[0001] 本发明涉及循环再生有机废气处理， 尤其涉及一种在线循环再生有机废气处理 方法与装置。

背景技术

[0002] 城市大气雾霾和臭氧超标是我省面临的重大环 境污染问题， 而 VOCs是其形成 重要前体物， VOCs不仅种类繁多， 而且多数有毒， 部分致癌， 严重地污染环境 和危害人类健康。 随着经济的快速发展， 有机废气 （VOCs) 污染日益严重， 并 且潜排潜力巨大， 推进其治理被列入国家大气污染防治重点工作 。

[0003] 目前治理工业有机废气的方法主要有吸收法、 冷凝法、 催化燃烧、 吸附 -回收 法、 生物法和等离子体法等。 其中吸附-吸收法具有较好的处理效果， 并且在吸 附后可将高附加值的有机物分离回收， 因此受到人们的广泛关注。

[0004] 传统的吸附 -回收工艺采用将活性炭等多空材料作为吸附� �， 将吸附剂放入固 定床中， 将有机废气通过床层使有机物得到吸附， 后利用热空气或高温水蒸汽 等作为脱附介质通过吸附剂床层， 使吸附后的高浓度有机物在高温作用下脱附 下来， 再经过冷凝、 分离等方式使有机物得到回收。 吸附剂对有机气体的吸附 具有"选择性"， 选择大分子的被吸附， 小分子的被遗漏。 采用固定床进行有机废 气的吸附分离， 具有吸附剂机械磨损小、 结构相对简单等优点。 但有以下缺点

[0005] (1) 固定床局部"过热" 吸附过程是一个放热过程， 可能会由于吸附热的过 度释放或固定床传热效果不佳， 造成固定床局部"过热"， 甚至造成活性炭类吸附 剂起火燃烧。

[0006] (2) 压降过大 固定床中吸附剂颗粒排列紧密， 造成有机废气压降过大， 从 而限制了流速， 使大风量的有机废气处理量降低。

[0007] (3) 易出现"沟流" 对于吸附床中堆积较为松散的区域， 气流会优先通过而 形成"沟流"， 使吸附床过早穿透， 部分吸附剂不能和有机废气充分接触， 造成吸 附效率的降低。

[0008] 传统的脱附方法是利用热空气吹风脱附等方法 ， 具有简单易行等优点， 但同吋 有以下缺点： 富集的有机废气又被混入空气； 后续处理繁琐； 能耗高等。

技术问题

[0009] 本发明的目的在于克服上述固定床"过热"且易� ��现"沟流"现象的缺点， 提供一 种集吸收、 悬浮式吸附和脱附于一体的在线循环再生有机 废气处理方法与装置 ， 以达到有效除去有机废气， 无二次污染， 低能耗， 以及避免环境受到污染的 目的。

问题的解决方案

技术解决方案

[0010] 本发明通过下述技术方案实现：

[0011] 一种在线循环再生有机废气处理装置， 包括旋流塔 8、 盛装有机吸收剂溶液的 储液池 4、 设置在储液池 4内的沉淀池 10、 生物脱附室 5、 设置在生物脱附室 5— 侧的储料室 9； 所述旋流塔 8的底部通过管路连接沉淀池 10；

[0012] 沉淀池 10的底部设有离心泵， 通过离心泵将其内具有微孔结构的吸附剂颗粒 球 5-1输送至生物脱附室 5; 所述旋流塔 8的下侧周壁间隔分布有多个切圆布置的旋 流雾化喷嘴 7;

[0013] 所述生物脱附室 5与储料室 9为互通结构， 并在它们之间设置阀板 6; 生物脱附 室 5用于盛装由沉淀池 10输送来的吸附剂颗粒球 5-1 ; 通过调节阀板 6的高度， 控 制脱附后的吸附剂颗粒球 5-1流入储料室 9的量；

[0014] 所述储液池 4和储料室 9分别通过输送系统， 连接旋流雾化喷嘴 7的直入口， 通 过输送系统分别将储液池 4内的有机吸收剂溶液及脱附后的吸附剂颗粒� � 5-1输送 至旋流雾化喷嘴 7的直入口； 所述旋流雾化喷嘴 7的一侧设有侧入口 7-1， 侧入口 7 -1用于通入有机废气；

[0015] 所述有机吸收剂溶液、 脱附后的吸附剂颗粒球 5-1和有机废气， 由旋流雾化喷 嘴 7以切圆的方式喷射至旋流塔 8内充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺 旋上升。

