[发明专利]吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOCS的组合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环保和化工分离领域，具体是涉及一种吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中挥发性有机物（VOC_S）的组合工艺。

背景技术

含VOC_S的工业或生活废气，目前，广泛以活性炭纤维（ACF）、颗粒活性炭（GAC）、分子筛等固体吸附剂，吸附其中VOC_S，净化废气VOC_S达标而排空。吸附达到VOC_S饱和后，采用饱和水蒸汽加热，脱附VOC_S，形成的含VOC_S的饱和水蒸汽，用冷却水冷凝冷却，得到含VOC_S的水溶液，有的是均相的，再经精馏或萃取等方法纯化达到给定的VOC_S质量标准，循环使用；有的是二相，分去水层后，VOC_S层经精馏或萃取等方法纯化、循环使用。上述VOC_S回收工艺，存在一系列问题，其中最重要的缺点是：用饱和水蒸汽脱附吸附剂中吸附的VOC_S，耗用大量的蒸汽，而剩余蒸汽和含VOC_S的饱和水蒸汽的液化释放的潜热和显热被冷却水带走，变成利用价值不大的热水，造成大量能量浪费。这种方法得到的恒沸或近沸的VOC_S水溶液，用传统的精馏或萃取等分离纯化VOC_S，能量消耗大，工艺复杂，塔器林立，投资大。

渗透汽化用于有机溶剂的脱水是最普遍、技术最成熟的领域。目前已经有工业化应用或研究成果的有机溶剂，有醇类、酮类、芳香族化合物、胺类、酯类、醚类、有机酸、腈类等，尤以醇类如乙醇、丙醇和异丙醇脱水，国内外已建立了许多套工业装置。渗透汽化分离近沸和恒沸液体混合物是一种高效、节能的分离技术。它与精馏法相比具有明显的经济上和技术上的优势。这种分离的膜材料，如，NaA型分子筛膜，沸石膜，醋酸纤维素，聚乙烯醇(PVA)，壳聚糖膜，聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA)复合膜等已商业化。应该指出：分离近沸和恒沸液体混合物单独应用渗透汽化系统并不是最佳的选择,而渗透汽化过程和其它过程的组合则可以充分发挥这些过程的优势,提高过程的经济性，在有机溶剂的脱水中, 最成功的是将渗透汽化和传统精馏组合，发挥各自优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题提出一种吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOC_S的组合工艺，以解决传统吸附-饱和水蒸汽脱附和精馏组合工艺存在能耗高、设备投资大等问题，降低了水蒸气和冷却水消耗,实现VOC_S的节能回收，并适合恒沸、近沸VOC_S-水混合液分离，获取高纯度VOC_S。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：吸附-脱附-精馏-渗透汽化分离回收工业废气中VOC_S的组合工艺，其特征在于包括有以下步骤：

含有VOC_S的工业废气，经过干燥、冷却和过滤后，送入数个吸附-脱附器组进行吸附-脱附操作，其中充装GAC或ACF，工业废气中VOC_S被吸附，净化的废气达标排空，GAC或ACF被VOC_S饱和后，转入脱附操作，以压力0.15～0.5Mpa饱和水蒸汽从吸附-脱附器的上部均匀喷入，GAC或ACF被加热，脱附其上吸附的VOC_S，脱附完毕，再转入下一次吸附，如此周而复始，蒸汽脱附下来的含VOC_S的饱和水蒸汽所含有的潜热和显热用于渗透汽化膜分离供热，其具体供热线路及过程如下：用于渗透汽化膜分离供热是将含VOC_S的饱和水蒸汽与精馏塔的塔顶产液在换热器（2）中进行换热，以不断供给渗透汽化膜分离器（5）相变所需的热，换热后，含VOC_S的饱和水蒸汽被液化后流入受器（7），然后经输液泵（4）、换热器（3）加热到泡点温度后进入精馏塔（1）的加料板。

按上述方案，还包括有干燥器废气干燥供热和精馏塔的泡点温度进料供热，其中，