本實(shí)用新型涉及含揮發(fā)性有機(jī)氣體回收處理應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓脫吸附制程廢氣有機(jī)溶劑回收再利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石化業(yè)、生物科技制藥業(yè)、化工業(yè)、橡膠制品制造業(yè)、涂料及油墨制造業(yè)、電子工業(yè)、印刷電路版業(yè)、印刷及包裝業(yè)、家具制造業(yè)、表面涂裝業(yè)、金屬冶煉(燒結(jié))業(yè)及環(huán)工處理業(yè)等含揮發(fā)性有機(jī)氣體回收處理。

于國(guó)內(nèi)，由于業(yè)內(nèi)產(chǎn)服規(guī)范較大，部分行業(yè)之排氣量大(大于300CMM，即18000CMH)(部份系統(tǒng)有超過(guò)3000CMM)，有機(jī)氣體排氣濃度較低(小于1000PPM)(有許多系統(tǒng)過(guò)低于300PPM)，于此大風(fēng)量，低濃度之排氣，如果設(shè)計(jì)選用變壓吸附，其設(shè)備選用量變得非常大，非常耗用能源；如果排氣系統(tǒng)的排氣量為1000CMM，排氣濃度為500PPM，使用變壓吸附法，其濃度需超過(guò)5000PPM時(shí)，于操作條件設(shè)定時(shí)，絕對(duì)壓力需到達(dá)10KG/CM2，變成比較耗能而顯得不現(xiàn)實(shí)(此為變壓吸附法)。

于常溫常壓方式進(jìn)行以活性碳為主體之吸附行為，于活性碳飽和時(shí)，利用高溫水蒸氣沖擊活性碳固定床，于高溫時(shí)，活性碳床得以再生而重復(fù)使用，而且重復(fù)使用的活性碳不會(huì)以危廢的方式被廢棄(此為變溫吸附法)。

變溫脫吸附有二個(gè)較大的問(wèn)題如下：

1.需設(shè)計(jì)鍋爐，也算能損較大的一種，且需預(yù)算，另因鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣需溫度超過(guò)150℃，屬高壓容器，需符合管理規(guī)范較多。

2.由于采用高壓蒸氣，經(jīng)沖擊活性碳床后成為水溶液，活性碳雖再生可重復(fù)使用，但產(chǎn)生過(guò)多的水溶液造成二次污染，要提純另要需要再耗許多能量。

由于產(chǎn)業(yè)排氣的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)濃度不高且種類過(guò)多(小于1000PPM)(有許多廢氣系統(tǒng)低于300PPM)(或者是廢氣物種超過(guò)五個(gè)或更多)，即廢氣多樣化且濃度不高，遂采取燃燒方式，由于濃度不高，廢氣(混合氣體)所含之焓值過(guò)低而造成燃燒成本過(guò)高，所以，另，先行以沸石吸附(濃縮)后，再輪轉(zhuǎn)至高溫廢氣脫吸附區(qū)(利用燒燃產(chǎn)生之廢氣引導(dǎo)回脫吸附區(qū))，此法雖好仍有以下之缺點(diǎn)(此為沸石轉(zhuǎn)輪吸附廢氣燃燒法)：

1.VOC排放物種簡(jiǎn)單時(shí)，如仍用此法則不符合回收再利用的法則，因VOC就是一種資源，往往本身于制程中扮演溶劑角色，一般是需要花錢購(gòu)買的，因回收技術(shù)問(wèn)題，而需要另外購(gòu)買天然氣以燃燒方式處理，是不符合節(jié)能減碳原則。

2.天然氣屬高壓易燃易爆危險(xiǎn)氣體，應(yīng)小心。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供變壓脫吸附制程廢氣有機(jī)溶劑回收再利用系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)省制作成本，降低環(huán)境污染的目的。

