專利名稱：一種大風(fēng)量整體連續(xù)操作吸附裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大風(fēng)量整體連續(xù)操作吸附裝置，主要可用于苯類、醛酮 類、醇類、烴類等有機(jī)氣體的回收凈化以及惡臭氣體、二氧化硫、氮氧化物、 硫化氫等氣態(tài)污染物的治理。 技術(shù)背景吸附法廣泛應(yīng)用于有機(jī)化工、石油化工等生產(chǎn)部門氣態(tài)污染物的回收凈 化。工業(yè)上技術(shù)成熟的吸附方法共分三大類，即固定床、移動(dòng)床和流化床。固定床中的吸附劑被固定在某一位置上，在靜止不動(dòng)的情況下進(jìn)行吸附 操作。固定床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格低廉，適用于小型、分散、間歇性 的污染源治理，吸附和解吸交替進(jìn)行、間歇操作，是目前應(yīng)用最廣泛的吸附 裝置。其缺點(diǎn)是(1)為適應(yīng)連續(xù)操作，固定床通常采用雙吸附床或三吸附 床系統(tǒng)，使總吸附劑用量增多；(2)吸附劑層導(dǎo)熱性差，吸附時(shí)產(chǎn)生的吸附 熱不易導(dǎo)出，操作時(shí)容易出現(xiàn)局部床層過熱；(3)對(duì)于厚床層壓力損失較大, 能耗較高。移動(dòng)床中固體吸附劑和氣體都以恒定的速度流過吸附器，使氣固兩相接 觸良好，不致發(fā)生溝流和局部不均勻現(xiàn)象，并且克服了固定床局部過熱的缺 點(diǎn)。由于其操作是連續(xù)的，同樣數(shù)量的吸附劑可以處理更多的氣體。移動(dòng)床 適用于穩(wěn)定、連續(xù)、量大的氣體凈化。其缺點(diǎn)是動(dòng)力和熱量消耗較大，吸 附劑磨損較嚴(yán)重，且移動(dòng)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備龐大，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用均較 高。在流化床中，由于氣體速度較大使固體吸附劑處于流化狀態(tài)，氣體與固 體接觸相當(dāng)充分，氣速是固定床的三、四倍以上，適合治理連續(xù)性、大氣量 的污染源。其缺點(diǎn)是，由于吸附劑和容器的磨損嚴(yán)重，流化床吸附器的排出 氣中常帶有吸附劑粉末，因此吸附器后部必須加裝除塵設(shè)備，且流化床能耗更高，對(duì)吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度要求也更高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有吸附床的上述缺陷，提供了一種大風(fēng)量整 體連續(xù)操作吸附裝置，該吸附裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制造運(yùn)行費(fèi)用較低， 能夠應(yīng)用于連續(xù)性、大氣量污染源的治理。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本吸附裝置包括外殼 體、袋式活性碳纖維吸附床、吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀、進(jìn)氣管閥組件、出氣管 閥組件、再生進(jìn)氣管閥組件和再生出氣管閥組件；所述外殼體內(nèi)部由密封隔 板隔開，構(gòu)成若干個(gè)吸附室；每個(gè)吸附室內(nèi)都固定有袋式活性碳纖維吸附床; 所述進(jìn)氣管閥組件包括設(shè)置于各吸附室的進(jìn)氣管、設(shè)置在進(jìn)氣管上的進(jìn)氣閥 和連接各吸附室進(jìn)氣管的進(jìn)氣總管；所述出氣管閥組件包括設(shè)置于各吸附室 