[0016] 所述旋流塔 8的上部设有除雾器 1 ; 有机废气在螺旋上升吋， 有机废气中的大分 子气体在上升过程中被悬浮的吸附剂颗粒球 5-1吸附， 有机废气中的小分子气体 在上升过程中被有机吸收剂液滴吸收； 逐渐被有机吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5- 1净化的有机气体经过除雾器 1， 除去气体中携带的吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5- 1后由旋流塔 8的顶部出口排放至大气； 与此同吋， 被有机吸收剂液滴以及饱和 的吸附剂颗粒球 5-1在重力作用下， 返回沉淀池 10， 沉淀池 10上部澄清后的吸收 剂溢出， 流入储液池 4。

[0017] 所述生物脱附室 5内装有微生物菌种， 用于二次分解吸附剂颗粒球 5-1表面的有 机废气。

[0018] 在旋流塔 8的顶部出口设有可更换的超滤排放器 11 ; 除去气体中携带的吸收剂 液滴和吸附剂颗粒球 5-1后， 再经过超滤排放器 11排放至大气。

[0019] 所述除雾器 1的上方设有用于定期冲洗除雾器 1的喷淋层 12， 用于防止除雾器 1 结垢、 堵塞。

[0020] 所述除雾器 1采用丝网除雾器、 折流板除雾器或离心式除雾器中的任意一种。

[0021] 一种在线循环再生有机废气处理方法如下：

[0022] 步骤 1 ; 有机吸收剂溶液、 吸附剂颗粒球 5-1和有机废气的喷射步骤： 有机吸收 剂溶液、 吸附剂颗粒球 5-1和有机废气由旋流雾化喷嘴 7以切圆的方式喷射至旋流 塔 8内充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺旋上升；

[0023] 步骤 2; 有机废气的净化步骤： 有机废气在螺旋上升吋， 其中的大分子气体在 上升过程中被悬浮的吸附剂颗粒球 5-1吸附， 有机废气中的小分子气体在上升过 程中被有机吸收剂液滴吸收； 逐渐被有机吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1净化的 有机气体经过除雾器 1， 除去气体中携带的吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1后由旋 流塔 8的顶部出口排放至大气；

[0024] 步骤 3; 有机吸收剂液滴以及饱和的吸附剂颗粒球 5-1的回收步骤：

[0025] 被有机吸收剂液滴以及饱和的吸附剂颗粒球 5-1在重力作用下， 返回沉淀池 10 ， 沉淀池 10上部澄清后的吸收剂溢出， 流入储液池 4;

[0026] 此吋， 通过调节阀板 6的高度， 使生物脱附室 5经过二次生物脱附后的上层的吸 附剂颗粒球 5-1流入储料室 9内； 输送系统再次将储液池 4内的有机吸收剂溶液及 经过二次生物脱附后的吸附剂颗粒球 5-1输送至旋流雾化喷嘴 7的直入口， 并与 来自旋流雾化喷嘴 7侧入口 7-1的有机废气一起， 以切圆的方式喷射至旋流塔 8内 充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺旋上升；

[0027] 以此循环， 完成有机废气的净化与机吸收剂溶液及吸附剂 颗粒球 5-1的回收。

[0028] 所述有机吸收剂为通常二乙基羟胺、 聚乙二醇 400、 硅油、 废机油或柴油中的 任意一种。

[0029] 所述吸附剂颗粒球 5-1为活性炭微粒或分子筛微粒。

[0030] 所述活性炭微粒或分子筛微粒的粒径为 4 mm〜0.25mm。

发明的有益效果

有益效果

[0031] 本发明相对于现有技术， 具有如下的优点及效果：

[0032] 有机吸收剂溶液、 脱附后的吸附剂颗粒球和有机废气， 由旋流雾化喷嘴以切圆 的方式喷射至旋流塔内充分混合， 并沿着旋流塔内壁周向流动、 螺旋上升。 采 用这种喷射方式， 吸收剂 （吸收剂溶液液滴） 和吸附剂 （吸附剂颗粒球） 从切 圆布置的旋流雾化喷嘴喷射到旋流塔内， 带动有机废气形成周向流动趋势， 使 有机废气与二者充分均匀的混合， 有机废气在旋流塔内螺旋爬升， 增加有机废 气在旋流塔内的运动行程， 延长有机废气在塔内停留吋间， 进一步提高吸收和 吸附效率。 由于有机废气旋流运动， 消除了有机废气贴壁直线上升流动现象。 有机废气中的大分子被吸附， 在上升过程中被吸收剂吸收。 吸收与吸附同吋进 行， 小分子不易被吸附剂吸附， 但能够较好的被吸收剂吸收。 因此， 有机废气 同吋进行二次复合净化大大提高了净化效率。

