濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置及濃縮廢氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及廢氣處理領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置及濃縮 廢氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對環(huán)保問題越來越重視，而現(xiàn)在空氣污染問題越發(fā)嚴(yán)重，也引 起了國家和各個企業(yè)的重視，空氣污染已經(jīng)成了人們亟待解決的難題。
[0003] 針對工業(yè)級的大風(fēng)量低濃度VOCs(揮發(fā)性有機(jī)廢氣）產(chǎn)生，現(xiàn)有的處理方法有活 性炭吸附，沸石轉(zhuǎn)輪吸附等，活性炭吸附的優(yōu)點(diǎn)為運(yùn)行費(fèi)用低，吸附效果好，缺陷是實(shí)際工 業(yè)其再生困難，吸附性能受水氣影響較大，吸附效果不穩(wěn)定，吸附飽和時在熱氣流再生過程 中易燃等。陶瓷纖維紙基材制造的吸附轉(zhuǎn)輪優(yōu)點(diǎn)為吸附效率高，缺陷為制作周期長，且要能 使基材達(dá)到所需求的硬度，要進(jìn)行許多預(yù)處理，成型后也較為脆弱，占地面積大，運(yùn)輸時需 要多加保護(hù)，無形中增加了制作成本。因此，研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，吸附效率高，操作 方便的濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，吸附效率高，操作方便的 濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置及濃縮廢氣的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置，包括箱體、擋板、膜管組件、循環(huán)累和除霧擋板， 箱體下段為下液池，下液池側(cè)壁上分別開設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過第一管道依次 與高壓累和液體吸附劑儲池連通，出液口通過第二管道與脫附塔連通，下液池下部設(shè)有循 環(huán)液出口，循環(huán)液出口通過循環(huán)累與箱體頂部的循環(huán)液進(jìn)口連通，箱體上段內(nèi)側(cè)壁上固定 有擋板，擋板上方形成上液池，擋板下方為廢氣吸附腔，擋板上均勻開設(shè)多個通孔，開設(shè)通 孔的范圍與擋板下方廢氣吸附腔內(nèi)的吸附工作區(qū)的位置相對應(yīng)，廢氣吸附腔分為吸附工作 區(qū)和除霧區(qū)，吸附工作區(qū)的箱體側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)氣口，直接與廢氣輸送管道連通，吸附工作 區(qū)中設(shè)有膜管組件，膜管組件包括膜管和支架，若干膜管豎直固定于支架中，支架相對兩側(cè) 面分別為進(jìn)氣面和出氣面，進(jìn)氣面與箱體進(jìn)氣口密閉連接，出氣面與除霧區(qū)連通，膜管為多 孔中空纖維膜管，除霧區(qū)設(shè)置有除霧擋板，除霧區(qū)頂部的箱體側(cè)壁上設(shè)有出氣口。
[0007] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置，進(jìn)一步的，還包括第一電磁閥、第二電磁閥、第 Ξ電磁閥、VOCs在線監(jiān)測儀和PLC控制系統(tǒng)，第一管道與第二管道上分別串聯(lián)第一電磁閥 和第二電磁閥，第一電磁閥和第二電磁閥分別與PLC控制系統(tǒng)連通，廢氣輸送管道上串聯(lián) 有第Ξ電磁閥，第Ξ電磁閥與PLC控制系統(tǒng)連通，出氣口下方固定有VOCs在線監(jiān)測儀，VOCs 在線監(jiān)測儀與PLC控制系統(tǒng)連通。
[0008] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置，進(jìn)一步的，所述擋板下方設(shè)置限位條，限位條底 端設(shè)有凸禪，所述支架寬度與箱體內(nèi)腔寬度相等，支架包括框架和限位板，限位板與框架固 定，框架左側(cè)上邊框設(shè)有凹槽，與擋板下的凸禪位置對應(yīng)，凸禪可沿凹槽前后滑動，限位板 上均勻開設(shè)多個限位孔，限位孔內(nèi)豎直插入膜管。
