一種復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對有機氣體的吸附技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在印刷、涂裝，光電行業(yè)，排放的廢氣通常具有濃度低、風(fēng)量大且成分多變、復(fù)雜的特點，常規(guī)的處理方法如直接燃燒、催化燃燒等方法處理這種低濃度、大風(fēng)量的VOCs不僅不能完全燃燒，而且增加能耗，因此現(xiàn)在日益廣泛的采用濃縮吸附轉(zhuǎn)輪，如蜂窩活性炭吸附轉(zhuǎn)輪、分子篩吸附轉(zhuǎn)輪等。
[0003]但是，無論單獨使用蜂窩活性炭還是分子篩轉(zhuǎn)輪，都不能完全吸附VOCs中的組分。分子篩轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)規(guī)整，孔徑大小均一，只對與其孔徑和極性相當?shù)姆肿佑休^好的吸附效果，對大分子、惡臭類等有機氣體難以吸附；活性炭孔徑分布范圍廣，可吸附較多種類的有機廢氣，如大分子類，惡臭等VOC組分等。因此，采用其中的任何一種都無法滿足對VOCs中組分的完全吸附。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)之一在于提供一種復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪將分子篩轉(zhuǎn)輪和活性炭轉(zhuǎn)輪相結(jié)合，在一定程度上擴大了吸附范圍，提高了轉(zhuǎn)輪的凈化效率。
[0005]其技術(shù)解決方案包括:
[0006]—種VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，它是由分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪同軸、同直徑對接而成的，所述蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪位于VOCs進口側(cè)，每個轉(zhuǎn)輪上布設(shè)有吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，在兩個轉(zhuǎn)輪的對接處設(shè)置有隔離環(huán)，所述隔離環(huán)用于將兩個轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)隔開，并重新布風(fēng)、降低風(fēng)阻;所述分子篩轉(zhuǎn)輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪體上得到的。
[0007]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，所述蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪與分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度比為0.1?10:1。
[0008]作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案，所述隔離環(huán)是由若干扇形區(qū)組成的環(huán)，扇形區(qū)由蜂窩孔道填充，并且與所述分子篩轉(zhuǎn)輪同軸同圓心。
[0009]優(yōu)選的，所述蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪體是選用纖維材料或粉末狀的活性炭材料制備得到的。
[0010]本發(fā)明的另一任務(wù)是提供上述復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的使用方法，其包括以下步驟:
[0011]a、VOCs廢氣在溫度為20?40°C時，從進口側(cè)首先進入蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)，經(jīng)吸附區(qū)后，含塵、含硫的大部分廢氣被吸附，接著進入分子篩轉(zhuǎn)輪，分子篩轉(zhuǎn)輪上的VOCs吸附劑進一步吸附剩余的廢氣；
[0012]b、吸附區(qū)接近飽和后，進行高溫脫附，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附再生，脫附出的濃縮氣體燃燒凈化。
[0013]本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果是:
[0014]首先，本發(fā)明將分子篩轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪同軸、同直徑對接，復(fù)合得到的濃縮轉(zhuǎn)輪不僅對孔徑和極性相當?shù)姆肿佑休^好的吸附效果，并且還可吸附較多種類的有機廢氣，而且，分子篩轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的結(jié)合，并不是簡單的組合，其需要克服以下技術(shù)難題:
[0015]首先，做轉(zhuǎn)輪載體時，要充分考慮孔道的形狀和尺寸，已達到二者結(jié)合時，風(fēng)阻最小的目的；而且隔離環(huán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要合理設(shè)計，要達到重新布風(fēng)，降低風(fēng)阻的目的，還要防止不同區(qū)域之間串風(fēng)，影響凈化效果。
[0016]其次，蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪與分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度可根據(jù)實際處理的氣體進行調(diào)節(jié)，通常蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的厚度大于分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度，這樣可以節(jié)省成本，如分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度大，則有利于對VOCs廢氣的完全吸附。