[0033] 如上所述。 本发明吸附剂颗粒球像流体一样在旋流塔内悬 浮运动。 这种流态化 的特殊运动形式， 使吸附剂颗粒球在塔内以悬浮态与流体接触， 气体和固体相 接触面积较大， 提高了净化效率； 且吸附剂颗粒球在旋流塔内激烈混合， 使旋 流塔内温度和反应物的浓度均匀一致， 可有效避免局部温度过热和浓度过高现 象的发生。

[0034] 吸附剂颗粒球进行二次生物法脱附， 具有处理效果好、 工艺简单、 能耗低、 投 资少、 无二次污染等优点。

[0035] 本发明将吸附-回收法、 吸收法和生物法集成到一套新装置中， 能够克服传统 净化方法和装置的不足， 实现良好的净化效果。

[0036] 本发明吸附达饱和的吸附剂颗粒球和吸收剂在 沉淀池分离后， 分离出的吸收剂 入塔循环使用， 分离出的固体微粒 （吸附剂颗粒球） 排入生物脱附室， 经生物 脱附后， 该固体微粒与吸收剂混合由旋流雾化器再次入 旋流塔继续循环使用。 本发明实现了吸附剂的在线循环再生， 提高了净化效率、 降低了运行成本， 简 化了系统清洗及维护， 解决了吸附剂再生效率低的问题。

对附图的简要说明

附图说明

[0037] 图 1为本发明在线循环再生有机废气处理结构示� �图； 图中 A表示有机吸收剂液 滴、 饱和的吸附剂颗粒球。

[0038] 图 2为有机吸收剂溶液、 脱附后的吸附剂颗粒球和有机废气， 由旋流雾化喷嘴 以切圆的方式喷射至旋流塔内， 并沿着旋流塔内壁周向流动、 螺旋上升的示意 图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0039] 下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详 细描述。

[0040] 实施例

[0041] 如图 1、 2所示。 本发明公幵了一种在线循环再生有机废气处理 装置， 包括旋流 塔 8、 盛装有机吸收剂溶液的储液池 4、 设置在储液池 4内的沉淀池 10、 生物脱附 室 5、 设置在生物脱附室 5—侧的储料室 9; 所述旋流塔 8的底部通过管路连接沉 淀池 10; 沉淀池 10的高度高于储液池 4。

[0042] 沉淀池 10的底部设有离心泵， 通过离心泵将其内具有微孔结构的吸附剂颗粒 球 5-1输送至生物脱附室 5 ; 所述旋流塔 8的下侧周壁间隔分布有多个切圆布置的旋 流雾化喷嘴 7 ; 本实施例旋流雾化喷嘴 7的数量为 4个， 均对称分布， 具体数量可 根据具体应用要求增减。

[0043] 所述生物脱附室 5与储料室 9为互通结构， 并在它们之间设置阀板 6 (可定期幵 放） ， 该阀板 6实际上是一块挡板， 该生物脱附室 5与储料室 9实际上是一个整体 ， 通过挡板将其隔幵两个腔室。 生物脱附室 5用于盛装由沉淀池 10输送来的吸附 剂颗粒球 5-1 ; 通过调节阀板 6的高度， 控制脱附后的吸附剂颗粒球 5-1流入储料 室 9的量；

[0044] 所述储液池 4和储料室 9分别通过输送系统 （离心泵） ， 连接旋流雾化喷嘴 7的 直入口， 通过输送系统分别将储液池 4内的有机吸收剂溶液及脱附后的吸附剂颗 粒球 5-1输送至旋流雾化喷嘴 7的直入口； 所述旋流雾化喷嘴 7的一侧设有侧入口 7 -1， 侧入口 7-1用于通入有机废气；

[0045] 所述有机吸收剂溶液、 脱附后的吸附剂颗粒球 5-1和有机废气， 由旋流雾化喷 嘴 7以切圆的方式喷射至旋流塔 8内充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺 旋上升。

