專利名稱：使用吸附冷凝法的溶劑回收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽態混合物中高沸點氣態化合物例如常態為液態的汽化的化合物的回收，尤其涉及溶劑-惰性載氣混合物中通過將氣體混合物中的溶劑冷凝而實現的汽化溶劑的回收。
許多工藝及生產過程會導致生成一種產品氣流或副產品氣流，該氣流含有一種汽化的常態為液態的化合物，即在正常狀態下呈液態的化合物。例如，在使涂覆在如汽車、家用器具等類似物品的表面及物體上的溶于有機溶劑中的樹脂涂層固化時，通常要在爐中烘烤樹脂涂層，由此使涂料混合物中的溶劑蒸發，并使無溶劑的樹脂涂料固化。在烘干的過程中，汽化的溶劑一般借助于一種對溶劑惰性的載氣離開干燥爐，以防止易爆易燃氣體混合物的形成或將其形成的可能性降至最低。
通常需要從上述氣體混合物中回收高沸點的氣體成分。例如在有些情況下這種高沸點的氣體可能具有經濟價值以致使其回收變得相當重要。在另一些情況下，這種高沸點的氣體可能對環境危險或有害因而不能排放到大氣中。不同的方法已被用來實現從氣體混合物中回收高沸點的氣體成分。典型的方法包括冷凝法，吸附法及薄膜分離法。冷凝法由于其簡便易行及效率高而被優先采用。
冷凝分離包括將載有高沸點氣體的氣流冷卻至遠低于其露點的溫度，使高沸點蒸汽冷凝成液態。然后將所述液化氣體從系統中排出。美國專利US4122684，4188793，4237700，4444016和4545134公開了冷凝處于蒸汽狀態的高沸點氣體的各種工藝方法。
冷凝法適用于回收高沸點氣態化合物。包含這些化合物的氣體混合物可被冷卻到一個足夠低的溫度，由此從氣流中除去足夠多的高沸點氣體，使廢氣流在符合為排放至大氣的氣體而規定的嚴格的環境標準的同時，高沸點氣體化合物不會凍結在氣體混合物在其中冷卻的冷凝器的表面。然而，當氣流中含有其凝固溫度等于或高于熱交換器所必須的操作溫度的雜質例如水蒸汽和/或二氧化碳時，就難以成功地用單個冷凝器來冷凝高沸點氣體，這是因為冷凝器將最終被凍結的雜質所堵塞，必須停止工作直至凍結的雜質從冷凝器中被去除。
美國授予沃森等人的專利US4188793公開了一種從氣體混合物中去除例如水和二氧化碳雜質的方法(也需在氣體混合物中將氯乙烯分離出來)，該方法借助于使進氣混合物經過熱交換器而使其中的雜質被冷凍。可使用交替工作的若干個逆向熱交換器，這樣當雜質在其中一個熱交換器中正被凍結時，另一熱交換器中已凍結的雜質正在被融化。該專利同時公開了使用液氮作為冷凍劑，通過冷凝從干燥的蒸汽中去除氯乙烯的方法。在冷凝過程中被汽化并加溫的氮氣隨后用于融化凍結的雜質。
在將氣流輸入溶劑冷凝器前，先使它通過吸附劑以去除其中的潮氣及其它可冷凝雜質，此方法也已為人們所共知。所用吸附劑可采用常規方法將由外源獲得的加熱氣體例如干燥的氮氣或空氣通入吸附器而再生。從冷凝器中流出的去除了溶劑的廢氣通常被循環到氣流源中作為一種惰性載氣再次使用。當由于泄漏或化學反應而導致氣流中含有進入系統的不可凝雜質例如氧氣或一氧化碳時，在氣流中就可能積累這些不合乎需要的組分。因此將冷凝器廢氣再次作為載氣使用并不都是可行的，而必須使用新鮮的惰性載氣。這就降低了回收系統的工作效率。
人們一直在尋找一種用來從氣流中回收高沸點氣體的改進的系統，所述氣流中還附加含有不能容許在系統中積累的不可凝氣態雜質。更確切地說，需要改進現有設備，使它能更加經濟有效且費用低廉地進行操作。本發明提供了具備這些優點的改進系統。
