[發明專利]一種凈化含氯揮發性有機廢氣的系統

在審

• 申請號: 202010098609.2
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111359363A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 許永童;鄭慶華;王凱;牛可
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/02;B01D5/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉宗磊

本發明提供了一種凈化含氯揮發性有機廢氣的系統，系統由深度冷凝單元、活性炭纖維吸脫附單元和有機物冷凝液回收單元組成，深度冷凝單元設有雙通道冷凝裝置，每道冷凝裝置設有多級換熱器，第一級換熱由來源廢氣與經過多級深冷后的排放尾氣進行換熱；活性炭纖維吸脫附單元由至少兩組并聯設置的活性炭纖維箱組成，活性炭纖維箱的底部兩側分別配置有吸脫附閥門和冷卻閥，在每個活性炭纖維箱內均設置有活性炭纖維卷；有機物冷凝液回收單元由蒸汽冷凝換熱器、氣液分離器、冷凝液換熱器和冷凝液回收桶槽組成。本發明采用深度冷凝+活性炭纖維吸脫附工藝來凈化含氯揮發性有機廢氣，運行費用低廉且凈化效果較好。

技術領域

本發明涉及廢氣的處理，具體涉及到一種凈化含氯揮發性有機廢氣的系統。

背景技術

醫藥行業中常采用二氯甲烷及三氯甲烷作為溶劑和萃取劑，在生產過程中常通過真空泵排出高濃度廢氣，若不進行治理，會產生大氣環境污染。而目前常用的治理有機廢氣的工藝有焚燒法，吸收法，吸附法，冷凝法等多種形式。但對于根據此類廢氣廢氣的特點，如果采用焚燒法處理，廢氣裂解后會產生HCL，對設備有非常強的腐蝕性，對設備的材質要求非常高；采用吸附法吸收，由于濃度高，吸附劑飽和速度快，使用成本高；冷凝法雖在理論上能降低廢氣排放的濃度，但由于機械冷凝最低溫度限制，要達到現有排放標準值，在技術水平上仍不能通過冷凝工藝一步到位。

目前對于VOCs廢氣的治理從大方向上來講有兩種，第一種是破壞法，即采用焚燒的方式將有機物碳氫鍵打斷，常用的設備有蓄熱熱式焚燒爐，催化燃燒爐，直燃爐等。第二種采用的是轉移法，通過吸附、吸收、冷凝的方法將廢氣中的有機物轉換成固態或液態方式后再進行處理。第一種方法屬于一次性治理達標的方法，在絕大情況下的首選工藝，多用于廢氣成分復雜的工況下，但廢氣濃度必須適中，廢氣中的成分無腐蝕性，否則對設備材質及配置要求極高，造價及運行成本高。而轉移法，適用于有回收價值或對于轉移的污染物有二次處理的設備或處理去向的工況。

在醫藥化工行業，由于產生的廢氣工藝環節較多，對于二氯甲烷，三氯甲烷不適合焚燒的廢氣組分，常采用冷凝+吸附工藝，或活性炭吸脫附+冷凝回收工藝。

冷凝+吸附工藝是利用降溫的方式，使有機物處于飽和狀態，從而凝結成液態析出，降低氣體中的有機物含量，經過冷凝后仍然含有少量的有機物，再通過比表面積大的吸附劑進行吸附，以達到凈化廢氣的目的。

上述工藝中冷凝法通常采用三級冷凝方式，第一級采用常溫循環水進行熱交換預冷，第二級采用7度冰水進行熱交換，第三級采用-10℃鹽水進行冷凝，在這種冷凝溫度不低的情況下，廢氣中沸點較低的物質較難冷凝下來，增加了后段吸附劑的工作負荷，且吸附劑使用壽命短，運行成本高。

活性炭吸脫附+冷凝回收工藝，活性炭吸脫附工藝系統中有多個吸附罐(以2個罐為例)，罐內裝有活性炭顆粒作為吸附劑。當1#吸附罐吸附飽和后，啟動2#吸附罐進行吸附，1#飽和罐采用蒸汽進行脫附，脫附出來的高濃度廢氣再通過冷凝器冷凝回收。當1#脫附罐脫附完成后，通入干燥風吹干吸附劑以備待用。當2#罐吸附飽和后，再切換至1#罐吸附。2#罐進行脫附。如此反復，實現廢氣的凈化。

活性炭顆粒作為吸附劑，其固有的空隙結構(由微孔過度孔及大孔組成)并不適合二氯甲烷、三氯甲烷這樣的廢氣成分單一，分子量較小的物質的吸附，同時，廢氣濃度不穩定，間隙性排放高濃度廢氣的工況時(真空泵排放常出現這樣的情況)，吸附劑容易直接穿透，導致吸附器出口不達標。

現有技術缺點主要有：

1)冷凝溫度不低，通過冷凝法削減有機物的量少，導致活性炭吸附使用量大，系統阻力大，且活性炭需要經常更換，系統運行費用大；

2)吸附劑采用顆粒活性炭，其本身固有孔隙的結構，即由微孔、過渡孔、大孔組成，對于二氯甲烷與三氯甲烷的小分子量的組分，僅有微孔才對其起到吸附作用，同時顆粒炭的使用率不高。

3)對于濃度波動加大的工況，無論以上哪種工藝，容易出現不達標的情況。