脱附再生装置的制作方法

1.本技术涉及脱附再生技术领域，尤其涉及一种脱附再生装置。


背景技术：

2.随着科技水平的发展，在工业生产过程中不可避免的会产生大量有机废气，有机废气直接排放到大气中会造成环境污染。因此在实际生产过程中，一般是通过活性炭等吸附剂对产生的有机废气进行吸附回收。但每种吸附剂都存在饱和吸附极限，当到达饱和吸附极限时，吸附剂将无法继续吸附有机废气，此时需要更换新的吸附剂来继续吸附。而对于已吸附饱和的吸附剂，可以通过脱附再生的工艺使得有机废气从吸附剂中“脱附”，使吸附剂能够“再生”，从而再次投入吸附使用。
3.然而，目前的脱附再生设备存在加热不均匀、脱附效果差、浪费大量的能源、成本高的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于：提供一种脱附再生装置，其能够解决现有技术中存在的上述问题。
5.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
6.提供一种脱附再生装置，包括：
7.第一壳体，具有第一容纳腔，所述第一容纳腔的腔壁间隔开设有进料口和排气口；
8.第二壳体，具有第二容纳腔，所述第二容纳腔的腔壁开设有出料口；
9.换热模块，包括腔体和多个换热管，所述换热管贯穿所述腔体，且所述换热管与所述腔体连接的位置位于所述腔体的两端，所述换热管的两端分别连通至所述第一容纳腔和所述第二容纳腔，所述腔体的腔壁分别开设有媒介输入管和媒介输出管，所述媒介输入管用于输入换热媒介至所述腔体，所述媒介输出管用于输出换热后的所述换热媒介；
10.扰动模块，包括多个导气管，所述导气管的进气端设置于所述第二壳体外，所述导气管的出气端对应于每个所述换热管，从所述进气端通入气体进入所述换热管，以扰动所述换热管内的吸附剂；
11.所述进料口输入的吸附剂进入所述换热管与所述腔体中的所述换热媒介进行热交换后脱附分离出有机气体，所述排气口用于输出所述有机气体，所述出料口用于输出再生后的所述吸附剂。
12.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述腔体内设置有导流板，所述导流板用于改变并延长所述换热媒介在所述腔体内的流动路径。
13.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述导流板的数量为至少两个，所述导流板之间平行设置，相邻两个所述导流板分别设置于所述腔体的两侧。
14.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述出料口连接有出料管，所述扰动模块还包括：
15.输气管，连通于所述出料管，所述输气管用于通入气体至所述出料管，以扰动所述吸附剂。
16.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述出气端设置有过滤结构，所述过滤结构用于阻挡所述吸附剂进入所述导气管。
17.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述腔体的底部开设有排凝管，所述排凝管用于输出换热后冷凝的所述换热媒介。
18.作为脱附再生装置的一种优选方案，还包括连接于所述进气端的脉冲输气模块，所述脉冲输气模块用于间歇性输入气体。
19.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述腔体内设置有温度传感器和/或压力传感器。
20.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述第一容纳腔内设置有温度传感器和/或压力传感器。
21.作为脱附再生装置的一种优选方案，所述第一容纳腔内设置有料位传感器和/或观察窗。
22.本技术的有益效果为：
23.通过设置第一壳体、换热模块和第二壳体，能够将第一壳体的第一容纳腔、换热模块的换热管和第二壳体的第二容纳腔连通，而换热模块的腔体与换热管之间不连通。在第一容纳腔的进料口输入吸附剂并在腔体的媒介输入管输入换热媒介，使得从第一容纳腔进入换热管的吸附剂能够与腔体中换热媒介进行热交换，有机气体将从被加热的吸附剂中析出，而吸附剂能够得以再生利用，换热后的换热媒介也能够从媒介输出管排出。此时脱附析出的有机气体沿换热管到达第一容纳腔后从排气口输出，而再生、活化后的吸附剂则沿换热管继续输出到第二容纳腔，再从出料口排出，可以实现将吸附剂再次投入吸附作业的回收利用，也能够回收利用有机废气。
