一種大風量整體連續操作吸附裝置的製作方法

2023-10-09 18:01:59 4

專利名稱：一種大風量整體連續操作吸附裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大風量整體連續操作吸附裝置，主要可用於苯類、 醛酮類、醇類、烴類等有機氣體的回收淨化以及惡臭氣體、二氧化硫、氮氧 化物、硫化氫等氣態汙染物的治理。 技術背景
吸附法廣泛應用於有機化工、石油化工等生產部門氣態汙染物的回收淨 化。工業上技術成熟的吸附方法共分三大類，即固定床、移動床和流化床。
固定床中的吸附劑被固定在某一位置上，在靜止不動的情況下進行吸附 操作。固定床結構簡單、製造容易、價格低廉，適用於小型、分散、間歇性 的汙染源治理，吸附和解吸交替進行、間歇操作，是目前應用最廣泛的吸附 裝置。其缺點是(1)為適應連續操作，固定床通常採用雙吸附床或三吸附 床系統，使總吸附劑用量增多；(2)吸附劑層導熱性差，吸附時產生的吸附 熱不易導出，操作時容易出現局部床層過熱；(3)對於厚床層壓力損失較大, 能耗較高。
移動床中固體吸附劑和氣體都以恆定的速度流過吸附器，使氣固兩相接 觸良好，不致發生溝流和局部不均勻現象，並且克服了固定床局部過熱的缺 點。由於其操作是連續的，同樣數量的吸附劑可以處理更多的氣體。移動床 適用於穩定、連續、量大的氣體淨化。其缺點是動力和熱量消耗較大，吸 附劑磨損較嚴重，且移動床結構複雜，設備龐大，設備投資和運行費用均較 高。
在流化床中，由於氣體速度較大使固體吸附劑處於流化狀態，氣體與固 體接觸相當充分，氣速是固定床的三、四倍以上，適合治理連續性、大氣量 的汙染源。其缺點是，由於吸附劑和容器的磨損嚴重，流化床吸附器的排出 氣中常帶有吸附劑粉末，因此吸附器後部必須加裝除塵設備，且流化床能耗更高，對吸附劑的機械強度要求也更高。
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服了現有吸附床的上述缺陷，提供了一種大風 量整體連續操作吸附裝置，該吸附裝置結構簡單、操作方便、製造運行費用 較低，能夠應用於連續性、大氣量汙染源的治理。
為了實現上述目的，本實用新型採取了如下技術方案。本吸附裝置包括 外殼體、袋式活性碳纖維吸附床、吸附系統自動控制儀、進氣管閥組件、出 氣管閥組件、再生進氣管閥組件和再生出氣管閥組件；所述外殼體內部由密 封隔板隔開，構成若干個吸附室；每個吸附室內都固定有袋式活性碳纖維吸 附床；所述進氣管閥組件包括設置於各吸附室的進氣管、設置在進氣管上的 進氣閥和連接各吸附室進氣管的進氣總管；所述出氣管閥組件包括設置於各 吸附室的出氣管、設置在出氣管上的出氣閥和連接各吸附室出氣管的出氣總 管；所述再生進氣管閥組件包括設置於各吸附室的再生氣體進氣管、設置在 再生氣體進氣管上的再生氣體進氣閥以及與各吸附室再生氣體進氣管相連通 的過熱蒸汽進氣總管和熱空氣進氣總管，各吸附室的再生氣體進氣管通過三 通切換閥與過熱蒸汽進氣總管和熱空氣進氣總管相連通；所述再生出氣管閥 組件包括設置於各吸附室的再生氣體出氣管、設置在再生氣體出氣管上的再 生氣體出氣閥和連接各吸附室再生氣體出氣管的出氣總管。上述各閥門均與 吸附系統自動控制儀相連，吸附系統自動控制儀控制各閥門的開通與關閉。
所述的袋式活性碳纖維吸附床包括若干條由活性碳纖維材料加工成的吸 附袋和支撐框架，所述的支撐框架由內框架和外框架兩部分組成，內外框架 將吸附袋夾在中間。
