[发明专利]增强被污染的蒸气吸附以提高吸附介质的处理能力的系统和方法

说明书

一种增强被污染的蒸气吸附以提高可再生的合成吸附介质的处理能力的系统。所述系统包括入口，构造成接收被污染的蒸气的流。一个或多个容器连接到所述入口，所述一个或多个容器中各自包括可再生的合成吸附介质，构造成通过吸附从所述蒸气中除去污染物。蒸气冷却子系统连接到所述入口，并构造成冷却所述被污染的蒸气的流，从而增加所述可再生的合成吸附介质的处理能力。

相关申请

本申请要求2018年1月10日根据35U.S.C.§§119,120,363,365和37C.F.R.§1.55和§1.78提交的美国专利申请序列No.15/866,683的权益和优先权，并且该申请和本申请要求于2017年1月10日根据35 U.S.C.§§119,120,363,365和37 C.F.R.§1.55和§1.78提交的美国临时申请序列No.62/444,551的权益和优先权，其中的每一个都通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及一种增强被污染的蒸气吸附以提高可再生的合成吸附介质的处理能力的系统和方法。

发明背景

各种生产设施，例如石油炼厂、化学生产厂等，可产生大量被烃、挥发性有机化合物等污染的蒸气，这些蒸气通常通过各种类型的排放出口处理和排出。

在石油炼厂、化学生产厂等中使用的许多常规系统和方法通常依赖于颗粒活性炭(GAC)系统和方法来从通过排放出口和/或处理污水管排出的蒸气中去除污染物。该方法通常涉及将被污染的蒸气引导至两个容器，串联连接为前置和后置容器，每个容器中具有颗粒活性炭(GAC)。所述受污染的蒸气吸附到GAC上以提供排放到大气中的处理过的蒸气。排放的蒸气必须符合严格的联邦监管合规指南，例如由Benzene Waste OperationsNational Emission Standards提供的Hazardous Air Pollutants(NESHAPs)，也称为“BWON”。

然而，这种传统的系统和方法需要频繁且昂贵地更换处理容器中的GAC。这导致在更换过程中的过程中断、与整个生产设施中的移动容器相关的物流复杂性、在容器调换期间潜在的操作员错误、安全问题、碳床火灾的可能性，与来自GAC再生的废物副产物相关的责任问题、以及诸如与监管合规不一致等环境问题。

利用GAC去除被污染的蒸气的一些常规系统和方法可以使用热交换器来对被污染的蒸气的流进行除湿。这样做是因为GAC会受到湿度的不利影响。热交换器有时也用于防止床层着火、烃聚合和/或某些溶剂氧化成有毒或不溶性化合物。参见例如，Khan等，Removalof Volatile Organic Compounds From Polluted Air,Journal of Loss Preventionin the Process Industries,13(2000),527-545，和Muzenda，E，A Critical Discussionof Volatile Organic Compounds Recovery Techniques,International Journal ofBiological,Ecological and Environmental Sciences，第2卷第4期,2013,73-78，在此引入作为参考。

使用GAC处理被污染的蒸气的系统和方法的一个重大挑战是不能在设施就地有效地再生废的或使用过的GAC。试图就地再生废GAC的常规系统和方法提供不完全再生，因为它们可能不能从废GAC中完全解吸(例如，除去)污染物。这导致称为“发展之踵”的现象，并且废弃的GAC必须在场外运输到热再生设施，其中碳被加热到约1,500°F到约1,700°F从而破坏吸附的污染物。

通过在容器中使用合成吸附介质代替GAC可以克服发展之踵的挑战。合成吸附介质的实例尤其包括聚合物树脂例如DOWEX V503和碳质树脂例如 560。这些树脂可以使用来自设施的蒸汽在现场在容器中就地再生并且可以重复使用通常数百或数千次，没有显著的发展之踵并且不需要移动或运输合成吸附介质或者所述容器。