一种车间有机废气回收处理系统及回收处理方法与流程

1.本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种车间有机废气回收处理系统及回收处理方法。


背景技术：

2.化工生产行业中，车间产生的有机废气主要包括烃类化合物、苯及苯系化合物、醇类、酮类、酚类、酯类、胺类、氰类等有机气体化合物，这些有机废气大多具有毒性，对车间操作人员的人体健康危害极大，如果直接排放至空气中，也会造成极大的环境污染问题，因此必须对车间有机废气进行回收处理。
3.当前有机废气回收处理技术中，其基本原理都是采用活性炭吸附，然后进行脱附冷凝回收溶剂，这种回收处理技术会产生大量的活性炭危废，危废处理难度大，费用高，容易造成二次污染，达不到真正的废气处理效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种车间有机废气回收处理系统及回收处理方法，以解决背景技术中提出的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明公开了一种车间有机废气回收处理系统，包括依次连接的废气浓缩装置、除水装置、常温冷却器、四通换热器、低温冷却器和有机溶剂储罐；车间有机废气管道与废气浓缩装置相连，废气浓缩装置中设有脱附区、吸附区和冷却区，脱附区与除水装置的进口相连；
6.其中，废弃浓缩装置由不可燃材料制成，可进行空气加热有机废气，具有良好的废气处理效果，同时安全可靠，可循环再生使用；
7.四通换热器位于常温冷却器和低温冷却器之间，通过热量交换发挥作用，主要是利用低温冷却器出来的低温气体，对从常温冷却器出来的气体进行热交换，使常温气体进行提前降温，以达到节能的效果。
8.四通换热器包括两个进口和两个出口，两个进口分别为第一气体介质进口和第二气体介质进口，两个出口分别为第一气体介质出口和第二气体介质出口；低温冷却器包括一个进口和两个出口，两个出口分别为气体出口和液体出口；
9.除水装置的出口与常温冷却器的进口相连；常温冷却器的出口与四通换热器的第一气体介质进口相连，四通换热器的第一气体介质出口与低温冷却器的进口相连，四通换热器的第二气体介质出口与废气浓缩装置中的冷却区相连，低温冷却器的气体出口与四通换热器的第二气体介质进口相连，低温冷却器的液体出口与有机溶剂储罐相连。
10.进一步地，在四通换热器的底部设有废液出口，废液出口与有机溶剂储罐相连。
11.进一步地，所述除水装置包括并列设置的n台除水装置，n台除水装置的进口处和出口处分别设置有阀门，n≧2。
12.进一步地，所述n＝2。
13.进一步地，所述车间有机废气回收处理系统中设有水分检测仪和plc，水分检测仪分别与两台除水装置相连，plc分别与水分检测仪、以及两台除水装置进口和出口处的阀门相连。水分检测仪可实时监测除水装置中的水分含量，当水分含量饱和后，切换备用除水装置，可以提高除水效果。
14.进一步地，所述车间有机废气回收处理系统中设有温度传感器和plc，温度传感器分别与两台除水装置相连，plc分别与温度传感器、以及两台除水装置进口和出口处的阀门相连。因为除水装置在除水过程中具有放热效应，可根据除水装置内的温度变化判断是否需要对除水装置进行切换使用。
15.进一步地，所述常温冷却器的操作压力为常压；所述四通换热器的操作压力为常压。
16.进一步地，所述低温冷却器的操作压力为常压，操作温度为
‑
80℃至
‑
20℃。
17.进一步地，所述低温冷却器的操作压力为常压，操作温度为
‑
40℃。
18.本发明的车间有机废气回收处理可处理车间有机废气中最常见的vocs，vocs在常温下为液态，无自聚，沸点低于200℃。
19.本发明同时要求保护一种车间有机废气回收处理方法，使用上述车间有机废气回收处理系统，包括如下步骤：
20.(1)车间有机废气通过废气管道进入废气浓缩装置中，首先进入废气浓缩装置中的吸附区内，在吸附区内经过吸附处理后，达标废气直接排放；
21.(2)吸附区经一段时间吸附饱和后，废气浓缩装置转动，进入脱附区，脱附出来的高浓度有机废气进入除水装置中；
22.(3)经过除水装置进行除水处理后的废气进入常温冷却器中，待废气降至常温后通过第一气体介质进口进入四通换热器中；
23.(4)进入四通换热器中的常温废气经过热交换后被冷却，冷却后的废气通过第一气体介质出口进入低温冷却器中；
