一种有机废气的吸附装置的制作方法

1.本实用新型涉及工业废气处理技术领域，具体是涉及一种有机废气的吸附装置。


背景技术：

2.工业生产中排放的大量有机废气是pm2.5和o3的前驱体，其经过光化学反应生成的气溶胶也是pm10的重要组成部分，挥发性有机物 (vocs)的存在严重影响了人体健康和环境污染。各国针对vocs排放相继颁布了大气污染防治相关法律控制其排放，我国各地也制定了严格的限制排放措施，vocs防治已得到社会各界的广泛重视，治理方法也得到了不断研究和实践。广泛采用的vocs处理末端技术包括销毁技术和回收技术。对大风量低浓度vocs的治理而言，不管是采用销毁技术还是回收技术，吸附浓缩都是关键的前处理过程。其中，吸附浓缩效果是决定该技术能否成功应用的关键。吸附法是用大比表面积的吸附材料将 vocs从气相中分离富集出来的方法，吸附剂的吸附性能是吸附技术的核心。活性炭来源广泛、成本低，具有丰富的多级孔结构和大的比表面积，对苯类、酯类和酮类等大部分vocs具有良好的吸附效果，是目前工业中常用的吸附材料。但是，当有机废气中存在甲醇、氯甲烷等极性组分时，由于活性炭的非极性表面吸附极性分子的能力较弱，只能适用于小风量场合，对大风量低浓度的有机含极性成分的废气很难做到达标排放。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种有机废气的吸附装置，可用于对大风量低浓度的有机含极性成分的废气进行吸附固定并定时脱附出来进行集中催化燃烧。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
7.本实用新型提供一种有机废气的吸附装置，其包括一组以上吸附塔，所述每组吸附塔包括依次串联的非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔；所述非极性组分吸附塔填充有非极性吸附剂，干燥塔中填充干燥剂，极性组分吸附塔填充极性吸附剂；
8.所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔分别包括第一端和第二端，所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔的第一端依次设有第一、第二、第三吸附进气阀，所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔的第二端依次设有第一、第二、第三吸附出气阀；所述第一吸附进气阀连接有机废气的输送管，所述第三吸附出气阀连接风机及放散塔；所述第一、第二、第三吸附进气阀和所述第一、第二、第三吸附出气阀构成吸附阀组；
9.所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔的第二端还依次设有第一、第二、第三脱附气体输入阀，所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔的第一端还依次设有第一、第二、第三脱附气体输出阀；所述第一、第二、第三脱附气体输入阀和所述第
一、第二、第三脱附气体输出阀构成脱附阀组；
10.所述第一、第二、第三脱附气体输入阀均与脱附介质输入总管连接，所述脱附介质输入总管用于提供脱附介质气体；所述第一、第二、第三脱附气体输出阀均与voc收集管连接，所述voc收集管用于将脱附出来的气体输送到催化降解器。
11.根据本实用新型的较佳实施例，所述非极性组分吸附塔第二端的第一吸附出气阀与所述干燥塔第一端的第二吸附进气阀用一个阀代替；所述干燥塔第二端的第二吸附出气阀与所述极性组分吸附塔的第一端的第三吸附进气阀用一个阀代替。
12.根据本实用新型的较佳实施例，所述催化降解器为燃烧器。
13.根据本实用新型的较佳实施例，所述脱附介质输入总管连接所述燃烧器的尾气和氮气气源，所述氮气气源和尾气以相互切换地输入至所述脱附介质输入总管。
14.根据本实用新型的较佳实施例，所述脱附介质输入总管上设有阻火器。
15.根据本实用新型的较佳实施例，所述脱附介质输入总管以支管分别连接所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔；其中，连接所述非极性组分吸附塔的支管上设有冷却器。
16.根据本实用新型的较佳实施例，所述冷却器为空冷器。
17.根据本实用新型的较佳实施例，所述风机至所述放散塔的连接管路上设有第一气体成分传感器；和/或，所述voc收集管上设有第二气体成分传感器。
