[发明专利]脱附塔及脱附状态侦测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种让吸附材的加热脱附过程在均温条件下进行，且侦测吸附材进行加热脱附程序的进口端与出口端温度或/及压力差，进而判断脱附塔是否处于异常脱附状态的设计，特别涉及一种脱附塔及脱附状态侦测方法。

背景技术

利用高孔隙率、高比表面积的吸附材，借由吸附作用去除挥发性有机气体(Volatile Organic Compounds，VOCs)的吸附法净化技术，一般多使用固定床的吸附系统；而固定床吸附系统是以两塔或多塔批式操作方式，进行废气的吸附及吸附饱和后的吸附材料再生，而在遇有高反应性的VOCs处理时，常因被吸附的化学品于吸附时与吸附材产生触媒氧化放热反应(例如酮类与活性碳吸附材)，导致固定床内部散热不佳而大量热聚集，进而发生碳床着火或爆炸问题；于是，为了改善固定床吸附系统的缺点，而发展出一种流体化浮动床的吸附系统。

其次，流体化浮动床吸附系统的吸附流程如图1所示，废气以废气风机14自气流入口13被送入吸附塔10的底部，而废气气流借气流分散板12分散后，乃与由上落下的球状吸附材30接触，即可成为净化气体并从塔顶的气流出口15排放；其中，吸附塔10的内部以多孔板11分隔成数层，球状吸附材30由吸附塔10的顶端落下，而在多孔板11的上方形成浮动层，并沿着多孔板11一层一层的开口部落下，当球状吸附材30与含有VOCs的废气接触时，将废气中的VOCs吸附于球状吸附材30的孔洞内，废气即变成净化气体排放；然而，吸附饱和的球状吸附材30落至吸附塔10底部的贮槽后，借吸附材输送装置20送至后续的脱附程序，进行脱附再生工作后送回吸附塔10的顶端。

然而，流体化浮动床吸附系统的脱附流程如图2所示，吸附饱和的球状吸附材30落至吸附塔10底部的贮槽后，并借吸附材输送装置20的输送气源22，以所送出的空气或氮气形成推送力，经吸附塔出料管21、第一下输送转运器23、第一输送转运管231、第一上输送转接器24与脱附塔进料管25送至脱附塔40的顶端，进行脱附再生的工作；脱附再生后的球状吸附材30则以脱附塔出料管26、第二下输送转运器27、第二输送转运管271、第二上输送转接器28与吸附塔进料管29送回吸附塔10的顶端。

接着，待再生的球状吸附材30在脱附塔40慢慢往下流动，并经由脱附热源42加热，再由脱附塔40下方的脱附气源43吹入氮气与球状吸附材30接触，将球状吸附材30中的VOCs脱附；经加热脱附后的球状吸附材30再经脱附塔40底部冷却后，由前述的输送过程送回吸附塔10上端，再度吸收VOCs；而脱附出来的高浓度废气，则以氮气流经脱附气体管路44携带至冷凝塔50冷凝，冷凝液体由回收槽52回收，冷凝气体则自气体出口53排出；此时，现有脱附塔内常因含氧量过高而易产生氧化现象，并造成回收的有机溶剂变质或过温而异常跳机的困扰。

此外，现有脱附塔的脱附热源通常为电热式加热，而易有加热温度不均或是塔内温度过高的现象；其中，根据试验发现含有IPA的吸附材，在处理温度超过250℃时会分解成Propene及Acetone，倘若超过350℃，则其转化率高达90％；再者，针对含有PGME的吸附材，当处理温度超过250℃时会分解成Methane、Ethane及Propene，超过350℃的转化率可达50％。

由于Propene为极低沸点不易凝结的可燃性气体，在含有铁、钴、镍等还原金属触媒存在的高温条件下，因其高活性而易进行碳化反应，故若在活性碳中进行碳化反应，将会生成非定型碳，将会阻塞活性碳孔洞，加速活性碳的劣化，缩短使用寿命；因此，若借由脱附塔处理的VOCs含有IPA或/及PGME的话，则其脱附温度的高低及均匀度，除了要考虑脱附是否完全外，尚须考虑到因为高温分解反应出Propene所衍生的问题。

另外，现有脱附塔的脱附加热部上端常因活性碳表面遇冷，或脱附后有机溶剂气体浓度过高而产生冷凝现象，进而致使活性碳结块或堵塞，甚至衍生脱附塔加热管束内因流速过高(一般脱附加热部管束内气体实际流速必须小于活性碳最小流体化速度方能维持正常稳定脱附，以避免气泡流与流体化现象与产生加热不均匀与偏流现象；若高于活性碳流体化吹出速度的话，进而将产生吹碳现象)，而吹碳或空塔的问题，导致系统异常而停机。

发明内容

本发明的主要目的，是为了解决现有技术加热温度不均或是塔内温度过高的问题，本发明提供一种脱附塔及脱附状态侦测方法，具有均温脱附致使溶剂不变质的功效，且可令脱附塔内维持低氧含量(2％以下)，防止热媒外漏且检修简易，吸附材不会冷凝结块，还能判断脱附塔是否处于异常脱附状态。