[发明专利]一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法

说明书

本发明公开了一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法，所述装置包括吸附系统、再生系统和若干控制阀门；所述吸附系统用于吸附高浓度气体，包括并联的两台及以上的吸附器、气体冷却器和吸附循环风机，所述吸附器间及气体冷却器为并联布置，所述吸附循环风机位于气体冷却器和进气口之间；所述再生系统与吸附系统并联布置，用于回收气体组分并对吸附剂进行再生，包括复合气体温度控制调节器、复合气体冷凝器、复合辅助吸附器、第一再生循环风机和第二再生循环风机；所述控制阀门用于控制气体回路上管道的开关。本发明从提高吸附效率、再生效率和安全性等多方面对吸附回收工艺进行改进提高，以实现对高浓度有机气体的高效吸附回收净化。

技术领域

本发明属于环保和化工技术领域，具体涉及一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法。

背景技术

吸附广泛用于溶剂回收和环保排气净化。高浓度气体如油品储运过程的呼吸排气的回收已得到广泛的应用，目前主要是通过活性炭吸附真空脱附后再通过冷油吸收回收，或通过深冷、膜分离回收等方式进行。由于工艺和设备的限制，目前的油气回收系统排气浓度往往大于1000mg/m³，甚至达到20000mg/m³以上。

随着环保要求的提高，一些非回收类型的高温氧化技术被用于满足120mg/m³以下的排放限值，但造成资源的浪费并存在一定的安全隐患。就吸附工艺而言，吸附剂的吸附容量取决于其工作状态时的气相吸附质浓度和温度。同一温度条件下，通常吸附质气相浓度升高时吸附剂的吸附容量也增大，最大高至吸附剂的孔隙被吸附质的液体充满为止。而温度升高往往造成吸附容量下降。因此高的气相浓度有利于增加吸附容量，但高浓度吸附因吸附放热会导致吸附剂的温度升高，造成吸附容量难以变大的瓶颈。前述的储运及化工分离等过程中存在很多高浓度气体的吸附过程，因吸附温升而造成吸附容量难以变大的瓶颈，影响吸附系统的效率。同时许多工程规范要求各类处理系统的进气中有机气体的入口浓度应控制在小于25％爆炸下限，很多吸附系统的设计中采用空气进行稀释以满足要求，造成一些场合原本氮气为载体的系统中引入氧气，形成新的风险源。

发明内容

现有技术中存在的缺陷和问题如下：

目前对高浓度气体直接吸附过程存在吸附放热现象，吸附放热导致吸附剂温度升高，导致吸附容量变小，减低了吸附，同时高浓度有机气体如处于爆炸限范围时存在安全风险。目前采取的措施包括：通过对高浓度气流进行稀释后再行吸附；在吸附床中增加冷却装置。第一种措施中由于只能采用空气进行稀释，大大增加系统的外排风量，对于氮气保护系统的高浓度排气还会因引入空气形成安全隐患。对于第二种措施，将大大增加吸附设备的复杂性，同时由于活性炭本身并非热的良导体，离换热面较远的炭层区域降温效果有限。此外，由于高浓度气流的流量通常较小，而为了达到一定的保护作用时间必须设置足够大尺寸的吸附器，往往造成吸附剂层气流的表观风速很低，很容易形成气流短路现象，造成吸附层保护作用时间和平均吸附容量的下降。

目前对高浓度有机气体吸附后的活性炭往往通过真空脱附的方式进行解析，由于真空解析的工艺局限，无法对炭层进行较充分的再生，导致再生炭中有机物的残留量高，无法实现再生炭的后续高效吸附。而在有机气体回收中应用较多的蒸汽再生工艺，由于水蒸汽直接与吸附剂炭层接触，会形成高浓度或较高浓度的含有机物废水，且回收的有机物中含水量较高，给后续的回用带来困难。

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高浓度气体吸附回收净化的装置和方法，从提高吸附效率、再生效率和安全性等多方面对吸附回收工艺进行改进提高，以实现对高浓度有机气体的高效吸附回收净化。

为此，本发明采用了以下技术方案：