本實用新型將活性碳纖維加工成袋狀， 一個吸附室內置多條吸附袋，該方 法能夠更加充分地利用每個吸附室內部空間，增大了床層吸附截面積，因此 可以處理較大的風量。待處理氣體由吸附室下部箱體進入，經下部箱體緩衝 後進入中部箱體，以外濾的方式由各條活性碳纖維吸附袋外側進入袋內，流經花板出口進入上部箱體，最終經由各室出氣管排出該吸附室。
使用本吸附裝置時，各吸附室分室輪換再生，即若一套吸附裝置包含N 個吸附室，則使其中N-1個吸附室處於吸附工況，剩餘1個吸附室處於再生 工況，當處於再生工況的吸附室再生完畢，則將其投入使用，同時通過閥門 切換使另一吸附室進入再生工況。與傳統的固定床吸附方法中雙吸附床吸附 系統或三吸附床吸附系統不同的是，本實用新型將所有吸附室置於一個外殼 體內，作為一個整體進行吸附操作，而外殼體內部的每個吸附室則按照設定 時間輪換進行再生操作，因此從整個裝置運行過程來看，本裝置的吸附再生 操作具有更好的整體性和連續性。
本實用新型適用於各種使用場所，特別在待處理風量較大而空間又受限制 的場所，效果更顯著。

圖1是本實用新型的吸附室基本結構示意圖
圖2是本實用新型的吸附裝置基本結構示意圖
圖3是本實用新型的整體連續操作吸附方法示意圖。
圖中1、上部箱體，2、中部箱體，3、下部箱體，4、進氣管，5、出氣 管，6、支撐框架，7、袋式活性碳纖維吸附床，8、再生進氣管支管，9、再 生氣體進氣管，10、噴氣孔，11、再生出氣管，12、進氣總管，13、出氣總 管，14、過熱蒸汽進氣總管，15、熱空氣進氣總管，16、再生氣體出氣總管， 17、進氣管閥組件，18、出氣管閥組件，19、再生進氣管閥組件，20、再生 出氣管閥組件，21、外殼體，22、吸附系統自動控制儀，23、總管進氣閥， 24、吸附室進氣閥，25、總管出氣閥，26、吸附室出氣閥，27、過熱蒸汽總 管進氣閥，28、熱空氣總管進氣閥，29、再生氣體進氣閥，30、三通切換閥， 31、再生氣體總管出氣閥，32、再生氣體出氣閥。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
5如圖2所示，本吸附裝置包括外殼體21、袋式活性碳纖維吸附床7、進 氣管閥組件17、出氣管閥組件18、再生進氣管閥組件19、再生出氣管閥組件 20和吸附系統自動控制儀22。外殼體21內部由密封隔板隔開，構成若干個 吸附室。吸附室的結構如圖l所示，包括相互連通的上部箱體l、中部箱體2 和下部箱體3。袋式活性碳纖維吸附床7固定在中部箱體2內，上部箱體1內 置再生進氣管9並連通出氣管5，再生進氣管9由上部箱體頂部進入上部箱體, 並分出若干再生進氣管支管8,再生進氣管支管8上分布若干開口向下的噴氣 孔IO，噴氣孔與下面的袋式活性碳纖維吸附床7相對應，出氣管5連通於上
部箱體的頂部。
中部箱體內置袋式活性碳纖維吸附床7，袋式活性碳纖維吸附床是由活性 碳纖維材料加工製成的吸附袋，吸附袋由支撐框架6固定在中部箱體內，所 述支撐框架6由內框架和外框架兩部分組成，內外框架將吸附袋夾在中間， 增加了吸附袋的強度，防止其在工作或再生過程中因氣流的衝擊力而變形。
下部箱體主要起到進氣緩衝的作用，其上端與中部箱體連通，其側面下 部或底部與進氣管4和再生出氣管11連通。
如圖2所示，進氣管閥組件17具體包括設置於各吸附室的進氣管4、進 氣閥24、連接各吸附室進氣管的進氣總管12和總管進氣閥23。進氣管4與 吸附室相連通，進氣管4可以設置在下部箱體3的側面下部或箱體的底部，