的出氣管、設(shè)置在出氣管上的出氣閥和連接各吸附室出氣管的出氣總管；所 述再生進(jìn)氣管闊組件包括設(shè)置于各吸附室的再生氣體進(jìn)氣管、設(shè)置在再生氣 體進(jìn)氣管上的再生氣體進(jìn)氣閥以及與各吸附室再生氣體進(jìn)氣管相連通的過熱 蒸汽進(jìn)氣總管和熱空氣進(jìn)氣總管，各吸附室的再生氣體進(jìn)氣管通過三通切換 閥與過熱蒸汽進(jìn)氣總管和熱空氣進(jìn)氣總管相連通；所述再生出氣管閥組件包 括設(shè)置于各吸附室的再生氣體出氣管、設(shè)置在再生氣體出氣管上的再生氣體 出氣閥和連接各吸附室再生氣體出氣管的出氣總管。上述各閥門均與吸附系 統(tǒng)自動(dòng)控制儀相連，吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀控制各閥門的開通與關(guān)閉。所述的袋式活性碳纖維吸附床包括若干條由活性碳纖維材料加工成的吸 附袋和支撐框架，所述的支撐框架由內(nèi)框架和外框架兩部分組成，內(nèi)外框架 將吸附袋夾在中間。本發(fā)明將活性碳纖維加工成袋狀， 一個(gè)吸附室內(nèi)置多條吸附袋，該方法能 夠更加充分地利用每個(gè)吸附室內(nèi)部空間，增大了床層吸附截面積，因此可以 處理較大的風(fēng)量。待處理氣體由吸附室下部箱體進(jìn)入，經(jīng)下部箱體緩沖后進(jìn) 入中部箱體，以外濾的方式由各條活性碳纖維吸附袋外側(cè)進(jìn)入袋內(nèi)，流經(jīng)花板出口進(jìn)入上部箱體，最終經(jīng)由各室出氣管排出該吸附室。使用本吸附裝置時(shí)，各吸附室分室輪換再生，即若一套吸附裝置包含N個(gè)吸附室，則使其中N-1個(gè)吸附室處于吸附工況，剩余l(xiāng)個(gè)吸附室處于再生工況，當(dāng)處于再生工況的吸附室再生完畢，則將其投入使用，同時(shí)通過閥門 切換使另一吸附室進(jìn)入再生工況。與傳統(tǒng)的固定床吸附方法中雙吸附床吸附 系統(tǒng)或三吸附床吸附系統(tǒng)不同的是，本發(fā)明將所有吸附室置于一個(gè)外殼體內(nèi)， 作為一個(gè)整體進(jìn)行吸附操作，而外殼體內(nèi)部的每個(gè)吸附室則按照設(shè)定時(shí)間輪 換進(jìn)行再生操作，因此從整個(gè)裝置運(yùn)行過程來看，本裝置的吸附再生操作具 有更好的整體性和連續(xù)性。本發(fā)明適用于各種使用場(chǎng)所，特別在待處理風(fēng)量較大而空間又受限制的場(chǎng) 所，效果更顯著。


圖1是本發(fā)明的吸附室基本結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的吸附裝置基本結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的整體連續(xù)操作吸附方法示意圖。圖中1、上部箱體，2、中部箱體，3、下部箱體，4、進(jìn)氣管，5、出氣 管，6、支撐框架，7、袋式活性碳纖維吸附床，8、再生進(jìn)氣管支管，9、再 生氣體進(jìn)氣管，10、噴氣孔，11、再生出氣管，12、進(jìn)氣總管，13、出氣總 管，14、過熱蒸汽進(jìn)氣總管，15、熱空氣進(jìn)氣總管，16、再生氣體出氣總管， 17、進(jìn)氣管閥組件，18、出氣管閥組件，19、再生進(jìn)氣管閥組件，20、再生 出氣管閥組件，21、外殼體，22、吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀，23、總管進(jìn)氣閥， 24、吸附室進(jìn)氣閥，25、總管出氣閥，26、吸附室出氣閥，27、過熱蒸汽總 管進(jìn)氣閥，28、熱空氣總管進(jìn)氣閥，29、再生氣體進(jìn)氣閥，30、三通切換閥， 31、再生氣體總管出氣閥，32、再生氣體出氣閥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明5如圖2所示，本吸附裝置包括外殼體21、袋式活性碳纖維吸附床7、進(jìn) 氣管閥組件17、出氣管閥組件18、再生進(jìn)氣管閥組件19、再生出氣管閥組件 20和吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀22。