18.根据本实用新型的较佳实施例，还包括一个控制器，所述控制器与所述第一气体成分传感器、第二气体成分传感器通讯连接；且所述控制器还与所述吸附阀组和脱附阀组的各阀分别通讯连接；所述氮气气源及尾气与所述脱附介质输入总管之间设有第一切换阀，所述控制器还与所述第一切换阀通讯连接。
19.根据本实用新型的较佳实施例，所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔分别设有控制各塔体内温度的温度调节装置。优选地，所述温度调节装置具体是加热器，控制各塔体内温度≤50℃。
20.根据本实用新型的较佳实施例，所述吸附装置包括两组所述吸附塔，所述有机废气的输送管上设有第二切换阀，所述第二切换阀将有机废气通入两组吸附塔中的其中一组或另一组；所述两组吸附塔的voc收集管均连接同一个催化降解器，以此实现对有机废气的接力式连续吸附。
21.根据本实用新型的较佳实施例，所述温度调节装置为换热器，所述催化降解器产生的热尾气输入到所述换热器，利用换热器对所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔进行保温；
22.或者，所述温度调节装置为换热器，所述催化降解器产生的热尾气输入到所述换热器，利用换热器对所述非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔进行保温且将换热器输出的常温或冷却的尾气代替氮气气源，用于吹扫和冷却各吸附塔内的吸附剂；
23.或者，将所述催化降解器产生的热量对纯净的氮气或其他惰性气体进行加热，将加热后的纯净惰性气体替代燃烧尾气作为脱附介质。
24.(三)有益效果
25.本实用新型的有益效果是：
26.本实用新型主要用于吸附处理含极性组分的大风量低浓度有机废气，根据有机废
气的组成分为非极性组分、水蒸汽和极性组分三种类型，并分别针对这三种类型采用不同的吸附塔(装填不同性质的吸附剂)有针对性地进行吸附，设计合理的管路连接和阀件设置位置，使有机废气进入极性组分吸附塔前，其大部分非极性组分和水蒸汽被先行脱除，避免废气中所含的非极性组分和水蒸汽对极性吸附剂的损害，使整个装置对有机废气的处理效率和效果大大提升。本实用新型的装置具有脱附功能，在吸附塔吸附饱和时采用吸附介质对吸附塔进行脱附，将脱附出来的气体收集到voc收集管中，输送到催化降解器进行集中燃烧分解。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例1的有机废气的吸附装置的示意图。
28.附图标记说明：
29.8为第一吸附进气阀、9为第一吸附出气阀、10为第二吸附进气阀、 11为第二吸附出气阀、12为第三吸附进气阀、13为第三吸附出气阀；
30.14为第一脱附气体输入阀、15为第一脱附气体输出阀、16为第二脱附气体输入阀、17为第二脱附气体输出阀、18为第三脱附气体输入阀、 19为第三脱附气体输出阀；4为风机，5为放散塔，6为阻火器，7为冷却器，20为第一气体成分传感器，21为第二气体成分传感器，22为燃烧器，23为氮气，24为燃烧尾气，25机废气的输送管，26为脱附介质输入总管，27为voc收集管。
具体实施方式
31.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
32.实施例1
33.如图1所示，为本实用新型较佳实施例的有机废气吸附装置示意图，其包括一组吸附塔，该组吸附塔由依次串联的非极性组分吸附塔、干燥塔和极性组分吸附塔所组成。非极性组分吸附塔1填充有非极性吸附剂，干燥塔2中填充干燥剂，极性组分吸附塔3填充极性吸附剂。
34.非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3分别包括第一端和第二端，各塔第一端依次设有第一吸附进气阀8、第二吸附进气阀10、第三吸附进气阀12，各塔第二端依次设有第一吸附出气阀9、第二吸附出气阀11、第三吸附出气阀13。其中，第一吸附进气阀8连接有机废气的输送管25，第三吸附出气阀13连接风机4和放散塔5。第一、第二、第三吸附进气阀8、10、12和第一、第二、第三吸附出气阀9、11、13 构成吸附阀组。此外，非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔 3的第二端还依次设有第一脱附气体输入阀18、第二脱附气体输入阀16、第三脱附气体输入阀14，各塔第一端还依次设有第一脱附气体输出阀19、第二脱附气体输出阀17、第三脱附气体输出阀15。第一、第二、第三脱附气体输入阀18、16、14和所述第一、第二、第三脱附气体输出阀19、 17、15构成脱附阀组。其中，第一脱附气体输入阀18、第二脱附气体输入阀16、第三脱附气体输入阀14均与脱附介质输入总管26连接，脱附介质输入总管26用于提供脱附介质气体。第一脱附气体输出阀19、第二脱附气体输出阀17、第三脱附气体输出阀15则均与voc收集管27连接，所述voc收集管27用于将脱附出来的
