一種有機廢氣的回收裝置及回收方法與流程
2023-12-03 06:10:41
本發明涉及一種廢氣回收裝置，尤其涉及一種節能環保，回收效率高，安全可靠的有機廢氣的回收裝置及回收方法。
背景技術：
印刷包裝車間的VOCs主要來源於油墨、膠水現場配置存放時溶劑揮發產生的廢氣和油墨槽、膠水槽及產品進入烘箱前溶劑揮發產生的廢氣，其主要成份是乙酸乙脂，而乙酸乙脂屬於易揮發性危化品，廣泛應用於印刷製造行業，特點是風量較大，濃度偏低，多種溶劑混合，回收成本高，經濟價值略低，但直排大氣時會造成環境汙染，無法滿足排放要求。實驗發現冷卻至-43℃時乙酸乙脂能以液態的形式從空氣中分離出來，由此人們開始通過沸石VOC吸附轉輪對廢氣進行回收，VOC回收效率可達95%，以此達到地方環保排放要求，但回收後的VOC溶劑解析分離過程煩瑣，回收成本高，安全性差，給廢氣的回收及再利用帶來相當大的難度。
技術實現要素：
本發明主要是提供了一種工藝簡單，節能環保，回收效率高，安全可靠的有機廢氣的回收裝置及回收方法，解決了現有技術中存在的有機廢氣回收過程煩瑣，成本高，安全性差等的技術問題。
本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種有機廢氣的回收裝置，包括VOC濃縮轉輪及對接在VOC濃縮轉輪加熱脫附區輸出端的VOC初級濃縮管路，所述VOC初級濃縮管路依次通過前級熱交換器和脫水裝置連接在深冷冷凝機組上，在深冷冷凝機組上設有VOC收集裝置。VOC濃縮轉輪所處區域沿圓周方向劃分為三塊，即吸附區、加熱脫附區和冷卻再生區，VOC濃縮轉輪在三個區域間保持連續轉動，含有VOC的廢氣通過VOC初級濃縮管路輸送到吸附區對應的VOC濃縮轉輪上，廢氣中的VOC被吸附到VOC濃縮轉輪上，而濾除掉VOC的空氣穿過VOC濃縮轉輪後直排大氣，從而避免了環境汙染，節能環保；當吸附在VOC濃縮轉輪上的VOC轉動至加熱脫附區時，VOC經加熱後自VOC濃縮轉輪上脫附變成VOC濃縮溶劑，VOC濃縮溶劑再經VOC初級濃縮管路輸送至前級熱交換器進行降溫，再經脫水裝置深度除水，去除VOC濃縮溶劑中的水份，最後經深冷冷凝機組深冷降溫至零下40℃時VOC即以液態形式分離出來，工藝簡單，回收效率高，安全可靠。
作為優選，所述脫水裝置包括表冷器及串聯在表冷器輸出端的分子篩脫水罐組，在表冷器上連接著冷水機。VOC濃縮溶劑先後經過表冷器和分子篩脫水罐組進行普冷和深冷降溫，確保濾除溶劑中的水份，以確保進一步深冷降溫分離；冷水機用於表冷器的水循環降溫，確保表冷器的正常運行。
作為優選，所述脫水裝置通過後級熱交換器連接在深冷冷凝機組上。在脫水裝置和深冷冷凝機組間設置後級熱交換器，進一步降低溶劑溫度，保證深冷效果和效率。
作為優選，所述VOC濃縮轉輪沿圓周方向順時針分布有吸附區、加熱脫附區和冷卻再生區，冷卻再生區的輸出端通過再生加熱器連通在加熱脫附區的進風口上。再生加熱器連通在冷卻再生區的輸出端，以充分利用冷卻再生區的熱能，節約能耗。
作為優選，所述VOC濃縮轉輪的吸附區通過主管路連通著廢氣源，在主管路上串聯著前置處理器。前置處理器用於過濾廢氣源中的灰塵等雜質和初步降低溫度，以保證VOC的純度和回收效率。
作為優選，所述深冷冷凝機組包括深冷冷凝器，在深冷冷凝器上連接著深冷制冷機，在深冷制冷機上設有水冷循環系統。深冷冷凝器用於對VOC溶劑降溫，水冷循環系統用於深冷制冷機的水循環降溫，確保深冷制冷機的正常運行。
作為更優選，所述水冷循環系統包括冷卻塔及連接在冷卻塔輸入口和輸出口間的循環管路。水冷循環系統結構簡單，運行安全可靠，冷卻效率高。
作為優選，在所述脫水裝置上連接有除溼加熱器，除溼加熱器的進風口連通在前級熱交換器的出風口上。充分利用前級熱交換器熱交換能量，環保節能。
一種有機廢氣的回收方法，包括如下順序步驟：
1）廢氣源通過主管路輸出後經前置處理器貫穿VOC濃縮轉輪的吸附區，廢氣源中的VOC吸附在VOC濃縮轉輪上，其餘氣體直排大氣；
2）吸附有VOC的VOC濃縮轉輪圓周轉動至加熱脫附區，VOC脫附進入VOC初級濃縮管路；
3）脫附後的VOC濃縮轉輪圓周轉動至冷卻再生區，經進行降溫再生後VOC濃縮轉輪圓周轉動重新進入VOC濃縮轉輪的吸附區重複執行步驟1）；
4）步驟2）中的VOC初級濃縮管路經前級熱交換器、表冷器、分子篩脫水罐組和後級熱交換器連接在深冷冷凝機組上；
5）深冷冷凝機組中的深冷冷凝器降溫到零下40℃以下，VOC冷凝析出後收集至VOC收集裝置內。
作為優選，所述深冷冷凝機組上的水冷循環系統連接著主管路上的前置處理器和冷水機。
因此，本發明一種有機廢氣的回收裝置具有下述優點：
1、安全