外殼體21內(nèi)部由密封隔板隔開，構(gòu)成若干個(gè) 吸附室。吸附室的結(jié)構(gòu)如圖l所示，包括相互連通的上部箱體l、中部箱體2 和下部箱體3。袋式活性碳纖維吸附床7固定在中部箱體2內(nèi)，上部箱體1內(nèi) 置再生進(jìn)氣管9并連通出氣管5，再生進(jìn)氣管9由上部箱體頂部進(jìn)入上部箱體， 并分出若干再生進(jìn)氣管支管8，再生進(jìn)氣管支管8上分布若干開口向下的噴氣 孔IO，噴氣孔與下面的袋式活性碳纖維吸附床7相對(duì)應(yīng)，出氣管5連通于上 部箱體的頂部。中部箱體內(nèi)置袋式活性碳纖維吸附床7，袋式活性碳纖維吸附床是由活性 碳纖維材料加工制成的吸附袋，吸附袋由支撐框架6固定在中部箱體內(nèi)，所 述支撐框架6由內(nèi)框架和外框架兩部分組成，內(nèi)外框架將吸附袋夾在中間， 增加了吸附袋的強(qiáng)度，防止其在工作或再生過程中因氣流的沖擊力而變形。下部箱體主要起到進(jìn)氣緩沖的作用，其上端與中部箱體連通，其側(cè)面下 部或底部與進(jìn)氣管4和再生出氣管11連通。如圖2所示，進(jìn)氣管閥組件17具體包括設(shè)置于各吸附室的進(jìn)氣管4、進(jìn) 氣閥24、連接各吸附室進(jìn)氣管的進(jìn)氣總管12和總管進(jìn)氣閥23。進(jìn)氣管4與 吸附室相連通，進(jìn)氣管4可以設(shè)置在下部箱體3的側(cè)面下部或箱體的底部， 用于向吸附室中通入待處理氣體。出氣管閥組件18包括設(shè)置于各吸附室的出氣管5、出氣閥26、連接各吸 附室出氣管的出氣總管13和總管出氣閥25，出氣管5與上部箱體相連通，用 于排出已經(jīng)處理過的氣體。再生進(jìn)氣管閥組件19具體包括設(shè)置于各吸附室的再生氣體進(jìn)氣管9、設(shè) 置在再生氣體進(jìn)氣管9上的進(jìn)氣閥29、連接各吸附室再生氣體進(jìn)氣管9的過 熱蒸汽進(jìn)氣總管14和熱空氣進(jìn)氣總管15。在過熱蒸汽進(jìn)氣總管14上設(shè)置有 過熱空氣總管進(jìn)氣閥27，在熱空氣進(jìn)氣總管15上設(shè)置有熱空氣總管進(jìn)氣閥28。各吸附室的再生氣體進(jìn)氣管9通過三通切換閥30與過熱蒸汽進(jìn)氣總管14 和熱空氣進(jìn)氣總管15相連通，通過三通切換閥30來控制過熱蒸汽和熱空氣輪換工作。再生出氣管閥組件20具體包括設(shè)置于各吸附室的再生氣體出氣管11、設(shè) 置在再生氣體出氣管11上的再生氣體出氣閥32、連接各吸附室再生氣體出氣 管的再生氣體出氣總管16和設(shè)置在再生氣體出氣總管16上的總管出氣閥31 。所述閥門均采用電磁閥控制，電磁閥終端連接吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀22。 所述吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀22用于控制各閥門的開通與關(guān)閉，以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各吸 附室工作與再生工況的轉(zhuǎn)換，保證該裝置吸附過程的連續(xù)性。本裝置進(jìn)行吸附操作時(shí)，待處理氣體由吸附室下部箱體進(jìn)入，經(jīng)下部箱體 緩沖后進(jìn)入中部箱體，以外濾的方式由各條活性碳纖維吸附袋外側(cè)進(jìn)入袋內(nèi)， 流經(jīng)袋口進(jìn)入上部箱體，最終經(jīng)由各室出氣管排出該吸附室。