[發明專利]含不同濃度VOCs有機尾氣脫除回收的全溫程變壓吸附方法

在審

• 申請號: 201610193756.1
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105642073A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 劉開莉;陳運;蔡躍明;鐘雨明
• 申請（專利權）人: 四川天采科技有限責任公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/22
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊

技術領域

本發明涉及有機廢氣VOCs的脫除和回收領域，更具體的說是涉及含不同濃度VOCs 有機尾氣脫除回收的全溫程變壓吸附方法。

背景技術

含VOCs工業氣體廣泛存在于許多化工過程以及印刷、制鞋、汽車、五金家電、航空 業的噴涂等的排放氣中，此類尾氣里醇、酮、苯、酯、醚、硫類濃度含量低，沒有回收價值，并 且大多有毒性和強烈的刺激氣味，臭氣擾民，污染環境。各種含有VOCs排放尾氣往往所含 VOCs濃度參差不齊，有的比較高，例如，油漆行業排放尾氣VOCs中的丙酮、正己烷等含量超 過1~3%（體積比v/v%），有的比較低，例如，從工廠載氣中回收或凈化丙酮等有機物含量為 5000×10-6（v/v%）的稀濃度VOCs尾氣，如何處理大風量，且含有不同濃度的VOCs及惡臭氣 體的尾氣，成為企業面臨的一大環保難題。

有機廢氣的處理方法中應用較多有以下幾種：液體吸收法、催化燃燒技術、吸附法 等。液體吸收法對于有機組分復雜、含量較少的稀濃度VOCs氣體脫除效率不高，且存在二次 污染處理；催化燃燒技術對廢氣作嚴格的預處理，且不適于處理燃燒過程中產生大量硫氧 化物和氮氧化物的廢氣；吸附法雖然去除率高但吸附劑易失效，再生需要耗大量的熱能和 再生氣，變溫吸附（TSA）方法處理低VOCs濃度的氣體后其VOCs濃度可以降至100-500mg/m3； 但對于高濃度VOCs尾氣，其設備體積增大好幾倍，對制造產生困難，同時，各項消耗指標，比 如蒸氣、電、吸附劑裝填量等是低濃度工況下的1-10倍；吸附與再生循環時間達到2小時至2 天以上，基本上也是無法經濟可靠完成VOCs濃度降至500ppm以下要求，更談不上要滿足國 家現階段所制定的VOCs排放要求在100ppm以下的標準。

發明內容

全溫程變壓吸附(英文全稱：FullTemperatureRange-PressureSwing Adsorption，簡稱：FTrPSA)是一種以變壓吸附為基礎的方法，利用不同物料組分本身在不 同壓力與溫度下的吸附分離系數及物理化學性質的差異性，采取犧牲少許吸附效果但易于 解吸的中高溫操作或易于吸附的低溫操作來分離和提純各種氣體的方法。

本發明提供含不同濃度VOCs有機尾氣脫除回收的全溫程變壓吸附方法，解決了現 有技術處理深度不夠，不能有效解決脫除VOCs及其苦澀與刺激異味帶來的環境健康問題， 同時解決了現有技術存在的能耗高、成本高、裝置壽命短等難題，更克服了現有技術中對尾 氣有機物濃度、組分含量參差不齊的局限性。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

含不同濃度VOCs有機尾氣脫除回收的全溫程變壓吸附方法，包括如下步驟：

（1）變壓吸附濃縮工序；

a.在變壓吸附系統中進行，將有機尾氣通入其中的一個或多個吸附塔底部進行吸附， 吸附壓力為0.1~0.6Mpag，操作溫度為60~150℃；多臺吸附塔交替循環操作，保證有機尾氣 連續進入；

b.未被吸附的尾氣從吸附塔頂部排出，吸附完成時，控制相應閥門，未被吸附的尾氣 就地放空排入大氣，未被吸附的尾氣的總VOCs降至100ppm以下；

c.吸附相里的組分為被濃縮至10~30%的VOCs，解吸得到VOCs濃縮氣，而后進入下一個 工序。

（2）VOCs回收工序，采用膜分離技術分離回收VOCs，VOCs濃縮氣經加壓后送入由膜 組件組成的膜分離系統，分離提純VOCs。

更進一步的，所述變壓吸附濃縮工序的變壓吸附系統由N個吸附塔組成，N為大于1 的自然數；其中1～N-1個吸附塔處于吸附狀態，其余吸附塔處于再生狀態，保證連續性生 產。

更進一步的，所述吸附塔內裝填料是活性炭、活性氧化鋁、分子篩、脫硫劑的一種 或多種。

更進一步的，所述變壓吸附濃縮工序中，吸附塔的再生方式采用降壓和抽空方式。

更進一步的，所述VOCs回收工序中膜組件采用的膜是致密、無孔的高分子滲透膜。

更進一步的，所述高分子滲透膜是聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚砜、聚丙烯腈、磺化 聚乙烯、醋酸纖維素中的一種或多種制成。

更進一步的，所述VOCs回收工序中膜組件采用的膜是親有機物膜。

更進一步的，所述親有機物膜采用低極性及低表面能的聚合物作為分離活性材料 制成。