[0017]最后，在本發(fā)明吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的使用方法中，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附再生，此處不需再額外加熱即可實現(xiàn)在蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪中的脫附，節(jié)約能源。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，還具有以下優(yōu)點:
[0019]第一、分子篩轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪二者相互結(jié)合，擴大了吸附范圍，提高了凈化效率，進一步保證了凈化氣體的質(zhì)量。
[0020]第二、分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪以一定的比例同軸等經(jīng)對接，避免了額外增設(shè)其他類似凈化設(shè)備，可節(jié)省設(shè)備占用空間，和設(shè)備運維的投入。
[0021]第三、蜂窩活性炭和分子篩共同作用，可適用于大部分低濃度、大風(fēng)量VOCs廢氣的場合。
[0022]第四、蜂窩活性炭費用相對較低，分子篩費用較高，兩者結(jié)合，可進一步減少成本投資費用。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:
[0024]圖1為本發(fā)明復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪截面示意圖；
[0026]圖3分子篩轉(zhuǎn)輪截面示意圖；
[0027]圖4為隔離環(huán)的測試圖；
[0028]圖5為隔離環(huán)的截面示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的工藝圖；
[0030]圖中，1、蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪，2、分子篩轉(zhuǎn)輪，3、隔離環(huán)，4、空氣，5、冷卻用空氣，6、脫附濃縮廢氣，7、VOCs廢氣，8、冷卻區(qū)出口空氣9、加熱器，10、凈化氣體。
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明提出了一種復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪及其制備方法，為了使本發(fā)明的優(yōu)點、技術(shù)方案更加清楚、明確，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做詳細說明。
[0032]本發(fā)明復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，是將兩個同直徑的分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪同軸對接而成的，其中，分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的厚度可根據(jù)實際情況進行調(diào)整，如圖1所示，在蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪I和分子篩轉(zhuǎn)輪2之間還設(shè)置有隔離環(huán)3，該隔離環(huán)3中間用隔板隔開兩個轉(zhuǎn)輪中的吸附區(qū)、冷卻區(qū)等，防止串風(fēng)，隔離環(huán)3內(nèi)部結(jié)構(gòu)為蜂窩孔道填充的若干扇形區(qū)域，在實現(xiàn)重新布風(fēng)，降低風(fēng)阻的基礎(chǔ)上，可以較大限度的防止橫向串風(fēng)而影響凈化效果。
[0033]結(jié)合圖2、3、4、5所示，隔離環(huán)3的具體結(jié)構(gòu)為:隔離環(huán)與轉(zhuǎn)輪同軸同圓心，隔離環(huán)是由若干扇形區(qū)域組成的圓環(huán)，扇形區(qū)域由蜂窩孔道填充;蜂窩孔道的形狀可以是三角形，六邊形等多邊形中的一種，孔道尺寸根據(jù)轉(zhuǎn)輪載體孔道尺寸進行設(shè)計。
[0034]上述分子篩轉(zhuǎn)輪是通過下述方法制備得到的:
[0035]首先，分別利用纖維材料和粉末狀活性炭材料做成具有眾多孔隙的蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪整體，纖維材料選用如陶瓷纖維、玻璃纖維、天然纖維中的一種或幾種的混合物；
[0036]然后，通過噴涂、淋洗、浸漬等方法將VOCs吸附劑附著于上述轉(zhuǎn)輪整體上，熱風(fēng)或微波干燥后即得分子篩轉(zhuǎn)輪。
[0037]分子篩轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪上都布設(shè)有吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，采用隔離環(huán)可將相應(yīng)的區(qū)域隔開，分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)都可吸附VOCs中的廢氣，二者有針對性的吸附，如蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪重點吸附含塵、含硫的廢氣，分子篩轉(zhuǎn)輪重點吸附剩余的有機廢氣，二者結(jié)合吸附，可將VOCs中的廢氣完全吸附。
[0038]由于上述兩種轉(zhuǎn)輪吸附對象的不同，在本發(fā)明復(fù)合式濃縮轉(zhuǎn)輪的制備方法中，將蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪布置在VOCs進氣口一側(cè)，首先讓蜂窩狀活性炭轉(zhuǎn)輪吸附廢氣中的大分子顆粒物，然后再進入分子篩轉(zhuǎn)輪進行吸附，將蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪固定好后，制作好的分子篩轉(zhuǎn)輪與其同軸對接即得復(fù)合式濃縮轉(zhuǎn)輪。