用於向吸附室中通入待處理氣體。
出氣管閥組件18包括設置於各吸附室的出氣管5、出氣閥26、連接各吸 附室出氣管的出氣總管13和總管出氣閥25，出氣管5與上部箱體相連通，用 於排出已經處理過的氣體。
再生進氣管閥組件19具體包括設置於各吸附室的再生氣體進氣管9、設 置在再生氣體進氣管9上的進氣閥29、連接各吸附室再生氣體進氣管9的過 熱蒸汽進氣總管14和熱空氣進氣總管15。在過熱蒸汽進氣總管14上設置有 過熱空氣總管進氣閥27，在熱空氣進氣總管15上設置有熱空氣總管進氣閥28。各吸附室的再生氣體進氣管9通過三通切換閥30與過熱蒸汽進氣總管14 和熱空氣進氣總管15相連通，通過三通切換閥30來控制過熱蒸汽和熱空氣 輪換工作。
再生出氣管閥組件20具體包括設置於各吸附室的再生氣體出氣管11、設 置在再生氣體出氣管11上的再生氣體出氣閥32、連接各吸附室再生氣體出氣 管的再生氣體出氣總管16和設置在再生氣體出氣總管16上的總管出氣閥31 。
所述閥門均採用電磁閥控制，電磁閥終端連接吸附系統自動控制儀22。 所述吸附系統自動控制儀22用於控制各閥門的開通與關閉，以自動實現各吸 附室工作與再生工況的轉換，保證該裝置吸附過程的連續性。
本裝置進行吸附操作時，待處理氣體由吸附室下部箱體進入，經下部箱體 緩衝後進入中部箱體，以外濾的方式由各條活性碳纖維吸附袋外側進入袋內， 流經袋口進入上部箱體，最終經由各室出氣管排出該吸附室。本實施例將活 性碳纖維加工成袋狀， 一個吸附室內置多條吸附袋，能夠更加充分地利用每 個吸附室內部空間，增大了床層吸附截面積，因此與近似體積的傳統固定床 吸附裝置相比，本方法可以處理更大的風量。
如圖3所示，本實用新型與傳統的固定床吸附方法中雙吸附床吸附系統或 三吸附床吸附系統不同的是本實用新型將所有吸附室置於一個外殼體內， 作為一個整體進行吸附操作。由於需要進行吸附與再生的輪換操作，所以單 個吸附室的吸附過程是間歇式的，但是從吸附裝置整體來看，吸附過程是連 續進行的。以圖3為例具體說明本實用新型的操作方法，本實施例中的吸附 裝置包括4個吸附室，分別為吸附室A、吸附室B、吸附室C和吸附室D。裝 置啟動後4個吸附室同時進入吸附工況，此時總管進氣閥23、吸附室進氣閥 24、總管出氣閥25和吸附室出氣閥26均為開通狀態，過熱蒸汽總管進氣閥 27、熱空氣總管進氣閥28、再生氣體進氣閥29、再生氣體總管出氣閥31和 再生氣體出氣閥32均為關閉狀態。當某吸附室(假設吸附室D)中的吸附床 吸附飽和後，由吸附系統自動控制儀22控制，關閉吸附室D對應的吸附室進
7氣閥24和吸附室出氣閥26，開啟過熱蒸汽總管進氣閥27、熱空氣總管進氣 閥28和再生氣體總管出氣閥31,以及其對應的再生氣體進氣閥29和再生氣 體出氣閥32。此時整套裝置的工作狀態如圖3所示，吸附室A、吸附室B和 吸附室C處於吸附工況，廢氣從進氣總管經由各吸附室進氣管分別進入吸附 室A、吸附室B和吸附室C，經過袋式活性碳纖維吸附床吸附，乾淨氣體由各 吸附室出氣管排出匯集到出氣總管內，然後連接外排裝置。在前三個吸附室 進行吸附操作的同時，吸附室D處於再生工況，如圖3中氣流箭頭所示，首 先控制三通切換閥使過熱蒸汽管開通，熱空氣管關閉，過熱蒸汽由總管進入 吸附室D的再生進氣管，再由再生進氣管支管上的噴氣孔噴出，對該吸附室 內吸附飽和的吸附床進行再生，過熱蒸汽帶走吸附床內的汙染物後，通過控 制三通切換閥，關閉過熱蒸汽管，開啟熱空氣管路，使熱空氣帶走吸附床內 殘餘的水分。