[发明专利]一种有机废气的流化床吸脱附装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种有机废气的流化床吸脱附装置及方法，属环保领域。

【背景技术】

挥发性有机物（volatile organic compounds,简称VOCs）是指在常温下饱和蒸气压超过70.91Pa、常压下沸点小于260℃的有机化合物，其主要成分为烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。VOCs的危害主要在生成光化学烟雾、破坏臭氧层、危害人体健康等方面，是一类重要的大气污染物。而在实际的工业生产中，由于其用途比较广泛，VOCs在工业废气中大量存在。

目前治理工业有机废气的方法主要有冷凝法、催化燃烧、吸附-回收法、生物法和等离子体法等。其中吸附-回收法具有较好的处理效果，并且在吸附后可将高附加值的有机物分离回收，因此受到人们的广泛关注。

传统的吸附-回收工艺是采用活性炭等多孔材料作为吸附剂，将吸附剂放入固定床中形成吸附剂床层，将有机废气通过床层使有机物得到吸附，后利用热空气或高温水蒸汽等作为脱附介质通过吸附剂床层，使吸附后的高浓度有机物在高温作用下脱附下来，再经过冷凝、分离等方式使有机物得到回收。采用固定床进行有机废气的吸附分离，具有吸附剂机械磨损小、结构相对简单等优点，但同时也存在一些缺点，例如：

（1）吸附过程是一个放热过程，在吸附时，由于热量的集中释放和固定床传热效果的不佳，易造成吸附床层的局部“过热”，进而造成吸附量的下降，甚至碳类吸附剂如活性炭的起火燃烧；

（2）固定床中吸附剂颗粒排列紧密，造成有机废气压降过大，从而限制了废气流速的进一步提升，对大风量的有机废气处理效率较低；

（3）含有机物的废气气流以平流形式在吸附床中前进，对于吸附床中堆积较为松散的区域，气流会优先通过而形成“沟流”，使吸附床过早穿透，部分吸附剂不能和废气充分接触，造成吸附效率的降低。

与固定床相比，流化床反应器具有独特的优点。它是一类在工业中应用比较广泛的反应器，其原理是利用固体流态化技术进行气固相反应。在流化床内，颗粒像流体一样运动，这种流态化的特殊运动形式，使颗粒在流化床中以悬浮态与流体接触，流固相接触面积较大，提高了反应效率；且颗粒在流化床中激烈混合，使全床内温度和反应物的浓度均匀一致，可有效避免局部温度过热和浓度过高现象的发生。

专利201210062479.2公开了一种用活性炭连续吸附和解吸有机废气的装置，此装置用流化床连续对挥发性有机物气体进行吸附同时连续对吸附剂解吸，完成活性炭的吸附和再生循环。此技术具有连续、高效的优点，然而装置中活性炭吸附过程在吸附塔中进行，脱附过程则需要首先将活性炭转移至解吸塔中，然后再进行水蒸汽脱附，增大了劳动强度，且连续性较差。

专利201210232921.1公开了一种集成袋式除尘与流态化吸附装置，该装置采用过滤袋将废气中颗粒物滤除，而后含有SO₂、NO_X、Hg等的气态污染物通过流化床内的吸附剂进行吸附操作。该装置结构简单、操作方便，且无水的消耗，然而吸附剂再生时，仍然需要将吸附剂排出流化床，单独再生，增加了劳动成本，降低了生产效率。

专利201210007245.8公开了一种改性活性炭及气固流化床光催化法再生活性炭的方法。该方法通过将光催化剂负载在活性炭上，后将吸附饱和后的活性炭在气固流化床内形成流化状态，照射紫外线，活性炭表面的吸附质发生光催化反应而降解，进而完成活性炭的再生。该方法能够减少活性炭的损失，简化了再生所需设备，是一种环境友好的活性炭再生技术。然而，在实际操作中，需要首先将吸附饱和的活性炭转移进入流化床中，然后进行脱附操作，同样存在工作量增加，生产效率低下的问题。

【发明内容】

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种用于有机废气处理的新工艺，具体涉及一种有机废气的流化床吸脱附装置及方法，包括以下步骤：

（1）吸附：有机废气在风机引导下经除尘、冷却等前处理过程后进入吸附器，吸附器中的吸附剂颗粒开始流态化并同时开始吸附操作；

（2）脱附：吸附器内通入脱附介质，吸附剂颗粒流态化并受热开始脱附操作；

（3）回收：脱附后的有机物通过冷凝装置后冷凝回收，由集液槽收集。

其特征在于，所述吸附器由两组流化床反应器组成；所述吸附剂颗粒放置在流化床中，吸附操作在流化床中进行；所述脱附过程是将脱附介质通入流化床（在同一反应器）中进行。

所述的有机废气在吸附前需经过除尘和冷却。

所述的流化床为适用于气固系统的密相、聚式流化床。