根據本發明的一個目的，提供了一種從含有混合物的氣體源中回收一種或多種可凝蒸汽的改進方法，所述混合物由可凝蒸汽，一種惰性載氣，一種或多種易凍結的氣態雜質，例如水蒸汽和二氧化碳，及一種或多種不可凝氣態雜質所組成。首先采用溫度擺動吸附法(TSA)將易凍結的雜質從氣流中去除，然后分一步或幾步冷卻已去除了易凍結雜質的氣流，從而使氣流中所有的可凝蒸汽都基本上冷凝出來。現在離開冷凝器的惰性氣流實際上是由惰性載氣和一種或多種不可凝汽態雜質所組成，它被用來從吸附區中清除被吸附的易凍結雜質。作為沖洗氣體離開了系統的含有雜質的惰性氣體被基本上純凈的惰性氣體所取代，因而實質上使氣體源的壓力維持為恒定值。液化的可凝蒸汽在整個過程中連續從冷凝器中被排出。
在本發明的一個較佳實施例中，系統通過操作2個或多個相互不同相的吸附器來連續工作。在另一個較佳實施例中，可凍結雜質由兩個或多個交替操作的TSA單元對氣流進行處理而被從蒸汽中去除，所述TSA單元采用已加熱的冷凝器廢氣作為吹掃氣體。另一個較佳實施例中，超過了清洗吸附區所需數量的氣態冷凝器廢氣被循環到汽源中以再次用作載氣。本發明的另一個較佳實施例中被冷凝的蒸汽通過汽化已液化的冷凍氣體被直接或間接地冷卻，所述冷凍氣體相對于蒸汽是惰性的，且它隨后被用來補充吹掃氣體，并被用作蒸汽的惰性載氣。在另一個較佳實施例中，進入蒸汽冷凝器的氣流被壓縮至壓強為2-25 psig，而5-15 psig則更為可取。
在本發明的一個具體實施例中，溶于溶劑的樹脂涂料干燥爐的一種氣態廢氣流被通入一個沸石TSA吸附床，所述廢氣流包含用作載氣的氮氣、溶劑、以及作為雜質的潮氣和氧氣，在所述吸附床中潮氣被吸附，然后廢氣流被通過一個蒸汽冷凝器，在所述冷凝器中基本上所有的溶劑都從氣流中被冷凝出來。吸附區是由一對呈180反相操作的TSA單元組成的，這樣，當一個單元處于吸附狀態工作時，另一個處于再生狀態。從蒸汽冷凝器中排出的廢氣被加熱并作為一種吹掃氣體通入進行再生的吸附器。冷凝器被中間冷卻劑致冷，該冷卻劑本身又通過與汽化氮的熱交換來致冷。足夠的汽化氮被輸入到干燥爐中以取代作為吹掃氣體已從系統中排出的惰性載氣。
結合相應附圖并參照如下對典型實施例的描述，本發明將更易于理解。其中
圖1是從氣體混合物中回收一種或多種汽化的揮發性組分的系統的一種實施例的示意圖。
圖2是從樹脂涂料干燥室中回收汽化溶劑的一種系統的示意圖。
在不同的示圖中相同的設備部件使用相同的參考數字來代表，其中只包括了為理解本發明所必需的設備、閥門及管道。
本發明的工藝方法可用于從氣體混合物中回收任何汽化的揮發性組分，所述氣體混合物包括汽化的揮發性組分，一種惰性載氣，一種或多種可凍結氣態組分及一種或多種不可凝氣態雜質。說明書及所附權項中提及的術語“揮發性組分”表示存在于氣態混合物中的一種化合物，它將用本發明的工藝方法從混合物中被除去。所述揮發性組分可以是任何具有高于所述汽化揮發性組分將從中被除去的那些組分的沸點的化合物或元素。本發明尤其適用于回收揮發性液體的蒸汽，即具有高于正常大氣溫度的沸點的液體，與易被冷凝的蒸汽。如那些沸點高于約-100℃的液體。術語“汽化的揮發性組分”在這里被用來描述被回收的組分的氣體狀態，術語“液化的揮發性組分”被用來描述上述組分的液體狀態。