24.(5)步骤(4)中进入低温冷却器中的废气一部分被冷凝为液体，通过液体出口进入有机溶剂储罐中，未冷凝为液体的废气依次经过气体出口和四通换热器的第二气体进口进入四通换热器中；
25.(6)步骤(5)中的由低温冷却器输出的经过第二介质进口进入四通换热器中的低温废气，与由常温冷却器中输出的经过第一气体介质进口进入四通换热器中的常温废气进行热交换，热交换后被冷却的废气通过第一气体介质出口进入低温冷却器中，热交换后被加热的废气通过第二气体介质出口进入废气浓缩装置的冷却区中；
26.(7)步骤(6)中进入废气浓缩装置的冷却区中的废气经冷却后，与新输入的车间有机废气一起通过废气浓缩装置的吸附区中，再次进行吸附处理，达到排放标准后即可进行排放，吸附区吸附饱和后，废气浓缩装置转动，进入脱附区，脱附区进行脱附，然后循环进行除水、换热和冷却处理。
27.本发明中，常温冷却器中通过第一气体介质进口进入四通换热器中的气体，以及低温冷却器中通过第二气体介质进口进入四通换热器中的气体，分别进入四通换热器的不同气体管路中，自常温冷却器中排出的气体温度为20
‑
30℃，而自低温冷却器中输出的气体温度在
‑
30℃至
‑
40℃左右，因此在四通换热器中，自低温冷却器中进入的气体可对自常温
冷却器中进入的气体进行提前预冷处理。
28.如此一来会有更多的气体在四通换热器中直接冷凝为液体进入有机溶剂储罐中；并且降低了四通换热器中气体的温度，也降低了自四通换热器进入低温冷却器以及废气浓缩装置的冷却区中的气体温度，节省了四通换热器、低温冷却器以及废气浓缩装置为降低气体温度而消耗的能源，具有节约能源的优势。
29.与现有技术相比，本发明的有机废气回收处理系统及回收处理方法具有如下优点：
30.(1)本发明的有机废气回收处理系统及回收处理方法中，无需使用活性炭，没有危废产生，浓缩完的废气直接进行冷凝回收溶剂，运行成本低，显现了较好的经济价值和社会效益。
31.(2)本发明的有机废气回收处理系统及回收处理方法中，采用低温处理工艺，可以有效抑制部分有机气体受热分解的问题。
32.(3)本发明中，自低温冷却器中排出的气体再次进入四通换热器中，可对四通换热器中的气体进行提前预冷，节省了该处理系统为降低气体温度而消耗的能源，具有节约能源的优势。
33.(3)本发明的有机废气回收处理系统及回收处理方法，适用范围广，对于无法采用燃烧法处理的有机废气、以及不可加热的有机废气，均具有优异的回收处理效果。
34.(4)本发明的有机废气回收处理系统及回收处理方法无需使用大量活性炭进行吸附，不会产生危废，无二次污染。
附图说明
35.图1是本发明中车间有机废气回收处理系统的结构示意图。
36.其中：1
‑
废气浓缩装置；11
‑
脱附区；12
‑
吸附区；13
‑
冷却区；2
‑
除水装置；21
‑
第一除水装置；22
‑
第二除水装置；3
‑
常温冷却器；4
‑
四通换热器；5
‑
低温冷却器；6
‑
有机溶剂储罐；7
‑
在线水分检测仪；8
‑
plc。
具体实施方式
37.下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本发明的技术方案。
38.实施例1
39.如图1所示，为实施例1中车间有机废气回收处理系统的结构示意图。
40.车间有机废气回收处理系统包括依次连接的废气浓缩装置1、除水装置2、常温冷却器3、四通换热器4、低温冷却器5和有机溶剂储罐6；车间有机废气管道与废气浓缩装置1相连，废气浓缩装置中设有脱附区11、吸附区12和冷却区13，脱附区11与除水装置2的进口相连；除水装置2的出口与常温冷却器3的进口相连；
41.其中除水装置2包括并列设置的两台除水装置，分别为第一除水装置21和第二除水装置22，两台除水装置2中一台使用，一台备用，两台除水装置2的进口处和出口处分别设置有阀门。该车间有机废气回收处理系统中还设有水分检测仪和plc8，具体地，水分检测仪为在线水分检测仪7，在线水分检测仪7分别与两台除水装置2相连，plc8分别与在线水分检测仪7、以及两台除水装置2进口和出口处的阀门相连。
42.系统工作过程中，设定第一除水装置21正在使用，第二除水装置22在备用中，在线水分检测仪7实时监测使用中的第一除水装置21中的水分含量，并将水分含量数据实时反馈给plc8，当水分含量达到设定值后，plc8控制设置在两台除水装置2进口和出口处的阀门进行切换，废气即进入第二除水装置22中进行除水处理；同样地，当第二除水装置22中的水分含量达到设定之后，plc8控制阀门切换，使用第一除水装置21对废气进行除水处理。