气体输送到燃烧器22。
35.其中，非极性组分吸附塔1第二端的第一吸附出气阀9与干燥塔2 第一端的第二吸附进气阀10可用一个阀代替即可；干燥塔2第二端的第二吸附出气阀11与极性组分吸附塔3的第一端的第三吸附进气阀12可用一个阀代替。以节省阀件的数量和控制难度。
36.其中，脱附介质输入总管26连接燃烧器22的尾气24和氮气气源23，而氮气气源23和尾气24以相互切换地输入至脱附介质输入总管26。其中尾气24来自燃烧器22的燃烧产物，具有较高的初始温度，且通常为不具有氧化性，因此可以用于对非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3中的吸附剂进行洗脱或烘干。而氮气23主要用于脱除达标后对各吸附塔进行吹扫和降温冷却，以供下一轮吸附作业。为了防止燃烧器22燃烧到脱附介质输入总管26及各吸附塔，可在尾气24接入位置设置阻火器6。其中，脱附介质输入总管26以支管分别连接非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3；其中，连接非极性组分吸附塔1 的支管上设有冷却器，降低脱附介质(燃烧尾气)的温度后再对非极性组分吸附塔1进行洗脱。
37.其中，风机4至放散塔5的连接管路上设有第一气体成分传感器20，和/或，voc收集管27上设有第二气体成分传感器21，借以监测吸附装置的吸附效果和脱附程度。
38.其中，非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3分别设有控制各塔体内温度的温度调节装置。优选地，温度调节装置具体是加热器，控制各塔体内温度≤50℃。在30-50℃下有利于气体的扩散和被吸附剂所吸附。
39.进一步地，可设置一个控制器，该控制器与第一气体成分传感器20、第二气体成分传感器21通讯连接，控制器还与吸附阀组和脱附阀组的各阀分别通讯连接。控制器可根据第一气体成分传感器20的监测结果判断非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3是否全部或部分为吸附饱和状态，以便于实时开启脱附模式。此外，氮气23及尾气24与脱附介质输入总管26之间设有第一切换阀，通过该第一切换阀，可供向非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3通入热的燃烧尾气或常温的氮气。该控制器与第一切换阀通讯连接。
40.实施例2
41.本实施例是在实施例1的基础上进一步设有第二组吸附塔。有机废气的输送管25上设有第二切换阀，通过第二切换阀将有机废气通入两组吸附塔中的其中一组或另一组。两组吸附塔的voc收集管27均连接同一个燃烧器，以此实现对有机废气的接力式连续吸附和燃烧器的连续燃烧产生燃烧尾气作为脱附介质。
42.实施例3
43.本实施例在实施例1或2基础上，将非极性组分吸附塔1、干燥塔2 和极性组分吸附塔3上设置的用于各塔体内温度的温度调节装置设为换热器。进一步地，将燃烧器22产生的燃烧尾气作为热源，对所述换热器进行换热，以供对非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3进行保温，提供最有利的吸附温度，节省能耗和提高吸附效率。
44.实施例4
45.本实施例在实施例3基础上，将燃烧器22产生的燃烧尾气作为热源，对所述换热器进行换热，以供对非极性组分吸附塔1、干燥塔2和极性组分吸附塔3进行保温，提供最有利的吸附温度，节省能耗和提高吸附效率。同时换热器输出的常温或冷却的尾气代替氮气气
源，用于吹扫和冷却各吸附塔内的吸附剂，借此减少氮气气源成本。
46.实施例5
47.本实施例在实施例3基础上，将燃烧器22产生的热量对纯净的氮气或其他惰性气体进行加热，将加热后的纯净惰性气体作为脱附介质对各吸附塔进行脱附处理，借此可保证各吸附塔内吸附剂的洁净度。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。