通過本發明的工藝方法能夠回收的有機揮發性組分包括烴類，如烷烴類、環烷烴類、烯烴類、芳香族化合物等;取代的烷烴類和芳香族化合物如鹵代和磺化的烷烴類及芳香族化合物等。本發明尤其適用于回收從惰性氣體封蓋的儲藏器或反應鍋中或從溶于溶劑的樹脂涂料干燥爐中釋放出來的溶劑蒸氣。
術語“可凍結氣態雜質”用來描述一種汽態的組分，它的凝固點高于采用本發明的工藝方法所回收的揮發性組分的凝固點。最常見的可凍結汽態組分是水蒸汽和二氧化碳。術語“不可凝汽態雜質”在這里有時被用來描述一種氣態化合物，它的沸點低于用本發明的方法回收的揮發性組分的沸點，且它可與揮發性組分起化學反應。典型的不可凝氣態雜質是氧氣和一氧化碳。
本發明的工藝方法的較佳實施例所采用的裝置由以下部分組成適合于不同相運行的多元溫度擺動吸附單元，在一個給定的周期內，當包含于氣流中的潮氣和其它可凍結汽態雜質如二氧化碳在一個吸附單元中被吸附的同時，在另一個吸附單元中已吸附的可凍結汽態雜質被解除吸附;一個加熱單元，它用來加熱沖洗吸附單元的氣體。所述裝置按以下方式運行在溶劑回收系統中處理的氣流(即工作氣體混合物)被通入吸附單元之一，然后通過一個壓縮機(如果系統中包括一臺)，再通過揮發性組分冷凝器。從冷凝器中排出的所有或部分廢氣被隨后通入一熱交換器并作為吹掃氣體通過另一吸附床，同時剩余的廢氣(如果還有的話)被循環通到工作氣流的氣源中。
本發明的一個特征是一部分或所有的純化氣流本身被用來將系統吸附單元中的凍結雜質沖洗掉。這提供了兩個優點由于不必干燥及加熱外部供氣用來清洗，降低了總的工作費用;且它避免了不需要的不可凝汽態組分在被處理系統中累積起來。這是通過用新鮮的，基本上純凈的惰性氣體來替換含氧氣的吹掃氣體，且所用惰性氣體的數量使氣源的壓力在實質上保持不變而實現的。
本發明的另一特征在于通入揮發性組分冷凝器的工作氣流可被壓縮至一超大氣壓力的壓強。壓縮所述工作氣流將導致工作氣體中的汽化的揮發性組分在一設定溫度下達到飽和或過飽和，以促進氣流中汽化的揮發性組分的冷凝，因而當氣流隨后被冷卻時就降低了其露點，使汽化的揮發性組分從氣流中冷凝出來。由于工作氣流的壓力被增大，在冷卻氣體時可有較多數量的汽化揮發性組分從蒸汽中被分離出來。
在本發明工藝方法所采用系統的冷凝器中，用來冷卻汽化的揮發性組分的冷凍劑可以采用能夠提供冷凝揮發性組分所必須的冷卻效果的任何冷凍劑。冷卻可通過直接使用一種低沸點液化的惰性氣體來提供，如圖1所示，或通過一種中間冷凍系統來提供，如圖2所示。當冷卻直接由液化氣體提供時，最好使用一種與環境相容且如果需要的話在使用后可排入大氣的化合物。惰性冷凍液體如液態氮和液態氬被優先采用，這是因為它們可排入大氣或從系統中排出后可有其它用途。氮氣被優先采用是因為它簡便易得價格低廉。當一種液態氣體被直接用作冷凍劑時，通過它在經過熱交換器時被汽化。被汽化了的冷凍劑一般仍很冷，因此需要將這氣流用作其它冷卻用途，然后再使所述氣流回到被處理的氣源中以補充載氣，或它可用于清洗系統的吸附單元并隨后被排入大氣。
現在回到附圖1，圖中所示是一個從上述工作氣流中回收汽化的揮發性組分的系統。在圖示的系統中，氣源2提供了本發明工藝方法中待處的工作氣流。氣源2可以是一個惰性氣體封蓋的儲藏器，一個化學工藝單元或一個溶于溶劑的樹脂涂料干燥單元，或任何其它單元或系統，其中包含了或在其中生成了一種惰性氣體與一種揮發性氣態組分的混合物。管道3將氣源2連接到鼓風機4的進氣口，所述鼓風機可以是任何合適的氣體鼓風裝置。鼓風機的排放管5連接到歧管6，所述歧管通過進氣管10A和10B被分別地連接到吸附單元12A和12B，通過管道12A和12B的氣流由閥門8A和8B分別進行控制。
