廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，屬于活性炭處理廢氣技術領域。該裝置包括裝載有活性炭的處理塔以及熱量交換器；處理塔具有廢氣入口、廢氣出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口；熱量交換器具有彼此隔離的蒸汽空間和空氣空間，蒸汽空間具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液體出口，空氣空間具有空氣入口和空氣出口；處理塔的第一蒸汽出口與熱量交換器的第二蒸汽入口連通。采用本實用新型后，能在不轉移活性炭的情況下完成活性炭的再生過程，處理蒸汽時，不需要采用冷凝水，只需鼓入空氣帶走熱量即可，利于降低處理成本。
【專利說明】
廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，尤其適用于工業廢氣(如噴漆廢氣等)的處理，屬于活性炭處理廢氣技術領域。
【背景技術】
[0002]據發明人所知，在工業廢氣處理方法中，采用活性炭進行吸附是經常采用的手段之一。活性炭在吸附飽和后需要進行再生處理，之后才能再次投入使用。然而，現有技術中的再生技術手段往往存在工序復雜，占地面積過大，需耗費大量人力物力等缺陷，例如，通常需要將吸附飽和的活性炭轉移至專門的再生設備中進行再生，然后將再生后的活性炭再次布置于吸附裝備中，操作過程繁瑣，勞動強度大。
[0003]經檢索發現，申請號96106358.0、公開號CN1167813A的中國發明專利申請公開了一種煤氣活性炭脫硫凈化和再生工程與設備，用活性炭為脫硫劑，活性炭飽和后用過熱蒸汽再生;再生過程中，過熱蒸汽在脫硫塔中由上往下運行，通過加熱活性炭使硫與之脫除，并將硫帶出脫硫塔。雖然該技術方案能在不移動活性炭的情況下進行活性炭再生，但是，其過熱蒸汽從塔中排出后，仍然帶有大量的熱量，僅憑水封槽對蒸汽進行凝結將需要巨量的冷凝水進行處理，這不僅不利于節約水資源，還會使處理成本大幅增加。
[0004]專利號201010300676.4、授權公告號CN101721984B的中國發明專利公開了煙氣加熱與水蒸汽吹掃復合的活性炭材料再生方法，該技術方案不僅存在需要騰挪活性炭以供再生的問題，還存在與前述專利申請相同的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型目的在于:針對上述現有技術存在的問題，提出一種廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，能在不轉移活性炭的情況下完成活性炭的再生過程。
[0006]為了達到以上目的，本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，包括裝載有活性炭的處理塔，其特征是，還包括熱量交換器;所述處理塔具有廢氣入口、廢氣出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口；所述熱量交換器具有彼此隔離的蒸汽空間和空氣空間，所述蒸汽空間具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液體出口，所述空氣空間具有空氣入口和空氣出口 ；所述處理塔的第一蒸汽出口與熱量交換器的第二蒸汽入口連通;所述處理塔具有廢氣經廢氣入口進入塔內與活性炭接觸后經廢氣出口排出的吸附處理狀態，以及蒸汽經第一蒸汽入口進入塔內與活性炭接觸后經第一蒸汽出口排出的再生狀態;所述熱量交換器具有蒸汽進入蒸汽空間將熱量傳遞給空氣空間內空氣的熱交換狀態。