[0009] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置，進(jìn)一步的，所述限位板包括上限位板和下限位 板，上限位板和下限位板分別與框架固定，上限位板與下限位板上的限位孔在豎直方向上 的位置一一對應(yīng)，膜管的上下兩端分別插入上限位板與下限位板上位置相對應(yīng)的限位孔 中。
[0010] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置，進(jìn)一步的，所述膜管直徑為2-7mm，膜管長度為 l-2m，膜管的數(shù)量為500-10000根。
[0011] 本發(fā)明采用吸附裝置濃縮有機(jī)廢氣的方法，包括W下具體步驟：
[001引 （1)將液體吸附劑引入中空纖維膜組中，液體流速控制在l-3m/s，在中空纖維膜 表面和中空纖維膜之間形成液膜；
[0013] (2)將廢氣引入中空纖維膜組，廢氣流量控制在1. 5-3m/s，廢氣與液膜直接接觸， 廢氣中的有機(jī)物和大顆粒粉塵被液體吸附劑吸附，隨吸附劑下落，收集后循環(huán)形成液膜重 復(fù)吸附；
[0014] (3)吸附后的氣體除霧后排出；
[0015] (4)當(dāng)排出氣體中VOCs含量超過設(shè)定警戒值時，更換液體吸附劑，將液體吸附劑 進(jìn)行脫附處理，濃縮廢氣進(jìn)行焚燒處理或濃縮再利用，脫附后的液體吸附劑重復(fù)利用。
[0016] 本發(fā)明采用吸附裝置濃縮有機(jī)廢氣的方法，進(jìn)一步的，所述液體吸附劑為有機(jī)溶 劑、表面活性劑體系或微乳液體系中的一種。
[0017] 本發(fā)明采用吸附裝置濃縮有機(jī)廢氣的方法，進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑包括N， Ν'-二乙基徑胺、聚乙二醇6000、聚二甲基硅氧烷、食用油、廢機(jī)油、柴油、礦物油和聚乙二 醇二甲酸中的一種或幾種。
[0018] 本發(fā)明采用吸附裝置濃縮有機(jī)廢氣的方法，進(jìn)一步的，所述表面活性劑體系包括 表面活性劑和中水，表面活性劑與中水的質(zhì)量比為1-20:1，所述表面活性劑為吐溫81、吐 溫20、β-環(huán)糊精、巧樣酸鋼、乙酸鋼、氣碳表面活性劑、脂肪醇聚氧乙締酸硫酸鋼和脂肪醇 聚氧乙締酸簇酸鋼中的一種或幾種。
[0019] 本發(fā)明采用吸附裝置濃縮有機(jī)廢氣的方法，進(jìn)一步的，所述微乳液體系包括中水、 表面活性劑、助表面活性劑和有機(jī)溶劑，中水、表面活性劑、助表面活性劑和有機(jī)溶劑的質(zhì) 量比為1:0. 1-1:0. 1-1:0. 1-20,表面活性劑為班巧酸二辛醋橫酸鋼、十二烷基橫酸鋼、十二 烷基苯橫酸鋼、十六烷基Ξ甲基漠化錠、TritonX系列和吐溫系列表面活性劑中的一種或幾 種。
[0020] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置及濃縮廢氣的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有 益效果：
[0021] 本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置利用多孔中空纖維膜管制成膜管組件，形成液體 吸附劑的吸附載體，為一個獨(dú)立的吸附單元，使液體吸附劑在膜管表面或膜管之間形成液 膜，膜管組件可重復(fù)使用，且損耗極小，使用壽命長，同時由于膜管數(shù)量較多，即使少數(shù)出現(xiàn) 破損，也不影響液膜的形成，在一定程度上延長了整個設(shè)備的使用壽命；由于膜管單獨(dú)設(shè) 置，當(dāng)膜管出現(xiàn)嚴(yán)重破損時，僅更換破損膜管即可，操作方便，降低了維修成本。本發(fā)明利用 循環(huán)累使液體吸附劑在膜管組件中循環(huán)流動，形成的液膜連續(xù)不間斷，大大提高了對有機(jī) 污染物的吸附效率。本發(fā)明在膜管組件右側(cè)設(shè)置有除霧擋板，使得吸附凈化后的氣體直接 通過除霧擋板除去氣體中的液滴，完成進(jìn)一步凈化后直接排放至大氣，對廢氣中的VOCs的 去除效率可W高達(dá)95%W上。本發(fā)明可W根據(jù)處理廢氣的濃度和處理量的不同，設(shè)置多個 膜管組件串聯(lián)或并聯(lián)連接，提高吸附效率，增大裝置處理量，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
[002引本發(fā)明將各個管道處設(shè)置的電磁閥和VOCs在線監(jiān)測儀均與PLC控制系統(tǒng)相連，使 得整個過程可W實(shí)現(xiàn)自動化控制和實(shí)時監(jiān)測，使得整個操作更加便捷。
