[发明专利]一种新型吸附器

说明书

技术领域

本发明属于有机废气治理及资源化(回收)技术领域，具体涉及一种将控制扩散和吸附结合一体的高效处理有机废气的新型吸附器。

背景技术

随着石油化工工业和有机合成工业的迅速发展，石油、化工、涂料、交通、电子等众多领域在生产、销售、使用各种石油产品、石油化工产品时，经常排放出大量挥发性有机物(VOCs)，主要包括烷烃类、醇类、醚类、芳烃类、醛类、酯类以及有机卤系衍生物等。这些有机废气的存在不仅严重恶化人们的生存环境，对人体健康和生态环境造成危害，而且还会带来严重的资源浪费和安全隐患。在环保要求日益严格和石油资源日益紧缺的形势下，该种挥发性有机气体回收处理再利用对保证产品质量、提高企业的经济效益和保护环境都有着十分重要的意义。

目前对这些有机废气采用的处理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、燃烧法或者几种方法结合等。其中吸附法处理有机废气可获得良好的净化效果，因此得到了广泛的应用。

根据本发明技术特点检索了国内外数据库，发现有关吸附器(吸附塔)结构的报道和专利比较多。例如，中国专利CN 102808165 A提出采用过滤网来过滤吸附罐排放出的混合气体中的粉尘颗粒，以避免泵的损害，提高真空泵的使用寿命；中国专利CN 202376888 U采用卧式吸附罐来增加吸附床的吸附面积；中国专利CN 102120121提出通过泡沫金属增强散热，从而有效地解决吸附塔内温升问题和解吸器中的温降问题；中国专利CN 102371105 A描述的是一种旋转式吸附塔，通过利用微波加热及真空集成解吸工艺来实现油气吸附回收的可旋转式吸附塔。但针对粉末状吸附剂，尚未见到公开发表的基于膜包裹、以增加有机废气和吸附剂接触时间以及有效控制粉末吸附剂的吸附器(吸附塔、吸附装置)。

发明内容

本发明目的是提供一种将控制扩散和吸附结合一体的高效处理有机废气的新型吸附器。由于粉末状吸附剂在吸附过程中会出现填充难的现象，并且其易分散性会对吸附组件造成不同程度的磨损以及堵塞管路、管件、设备，最终对吸附效率及系统的正常运行造成影响。为了降低有机废气在吸附组件中的流动阻力，提高吸附效率，确保系统的顺利运行，本发明提出了一种通过膜把吸附剂固定在吸附组件中的吸附装置。该吸附器(吸附装置)不仅可以保证进气在吸附剂上有足够的停留时间和接触面积，而且有利于吸附剂的连续操作，最终提高吸附剂的吸附性能和整个吸附过程的安全性。

本发明的技术方案为：

所述的一种新型吸附器包括膜包裹的吸附剂组件6、吸附器顶盖3、上法兰1、下法兰2、吸附器底盖9。吸附器顶盖3和上法兰1组成一个整体，下法兰2和吸附器底盖9组成一个整体。上法兰1和下法兰2之间通过螺栓10连接。吸附器顶盖上设有排气口4、取样测压管5。吸附器底盖上设有混合气进气口8、取样测压管7。

进一步，所述的一种新型吸附器的特征在于其吸附组件通过上法兰1、下法兰2和两个相同橡胶垫圈13连接起来；将粉末吸附剂均匀置于微孔滤膜11表面，在橡胶垫圈13的作用下膜被固定在吸附组件内，最后用上法兰1、下法兰2和螺栓10连接两个对称的吸附组件；其橡胶垫圈的内径控制在5～100cm范围内，厚度控制在1～20cm范围内。

进一步，膜包裹的粉末吸附剂为粉末吸附剂，包括硅胶、橄榄核质活性炭、稻壳质活性炭等，其颗粒直径为0.1mm～0.5mm，其堆密度为600kg/m³～900kg/m³，以及二氧化硅空心球，其颗粒孔径为5～35nm，壁厚为1～15nm范围内。

进一步，用于包裹吸附剂的膜属于微孔滤膜，膜的材质包括聚砜(PSF)、聚醚亚酰胺(PEI)、聚丙烯腈(PAN)、偏氟乙烯(PVDF)，其孔径大小控制在0.1～10μm，其厚度控制在10～100μm，膜包覆的吸附剂形成的柱状直径和厚度比为5～10。

有机废气在减压阀的作用下进入集气管中，通过转子流量计连接到吸附器的进气口处，通过入口处进入混合气体发生器中，在微孔滤膜的控制扩散作用下，气体缓慢穿透微孔滤膜与吸附剂发生作用。首先膜与有机废气的接触，在膜两侧形成的压差的作用下，有机废气向膜表面溶解，膜材料属于橡胶态聚合物，具有较高的链迁移性和对透过物溶解的快速影响性；随后在膜的控制扩散作用下有机废气与粉末吸附剂得以充分接触，其中的有机废气被粉末状吸附剂所吸附，未被吸附的尾气透过另一层膜排放到大气。

有益效果