24.另外，在第二壳体设置扰动模块，扰动模块包括多个导气管，将导气管的进气端设置在第二壳体外，而出气端对应于每个换热管。当从进气端输入气体时，能够将气体传输至换热管内而扰动换热管内的吸附剂，使得结团堵塞的吸附剂被冲散，还能够改变吸附剂在换热管内的位置，使得换热媒介与吸附剂的热交换更加均匀，进而提高有机气体的脱附率和吸附剂的再生效率。
25.因此，本技术的脱附再生装置在加热吸附剂时能够保持均匀加热，避免过度加热同时节省热能，不仅降低了成本，还提高了有机气体的脱附效果和吸附剂的再生效果。
附图说明
26.下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
27.图1为本技术一实施例提供的脱附再生装置的结构示意图。
28.图2为本技术另一实施例提供的脱附再生装置的结构示意图。
29.图3为本技术一实施例提供的换热模块的剖面结构示意图。
30.图4为本技术一实施例提供的换热模块与扰动模块和脉冲时期模块的安装结构示意图。
31.图5为本技术又一实施例提供的脱附再生装置的俯视结构示意图。
32.图中：
33.1、第一壳体；11、第一容纳腔；12、进料口；13、排气口；14、温度传感器；15、压力传感器；16、料位传感器；17、观察窗；
34.2、第二壳体；21、第二容纳腔；22、出料口；
35.3、换热模块；31、腔体；311、媒介输入管；312、媒介输出管；313、排凝管；32、换热管；33、导流板；
36.4、扰动模块；41、导气管；42、输气管；43、过滤结构；
37.5、脉冲输气模块。
具体实施方式
38.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.如图1所示，本实施例提供一种脱附再生装置，包括：
42.第一壳体1，具有第一容纳腔11，第一容纳腔11的腔壁间隔开设有进料口12和排气口13；
43.第二壳体2，具有第二容纳腔21，第二容纳腔21的腔壁开设有出料口22；
44.换热模块3，包括腔体31和多个换热管32，换热管32贯穿腔体31，且换热管32与腔体31连接的位置位于腔体31的两端，换热管32的两端分别连通至第一容纳腔11和第二容纳腔21，腔体31的腔壁分别开设有媒介输入管311和媒介输出管312，媒介输入管311用于输入换热媒介至腔体31，媒介输出管312用于输出换热后的换热媒介；
45.扰动模块4，包括多个导气管41，导气管41的进气端设置于第二壳体2外，导气管41的出气端对应于每个换热管32，从进气端通入气体进入换热管32，以扰动换热管32内的吸附剂；
46.进料口12输入的吸附剂进入换热管32与腔体31中的换热媒介进行热交换后脱附分离出有机气体，排气口13用于输出有机气体，出料口22用于输出再生的吸附剂。
47.通过设置第一壳体1、换热模块3和第二壳体2，能够将第一壳体1的第一容纳腔11、
换热模块3的换热管32和第二壳体2的第二容纳腔21连通，而换热模块3的腔体31与换热管32之间不连通。在第一容纳腔11的进料口12输入吸附剂并在腔体31的媒介输入管311输入换热媒介，使得从第一容纳腔11进入换热管32的吸附剂能够与腔体31中换热媒介进行热交换，有机气体将从被加热的吸附剂中析出，而吸附剂能够得以再生利用，换热后的换热媒介也能够从媒介输出管312排出。此时脱附析出的有机气体沿换热管32到达第一容纳腔11后从排气口13输出，而再生、活化后的吸附剂则沿换热管32继续输出到第二容纳腔21，再从出料口22排出，可以实现将吸附剂再次投入吸附作业的回收利用，也能够回收利用有机废气。
48.另外，在第二壳体2设置扰动模块4，扰动模块4包括多个导气管41，将导气管41的进气端设置在第二壳体2外，而出气端对应于每个换热管32。当从进气端输入气体时，能够将气体传输至换热管32内而扰动换热管32内的吸附剂，使得结团堵塞的吸附剂被冲散，还能够改变吸附剂在换热管32内的位置，使得换热媒介与吸附剂的热交换更加均匀，进而提高有机气体的脱附率和吸附剂的再生效率。
49.因此，本技术的脱附再生装置在加热吸附剂时能够保持均匀加热，避免过度加热同时节省热能，不仅降低了成本，还提高了有机气体的脱附效果和吸附剂的再生效果。
50.本实施例中，有机气体一般称作vocs(volatile organic compounds，挥发性有机物)，是指常温下饱和蒸汽压大于70.91pa、标准大气压101.3kpa下沸点在50至260摄氏度以下且初馏点等于250摄氏度的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。工业上常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等。通过吸附剂来吸附vocs，可以快速去除并转移一定空间内的挥发性有机物含量，再对吸附饱和的吸附剂进行加热，以完成脱附再生的操作。