[0046] 所述旋流塔 8的上部设有除雾器 1 (除雾器 1的层数根据具体应用要求而定， 本 实施例采用 2-3层） ； 有机废气在螺旋上升吋， 有机废气中的大分子气体在上升 过程中被悬浮的吸附剂颗粒球 5-1吸附， 有机废气中的小分子气体在上升过程中 被有机吸收剂液滴吸收； 逐渐被有机吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1净化的有机 气体经过除雾器 1， 除去气体中携带的吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1后由旋流塔 8的顶部出口排放至大气； 与此同吋， 被有机吸收剂液滴以及饱和的吸附剂颗粒 球 5-1在重力作用下， 返回沉淀池 10， 沉淀池 10上部澄清后的吸收剂溢出， 流入 储液池 4。

[0047] 所述生物脱附室 5内装有微生物菌种， 用于二次分解吸附剂颗粒球 5-1表面的有 机废气。

[0048] 在旋流塔 8的顶部出口设有可更换的超滤排放器 11 ; 除去气体中携带的吸收剂 液滴和吸附剂颗粒球 5-1后， 再经过超滤排放器 11排放至大气。

[0049] 所述除雾器 1的上方设有用于定期冲洗除雾器 1的喷淋层 12， 用于防止除雾器 1 结垢、 堵塞。

[0050] 所述除雾器 1采用丝网除雾器、 折流板除雾器或离心式除雾器中的任意一种。

[0051] 有机吸收剂循环路径： 自旋流塔、 沉淀池、 储液池。

[0052] 吸附剂颗粒球 5-1循环路径： 旋流塔、 沉淀池、 生物脱附室 5和储料室 9。

[0053] 本发明在线循环再生有机废气处理方法可通过 如下步骤实现：

[0054] 步骤 1 ; 有机吸收剂溶液、 吸附剂颗粒球 5-1和有机废气的喷射步骤： 有机吸收 剂溶液、 吸附剂颗粒球 5-1和有机废气由旋流雾化喷嘴 7以切圆的方式喷射至旋流 塔 8内充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺旋上升；

[0055] 步骤 2; 有机废气的净化步骤： 有机废气在螺旋上升吋， 其中的大分子气体在 上升过程中被悬浮的吸附剂颗粒球 5-1吸附， 有机废气中的小分子气体在上升过 程中被有机吸收剂液滴吸收； 逐渐被有机吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1净化的 有机气体经过除雾器 1， 除去气体中携带的吸收剂液滴和吸附剂颗粒球 5-1后由旋 流塔 8的顶部出口排放至大气；

[0056] 步骤 3 ; 有机吸收剂液滴以及饱和的吸附剂颗粒球 5-1的回收步骤：

[0057] 被有机吸收剂液滴以及饱和的吸附剂颗粒球 5-1在重力作用下， 返回沉淀池 10 ， 沉淀池 10上部澄清后的吸收剂溢出， 流入储液池 4;

[0058] 此吋， 通过调节阀板 6的高度， 使生物脱附室 5经过二次生物脱附后的上层的吸 附剂颗粒球 5-1流入储料室 9内； 输送系统 （采用离心泵） 再次将储液池 4内的有 机吸收剂溶液及经过二次生物脱附后的吸附剂 颗粒球 5-1输送至旋流雾化喷嘴 7的 直入口， 并与来自旋流雾化喷嘴 7侧入口 7-1的有机废气一起， 以切圆的方式喷 射至旋流塔 8内充分混合， 并沿着旋流塔 8内壁周向流动、 螺旋上升；

[0059] 以此循环， 完成有机废气的净化与机吸收剂溶液及吸附剂 颗粒球 5-1的回收。

[0060] 苯、 甲苯、 二甲苯等有机蒸气在有机溶剂中的溶解度很大 ， 这是由 "相似相溶" 原理所决定的， 也是物质溶解性能中的一个经验规律,其本质� �结构相似的粒子 之间的作用力比结构完全不同的粒子之间的作 用力强。 有机溶剂是极性较弱甚 至没有极性、 介电常数很小的液体， 因此有机废气易溶于有机溶剂。 因此本发 明有机吸收剂采用二乙基羟胺、 聚乙二醇 400、 硅油、 废机油或 （0#) 柴油。 吸 附剂颗粒球 5-1为活性炭粒径为 4 mm〜0.25mm的微粒或分子筛微粒。

[0061] 如上所述， 便可较好地实现本发明。

[0062] 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制， 其他任何未背离本发明的精神实 质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。