43.当第一除水装置21或第二除水装置22吸水饱和后，需要对其进行脱水处理，对第一除水装置21或第二除水装置22进行加热，使其吸附的水分蒸发并以水蒸气的形式排放到空气中。
44.脱水处理过程中可对第一除水装置21或第二除水装置22采用水分检测仪监测其中的水分含量，当水分含量降低至设定值后，停止加热，脱水处理完毕，这种脱水处理方法进行的脱水过程更彻底；同时，脱水处理过程中还可提前设定好加热时间，当对第一除水装置21或第二除水装置22加热达到设定时间后，停止加热，脱水处理完毕，这种方法脱水处理方法对操作经验依赖性强，可能存在脱水不彻底的情形。实际生产中，可将两种脱水方法结合使用，以实现更好的脱水效果。
45.通过在线水分检测仪7实时监测除水装置2中的水分含量，并通过plc8切换使用不同的除水装置，可以达到更好的除水效果。
46.四通换热器4包括两个进口和两个出口，两个进口分别为第一气体介质进口和第二气体介质进口，两个出口分别为第一气体介质出口和第二气体介质出口；低温冷却器5包括一个进口和两个出口，两个出口分别为气体出口和液体出口；
47.常温冷却器3的出口与四通换热器4的第一气体介质进口相连，四通换热器4的第一气体介质出口与低温冷却器5的进口相连，四通换热器4的第二气体介质出口与废气浓缩装置1中的冷却区13相连，低温冷却器5的气体出口与四通换热器4的第二气体进口相连；
48.在四通换热器4的底部设有废液出口，废液出口与有机溶剂储罐6相连，低温冷却器5的液体出口也与有机溶剂储罐6相连；
49.常温冷却器3的操作压力为常压；四通换热器4的操作压力为常压；低温冷却器5的操作压力为常压，操作温度为
‑
40℃。
50.采用该实施例1中的车间有机废气回收处理系统进行车间有机废气回收处理时，回收处理方法包括如下步骤：
51.(1)车间有机废气通过废气管道进入废气浓缩装置1中，首先进入废气浓缩装置1中的吸附区12内，在吸附区12内经过吸附处理后，废气达标排放；
52.(2)吸附区12经一段时间吸附饱和后，废气浓缩装置1转动，进入脱附区11，脱附出来的高浓度有机废气进入除水装置2中；
53.(3)经过除水装置2进行除水处理后的废气进入常温冷却器3中，待废气降至常温后通过第一气体介质进口进入四通换热器4中；
54.(4)进入四通换热器4中的常温废气经过热交换后被冷却，冷却后的废气通过第一气体介质出口进入低温冷却器5中；
55.(5)步骤(4)中进入低温冷却器5中的废气一部分被冷凝为液体，通过液体出口进入有机溶剂储罐6中，未冷凝为液体的废气依次经过气体出口和四通换热器的第二气体进口进入四通换热器4中；
56.(6)步骤(5)中的由低温冷却器5输出的经过第二介质进口进入四通换热器4中的低温废气，与由常温冷却器3中输出的经过第一气体介质进口进入四通换热器4中的常温废气进行热交换，热交换后被冷却的废气通过第一气体介质出口进入低温冷却器5中，热交换后被加热的废气通过第二气体介质出口进入废气浓缩装置1的冷却区13中；
57.(7)步骤(6)中进入废气浓缩装置1的冷却区13中的废气经冷却后，与新输入的车间有机废气一起通过废气浓缩装置1的吸附区12中，再次进行吸附处理，达到排放标准后即可进行排放，吸附区12吸附饱和后，废气浓缩装置转动，进入脱附区11，脱附区11进行脱附，然后循环进行除水、换热和冷却处理。
58.有机废气经过上述步骤(1)
‑
(7)的循环多次处理，直至废气达到排放标准可排放至大气中；或者冷凝变成液体进入有机溶剂储罐6中，可实现有机溶剂的回收。
59.该实施例1中的车间有机废气回收处理系统可处理的有机废气种类有乙酸乙酯、乙醇、丁酮、甲基环己烷、异丙醇、丙酯、甲苯、丁酯等，最大处理浓度可达1000ppm，处理效率可达99％，排放的废气中非甲烷总烃含量在40mg/m3以下。
60.实施例2
61.该实施例2中的车间有机废气回收处理系统与实施例1的结构基本相同，不同之处仅在在线水分检测仪7替换为温度传感器，温度传感器可实时监测除水装置中的温度及温度变化，当温度变化达到设定值后，plc控制设置在两台除水装置进口和出口处的阀门进行切换，以提高除水效果。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。