[实用新型]制冷辅助吸附式VOCs回收装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了制冷辅助吸附式VOCs回收装置。属于能源利用、资源回 收、环境保护等领域，具体应用在石油化工、汽车工业、喷漆、皮革等领域不宜 使用冷凝法的低浓度VOCs的回收处理。

背景技术

挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds)是一类有机化合物的统称， 下文简称VOCs。

VOCs对于环境和人体都具有极大的潜在危害。一些活性强的VOCs是产生 PM2.5的前体物，有的还可以在一定条件下形成光化学烟雾污染；部分VOCs会 在太阳紫外线作用下造成臭氧损耗；此外VOCs具有的特殊气味具有很强的刺激 性，能导致人体呈现种种不适感，对于人体呈现出基因毒性。目前我国制定了大 量的大气污染物综合排放标准来严格限制污染物的排放。

工业废气中的VOCs成分复杂，其中包括许多工业生产需要的重要原材料。 目前在我国很多行业都排放大量的VOCs气体，例如石油化工行业、汽车工业、 喷漆行业、皮革行业等。针对VOCs回收处理技术，研究较多的有冷凝法、催化 燃烧法、溶剂吸收法和活性炭吸附法等。有的排放源排放的VOCs浓度很高，冷 凝法有很好的回收率和应用前景。但有的排放源由于排风量很大和本身VOCs量 少，所以排放废气中有机物总浓度很低，通常在100mg/m³以下。直接排放尾气 不能满足限制标准。如果应用冷凝法回收处理尾气，对于这种低浓度级别下如果 达到规定的限制标准，冷凝法需要降到很低的温度，这样会使制冷系统庞大和增 加系统能耗。而活性炭针对于低浓度VOCs很适合，目前大部分低浓度尾气处理 也都是利用该法，但是该法存在的主要问题是由于混合气体中存在大量水蒸气会 导致活性炭的使用寿命较短，研究表明，有水蒸气存在情况下，活性炭对挥发性 有机物的吸附量随水蒸气含量即相对湿度的增大而减小，特别是当相对湿度大于 50％以后，穿透时间显著提前，吸附量显著降低。当相对湿度等于80％时，活性 炭的吸附量减少到无水蒸气时吸附的50％左右。因此需要经常更换活性炭，造成 了回收处理成本的增加。脱附一般采用抽真空和加热方式，由于活性炭等吸附材 料的可燃性，纯加热方法脱附具有安全隐患，而单纯抽真空时真空泵功耗较大， 脱附性能不好。

此外，在回收利用层面，挥发性有机物具有很高的经济价值。以典型VOCs 气体甲苯为例，目前被大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重 要原料。甲苯衍生出的一系列中间体，广泛用于染料、医药、农药、火炸药、助 剂和香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业。目前甲苯的市场价格在 8500元/吨以上，具有很高的回收价值。对VOCs进行回收再利用，在减少环境污 染物的同时，也将带来很高的经济效益。

因此针对于不宜使用冷凝法的低浓度VOCs回收处理，需要进一步选择更加 合理方法进行处理。VOCs回收技术在保护环境的同时，收获了经济效益。随着 我国节能减排和环境保护的步伐进一步加快，排放限制标准的进一步严厉，选择 合理的回收方法、合理使用能耗将VOCs气体回收利用将会起到很重要的节能环 保促进意义。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足与缺陷，本实用新型提供了制冷辅助吸附式VOCs 回收装置。其目的在于解决吸附装置中吸附效果差、吸附材料的使用周期短以及 脱附效果差，功耗较大等缺陷。本实用新型的另一个目的是提供了该方法相应的 回收装置，装置还解决了普通制冷系统制冷性能系数低、系统能耗较大等问题。 采用上述装置进行VOCs回收方法，依次包括粗效过滤、冷却去除水蒸气和降温、 吸附、冷量回收步骤，脱附过程利用冷却单元压缩机出口余热加热吸附床加热盘 管结合真空泵脱附。该方法相对于现有的吸附脱附工艺更合理、回收效率高、成 本较低、紧凑并且节省人力物力，便于集成化和小型化，减小了设备的占地面积 和初投资，减小了工业VOCs的排放，以利于节约能源、节约资源、环境保护和 人类安全。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：