[实用新型]从废气中回收有机溶剂的吸附净化单元及吸附回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境工程领域中的有机废气治理，具体涉及一种从废气中回收有机溶剂的吸附净化单元和吸附回收装置。

背景技术

有机废气的产生及危害。有机废气普遍产生于现代工业生产和制造过程，如软包装印刷、合成革、合成纤维与合成树脂、汽车与摩托车涂装等行业。我国是印刷大国，仅印刷行业每年要使用一千多万吨有机溶剂。有机废气直接排放，不仅使生产车间的空气质量变得十分恶劣，对厂区周围的环境造成严重的污染，危害生产工人和周边民众的身体健康，同时也是一种严重浪费，提高了生产成本，增加企业的经济负担。上述工业过程产生的有机废气风量大、浓度低，治理难度大。

有机废气治理技术。目前应用的有机废气的治理方法有催化燃烧法、吸附－催化燃烧法、吸附回收法、冷凝回收法、吸收法等，正在研发的治理技术有生物膜法、臭氧分解法、等离子体分解法等。催化燃烧法、吸收法及冷凝回收法适用于风量小、浓度较高的有机废气的治理，对于风量大、浓度低的有机废气，运行费用高。活性炭吸附对有机废气的净化效率高，而且能将大风量、低浓度的有机废气经吸－脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气，降低治理费用，因此，由吸附法衍生的治理技术，如吸附－催化燃烧法和吸附回收法，对于治理大风量、低浓度的有机废气，有很好的应用前景，其中吸附回收法既能治理有机废气，还能回收其中的溶剂，达到充分利用资源的目标，是最有发展前景的技术。

吸附回收技术。已有多项专利申请（中国专利申请号02139241.2、申请号200710032540.8）涉及用吸附回收法治理有机废气，其基本工艺是利用活性炭纤维或分子筛对有机废气吸附净化，采用水蒸汽脱附回收，然后经过油水分离过程和水处理过程等。

吸附回收技术中的吸附剂。分子筛对有机物的吸附具有专一性，利用分子筛从废气中回收有机溶剂（中国专利申请号200910209779.7）时，对于不同的有机溶剂，需要相应的分子筛来进行吸附，限制了其广泛应用。而活性炭类吸附剂对大多数有机物具有广谱的吸附性能，在溶剂回收方面有广泛应用。其中活性碳纤维外表面积大，孔隙与外部直接相通，纤维直径小，升温快，吸－脱附速率快，能在吸附与脱附之间快速切换，适合用水蒸汽脱附，因此大多数的溶剂回收采用活性炭纤维作为吸附剂。但是，与颗粒活性炭相比，活性炭纤维的装填密度不及十分之一，单位体积吸附床层的吸附容量远远小于颗粒活性炭，在相同的风速下，活性炭纤维的气阻远远大于颗粒活性炭，限制了吸附单元的装填量，造成吸附工作时间短，不得不在吸附－脱附过程之间频繁切换，吸附床层频繁升温、降温、干燥，操作工艺复杂，水蒸汽消耗量大，能耗高。活性炭纤维的强度低，损耗大，容易损坏，设备维护周期短。从上述角度考虑，活性炭纤维的应用性能不如颗粒活性炭，只是在水蒸汽脱附的工艺条件下，颗粒活性炭吸附的有机物脱附效率很低，限制了其实际应用。如果采用合适的脱附方式，颗粒活性炭的吸－脱附切换周期长，吸附量大，能耗低，应用性能明显好于活性炭纤维。

脱附工艺。在溶剂回收工艺中，水蒸汽脱附法得到了广泛应用，其优点是传热快，安全性好，发生技术成熟，成功应用甲苯、二甲苯、环已烷、卤代烃等难溶于水的有机物的回收。但是，水蒸汽脱附法存在的问题也很突出，如回收溶解度大的有机物时，产生的废水造成二次污染，或者废水处理费用高，增加企业负担。由于食品软包装对苯残留的要求越来越低，近年来甲苯类溶剂的用量减少，取而代之的是乙酸乙酯，而乙酸乙酯水溶解度大，不仅产生废水量大，而且容易水解变质，回收的价值降低，水解产物还腐蚀设备。常用的工业水蒸汽的温度约为120℃，能够满足甲苯等大多数的有机溶剂的脱附，但对于沸点更高、吸附性能更好的溶剂，如蒽醌法生产双氧水使用的重芳烃（三甲苯），以及合成革用的二甲基甲酰胺（DMF），不能满足其脱附要求。

针对水蒸汽脱附存在的问题，中国专利（申请号200710107128.8）提出用以氮气为脱附介质，采用电加热或导热油、高压水蒸汽等加热设备，能将氮气的加热温度提高到400℃，应用于活性炭纤维的脱附，克服了水蒸汽脱附产生二次污染、腐蚀等问题，还可应用于含高沸点有机溶剂的回收。

电热式再生技术。中国专利（申请号01263147.7）则采用了利用活性炭纤维的电阻，采用通电加热的方法，将吸附的有机溶剂脱附，并通过真空泵抽入冷凝器，节省了分离设备与高温蒸汽设备，该技术具有节能低耗、回收溶剂纯度高等优点。