吸附單元12A和12B是溫度擺動吸附單元，其中裝有任何一種適用于吸附可凝組分如水和二氧化碳的吸附劑。典型的吸附劑包括氧化鋁，硅膠，分子篩如沸石，即結晶硅鋁酸鹽。用于吸附潮氣的吸附劑優先采用結晶硅鋁酸鹽，氧化鋁和硅膠。最佳的吸附劑是結晶硅鋁酸鹽，如由W.R.格雷斯公司購得的Davison 3A分子篩。吸附單元12A和12B的出氣端分別通過吸附器輸出管14A和14B連接到歧管18。通過管道14A和14B的氣流由閥門16A和16B分別進行控制。連接管20將冷凝器22的進氣總管24與歧管18連接起來。冷凝器22可以是任何一種在氣體與流體冷凍劑之間提供熱交換的裝置。優先采用那些帶有翅管結構或單程或多程管殼結構的冷凝器。作為例子，圖中所示的冷凝器22是豎直設置的單程管殼式換熱器，其中工作氣體進氣口和液化的揮發性組分排放管在底部，而工作氣體出氣口在頂部。冷凝器22上設有一個進氣總管24和一個出氣總管26。管道28使氣體在進氣總管24和出氣總管26間流動。通過管道30從冷凝器22中排放液態揮發性組分以回收揮發性組分。冷凝器22的殼方既連通液化的惰性氣體進氣管32也連通惰性氣體出氣管34。管道34的另一端，由閥門35所控制而連接至氣源2。
冷凝器22的出氣總管26被連接到清洗管36，其中氣體的流動由閥門37控制。管道36又連接到吹掃氣體加熱器38的進氣口端。吹掃氣體加熱器38可以是任何適用于加熱管36中的吹掃氣體至能有效清洗吸附單元12A和12B的溫度的裝置。
合適的加熱裝置包括液體熱交換器和間接燃燒加熱器或電加熱器。加熱器38的出氣端連接到與吹掃氣體歧管42相連接的管道40，從歧管42流到吸附器進氣口管道10A和10B的流體由閥門43A和43B分別控制。在吸附單元12A和12B的出氣口端，吸附器出氣管14A和14B與歧管14間的氣流由閥門45A和45B分別進行控制。最后，歧管44連通到排風口46，所述排風口可以通入大氣或其它氣體處理裝置中。
惰性氣體輸出管34也通過管道47與閥門37和吹掃氣體加熱器38間的吹掃氣體管道36連通，管道47中的氣流由閥門48控制，同樣的，管道36通過管道49與閥門35及氣源2之間的管道34連通，所述管道49中的氣流由閥門50控制。管道34也通過惰性氣體補充管道51連接到惰性氣體源上。
以下將從吸附單元12A處于吸附模式的階段開始描述如圖1裝置所實施的本發明的工藝方法。即，吸附單元12A從氣源2得到工作氣體，這時吸附單元12B處于再生方式，也即，它正被來自冷凝器22排放端的流經管道40的加熱氣體清洗。在這一工藝步驟中，閥門8A、16A、35、37，43B和45B是打開的，而所有其它閥門是關閉的。通過管道4離開氣源2的工作氣流在鼓風機4的推動下流過系統。工作氣體流經管道5，歧管6，閥門8A和管道10A，并進入吸附單元12A。進入吸附單元12A和12B的工作氣流通常處于約2-70℃的溫度范圍，更常見的是處于5-40℃。在吸附單元12A中潮氣和二氧化碳(如果存在)被從氣流中吸附掉。基本上干燥及去除了二氧化碳的工作氣流通過管道14A離開吸附單元12A，流過閥門16A，歧管18及管道20并通過進口總管24進入冷凝器22。