51.对于换热管32和导气管41的连接方式，具体实现中，参考图1，每个换热管32相互平行设置，将多个换热管32平均划分成多个区域，每个区域对应一定数量的换热管32。再将每个导气管41对应连接一个区域的换热管32，同时导气管41的端部和侧壁设置有出气管，而且导气管41的出气端可以分别设置在出气管的端部，也可以设置在导气管41的侧壁上，令每个出气端对应连接一个换热管32，可以通过少量的导气管41同时对多个区域的换热管32进行输气。若只对某个导气管41进行输气，也可以只对该导气管41对应连接区域的换热管32进行通气，起到针对部分换热管32内的吸附剂进行调整的效果。
52.特别地，参考图2，在腔体31内设置有导流板33，导流板33用于改变并延长换热媒介在腔体31内的流动路径，从而提高换热媒介与换热管32中吸附剂的接触时长，进而提高换热效果。本实施例中，导流板33可以开设有多个对应换热管32外径的通孔，使得导流板33能够套设在多个换热管32外周，以导流换热媒介在多个换热管32外侧之间流动。
53.更优选地，参考图3，换热管32可以在腔体31内均匀且平行设置，使得相邻换热管32之间的距离相等，而换热媒介在相邻换热管32之间的流动距离也相等，保持换热媒介与吸附剂的换热均匀性。
54.另一个优选地，参考图，导流板33的数量为至少两个，将导流板33之间平行设置，
并相邻两个导流板33分别设置于腔体31的两侧，使得换热媒介在腔体31内迂回流动，进一步延长换热媒介与吸附剂的换热时长。导流板33之间还可以平行设置，平衡流经两个导流板33之间的换热媒介数量。
55.同时，由于换热媒介在换热时热量会逐步散失，而换热管32被迂回流动的换热媒介流过时，可以多次改变换热位置而提高换热均匀性。比如，首次接触换热媒介的是第一侧的换热管32，换热媒介从相对的第二侧流出，此时在导流板33的导引作用下，换热媒介又从第二侧接触换热管32再从第一侧流出，如此反复，可以均匀换热管32与换热媒介换热效果。
56.对于腔体31中媒介输入管311和媒介输出管312的设置方式，参考图1，可以是将媒介输入管311设置为低于媒介输出管312，使得换热媒介的流动方向与吸附剂的移动方向相反，可以增加换热媒介与吸附剂的接触时长而进一步提高换热效果。
57.当出料口22的下方不便于设置收集装置时，可以改变吸附剂的输出位置。为了改变吸附剂的输出位置，参考图1和图2，可以在出料口22连接有出料管，通过出料管来延长并改变出料位置。但设置出料管后，出料管可能发生堵塞，进一步的，扰动模块4还包括连通于出料管的输气管42，可以利用输气管42来通入气体至出料管，以扰动出料管内的吸附剂，防止吸附剂堵塞在出料管中而影响出料。
58.在一些实施例中，参考图2和图4，出气端设置有过滤结构43，过滤结构43可以阻挡吸附剂进入导气管41，但能够允许气体从导气管41的出气端向换热管32输入，可以避免吸附剂堵塞导气管41。优选地，过滤结构43为不锈钢筛网过滤头、不锈钢烧结板过滤头或者泡沫陶瓷滤头中的任一种，均是有利于气体的排出的结构。
59.例如，本实施例中，过滤结构43采用不锈钢网过滤头能够截留粒径大于网孔的吸附剂进入导气管41，而气体则能够穿过不锈钢网过滤头而进入换热管32中。
60.对于泡沫陶瓷滤头，泡沫陶瓷滤头与不锈钢网过滤头的过滤作用同理，同样是用于截留粒径大于滤头孔径的吸附剂进入导气管41，本实施例不再赘述。
61.特别地，本技术的脱附再生装置中，第一壳体1、腔体31和第二壳体2之间可拆卸连接，比如是第一壳体1和腔体31之间以及腔体31与第二壳体2之间设置有法兰，法兰与法兰之间设置有螺栓或者卡扣，以便于安装或拆卸第一壳体1和第二壳体2，有利于检修腔体31中的换热管32。
62.本技术中，换热媒介可以是氮气、导热油、废热烟气或蒸汽，当换热媒介是气态混合物时，在与换热管32换热后可能发生冷凝而残留在腔体31中。可选地，参考图2，腔体31的底部开设有排凝管313，排凝管313可以输出换热后冷凝的换热媒介，以保证换热媒介与换热管32的换热效果。或者，也可以将排凝管313作为另一个媒介输出管312或媒介输入管311，便于通入不同特性的换热媒介。
63.本实施例中，当换热媒介为氮气时，由于氮气是惰性气体，换热后也不会产生冷凝液体，可以不设置排凝管313。当换热媒介为导热油、废热烟气或蒸汽时，可以将排凝管313设置于腔体31的底部，以便换热后产生的冷凝液排出，或者检修时导热油的排出。
64.在另一个优选的实施例中，参考图4，本技术的脱附再生装置还包括连接于进气端的脉冲输气模块5，脉冲输气模块5用于向导气管41间歇性输入气体，使得每次间隙性输入的气体形成脉冲气泡来进入换热管32，换热管32内的吸附剂将反复经历被脉冲气泡击散后再重聚的过程，可以起到搅拌吸附剂的效果，以进一步提高吸附剂与换热媒介的换热均匀