[0008]采用該結構，在廢氣處理時關閉第一蒸汽入口和出口，將廢氣從廢氣入口通入塔內與活性炭接觸，完成吸附處理過程，然后經廢氣出口排出已處理的廢氣；當活性炭吸附飽和后，關閉廢氣入口和出口，從第一蒸汽入口通入高溫蒸汽，使其與活性炭接觸并對活性炭形成加熱作用，進而使活性炭吸附的物質解吸附并被蒸汽帶走，然后經第一蒸汽出口排出帶有解吸附物質的高溫蒸汽;接著，高溫蒸汽進入熱量交換器的蒸汽空間，將熱量傳遞給空氣空間內快速通入的大量空氣，使解吸附物質和蒸汽凝結并經冷凝液體出口排出，剩余氣體經第二蒸汽出口排出。如此即可實現在不轉移活性炭的情況下完成活性炭的再生過程；處理蒸汽時，不需要采用冷凝水，只需鼓入空氣帶走熱量即可，利于降低處理成本。
[0009]為進一步提高熱量交換器的換熱效率:所述熱量交換器的蒸汽空間、空氣空間分別有若干層，各層蒸汽空間與各層空氣空間上下交替排布;各層蒸汽空間的第二蒸汽入口相互連通，各層蒸汽空間的第二蒸汽出口相互連通。這樣即可大幅增加換熱接觸面積，利于提高換熱效率。在此基礎上，為能向空氣空間內迅速通入大量空氣:各層空氣空間的空氣入口位于熱量交換器的相同一側，各層空氣空間的空氣出口位于熱量交換器的相同另一側；所述裝置還包括軸流風機，所述軸流風機的出風方向正對各層空氣空間的空氣入口，或者所述軸流風機的進風方向正對各層空氣空間的空氣出口。這樣既可以軸流風機直吹各層空氣空間，從而向空氣空間內迅速通入大量空氣，利于迅速帶走熱量。
[0010]當解吸附物質中含有低沸點揮發性物質時，僅憑熱量交換器可能無法使低沸點揮發性物質凝結，在這種情況下，為能凝結低沸點揮發性物質從而使處理塔排出蒸汽最大程度地無害化:所述裝置還包括具有冷凝空間的冷凝處理器，所述冷凝空間具有進氣口、出氣口以及冷凝液出口 ；所述冷凝空間的進氣口與熱量交換器的第二蒸汽出口連通;所述冷凝空間內設有能降低空氣溫度的冷氣源。在此基礎上:所述冷氣源為冰塊或制冷空調。
[0011 ]本實用新型還可以采用以下優選方案:
[0012]優選地，所述處理塔的廢氣入口裝有過濾器。這樣可防止固體顆粒及較大液滴與活性炭接觸，以免降低活性炭的再生效果。
[0013]優選地，所述處理塔的廢氣入口前還裝有用以降低廢氣溫度的前置熱量交換器，所述前置熱量交換器具有彼此隔離的廢氣空間和空氣空間，所述廢氣空間具有入口、出口以及冷凝液體出口，所述空氣空間具有空氣入口和空氣出口；所述前置熱量交換器具有廢氣進入廢氣空間將熱量傳遞給空氣空間內空氣的熱交換狀態。這樣可降低廢氣溫度，避免廢氣對活性炭形成加熱作用，確保吸附處理過程順利進行。
[0014]優選地，所述處理塔的外壁設有保溫層。這樣，在吸附處理廢氣時，利于使活性炭保持在適宜的吸附溫度，以免影響吸附效果;在再生處理時，利于使活性炭保持在適宜的解吸附溫度，以免影響解吸附效果。
[0015]優選地，所述處理塔的第一蒸汽入口前還裝有電加熱器。這樣可在需要時通過電加熱提高蒸汽溫度，以利提高活性炭再生效果。
[0016]優選地，所述熱量交換器的蒸汽空間或空氣空間中還設有支撐件。
[0017]采用本實用新型后，能在不轉移活性炭的情況下完成活性炭的再生過程，處理蒸汽時，不需要采用冷凝水，只需鼓入空氣帶走熱量即可，利于降低處理成本。
【附圖說明】

[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0019]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。圖中，熱量交換器3以及前置熱量交換器6中，空氣空間內的圓點表示空氣流動方向為垂直于紙面向外;軸流風機4位于熱量交換器3的后側。【具體實施方式】實施例
[0020]如圖1所示，本實施例的廢氣處理用活性炭I吸附與再生裝置包括裝載有活性炭I的處理塔2、熱量交換器3、軸流風機4、冷凝處理器5以及前置熱量交換器6。(注:圖1中所示活性炭僅為示意用，并非表示具體用量、具體擺放方式等具體使用時的參數。)
[0021]處理塔2具有廢氣入口 21、廢氣出口 22、第一蒸汽入口 23以及第一蒸汽出口 24。處理塔2具有廢氣經廢氣入口 21進入塔內與活性炭I接觸后經廢氣出口 22排出的吸附處理狀態，以及蒸汽經第一蒸汽入口 23進入塔內與活性炭I接觸后經第一蒸汽出口 24排出的再生狀態。
