[發明專利]一種常溫冷凝輔助提純的VOCs處理系統及其處理方法

在審

• 申請號: 201910318169.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110075658A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 高軍;張承全
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01D5/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 吳海燕

本發明提供了一種常溫冷凝輔助提純的VOCs處理系統，包括并聯設置的三個活性炭吸附床、吸附管路、脫附冷凝管路、輔助提純管路和惰性氣體補充管路，每個活性炭吸附床均與吸附管路、脫附冷凝管路、輔助提純管路和惰性氣體補充管路相連通。本發明還提供了一種VOCs處理方法，包括：補充惰性氣體，第一活性炭吸附床進入脫附冷凝階段，第二活性炭吸附床進入輔助提純階段，第三活性炭吸附床進入吸附階段；用惰性氣體置換第一活性炭吸附床中的氣體，置換出來的氣體被送入第三活性炭吸附床進行吸附；脫附冷凝；清除殘留VOCs；三個活性炭吸附床依次重復上述步驟。本發明結合輔助提純床實現了常溫冷凝，并將脫附床內的剩余VOCs轉移至輔助提純床，提高了下一周期的吸附效率和冷凝效率。

技術領域

本發明涉及有機廢氣(VOCs)處理技術領域，具體涉及一種常溫冷凝輔助提純的VOCs處理系統及其處理方法。

背景技術

在噴涂、印刷、鈑金等行業中，工廠排放的廢氣中含有大量的VOCs，這些VOCs在強光下可能與空氣中的氮氧化物反應形成光化學煙霧，導致二次污染，除此之外，工業排放的VOCs中的苯系物具有致癌作用，對人類健康造成嚴重影響。

VOCs常見的處理手段包括：吸附、吸收、冷凝等回收方法和直接燃燒、催化氧化、生物處理、低溫等離子體和光催化等去除方法，確定VOCs處理設備時往往組合上述方法的兩種或者三種。其中冷凝法回收VOCs液體的后續處理更加方便簡單，且經濟效益高，是比較理想的處理方法，但是冷凝法不適合處理高風量低濃度的工業廢氣，因此VOCs往往需要經過濃縮。

羅福坤等人在申請公布號為CN103585854A的中國發明專利申請中提出一種活性炭吸附、N2脫附回收處理有機廢氣的工藝，吸附結束后采用N2真空4～10KPa循環加脫附冷凝，然后VOCs經雙級冷凝設備冷凝，殘留的VOCs采用新鮮空氣吹掃后送入另一吸附器吸附。該專利能有效脫附出VOCs氣體并冷凝，但是面臨真空脫附加熱時間久、雙級能耗高、系統溫差大、管路設備熱應力及氣密性要求高的問題，而且最終采用新鮮空氣吹掃仍面臨安全風險。和雅妮等人在授權公告號為CN207694543U的中國實用新型專利中提出一種活性炭吸附熱氮氣脫附冷凝回收系統，脫附氣體后采用三級冷凝，脫附后管路中的不凝氣體進入輔助活性炭吸附器吸附，此專利仍存在三級冷凝能耗高、設備熱應力及氣密性要求高的問題，且未處理吸附罐冷凝后殘余的VOCs，這會造成下一周期的吸附效率下降。

現階段VOCs的吸附濃縮冷凝處理面臨著如下三個問題：需深度冷凝，因此冷凝和加熱能耗都大幅提高；系統設備、管路和閥門要承受較大溫差，造成應力損失且氣密性難以滿足；冷凝后吸附床仍殘留的一部分VOCs造成下一階段的吸附效率下降，若采用新鮮空氣熱吹掃則面臨爆炸風險。

發明內容

針對上述缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種采用常溫冷凝以減少能耗，同時可以去除冷凝后吸附床內殘留VOCs以保證下一階段吸附效率的VOCs處理系統。

本發明提供了一種常溫冷凝輔助提純的VOCs處理系統，包括三個活性炭吸附床、吸附管路、脫附冷凝管路、輔助提純管路和惰性氣體補充管路，所述三個活性炭吸附床并聯設置，每個活性炭吸附床均與所述吸附管路、脫附冷凝管路、輔助提純管路和惰性氣體補充管路相連通；所述吸附管路一端連通有VOCs源，所述VOCs源依次與所述吸附管路上的吸附風機、活性炭吸附床和VOCs濃度傳感器連通，所述VOCs濃度傳感器的另一端與大氣連通；所述吸附管路上對應每個活性炭吸附床分別設置有吸附閥門；所述脫附冷凝管路為環路，依次連通有VOCs濃度傳感器、循環風機、冷凝設備、截止閥、加熱器和活性炭吸附床，所述脫附冷凝管路上對應每個活性炭吸附床分別設置有脫附冷凝閥門；所述輔助提純管路的兩端分別連通在所述截止閥兩側的脫附冷凝管路上，所述輔助提純管路上對應每個活性炭吸附床分別設置有提純閥門；所述惰性氣體補充管路一端連通有惰性氣體源，所述惰性氣體源依次與所述惰性氣體補充管路上的活性炭吸附床和在線氧含量分析儀相連通，所述在線氧含量分析儀的另一端連通在所述吸附風機出口側的吸附管路上；所述惰性氣體補充管路上對應每個活性炭吸附床分別設置有惰性氣體補充閥門。