本實(shí)施例將活 性碳纖維加工成袋狀， 一個(gè)吸附室內(nèi)置多條吸附袋，能夠更加充分地利用每 個(gè)吸附室內(nèi)部空間，增大了床層吸附截面積，因此與近似體積的傳統(tǒng)固定床 吸附裝置相比，本方法可以處理更大的風(fēng)量。如圖3所示，本發(fā)明與傳統(tǒng)的固定床吸附方法中雙吸附床吸附系統(tǒng)或三吸 附床吸附系統(tǒng)不同的是本發(fā)明將所有吸附室置于一個(gè)外殼體內(nèi)，作為一個(gè) 整體進(jìn)行吸附操作。由于需要進(jìn)行吸附與再生的輪換操作，所以單個(gè)吸附室 的吸附過程是間歇式的，但是從吸附裝置整體來看，吸附過程是連續(xù)進(jìn)行的。 以圖3為例具體說明本發(fā)明的操作方法，本實(shí)施例中的吸附裝置包括4個(gè)吸 附室，分別為吸附室A、吸附室B、吸附室C和吸附室D。裝置啟動(dòng)后4個(gè)吸 附室同時(shí)進(jìn)入吸附工況，此時(shí)總管進(jìn)氣閥23、吸附室進(jìn)氣閥24、總管出氣閥 25和吸附室出氣閥26均為開通狀態(tài)，過熱蒸汽總管進(jìn)氣閥27、熱空氣總管 進(jìn)氣闊28、再生氣體進(jìn)氣閥29、再生氣體總管出氣閥31和再生氣體出氣閥 32均為關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)某吸附室(假設(shè)吸附室D)中的吸附床吸附飽和后，由 吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀22控制，關(guān)閉吸附室D對(duì)應(yīng)的吸附室進(jìn)氣閥24和吸附室出氣閥26，開啟過熱蒸汽總管進(jìn)氣閥27、熱空氣總管進(jìn)氣閥28和再生氣 體總管出氣閥31，以及其對(duì)應(yīng)的再生氣體進(jìn)氣閥29和再生氣體出氣閥32。 此時(shí)整套裝置的工作狀態(tài)如圖3所示，吸附室A、吸附室B和吸附室C處于吸 附工況，廢氣從進(jìn)氣總管經(jīng)由各吸附室進(jìn)氣管分別進(jìn)入吸附室A、吸附室B和 吸附室C，經(jīng)過袋式活性碳纖維吸附床吸附，干凈氣體由各吸附室出氣管排出 匯集到出氣總管內(nèi)，然后連接外排裝置。在前三個(gè)吸附室進(jìn)行吸附操作的同 時(shí)，吸附室D處于再生工況，如圖3中氣流箭頭所示，首先控制三通切換閥 使過熱蒸汽管開通，熱空氣管關(guān)閉，過熱蒸汽由總管進(jìn)入吸附室D的再生進(jìn) 氣管，再由再生進(jìn)氣管支管上的噴氣孔噴出，對(duì)該吸附室內(nèi)吸附飽和的吸附 床進(jìn)行再生，過熱蒸汽帶走吸附床內(nèi)的污染物后，通過控制三通切換閥，關(guān) 閉過熱蒸汽管，開啟熱空氣管路，使熱空氣帶走吸附床內(nèi)殘余的水分。再生 氣體經(jīng)由出氣管進(jìn)入再生氣體出氣總管，然后進(jìn)入冷凝設(shè)備冷凝，最終對(duì)廢 液進(jìn)行處理。吸附室D再生完畢后關(guān)閉對(duì)應(yīng)的再生氣體進(jìn)氣閥和再生氣體出 氣閥，開啟對(duì)應(yīng)的吸附室進(jìn)氣閥和吸附室出氣閥，使其進(jìn)入吸附工況。此后， 當(dāng)另一吸附室(如吸附室A)達(dá)到飽和后，則關(guān)閉吸附室A對(duì)應(yīng)的吸附室進(jìn)氣 閥和吸附室出氣閥，開啟其對(duì)應(yīng)的再生氣體進(jìn)氣閥和再生氣體出氣閥，此時(shí) 整套裝置的工作狀態(tài)為，吸附室B、吸附室C和吸附室D處于吸附工況，吸附 室A處于再生工況。吸附室A再生完畢后關(guān)閉對(duì)應(yīng)的再生氣體進(jìn)氣閥和再生 氣體出氣閥，開啟對(duì)應(yīng)的吸附室進(jìn)氣閥和吸附室出氣閥，使其進(jìn)入吸附工況。 依此類推，在整個(gè)裝置運(yùn)行過程中始終保持有3個(gè)吸附室處于吸附工況，1個(gè) 吸附室處于再生工況。若一套吸附裝置包含N個(gè)吸附室，則該裝置可始終保持有N-l個(gè)吸附室處 于吸附工況，l個(gè)吸附室處于再生工況，保證了本發(fā)明吸附操作的連續(xù)性。