[0022]熱量交換器3具有彼此隔離的蒸汽空間31和空氣空間32，蒸汽空間31具有第二蒸汽入口 311、第二蒸汽出口 312以及冷凝液體出口 313，空氣空間32具有空氣入口和空氣出口。熱量交換器3的蒸汽空間31、空氣空間32分別有若干層，各層蒸汽空間31與各層空氣空間32上下交替排布;各層蒸汽空間31的第二蒸汽入口 311相互連通，各層蒸汽空間31的第二蒸汽出口 312相互連通。各層空氣空間32的空氣入口位于熱量交換器3的相同一側，各層空氣空間32的空氣出口位于熱量交換器3的相同另一側;軸流風機4的出風方向正對各層空氣空間32的空氣入口(也可選擇:軸流風機4的進風方向正對各層空氣空間32的空氣出口)。熱量交換器3具有蒸汽進入蒸汽空間31將熱量傳遞給空氣空間32內空氣的熱交換狀態。
[0023]冷凝處理器5具有冷凝空間51，冷凝空間51具有進氣口511、出氣口512以及冷凝液出口 513;冷凝空間51的進氣口 511與熱量交換器3的第二蒸汽出口 312連通;冷凝空間51內設有能降低空氣溫度的冷氣源52。冷氣源52為冰塊或制冷空調(本實施例為制冷空調)。
[0024]前置熱量交換器6用以降低廢氣溫度，前置熱量交換器6具有彼此隔離的廢氣空間61和空氣空間62，廢氣空間61具有入口611、出口612以及冷凝液體出口613，空氣空間62具有空氣入口和空氣出口；前置熱量交換器6具有廢氣進入廢氣空間61將熱量傳遞給空氣空間62內空氣的熱交換狀態。
[0025]處理塔2的第一蒸汽出口24與熱量交換器3的第二蒸汽入口 311連通。處理塔2的廢氣入口 21裝有過濾器25。處理塔2的外壁設有保溫層。處理塔2的第一蒸汽入口 23前還裝有電加熱器26。
[0026]此外，熱量交換器3的蒸汽空間31或空氣空間32中還可以設有支撐件(圖中未示)，起到支撐或承重作用，使蒸汽空間31或空氣空間32的大小固定，且在使用過程中減少震動。
[0027]使用過程為:
[0028](I)廢氣處理:關閉第一蒸汽入口 23和第一蒸汽出口 24，將廢氣依次經前置熱量交換器6降溫、過濾器25過濾后從廢氣入口 21通入塔內與活性炭I接觸，完成吸附處理過程，然后經廢氣出口 22排出已處理的廢氣。
[0029](2)再生處理:當活性炭I吸附飽和后，關閉廢氣入口 21和廢氣出口 22，從第一蒸汽入口 23通入高溫蒸汽(可根據實際情況決定是否采用電加熱)，使其與活性炭I接觸并對活性炭I形成加熱作用，進而使活性炭I吸附的物質解吸附并被蒸汽帶走，然后經第一蒸汽出口 24排出帶有解吸附物質的高溫蒸汽;接著，高溫蒸汽進入熱量交換器3的蒸汽空間31，將熱量傳遞給空氣空間32內在軸流風機4作用下快速通入的大量空氣，使解吸附物質和蒸汽凝結并經冷凝液體出口 313排出，剩余氣體經第二蒸汽出口312排至冷凝處理器5內，凝結低沸點揮發性物質，最后所剩氣體若達標則可直接排入外界，若未達標可排入額外的活性炭塔進行吸附處理后再排入外界。
[0030]軸流風機4向空氣空間32內通入空氣時，可在空氣中噴入霧化的水滴，以降低空氣的溫度，進一步提高處理效果。
[0031]本實施例能在同一個處理塔內實現活性炭的吸附和再生過程，不需要轉移活性炭，利于降低人力物力消耗。
[0032]本實施例在通常工況下，塔內活性炭可反復進行吸附、再生循環，最高循環次數可達10次以上，利于大幅降低成本。
[0033]由于工業廢氣中常含有易燃易爆的揮發性物質，這些物質吸附于活性炭后，若直接加熱使其解吸附，容易造成塔內局部濃度和溫度過高、且含有較高濃度氧氣而帶來爆炸危險，本實施例采用蒸汽進行加熱，可排出含氧空氣并將解吸附物質隨時帶出處理塔以降低其濃度，避免出現局部濃度和溫度過高的情況，從而消除爆炸危險，確保安全。
[0034]本實施例處理塔具有保溫功能，一方面在再生處理活性炭時能保持在預設的解吸附溫度，縮短解吸附時間；另一方面在吸附處理時利于使活性炭保持在適宜的吸附溫度，縮短處理塔進入吸附處理狀態的過渡時間。