為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：變壓脫吸附制程廢氣有機(jī)溶劑回收再利用系統(tǒng)，包括PLC控制器和與其相連接的活性炭塔、排風(fēng)機(jī)、變壓脫吸附回收單元、儲(chǔ)液桶，所述活性炭塔包括加熱單元和溫控單元，所述排風(fēng)機(jī)連接有一變頻器，所述變頻器通過(guò)管末端靜壓器與廢氣入口端連接，所述變頻器通過(guò)管末端靜壓器的數(shù)據(jù)控制進(jìn)而控制排風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)快慢；所述溫控單元控制加熱單元對(duì)所述活性炭塔內(nèi)的活性炭加熱；所述變壓脫吸附回收單元包括依次連接的緩沖桶、真空泵、冷凝器、制冰機(jī)、冰水槽和加壓泵，所述冷凝器一端還連接有一暫存桶，所述暫存桶與所述儲(chǔ)液桶連接。本系統(tǒng)由變壓吸附改為常壓吸附，降低了吸附交換的速度，加長(zhǎng)通塔時(shí)程；無(wú)需采用鍋爐設(shè)備和沸石轉(zhuǎn)輪－蓄熱式焚化爐，無(wú)需使用水蒸氣為介質(zhì)，避免造成二次污染和耗能，避免CO2的排放，有效的節(jié)省了制作成本，降低了環(huán)境污染。

進(jìn)一步地，所述管末端靜壓器為自動(dòng)追蹤控制器，使其控制數(shù)據(jù)更加精確。

進(jìn)一步地，所述冷凝器設(shè)置有兩組，兩組冷凝器同時(shí)工作，提高工作效率和冷凝效果。

進(jìn)一步地，所述暫存桶一端連接有空壓機(jī)，所述空壓機(jī)一端連接有貯氣桶，所述空壓機(jī)通過(guò)將暫存桶內(nèi)的空氣輸送至貯氣桶內(nèi)，將多余的氣體及時(shí)排出，減少空間的占用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參見(jiàn)附圖1所示，本實(shí)施例的變壓脫吸附制程廢氣有機(jī)溶劑回收再利用系統(tǒng)，包括PLC控制器和與其相連接的活性炭塔、排風(fēng)機(jī)、變壓脫吸附回收單元、儲(chǔ)液桶，活性炭塔包括加熱單元和溫控單元，排風(fēng)機(jī)連接有一變頻器，變頻器通過(guò)管末端靜壓器與廢氣入口端連接，變頻器通過(guò)管末端靜壓器的數(shù)據(jù)控制進(jìn)而控制排風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)快慢，管末端靜壓器優(yōu)選為自動(dòng)追蹤控制器；溫控單元控制加熱單元對(duì)活性炭塔內(nèi)的活性炭加熱；變壓脫吸附回收單元包括依次連接的緩沖桶、真空泵、冷凝器、制冰機(jī)、冰水槽和加壓泵，冷凝器一端還連接有一暫存桶，冷凝器設(shè)置有兩組，暫存桶與儲(chǔ)液桶連接，暫存桶一端連接有空壓機(jī)，空壓機(jī)一端連接有貯氣桶，空壓機(jī)通過(guò)將暫存桶內(nèi)的空氣輸送至貯氣桶內(nèi)。

本系統(tǒng)重點(diǎn)在以下幾點(diǎn)：

一、吸附過(guò)程

吸附過(guò)程為了要能有效吸附制程所排放的有機(jī)溶劑有以下因子，其都會(huì)影響吸附的效率分述如下：

1.溫度

溫度是影響吸附過(guò)程中最大的因子，挔據(jù)過(guò)高或過(guò)低的溫度均不利于吸附的條件，一般控制于0℃～40℃時(shí)較適合吸附，如果廢氣溫度超過(guò)35℃時(shí)(可由制程業(yè)主提供信息)，則可以冰水系統(tǒng)降溫；另，廢氣溫度過(guò)低則以活性碳塔的加熱單元以PLC控制加溫。

2.活性碳最有效過(guò)濾設(shè)計(jì)

