[发明专利]转子吸附浓缩机的原位高温再生装置和方法

说明书

发明背景

发明领域

本申请要求2007年9月12日提交的美国临时申请号60/960,026的权益。

本发明通常涉及旋转吸附浓缩机系统，并特别涉及旋转床吸附系统，其包括旋转浓缩机吸附剂介质的原位高温再生。

相关技术描述

旋转吸附浓缩机系统在本领域中应用已久，并且使用现有技术。该系统通常从一个流体物流(有时称为工艺流体物流或吸附流体物流)中收集吸附物，并以更浓缩的形式将其转移到第二流体物流，有时称为脱附流体物流。通常，被移除的吸附物包括挥发性有机化合物(“VOC”)。

与其它技术比较，旋转浓缩机技术提供浓缩能力和操作效率。它对其中存在具有低到中等范围沸点的VOC的低浓度排放物流是特别有用的。这样的排放物流例如产生在半导体生产和喷漆房间的排放物流中。所述基础技术可以大量节省燃料，其正推动工业界将转子浓缩机的应用基础扩展到处理在其排放物流中含有高沸点或聚合的VOC的排放物流。

在通常的转子浓缩机系统中，所述吸附剂材料或介质被盛放在转子外壳中，该转子外壳被分成多个转子处理区域，且所述转子以连续操作循环的方式旋转。所述载有VOC的工艺气流通过所述处理区，在那里所述VOC被保留在所述转子介质上，且净化的工艺气体离开所述转子。

通过所述处理区后，所述转子进入所述脱附气流通过的脱附区。在进入所述介质前，所述脱附气流被加热至足够的温度(通常250-400°F)，并从所述转子介质中解吸或再次挥发VOC。所述脱附气流通常是所述工艺气流的体积的1/10，虽然更小的百分比也被经常使用。所述脱附气流由换热器在氧化器的废气中加热器或以其它方法加热，其是一个独立的回收热的分离设备。一旦所述脱附气流离开所述介质，已经混入VOC，就将其称为浓缩气流。该浓缩气流被导入最终处理设备，通常为已知结构的氧化器，该氧化器在高温下使污染物氧化，形成可以被排入大气的二氧化碳(CO₂)和水。

对于高沸点VOC、聚合VOC(例如苯乙烯)和其它混入的污染物(例如油漆过量喷雾)，人们担心在系统的正常操作模式下，VOC不能从所述转子吸附剂介质中完全脱附，因为所述已知系统的脱附流体物流的温度不足够高。(在本文中，流体包括空气或其它气体物流。)因此，截留的化合物将阻碍所述吸附介质中的吸附位，降低所述介质的吸附效率。所述转子介质的基质的堵塞也可能发生。这将增加跨越该转子的压降。这样的压力增加将导致整个系统的操作失衡，并且增加空气输运设备的功率消耗。在所述转子系统的上游除去这些VOC和污染物是不可能的或不理想的，因为它要求额外设备(例如冷凝机)的额外的花销、安装和维护。

尽管是常规的脱附过程，在所述转子介质截留有VOC和污染物的情况下，希望使所述介质返回到其不含VOC、污染物、有机物等的初始状态。转子介质的这种再生也避免了昂贵的更换成本。目前，转子浓缩机介质的再生一般通过洗涤过程或异位加热过程来实现。

为了从吸附物转子中除去过量的污染物，一份先前的美国专利号7,018,447描述了原位在线洗涤转子的方法。根据该专利，洗涤剂被加入到所述转子的脱附部分，然后该转子的脱附部分被旋转360°加一个扇区。然后该扇区被洗涤。该方法继续进行直到所有的扇区已经被洗涤。洗涤剂是温和的洗涤剂或酸。该过程产生了液体废物流作为该过程的副产物。该液体废物流需要被从所述设备的外壳中收集，然后作为有害废物处理。这要求另外的收集设备，以及需要过程和工序来处理废液。

在更典型的异位加热洗涤转子的过程中，所述转子介质被物理地从其外壳中移出并转移到另一个地方。在那里，所述介质经历高温，持续的时间足以除去污染物。当所述转子介质被处理时，该过程要求大量的劳力消耗和大量的系统停工时间。如果不能维持专业操作程序，或者如果不能正确控制所述介质的内部温度，使用异位加热过程也可能对所述介质造成需要更换的永久损害。

发明概述

本发明的一个目的是提供旋转吸附介质的原位高温再生。

本发明的另一个目的是原位再生和/或清洗旋转吸附介质，而不产生额外的废物流。

本发明的还有另一个目的是提供旋转吸附介质的原位再生，同时降低劳动力成本以及降低系统停工时间。