性，避免局部吸附剂过热而其它吸附剂换热不足。
65.同时，脉冲气泡也能够将结团的吸附剂中包裹的有机气体带离，有利于有机气体的析出，而且相比持续通入气体到导气管41中而降低气体中的有机分子浓度，本实施例通入脉冲气泡能够减少降低有机气体的有机分子浓度的程度，便于后续工艺的处理。
66.本技术中，脉冲输气模块5输入的气体可以是氮气或者蒸汽，还可以是其他惰性气体，具体选择以避免与被脱附的有机气体发生反应为准，本实施例不做具体限定。
67.在另一个实施例中，参考图5，脱附再生装置排气口13可与外部排气动力模块连接对第一容纳腔11抽真空，可以降低第一容纳腔11的气压，进而加快有机气体从吸附剂中脱附析出的效率。而且，当第一容纳腔11和腔体31内的气压下降时，若向导气管41通入脉冲气泡，脉冲气泡在气压低的环境下将膨胀，能够更大程度扰动换热管32中的吸附剂移动，从而更进一步提高吸附剂的均匀换热。
68.作为一个实施例，参考图1，可以在第一容纳腔11内同时设置温度传感器14和压力传感器15，以便于实时调整媒介的输入温度和导气管41通入气体的量。比如，通过温度传感器14的检测数值来调节换热媒介的输入温度，能够保证有机气体的脱附效率，而通过压力传感器15来实时检测第一容纳腔11内的压力值，能够避免第一容纳腔11内气压过高而影响有机气体的脱附效率。
69.需要指出的是，上述同时设置温度传感器14和压力传感器15并不作为对本技术技术方案的限定，在本技术的其他实施例中，还可以仅在第一容纳腔11内设置温度传感器14，可以实时检测第一容纳腔11内的温度值，通过调节换热媒介的输入温度，能够保证有机气体的脱附效率。
70.或者，也可以仅在第一容纳腔11内设置压力传感器15，实时检测第一容纳腔11内的压力值，避免第一容纳腔11内气压过高而影响有机气体的脱附效率。优选地，当脱附再生装置还包括连接于排气口13的排气动力模块时，结合设置在第一容纳腔11内的压力传感器15，能够实时控制第一容纳腔11的真空度。
71.同样的，在腔体31内设置温度传感器14和/或压力传感器15，通过控制换热媒介输入温度或腔体31内的气压，同样能够保证有机气体的脱附效率，本实施例不再赘述。
72.另外，在媒介输入管311处设置自动阀，可以通过控制自动阀的开度来控制换热媒介的输入流量，也能够维持腔体31内的温度或压力，以保证脱附效率。
73.可选地，参考图2，可以在第一容纳腔11内同时设置料位传感器16和观察窗17，以便于多个维度得知第一容纳腔11中吸附剂的量，减少误判。设置料位传感器16，可以实时检测第一容纳腔11内的吸附剂的量，并根据第一容纳腔11中的吸附剂储量进行吸附剂输入、输出的实时调节，例如可以是在到达一定数量时停止输入吸附剂，也可以是到达一定数量时停止输出吸附剂，以保持换热管32中始终存在合适数量的吸附剂与换热媒介进行热交换。设置观察窗17，可以通过肉眼实时观察第一容纳腔11内的吸附剂的量，同样可以保持换热管32中始终存在吸附剂与换热媒介进行热交换。
74.需要指出的是，上述同时设置料位传感器16和观察窗17并不作为对本技术技术方案的限定，在本技术的其他实施例中，还可以仅在第一容纳腔11内设置料位传感器16，以保持换热管32中始终存在合适数量的吸附剂与换热媒介进行热交换。或者，也可以仅在第一容纳腔11内设置观察窗17，同样可以保持换热管32中始终存在吸附剂与换热媒介进行热交
换。
75.进一步地，料位传感器16设置有两个，以便分别在不同的料位高度触发不同的操作。最优地，如，将两个料位传感器16设置在不同的高度位置，分别作为停止添加吸附剂和需要补充吸附剂或停止输出吸附剂的触发条件，提供本技术脱附再生装置的自动化作业效率。在其他实施例中，料位传感器16的数量还可以是三个或三个以上，不同的数量可以对应不同的触发需求，因此，料位传感器16的数量可以根据不同的触发需求而定。
76.同理，观察窗17也设置有两个，两个观察窗17分别设置在不同的料位高度，可以通过肉眼辅助判断吸附剂的实时料位高度，根据不同的料位高度进行不同的补料或放料操作。在别的实施例中，观察窗17的设置数量可以是三个或三个以上，本实施例对观察窗17的作用和设置数量不再赘述。
77.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
79.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
80.以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保护范围之内。