于實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，80公分厚的活性碳床，其VOC去除效率約為90％(某一印刷廠，多臺(tái)10色印刷機(jī)，活性碳床入口濃度約570PPM，活性碳床出口濃度約為50PPM)。本設(shè)計(jì)活性碳床厚度均設(shè)計(jì)為200CM，以100公分為一濾床厚度，200公分可視為二段濾床，經(jīng)計(jì)算如下：

去除效率＝90％(第一段)+(100–90)％X 90％(第二段)＝99％

二、飽和

活性碳飽和時(shí)的判斷，可以計(jì)算方式及輔助實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方式為之，如下如述：

1.活性碳吸附能力250G-1KG(有機(jī)物質(zhì)-活性碳)

MG/M3＝M/22.4X PPM X(273/(273+T))X P/101325

其中，MG/M3：排放重量(每單位體積)

M：分子量

PPM：排放濃度(百萬(wàn)分之一)

T：溫度(溫度修正)

P：壓力(壓力修正)

2.由入口濃度測(cè)試則可知其大約飽和時(shí)間，再以理論飽和的80％為飽和吸附量推估值，即200G-1KG(有機(jī)物質(zhì)-活性碳)，再以O(shè)N-LINE連續(xù)監(jiān)測(cè)方式確認(rèn)活性碳飽和時(shí)間。

三、真空再生

活性碳吸附與再生互為可逆行為，活性碳于吸附時(shí)，加壓為增加吸附量的行為，反之，脫吸附時(shí)真空環(huán)境與加溫環(huán)境為最佳操作條件。

1.真空環(huán)境

真空環(huán)境可使飽和于活性碳內(nèi)部的VOC由于毛細(xì)孔作用，加速轉(zhuǎn)移至活性碳表面，進(jìn)而離開(kāi)活性碳表面，達(dá)成脫離活性碳分子的運(yùn)動(dòng)。

2.加溫環(huán)境

加溫環(huán)境可視為加速VOC分子脫離活性碳分子的附加條件，由于脫吸附再生為本設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)，而某些現(xiàn)實(shí)的環(huán)境并不給多太多脫吸附時(shí)間，為了使VOC于真空環(huán)境下迅速脫離活性碳分子，且，不讓活性碳分子再有機(jī)會(huì)重新吸附VOC分子，加熱一般是最好的方法之一。

本系統(tǒng)原理及步驟如下：

一、吸附程序過(guò)程

1.排風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)受變頻器操控，而變頻器則由管末端靜壓的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制；

2.閥門G系列“OFF”；閥門F系列“OFF”；閥門B2“ON”；閥門B3“ON”；

3.變頻器最高限制為50HZ，不超頻運(yùn)轉(zhuǎn)；

4.于排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果活性碳塔上方之溫控單元的溫度數(shù)據(jù)低于5℃時(shí)，PLC控制器控制加熱單元加熱，溫度高于15℃時(shí)停止加熱。

二、飽和程序過(guò)程

本系統(tǒng)建置組設(shè)完成后，由調(diào)試階段中得知VOC(通過(guò)計(jì)算及實(shí)測(cè))的飽和時(shí)間，由PLC控制器設(shè)定自動(dòng)再生時(shí)程。

三、真空再生程序

1.排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，閥門G1“OFF”；閥門B2“OFF”；閥門B3“OFF”；

2.活性碳塔附屬配件“加熱單元”開(kāi)始運(yùn)作，由“溫度單元”控制器控制起停，220℃停止；低于200℃開(kāi)始加熱；

3.于活性碳塔溫度到達(dá)220℃于真空泵開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，閥門F1“ON”；閥門F2“ON”；閥門F3“OFF”；閥門F4“OFF”；閥門F5“OFF”；

4.閥門G2“ON”；閥門G4“ON”；閥門G6“ON”；閥門G8“ON”；閥門G10“ON”；閥門G12“ON”；閥門G14“ON”；

5.閥門G3“OFF”；閥門G5“OFF”；閥門G7“OFF”；閥門G9“OFF”；閥門G11“OFF”；閥門G13“OFF”；閥門G15“OFF”；

6.真空泵起動(dòng)后1小時(shí)，真空泵停止，閥門F1～F5“OFF”，其中，每小時(shí)動(dòng)作如下：(雙閥排液動(dòng)作)