1）採用世界上領先的沸石轉輪吸附為物理過程，接觸的全部都是金屬部件；
2）廢氣處理過程都是在常溫-低溫、常壓狀態下自動運行；
3）廢氣處理過程中沒有產生火源的機率，設備內部結構也具備阻火功能；
4）在目前各種有機廢氣治理技術中最安全。
2、環保
1）廢氣中的VOCs冷凝後變成液態溶劑予以回收，回收處理效果直觀清晰；
2）無廢水的二次汙染；
3）廢氣處理後的排放指標達到國家環保排放標準要求。
3、增效
1）閉式循環回收處理後將恆溫恆溼潔淨的氣體返送到生產設備，減小外部環境對於生產工藝的影響、對於產品表面乾燥效果有很大的幫助，提升產品質量；在保證相應質量水平的情況下可以加快車速、從而提高生產效率。
2）回收到的高純度有機溶劑可達到生產所需品質直接循環利用到生產，降低生產成本，獲得較好的投資回報率。
3）最大限度地兼顧環境效益、經濟效益和社會效益，使企業對環保的投入具有經濟效益的匯報，有助於增強企業的相對競爭力。
回收溶劑的綜合成本約在5元/kg，即回收每一公斤溶劑的綜合花費（運行費用+處理系統折舊費用）約5元，回收溶劑的價格依種類不同有所不同，取平均價格大約為6元/kg。VOCs排汙收費則將不低於8元/kg，兩者相差達到2元/kg。有明顯的經濟效益和社會效益。
附圖說明：
圖1是本發明一種有機廢氣的回收裝置的結構示意圖。
具體實施方式：
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例：
如圖1所示，本發明的一種有機廢氣的回收裝置，包括圓形的VOC濃縮轉輪2，VOC濃縮轉輪2沿圓周方向順時針分布著吸附區21、加熱脫附區22和冷卻再生區23，吸附區21通過主管路12連通著廢氣源13，在主管路12上又串聯著前置處理器14，冷卻再生區23的輸出端通過再生加熱器11連通在加熱脫附區22的進風口上，在加熱脫附區22輸出端1對接著VOC初級濃縮管路3，VOC初級濃縮管路3依次通過前級熱交換器4、脫水裝置5和後級熱交換器10連接在深冷冷凝機組6上，在深冷冷凝機組6上帶有VOC收集裝置7，其中的脫水裝置5包括表冷器51及串聯在表冷器51輸出端的分子篩脫水罐組52，分子篩脫水罐組52由A塔和B塔組成，表冷器51上又連接著用於水循環降溫的冷水機53，在前級熱交換器4與分子篩脫水罐組52間的管路上連接有除溼加熱器8，除溼加熱器8的進風口通過連接管路9連通在前級熱交換器4的出風口上，表冷器51的輸入端對接在前級熱交換器4的輸出端上，分子篩脫水罐組52的輸出端對接在後級熱交換器10上。深冷冷凝機組6又包括深冷冷凝器62，在深冷冷凝器62上連接著用於水循環降溫的深冷制冷機61，在深冷制冷機61上帶有水冷循環系統63，後級熱交換器10連接在深冷冷凝器62上，水冷循環系統63包括冷卻塔631及連接在冷卻塔631輸入口和輸出口間的循環管路632，冷卻塔631又通過循環管路633並聯在冷水機53上，前置處理器14中的預冷器串聯在循環管路633上，用於冷水機53和前置處理器14中的預冷器的水循環降溫。
本發明考慮到系統安全性及達標排發的雙重要求，對濃縮後的排風採用雙塔分子篩脫水裝置進行二級吸附，吸附後的乾燥空氣排出進入超低溫鹽水冷凝器，將溶劑廢氣降溫到零下40度以下，可以將廢氣中的乙酸乙脂冷凝出來，又將處理後的風經預熱回收器加熱脫附已經吸附飽合分子篩進行脫附，脫附後的氣體將送入處理系統進行二次吸附，整個風系統是密閉循環的，只有潔淨的空氣排發。同時由於整個系統的風都是經過乾燥的空氣，回收的溶劑純度可達99%以上。又由於分子篩的不燃性，整個系統安全性會大幅提高，避免了活性碳吸附易著火缺點。採用降溫分離溶劑，及密閉循環的管道系統，回收利用率高，有利於環保，同時回收熱能節約空氣二次加熱節能效果明顯
其特點是：
1、高性能、高效率
將吸附性極好的疏水性分子篩或活性炭作為吸附劑使用，對於範圍廣泛的VOC種類、不同的各種運轉條件，都可以充分提供足夠的性能。
2、高沸點溶劑的處理
使用疏水性分子篩時，利用不燃性、高耐熱性的特點可以在高溫度條件下再生。因此，對於使用活性炭時因為有再生溫度限制而無法處理的高沸點VOC，也能夠處理。
3、惰性
即使是苯乙烯和的環已酮等具有熱聚合性高的VOC，也能使用疏水性分子篩高效地進行處理。
4、清洗和活化
心臟部分的濃縮轉輪因為是在高溫下燒結處理而成的，完全是無機物的結合體。如果發生蜂窩通道堵時，可以進行水洗。另外，分子篩轉輪也可以根據實際情況通過熱處理進行高溫度活化。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明的構思作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。