[发明专利]一种新型板式结构的有机废气资源化回收装置

说明书

技术领域

本发明是一种新型板式结构的有机废气资源化回收装置，适用于工业有机废气的回收治理。

背景技术

工业废气是大气污染物的重要来源，其含有的各种有机物废气是最难处理的。目前挥发性有机物（VOC）造成的光化学污染已成为我国部分城市面临的一个重要环境问题，城市加油站的油品蒸发是VOC排放的一个重要来源。挥发出来的油气会对人体健康、自然环境、油品质量及安全生产造成严重影响。在国家发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》中，“油库、加油站油气回收技术与设备”被列入当前优先发展的高技术产业化重点区域。2012年12月颁布的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》也规定了工业挥发性有机物治理、油气回收等8类重点工程项目。

传统有机废气处理的技术有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法等，而采用单一技术因成本、技术指标等难以满足工业需求，故基于不同工艺集成的方法（如“吸收+吸附”、“冷凝+吸附”等）正被广泛研究。吸附法与冷凝法是有机废气回收领域中常用的技术。吸附法可以使有机废气尾气浓度控制在很小的指标内，但如果吸附放出的吸附热不能及时散发就会导致吸附床层温度升高，从而影响吸附剂的性能。冷凝法利用制冷剂通过热交换器来分离有机废气和空气混合气，可直接回收到成品，但因操作温度低，装置较复杂，故投资成本和运行费用都较高。集成冷凝与吸附两种方法的回收工艺正成为有机废气回收的研究趋势。目前运用该方法的有机废气装置只是将冷凝与吸附两种装置简单连接而成，会造成设备占地面积大、能源利用率低、成本高等不足。

发明内容

针对有机废气治理装置所存在的上述问题，本发明利用冷凝吸附耦合工艺及短流程技术，设计一种新型板式结构的有机废气资源化回收装置，将预冷、冷凝、吸附、分离四个过程集成在一个流道中，从而对有机废气进行有效地回收。该装置具有有机废气回收率高、占地空间小、制造成本低等优点，适用于工业有机废气的回收治理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：集成有机废气回收中冷凝法与吸附法的传统工艺，将预冷、冷凝、吸附、分离四个过程集成在同一流道内，设计出新型板式结构的芯体，其有机废气通道与制冷剂通道由带有三角形翅片的金属板片相隔。在有机废气通道的翅片间填充吸附剂，在金属板片另一侧的通道内流经制冷剂。有机废气在经吸附剂吸附的同时和制冷剂逆向流动换热，降低了吸附剂温升，延长吸附剂寿命。冷凝吸附后的低温尾气被引至装置上部的芯体作预冷用，实现能源的二次利用，提高能源的利用率。

本有机废气资源化回收装置系统由两台有机废气回收装置及其它辅助设备组成。来自有机废气前端收集装置的废气通过装置有机废气进口通道进入芯体，并进行冷凝、吸附处理，达标尾气从装置上部有机废气尾气出口排空。当装置中吸附剂达到饱和状态，关闭该有机废气进口阀门和制冷剂进出口阀门，打开装置底部有机废气出口阀门，同时打开另一有机废气回收的有机废气进口阀门，并启动真空泵及切换四通阀进行加热真空解吸，解吸后的有机废气进入回收储罐。两台回收装置交替运行。

针对有机废气可能含有对金属有腐蚀危害的元素，以上所述带有新型板式结构的有机废气回收装置的芯体、接管等均由不锈钢制造。

本有机废气回收装置上下两部分用法兰连接，便于装置的拆卸以及吸附剂的更换。进出装置的流体均采用电磁阀进行控制。芯体由上下两个部分组成，上芯体用作预冷吸附，下芯体用作冷凝吸附。在预冷吸附部分，来自有机废气收集装置的有机废气通过回收装置上部有机废气进口接管进入芯体内部，与翅片间的吸附剂接触进行吸附；并同时与深冷吸附净化后的低温尾气进行换热。预冷吸附后的有机废气向下流入到深冷部分，与翅片通道内的吸附剂接触的同时与金属板片另一侧的液态制冷剂换热。深冷吸附段被吸附冷凝净化后的尾气从回收装置尾气出口接管沿管道进入上芯体内与吸附翅片通道内初始有机废气逆流换热，最后从装置上端侧面的尾气出口排空。液态制冷剂从回收装置制冷剂进口接管进入芯体内制冷剂通道，与吸附通道内的已经被预冷吸附的有机废气换热，再从回收装置的制冷剂出口接管流出。