1)閥門G2“OFF”，閥門G3“ON”(10SEC)，閥門G2“ON”，閥門G3“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

2)閥門G4“OFF”，閥門G5“ON”(10SEC)，閥門G4“ON”，閥門G5“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

3)閥門G6“OFF”，閥門G7“ON”(10SEC)，閥門G6“ON”，閥門G7“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

4)閥門G8“OFF”，閥門G9“ON”(10SEC)，閥門G8“ON”，閥門G9“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

5)閥門G10“OFF”，閥門G11“ON”(10SEC)，閥門G10“ON”，閥門G11“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

6)閥門G12“OFF”，閥門G13“ON”(10SEC)，閥門G12“ON”，閥門G13“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

7)閥門G14“OFF”，閥門G15“ON”(10SEC)，閥門G14“ON”，閥門G15“OFF”，此時(shí)若貯液桶的液位計(jì)上升，重復(fù)上一動(dòng)作；反之，若液位計(jì)未上升，繼續(xù)下一動(dòng)作；

7.排液動(dòng)作停止后真空泵開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，閥門F1～F5，G2～15狀態(tài)如上述3、4、5所述；

8.暫存桶“表壓”超過(guò)1KG/CM2時(shí)，閥門F3“ON”，閥門F4“ON”，起動(dòng)空壓機(jī)，暫存桶“表壓”等于0KG/CM2時(shí)，空壓機(jī)持續(xù)起動(dòng)15秒后停止(負(fù)壓環(huán)境)，閥門F3“OFF”，閥門F4“OFF”；

9.暫氣桶“表壓”超過(guò)8KG/CM2時(shí)，真空泵停止，閥門F1、B2、B3“OFF”，閥門F5“ON”，閥門G1“ON”；“表壓”等于0KG/CM2時(shí)，真空泵開(kāi)始運(yùn)作，閥門F1“ON”，閥門F5“OFF”，閥門G1“OFF”。

四、冰水降溫程序

1.真空程序“加熱單元”起動(dòng)時(shí)，冰水槽內(nèi)水位“LE”低于中水位時(shí)，閥門Q1“ON”，進(jìn)行自來(lái)水補(bǔ)水；此時(shí)，制冰機(jī)開(kāi)始動(dòng)作，反之，冰水槽內(nèi)水位“LE”于高水位時(shí)，閥門Q1“OFF”，停止自來(lái)水補(bǔ)水；

2.真空程序“真空泵”起動(dòng)時(shí)，冰水槽內(nèi)水位“LE”于超過(guò)中水位時(shí)，加壓泵動(dòng)作，制冰機(jī)動(dòng)作，此時(shí)，制冰機(jī)動(dòng)作20分鐘后，冰水槽內(nèi)“水溫”溫度監(jiān)控高于40℃時(shí)，閥門F6“OFF”，閥門F7“ON”，冰水停止與冷凝器－E1及冷凝器－E2進(jìn)行熱交換，并啟動(dòng)警報(bào)裝置及蜂鳴器；

3.當(dāng)冰水槽內(nèi)“水溫”溫度監(jiān)控低于40℃時(shí)，閥門F6“ON”，閥門F7“ON”，冰水推送至與冷凝器－E1及冷凝器－E2進(jìn)行熱交換；

4.當(dāng)冰水槽內(nèi)“水溫”溫度監(jiān)控低于20℃時(shí)，閥門F6“ON”，閥門F7“OFF”，冰水繼續(xù)推送停止與冷凝器－E1及冷凝器－E2進(jìn)行熱交換；但，此時(shí)冰水并不直接回水至冰水槽；

5.當(dāng)冰水槽內(nèi)“水溫”溫度監(jiān)控低于5℃時(shí)，制冰機(jī)停止作功；當(dāng)冰水槽內(nèi)“水溫”溫度監(jiān)控回升至8℃以上(含)時(shí)，制冰機(jī)重新開(kāi)始作功。

以上實(shí)施方式只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。