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专利号: 2014100647219
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高分子树脂吸附塔,其特征在于所述高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出区,所述净化区布置有水平铺设的吸附层,所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成,所述换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口;所述废气进入区开设有废气入口及脱附气出口,所述的废气入口设在吸附层下方的废气进入区的吸附塔的塔壁上,所述的脱附气出口设在吸附塔的塔底;所述的净化气排出区设有净化气出口和氮气入口,所述的净化气出口和氮气入口均布置在吸附层上方的净化气排出区的吸附塔的塔壁上,所述的废气入口通过吸附层与净化气出口气连通;所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门。

2.如权利要求1所述的高分子树脂吸附塔,其特征在于所述净化区布置有2-10层的吸附层。

3.如权利要求1所述的高分子树脂吸附塔,其特征在于所述高分子树脂层由大孔高交

2

联树脂组成,所述树脂的比表面积大于600m/g,孔径在1-50nm,孔体积大于0.3ml/g。

4.一种包括权利要求1所述的高分子树脂吸附塔的吸附-脱附回收有机废气的装置,其特征在于所述装置包括至少两个高分子树脂吸附塔、热泵、真空泵、冷凝器及储液罐;所述高分子树脂吸附塔内部至下而上设有废气进入区、供气体吸附净化的净化区及净化气排出 区,所述净化区布置有水平铺设的吸附层,所述的吸附层由固定在所述的吸附塔上的多孔支撑板、平铺于多孔支撑板上方的换热盘管、充盈铺设于换热盘管上方吸附塔横截面上的高分子树脂层依次叠置构成,所述换热盘管设有与吸附塔外部的热泵连通的入口和出口;所述废气进入区开设有废气入口及脱附气出口,所述的废气入口设在吸附层下方的废气进入区的吸附塔的塔壁上,所述的脱附气出口设在吸附塔的塔底;所述的净化气排出区设有净化气出口和氮气入口,所述的净化气出口和氮气入口均布置在吸附层上方的净化气排出区的吸附塔的塔壁上,所述的废气入口通过吸附层与净化气出口气连通;所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门; 所述高分子树脂吸附塔的废气入口通过废气进气控制阀门都与废气进气管道连通,氮气入口通过氮气控制阀门连通氮气进气管道;净化气出口设有在线监测有机气体浓度装置,所述净化气出口通过净化气控制阀门都与排气管道连通;所述脱附气出口经过脱附气控制阀门通过真空泵连通冷凝器入口,冷凝器底端的液体出口连通储液罐,冷凝器的气体出口连通到废气进气管道; 所述换热盘管的入口和出口分别通过管道与吸附塔外部的热泵连通;所述热泵可加热或冷却得到热媒或冷媒。

5.如权利要求4所述的装置,其特征在于所述冷凝器为三级冷凝系统,包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器,活高分子树脂吸附塔的脱附废气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口,一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通 同一储液罐,三级冷凝器的气体出口连通废气进气管道。

6.如权利要求4或5所述的装置,其特征在于所述装置包括两个高分子树脂吸附塔,分别为第一高分子树脂吸附塔、第二高分子树脂吸附塔,所述的高分子树脂吸附塔废气入口都与废气进气管道连通,所述净化气出口都通过净化气控制阀门与排气管道连通。

7.如权利要求4或5所述的装置,其特征在于所述装置包括洗涤塔和除雾器,有机废气管道连通洗涤塔气体入口,洗涤塔的气体出口连通除雾器入口,除雾器出口连通废气进气管道。

8.一种利用如权利要求1所述的装置吸附-脱附回收有机废气的方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:

(1)吸附:开启第一高分子树脂吸附塔的第一废气进气控制阀门、将废气进气管道的有机废气输送到第一高分子树脂吸附塔进行吸附,关闭第二高分子树脂吸附塔的第二废气进气控制阀门,关闭第一高分子树脂吸附塔的第一氮气控制阀门和第一脱附气控制阀门;有机废气穿过吸附层,使有机分子被高分子树脂吸附,开启热泵,将-10~20℃的冷媒通入第一高分子树脂吸附塔的换热盘管循环流动,吸附后的气体经在线监测有机气体浓度装置检测,达到排放标准后,开启第一高分子树脂吸附塔的第一净化气控制阀门,进入排气管道排放; (2)在线监测有机气体浓度装置检测到吸附后的气体中有机气体浓度上升至接近排放标准浓度时,关闭第一净化气控制阀门和第一废气进气控制阀门,开启第二废气进气控制阀门,将废气进气管道的有 机废气输送到第二高分子树脂吸附塔进行吸附,按照步骤(1)操作进行吸附、排放;同时切换热泵,将-10~20℃的冷媒通入第二高分子树脂吸附塔的换热盘管循环流动,将30-100℃的热媒通入第一高分子树脂吸附塔的换热盘管循环流动; (3)脱附:对第一高分子树脂吸附塔进行脱附处理,开启第一脱附气控制阀门和真空泵,第一高分子树脂吸附塔的换热盘管中通入30-100℃的热媒循环流动,脱附的有机气体从吸附塔底端的第一脱附气出口经过真空泵抽入冷凝器; (4)冷凝:脱附的有机气体,经过真空泵后常压进入冷凝器,控制冷凝温度在-40~

20℃,冷凝出的有机液体通过底端液体出口进入储液罐,剩余不凝气体回到废气进气管道,通过开启的第二废气进气控制阀门进入第二高分子树脂吸附塔;

(5)冷凝回收后,打开第一氮气控制阀门,氮气进入第一高分子树脂吸附塔吹扫,吹扫后的氮气通过真空泵进入冷凝器,按照步骤(4)冷凝、循环回到废气进气管道; (6)关闭真空泵,向第一高分子树脂吸附塔内通入氮气,使塔内回复常压后关闭第一氮气控制阀门; (7)待第二高分子树脂吸附塔的在线监测有机气体浓度装置检测到吸附后的气体中有机气体浓度上升至接近排放标准浓度时,关闭第二高分子树脂吸附塔的第二净化气控制阀门和第二废气进气控制阀门,开启第一废气进气控制阀门,按照步骤(1)~(6)重复操作,并对第二高分子树脂吸附塔按照步骤(3)~(6)重复操作进行脱附 再生。

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于所述步骤(4)中,所述冷凝器为三级冷凝系统,包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器,高分子树脂吸附塔的脱附气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口,一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通同一储液罐,三级冷凝器的气体出口连通废气进气管道;所述步骤(4)按以下操作:有机分子脱附后的有机气体,经过真空泵后常压进入一级冷凝器,控制冷凝温度在

20~-0℃,冷凝出的有机液体a通过底端液体出口进入储液罐,剩余不凝气体a进入二级冷凝器,控制冷凝温度0~-20℃,冷凝得到有机液体b,通过底端液体出口进入储液罐,剩余不凝气体b再进入三级冷凝器,控制冷凝温度-20~-40℃,冷凝得到有机液体c,通过底端液体出口进入储液罐,剩余不凝气体c回到废气进气管道,通过开启的第二废气进气控制阀门进入第二高分子树脂吸附塔。