[发明专利]一种吸附床热气体循环解吸分流回收再生方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于化工分离、环保技术领域，具体涉及一种吸附床循环解吸分流回收再生方法及其装置。

背景技术

吸附是一项传统的分离技术在化工、环保等领域得到广泛的应用。吸附过程中的脱附回收是整个过程的核心之一。传统的脱附方法有水蒸汽、热气体脱附，变压脱附，溶剂置换，近年又出现了电热法、氧化再生法、超声波再生法等新的脱附方法^[1，2]。水蒸汽、热气体脱附法，适用于脱附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的饱和炭，水蒸汽热焓高且较易得，脱附经济性和安全性较好，但是对于较高沸点的物质脱附能力较弱，需较长的脱附周期，易造成系统的腐蚀，对系统材料性能要求的提高；回收的物质中含水量较高，还存在冷凝水的二次污染问题，解吸易于水解的污染物(如卤代烃)时会影响回收物的品质，水蒸气脱附后的吸附系统需要较长时间的冷却干燥，才能再次投入使用。与水蒸气解吸相比，热气体解吸的冷凝水二次污染很少，回收的有机物含水量低(对于水溶性的有机物更显优势)，便于进一步精制回收，吸附床再生干燥、冷却的时间较短，对吸附系统材料要求相对较低^[3]。热气体脱附的缺点是气体热容量较小，气体热交换所需面积相对较大^[4]。另外，如果直接采用热空气解吸，可能存在一定的危险性，而且氧的存在会影响回收物质的品质，所以热气体再生过程中部分情况下对气体氧含量有一定的要求，增加回收费用。

溶剂置换法通过改变吸附组分的浓度，使吸附剂解吸，放出吸附组分，然后加热排除溶剂，使吸附剂再生，药剂洗脱和超临界流体再生法是其代表。药剂洗脱法适用于脱附高浓度、低沸点的有机物，利用反应产物在一定条件下易脱附的特点，使吸附质与适宜的化学药品反应，达到再生活性炭的目的。此法有时可以从再生液中回收有用物质，再生操作可在吸附塔内进行，活性炭损耗较小，但是所用有机溶剂价格高、有些具有毒性，会带来二次污染，针对性强，再生不彻底，会堵塞活性炭的微孔，影响吸附性能的恢复率，多次再生后活性炭的吸附性能明显降低。超临界流体再生法利用超临界流体作为溶剂，将吸附在活性炭上的有机污染物溶解于超临界流体之中，再利用流体性质与温度和压力的关系，将有机物与超临界流体分离，达到再生的目的。该法操作温度低，不改变吸附物的物理、化学性质和活性炭的原有结构，活性炭没有任何损耗，有利于吸附质的重新利用，切断二次污染，并实现操作的连续化，再生设备占地小，节约能耗。但是，该法所研究的有机污染物十分有限，难以证明该技术应用的广泛性^[3]。电热解吸法，Fabuss和Dubois在1970年利用吸附材料的导电性，向吸附饱和后的吸附剂施加电流，利用焦耳效应生热，为解吸提供能量。目前，电流有两种产生方式：电极直接产生电流和电磁感应间接产生电流。与传统变温解吸法相比，再生气流量可以减少10％～20％。但是直接加热时在颗粒活性炭的接触面会出现过热点，影响吸附床层的温度的控制，难以放大，另外在电极布置连接和绝缘方面还有待进一步深入研究^[5，6]。其他的脱附方法还有微波脱附法、超声波等，从工作原理上而言均具有较好的发展潜力，但要达到工程应用还由很多工作待做。

[1]Lingai Luo，David Ramirez，Mark J.Rood，etc. Adsorption and electrothermal desorption oforganic vapors using activated carbon adsorbents with nov

[2]J.F.Nastaj，B.Ambrozek，J.Rudnicka.Simulation studies of a vacuum and temperature swingadsorption process for the removal of VOC from waste air streams.InternationalCommunication in Heat and Mass Transfer.2006，33(1)：80-86

[3]E.J.Mezey，S.T.Dinovo.Adsorbent Regeneration and Gas Separation Utilizing MicrowaveHeating.US Patent 4322394(1980).

[4]Leslie R.Flink，Bryce J.Fox，Mary K.Witzel.Vapor Recovery Method and Apparatus.UnitedStates：4480393，1984，11，6