權(quán)利要求
1、一種大風(fēng)量整體連續(xù)操作吸附裝置，其特征在于包括外殼體(21)、袋式活性碳纖維吸附床(7)、吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀(22)、進(jìn)氣管閥組件(17)、出氣管閥組件(18)、再生進(jìn)氣管閥組件(19)和再生出氣管閥組件(20)；所述外殼體(21)內(nèi)部由密封隔板隔開，構(gòu)成若干個(gè)吸附室；每個(gè)吸附室內(nèi)都固定有袋式活性碳纖維吸附床(7)；所述進(jìn)氣管閥組件(17)包括設(shè)置于各吸附室的進(jìn)氣管(4)、設(shè)置在進(jìn)氣管(4)上的進(jìn)氣閥(24)和連接各吸附室進(jìn)氣管(4)的進(jìn)氣總管(12)；所述出氣管閥組件(18)包括設(shè)置于各吸附室的出氣管(5)、設(shè)置在出氣管(5)上的出氣閥(26)和連接各吸附室出氣管(5)的出氣總管(13)；所述再生進(jìn)氣管閥組件(19)包括設(shè)置于各吸附室的再生氣體進(jìn)氣管(9)、設(shè)置在再生氣體進(jìn)氣管(9)上的再生氣體進(jìn)氣閥(29)以及通過三通切換閥(30)與各吸附室再生氣體進(jìn)氣管(9)相連通的過熱蒸汽進(jìn)氣總管(14)和熱空氣進(jìn)氣總管(15)；所述再生出氣管閥組件(20)包括設(shè)置于各吸附室的再生氣體出氣管(11)、設(shè)置在再生氣體出氣管上的再生氣體出氣閥(32)和連接各吸附室再生氣體出氣管的出氣總管，上述各閥門均與吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀(22)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大風(fēng)量整體連續(xù)操作吸附裝置，其特征在于 所述的袋式活性碳纖維吸附床(7)包括若干條由活性碳纖維材料加工成的吸 附袋和支撐框架(6)，所述的支撐框架(6)由內(nèi)框架和外框架兩部分組成， 內(nèi)外框架將吸附袋夾在中間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大風(fēng)量整體連續(xù)操作吸附裝置，主要可用于苯類、醛酮類等有機(jī)氣體的回收凈化以及惡臭氣體、硫化氫等氣態(tài)污染物的治理。本吸附裝置包括外殼體、袋式活性碳纖維吸附床、吸附系統(tǒng)自動(dòng)控制儀、進(jìn)氣管閥組件、出氣管閥組件、再生進(jìn)氣管閥組件和再生出氣管閥組件。外殼體內(nèi)部由密封隔板隔開，構(gòu)成若干個(gè)吸附室。袋式活性碳纖維吸附床是由活性碳纖維材料加工制成的吸附袋，一個(gè)吸附室內(nèi)置多條吸附袋。吸附劑再生方法為分室輪換再生。本發(fā)明將所有吸附室置于一個(gè)外殼體內(nèi)，作為一個(gè)整體進(jìn)行吸附操作，而外殼體內(nèi)部的每個(gè)吸附室則按照設(shè)定時(shí)間輪換進(jìn)行再生操作，因此從整個(gè)裝置運(yùn)行過程來看，本裝置的吸附再生操作具有更好的整體性和連續(xù)性。
文檔編號(hào)B01D53/04GK101293167SQ20081011572
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者堅(jiān) 李, 李晶欣, 梁文俊, 金毓峑 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)