[0023] 本發(fā)明濃縮廢氣的方法利用液體吸附劑在重力作用下自動流經(jīng)多孔中空纖維膜 管，在膜管表面與膜管之間形成連續(xù)層疊的液膜，當(dāng)廢氣通過時，與液膜直接接觸，液膜吸 附有機(jī)污染物后落入下液池中進(jìn)行循環(huán)，整個吸附過程不受環(huán)境因素影響，與活性炭吸附 相比，不受廢氣成分限制，使用范圍廣，效果穩(wěn)定，操作過程安全無隱患。本發(fā)明選用有機(jī)溶 劑、表面活性劑體系或微乳液體系中的一種為液體吸附劑，大多數(shù)有機(jī)溶劑的吸附能力較 強(qiáng)，對VOCs的吸附量最高可W達(dá)到21〇111旨/1^，本發(fā)明同時研發(fā)了表面活性劑體系和微乳液 體系，使用水代替部分或全部有機(jī)溶劑，同時加入表面活性劑等物質(zhì)，增加了液體吸附劑的 穩(wěn)定性，降低了其制備成本，每升吸附劑約節(jié)約成本500元左右。每個吸附單元使用Ξ類等 體積的液體吸附劑可處理的廢氣量在8000-10000NmVh之間，與現(xiàn)有技術(shù)相比，相同廢氣處 理量，本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)可節(jié)約成本100萬元/年。本發(fā)明在廢氣吸附的過程中，充分利用 了吸附劑與廢氣本身的性質(zhì)，減少了更多處理設(shè)備的應(yīng)用，減少了燃?xì)獾饶茉吹南?，與現(xiàn) 有技術(shù)相比，處理同等批量的廢氣，平均可節(jié)省90%燃?xì)庀?，同時減少了燃?xì)庀奈矚獾?排放。
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置及液體吸附介質(zhì)作進(jìn)一步說 明。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為膜管組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明濃縮有機(jī)廢氣的吸附裝置包括箱體1、擋板31、膜管組件、循環(huán) 累5、除霧擋板6、VOCs在線監(jiān)測儀7和PLC控制系統(tǒng)，箱體1為長方體，箱體1采用不誘鋼、 鍛鋒鋼或鍛侶鋼材質(zhì)制成，箱體下段為下液池2,下液池2左側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液口，進(jìn)液口 通過第一管道11依次與高壓累12和液體吸附劑儲池連通，下液池右側(cè)壁與箱體底面相切 處開設(shè)有出液口，出液口通過第二管道13與脫附塔連通，第一管道11與第二管道13上分 另Ij串聯(lián)第一電磁閥81和第二電磁閥82，第一電磁閥81和第二電磁閥82分別與PLC控制系 統(tǒng)連通，下液池2左側(cè)壁設(shè)有液位觀察窗口 21，下液池2下部設(shè)有循環(huán)液出口，循環(huán)液出口 通過循環(huán)累5與箱體頂部的循環(huán)液進(jìn)口連通，箱體1上段內(nèi)側(cè)壁上焊接固定有擋板31，擋板 下方設(shè)置限位條33,限位條33底端設(shè)有凸禪，擋板31、限位條33和凸禪一體制成，擋板上 方形成上液池3,擋板31下方為廢氣吸附腔，擋板上均勻開設(shè)多個通孔32,開設(shè)通孔32的 范圍與擋板下方廢氣吸附腔內(nèi)的吸附工作區(qū)的位置相對應(yīng)，擋板31采用不誘鋼、鍛鋒鋼或 鍛侶鋼材質(zhì)制成，廢氣吸附腔左側(cè)為吸附工作區(qū)，右側(cè)為除霧區(qū)，箱體左側(cè)壁上的吸附工作 區(qū)中部設(shè)有進(jìn)氣口，直接與廢氣輸送管道連通，廢氣輸送管道上串聯(lián)有第Ξ電磁閥83,第Ξ電磁閥83與PLC控制系統(tǒng)連通，吸附工作區(qū)中設(shè)有膜管組件，一套膜管組件為一個吸附單 元，膜管組件包括膜管41、支架42和支架底座43,支架底座43W焊接或螺栓連接固定于箱 體底板或箱體側(cè)壁上，支架42W焊接或螺栓連接固定于支架底座上，支架42高度不低于下 液池內(nèi)的液面高度，支架42寬度與箱體內(nèi)腔寬度相等，如圖2所示，支架42包括框架44、 上限位板45和下限位板46,上限位板45和下限位板46與框架44焊接固定，框架44左側(cè) 上邊框設(shè)有凹槽48,與擋板31下的凸禪位置對應(yīng)，凸禪可沿凹槽48前后滑動，上限位板與 下限位板在豎直方向?qū)?yīng)位置上均勻開設(shè)多個限位孔47,限位孔47內(nèi)豎直插入膜管41，膜 管41為多孔中空纖維膜管，膜管直徑不小于限位孔的孔徑，膜管直徑為2-7mm，膜管長度為 l-2m，膜管的數(shù)量為500-10000根，除霧區(qū)設(shè)置有除霧擋板6,箱體右側(cè)壁上的除霧區(qū)頂部 設(shè)有出氣口，出氣口下方的箱體