥門關閉，啟動循環(huán)風機13，氣體通過氣流加熱器11循環(huán)加熱脫附，加熱到設定溫度后，開啟第五閥門5、第六閥門6、第七閥門14和減壓閥7，使其中部分氣流通過空氣壓縮機8后在冷凝器9中冷凝回收純度較高的有機溶劑，未徹底回收的氣體通過膜分離裝置10，分離出的高濃度氣體經第六閥門6回流至空氣壓縮機8前再次進行壓縮冷凝，潔凈氣體則通過減壓閥7和第七閥門14進入循環(huán)氣體加熱器11加熱后進行脫附，整個過程可連續(xù)自動控制進行。

通過濃縮冷凝的氣流是總氣流的一小部分，冷凝后匯入主氣流加熱后進行脫附，整個活性炭床的脫附溫度是保持穩(wěn)定的。且可針對不同溶劑類型采用不同規(guī)格的吸附劑進行吸附，吸附飽和后的吸附床通過熱氣體進行脫附再生回收。

本發(fā)明整個過程未注入其他具氧化性或反應性的氣體，不存在二次污染物，也不會影響回收溶劑純度。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：

（1）本發(fā)明采用了壓縮冷凝和膜分離裝置結合的方式，使得冷凝排放濃度為單純冷凝的1/4以下；低濃度的排氣返回循環(huán)系統后可更有效的進行脫附，大大提高了脫附效率；

（2）本發(fā)明解決了常規(guī)蒸汽脫附二次水污染問題，且整個系統動力消耗低，系統配置簡潔；

（3）本發(fā)明巧妙的采用分流冷凝，回流氣體并不影響脫附過程的問題，提高了能量利用效率。

附圖說明

圖1為傳統的熱氣體循環(huán)脫附工藝裝置。