再生氣體經由出氣管進入再生氣體出氣總管，然後進入冷凝設 備冷凝，最終對廢液進行處理。吸附室D再生完畢後關閉對應的再生氣體進 氣閥和再生氣體出氣閥，開啟對應的吸附室進氣閥和吸附室出氣閥，使其進 入吸附工況。此後，當另一吸附室(如吸附室A)達到飽和後，則關閉吸附室 A對應的吸附室進氣閥和吸附室出氣閥，開啟其對應的再生氣體進氣閥和再生 氣體出氣閥，此時整套裝置的工作狀態為，吸附室B、吸附室C和吸附室D處 於吸附工況，吸附室A處於再生工況。吸附室A再生完畢後關閉對應的再生 氣體進氣閥和再生氣體出氣閥，開啟對應的吸附室進氣閥和吸附室出氣閥， 使其進入吸附工況。依此類推，在整個裝置運行過程中始終保持有3個吸附 室處於吸附工況，1個吸附室處於再生工況。
若一套吸附裝置包含N個吸附室，則該裝置可始終保持有N-l個吸附室處 於吸附工況，1個吸附室處於再生工況，保證了本實用新型吸附操作的連續性。
權利要求1、一種大風量整體連續操作吸附裝置，其特徵在於包括外殼體(21)、袋式活性碳纖維吸附床(7)、吸附系統自動控制儀(22)、進氣管閥組件(17)、出氣管閥組件(18)、再生進氣管閥組件(19)和再生出氣管閥組件(20)；所述外殼體(21)內部由密封隔板隔開，構成若干個吸附室；每個吸附室內都固定有袋式活性碳纖維吸附床(7)；所述進氣管閥組件(17)包括設置於各吸附室的進氣管(4)、設置在進氣管(4)上的進氣閥(24)和連接各吸附室進氣管(4)的進氣總管(12)；所述出氣管閥組件(18)包括設置於各吸附室的出氣管(5)、設置在出氣管(5)上的出氣閥(26)和連接各吸附室出氣管(5)的出氣總管(13)；所述再生進氣管閥組件(19)包括設置於各吸附室的再生氣體進氣管(9)、設置在再生氣體進氣管(9)上的再生氣體進氣閥(29)以及通過三通切換閥(30)與各吸附室再生氣體進氣管(9)相連通的過熱蒸汽進氣總管(14)和熱空氣進氣總管(15)；所述再生出氣管閥組件(20)包括設置於各吸附室的再生氣體出氣管(11)、設置在再生氣體出氣管上的再生氣體出氣閥(32)和連接各吸附室再生氣體出氣管的出氣總管，上述各閥門均與吸附系統自動控制儀(22)相連。
2、 根據權利要求1所述的一種大風量整體連續操作吸附裝置，其特徵在於 所述的袋式活性碳纖維吸附床(7)包括若干條由活性碳纖維材料加工成的吸 附袋和支撐框架(6)，所述的支撐框架(6)由內框架和外框架兩部分組成， 內外框架將吸附袋夾在中間。
專利摘要本實用新型是一種大風量整體連續操作吸附裝置，可用於苯類、醛酮類等有機氣體的回收淨化及惡臭氣體、硫化氫等氣態汙染物的治理。本吸附裝置包括外殼體、袋式活性炭纖維吸附床、吸附系統自動控制儀、進氣管閥組件、出氣管閥組件、再生進氣管閥組件和再生出氣管閥組件。外殼體內部由密封隔板隔開，構成若干個吸附室。袋式活性炭纖維吸附床是由活性炭纖維材料加工製成的吸附袋，一個吸附室內置多條吸附袋。吸附劑再生方法為分室輪換再生。本實用新型將所有吸附室置於一個外殼體內，作為一個整體進行吸附操作，而外殼體內部的每個吸附室則按照設定時間輪換進行再生操作，因此從整個裝置運行過程來看，本裝置的吸附再生操作具有更好的整體性和連續性。
文檔編號B01D53/04GK201235270SQ200820108879
公開日2009年5月13日 申請日期2008年6月27日 優先權日2008年6月27日
發明者堅 李, 李晶欣, 梁文俊, 金毓峑 申請人:北京工業大學