[0039]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的使用方法做詳細說明:
[0040]實施例1:
[0041]結(jié)合圖6所示，含多組分的VOCs廢氣7進入蜂窩活性炭吸附區(qū)域，含塵，水分及惡臭等大部分有機廢氣被吸附，之后經(jīng)過分子篩轉(zhuǎn)輪，廢氣被進一步凈化，得到凈化后的氣體10排空或作他用。在此工藝過程中，根據(jù)廢氣組分和現(xiàn)場工況，對蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪和分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度比以及總厚度進行設(shè)計、調(diào)整，根據(jù)運行情況適時調(diào)整各項參數(shù)。當吸附飽和后，進入脫附區(qū)域，空氣4和冷卻區(qū)出口氣體8經(jīng)電加熱設(shè)備9加熱升溫，變?yōu)闇囟葹?00?300°C的高溫空氣，對分子篩轉(zhuǎn)輪優(yōu)先脫附，高溫空氣經(jīng)過分子篩轉(zhuǎn)輪之后，溫度降到80?150°C，該溫度范圍可以對蜂窩活性炭進行脫附再生，經(jīng)過脫附濃縮的氣體6根據(jù)實際情況做進一步凈化處理，脫附之后的區(qū)域由冷空氣5進行吹掃降溫，為后續(xù)吸附做準備。
【主權(quán)項】
1.一種VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，其特征在于: 它是由分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪同軸、同直徑對接而成的，所述蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪位于VOCs進口側(cè)，每個轉(zhuǎn)輪上布設(shè)有吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，在兩個轉(zhuǎn)輪的對接處設(shè)置有隔離環(huán)，所述隔離環(huán)用于將兩個轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)隔開，并重新布風(fēng)、降低風(fēng)阻； 所述分子篩轉(zhuǎn)輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪體上得到的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，其特征在于:所述蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪與分子篩轉(zhuǎn)輪的厚度比為0.1?10:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，其特征在于:所述隔離環(huán)是由若干扇形區(qū)組成的圓環(huán)，每個扇形區(qū)由蜂窩孔道填充，并且與所述分子篩轉(zhuǎn)輪同軸同圓心。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪，其特征在于:所述蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪體是選用纖維材料或粉末狀的活性炭材料制備得到的。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: a、VOCs廢氣在溫度為20?40°C時，從進口側(cè)首先進入蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)，經(jīng)吸附區(qū)后，含塵、含硫的大部分廢氣被吸附，經(jīng)過隔離環(huán)接著進入分子篩轉(zhuǎn)輪，隔離環(huán)可以實現(xiàn)重新布風(fēng)、降低風(fēng)阻，分子篩轉(zhuǎn)輪上的VOCs吸附劑進一步吸附剩余的廢氣； b、吸附區(qū)接近飽和后，進行高溫脫附，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)進行脫附再生，脫附出的濃縮氣體燃燒凈化。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合式VOCs吸附濃縮轉(zhuǎn)輪及其使用方法，屬于有機氣體的吸附技術(shù)領(lǐng)域。其是由分子篩轉(zhuǎn)輪和蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪同軸、同直徑對接而成的，蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪位于VOCs進口側(cè)，每個轉(zhuǎn)輪上布設(shè)有吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，在兩個轉(zhuǎn)輪的對接處設(shè)置有隔離環(huán)，隔離環(huán)用于將兩個轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)隔開，并重新布風(fēng)、降低風(fēng)阻；分子篩轉(zhuǎn)輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉(zhuǎn)輪體上得到的。本發(fā)明將分子篩轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭轉(zhuǎn)輪二者相互結(jié)合，擴大了吸附范圍，提高了凈化效率，進一步保證了凈化氣體的質(zhì)量，節(jié)省了設(shè)備占用空間。
【IPC分類】B01D53/06, B01J20/20, B01D49/00, B01J20/34, B01J20/18
【公開號】CN105435582
【申請?zhí)枴緾N201510779318
【發(fā)明人】郅立鵬, 王玲玲, 陳保磊, 段曉菲, 劉冰, 朱本科
【申請人】青島華世潔環(huán)保科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月13日