[发明专利]一种利用吸附剂作为浓度缓冲层的汽化炉及其配气方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附技术领域，涉及一种利用吸附剂作为浓度缓冲层的汽化炉及其配气方法。

背景技术

随着人类工业活动的强度增加，大量的挥发性有机物(Volatile Organic Compound，简称VOCs)排放到大气环境中，通过系列化学反应引发环境污染。例如，一些活性强的VOCs可以与另一种大气污染物氮氧化物(NO_x)发生光化学反应，引起地表臭氧浓度升高，形成光化学烟雾污染；一些蒸汽压低的VOCs 也可以经过复杂过程成核长大形成二次有机气溶胶，而二次有机气溶胶正是细颗粒物PM2.5的重要组成部分。可见VOCs是形成光化学污染和大气灰霾的重要前驱物质。除此之外，VOCs本身对人体健康也能构成巨大威胁。例如，常见的 VOCs如甲醛、苯、甲苯等具有致癌、致畸的危害。因此，要去除光化学烟雾，降低颗粒物污染，提高城市空气质量，保护民众的身体健康，VOCs排放控制和去除势在必行。

VOCs的来源广泛，主要包括了石油、化工、医药、包装、印刷、涂装等，以涂装行业为例，其VOCs排放量将近700万吨/年，约占VOCs总排放量的1/3。在涂装行业VOCs消除净化领域，西方主要发达国家以及日本起步较早。在1955 年美国就已颁布了《空气污染控制法》，对空气污染物排放类别和总量做了详细的规定，后来又颁布了《洁净空气法》，并于1970年和1990年做了两次修订；在 1966年还专门为涂装行业的VOCs排放制定了专门性法规，即“66法规”。在法律的强制约束和企业利益的推动下，不同消除VOCs的技术被研发和使用。

目前我国高度重视VOCs的污染问题，要求到2020年，基本实现VOCs从原料到产品、从生产到消费的全过程减排。因此，VOCs的减排技术得到了广泛的研究探索。但实验室模拟VOCs排放污染的技术和手段还相对单一。现有技术中通过吹脱鼓泡的方法配置的VOCs，即将高纯N2通入吹脱洗瓶鼓泡器，吹脱洗瓶鼓泡器中盛装有有机污染物液体，将吹脱洗瓶鼓泡器置于恒温水浴中，调整水浴的温度即可定量生成VOCs。但是，常规的吹脱鼓泡的方法配置的 VOCs浓度范围较窄、且气体流量较小，在模拟工业污染时尺度差异太大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种利用吸附剂作为浓度缓冲层的汽化炉，配置的VOCs浓度范围大、气体流量大、VOCs浓度稳定。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用吸附剂作为浓度缓冲层的汽化炉，包括设置于所述汽化炉内部的气体混合罐与汽化室，所述气体混合罐设置于所述汽化室的上部，所述气体混合罐的底部设置有混合气进口管，所述气体混合罐与所述汽化室通过所述混合气进口管相连通，所述气体混合罐的底部设置有固体材料填充层，所述固体材料填充层设置于所述混合气进口管的上部，所述固体材料填充层中的固体材料为吸附剂。

本发明通过注射泵将各种有机污染物挥发性液体推流进入汽化室，再经过汽化室热交换达到适宜温度，挥发性液体得到汽化并经吹流进入有机污染物气体混合室进行其他配比平衡，待液体进入稳流且汽化压力平衡后，将配置的气氛通入填装吸附剂的固体材料填充层进行浓度波动削减及稳流。

所述固体材料填充层中的固体材料为吸附剂，所述吸附剂选自活性碳、分子筛、氧化铝、硅胶中的一种或至少两种的混合物。所述混合物典型但非限制的实施例为活性炭、分子筛的混合物，活性炭、氧化铝的混合物，活性炭、硅胶的混合物，分子筛、氧化铝的混合物，分子筛、硅胶的混合物，活性碳、分子筛、氧化铝的混合物，活性碳、分子筛、硅胶的混合物，分子筛、氧化铝、硅胶的混合物，活性碳、分子筛、氧化铝、硅胶的混合物。

所述吸附剂的质量为0.2～100g，例如0.2g、1g、10g、20g、30g、40g、50g、 60g、70g、80g、90g、100g，所述吸附剂的粒径为0.3mm～5mm，例如0.3mm、 0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm。

所述汽化室的内部设置有有机污染物液体汽化管、氮气进气管和有机污染物气体混合室，所述有机污染物液体汽化管、所述氮气进气管分别与所述有机污染物气体混合室的底端相连接，所述有机污染物气体混合室的顶端设置有出气管，所述出气管穿过所述混合气进口管与所述气体混合罐相连通。

优选地，所述有机污染物液体汽化管与所述氮气进气管均为螺旋管。