[0035]本實施例能以較小體積實現良好的處理效果，例如當處理塔尺寸為1.8mX1.8 mX2.5 m、前置熱量交換器和熱量交換器的體積分別為I m3、冷凝處理器的體積為0.288 m3時，即可實現廢氣處理量15000?30000 m3/h，并且在1-12小時內即可完成活性炭的再生處理過程。
[0036]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，包括裝載有活性炭的處理塔，其特征是，還包括熱量交換器;所述處理塔具有廢氣入口、廢氣出口、第一蒸汽入口以及第一蒸汽出口 ；所述熱量交換器具有彼此隔離的蒸汽空間和空氣空間，所述蒸汽空間具有第二蒸汽入口、第二蒸汽出口以及冷凝液體出口，所述空氣空間具有空氣入口和空氣出口；所述處理塔的第一蒸汽出口與熱量交換器的第二蒸汽入口連通;所述處理塔具有廢氣經廢氣入口進入塔內與活性炭接觸后經廢氣出口排出的吸附處理狀態，以及蒸汽經第一蒸汽入口進入塔內與活性炭接觸后經第一蒸汽出口排出的再生狀態;所述熱量交換器具有蒸汽進入蒸汽空間將熱量傳遞給空氣空間內空氣的熱交換狀態。2.根據權利要求1所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述熱量交換器的蒸汽空間、空氣空間分別有若干層，各層蒸汽空間與各層空氣空間上下交替排布;各層蒸汽空間的第二蒸汽入口相互連通，各層蒸汽空間的第二蒸汽出口相互連通。3.根據權利要求2所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，各層空氣空間的空氣入口位于熱量交換器的相同一側，各層空氣空間的空氣出口位于熱量交換器的相同另一側;所述裝置還包括軸流風機，所述軸流風機的出風方向正對各層空氣空間的空氣入口，或者所述軸流風機的進風方向正對各層空氣空間的空氣出口。4.根據權利要求1所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述裝置還包括具有冷凝空間的冷凝處理器，所述冷凝空間具有進氣口、出氣口以及冷凝液出口 ；所述冷凝空間的進氣口與熱量交換器的第二蒸汽出口連通;所述冷凝空間內設有能降低空氣溫度的冷氣源。5.根據權利要求4所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述冷氣源為冰塊或制冷空調。6.根據權利要求1至5任一項所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述處理塔的廢氣入口裝有過濾器。7.根據權利要求1至5任一項所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述處理塔的廢氣入口前還裝有用以降低廢氣溫度的前置熱量交換器，所述前置熱量交換器具有彼此隔離的廢氣空間和空氣空間，所述廢氣空間具有入口、出口以及冷凝液體出口，所述空氣空間具有空氣入口和空氣出口；所述前置熱量交換器具有廢氣進入廢氣空間將熱量傳遞給空氣空間內空氣的熱交換狀態。8.根據權利要求1至5任一項所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述處理塔的外壁設有保溫層。9.根據權利要求1至5任一項所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述處理塔的第一蒸汽入口前還裝有電加熱器。10.根據權利要求1至5任一項所述廢氣處理用活性炭吸附與再生裝置，其特征是，所述熱量交換器的蒸汽空間或空氣空間中還設有支撐件。
【文檔編號】B01J20/34GK205700032SQ201620403089
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】陳元剛
【申請人】陳元剛