所述氣流然后向上流過直立的管道28，在所述管道中所述氣流被充分冷卻以使氣流中所有的可凝蒸汽基本上都被冷凝。冷卻是通過在冷凝器22的殼方汽化一種液化的惰性氣體例如氮氣來得到的。液化的揮發性組分滴落到冷凝器22的底部并從那兒通過排放管道30排出。現在通過管道36離開冷凝器22的氣流是干燥且基本上不含揮發性組分的。接著，所述氣流或其一部分流經加熱器38，在其中被加熱到高于約90℃的溫度，例如，處于約90℃-260℃范圍間的溫度，而較可取的是處于約120°-190℃的范圍。所述被加熱的吹掃氣體流經管道40，閥門43B和管道10B，然后進入吸附單元12B。當被加熱的氣流流經單元12B時，它就使該單元中先前由吸附劑吸附的潮氣和二氧化碳解除吸附。現在載有潮氣和二氧化碳的吹掃氣體通過管道14B流出吸附單元12B，然后流過閥門45B和歧管44，通過排風管道46離開系統。
通過管道34離開冷凝器22殼方的惰性氣體流經閥門35，并進入氣源2，在其中作為補充氣體用來部分或全部地取代通過管道3離開此單元的不可凝氣體。加到系統中的補充氣體的數量取決于通過管道49回到氣源的可凝氣體的數量。在某些情況下，可能希望部分地或全部地用來自另一氣源例如氮氣發生器的惰性氣體來補充氣體源2中的惰性氣流。這種情況下補充氣體可通過管道51由獨立氣源提供。
使吸附單元12A和12B得到令人滿意的解吸效果所必須的吹掃氣體的數量在系統運行過程中可以變化。在吹掃氣體需要量低時，多余的吹掃氣體可通過打開的閥門50，通過管道49回到氣體源2。在吹掃氣體需要量高時，當通過管道36所提供的吹掃氣體可能不足以用來徹底清洗吸附器12A和12B時，可打開閥門48，將補充的惰性氣體通過管道47引入清洗管道36。
當吸附單元12A中所吸附的潮氣和二氧化碳的數量達到一個預置值時，就將吸附單元12A和12B所起的作用相互交換，單元12B進入吸附方式，而單元12A進入再生方式。在循環的這一階段，工作氣流通過吸附單元12B，而吹掃氣體通過吸附單元12A。在這一循環步驟中，閥門8B、16B、35、37、43A和45A打開，所有其它閥門關閉。除了吸附單元12A和12B互相變換所起的作用外，第二階段的運行與第一階段的運行相同。
圖2示出了一種適用于從樹脂涂料干燥單元中回收溶劑蒸汽的氣化的揮發性組分回收系統。在圖2的系統所實現的工藝中，進入管道3的是來自于溶于溶劑的樹脂涂料干燥單元(用參考數字2A表示)的廢氣。來自樹脂涂料干燥器(例如2A)的廢氣通常包含一種溶劑或烴或氧化的有機化合物，以及一種對環境無害的惰性載氣例如氮氣或氬氣。所述廢氣在圖2所示的系統中被處理以用來從廢氣中基本上回收所有溶劑。回收的溶劑通過管道30離開系統。如圖1的工藝操作所示，無溶劑載氣的部分或全部可用于清洗吸附單元12A和12B，然后通過出口管道46被排入大氣，而剩余部分則循環用于干燥單元2A。
圖2所示的系統與圖1的系統相似，但有幾點區別。圖2的系統包含了一個設置在管道20上的氣體壓縮器60。它用來使離開吸附單元12A和12B的氣體的壓力增大到所需水平，壓縮機60可以是任何能將氣體壓縮到至少25 psig(表壓每平方英寸的磅數)的裝置，例如空氣壓縮機或高壓鼓風機。經壓縮的工作氣體離開壓縮機60通過進口總管24進入冷凝機22，并以圖1系統的說明中已解釋過的方式流過系統的其余部分。
圖2系統的第二個修改的地方是使用了一種中間冷凍劑循環系統來冷卻冷凝器22中的溶劑蒸汽。所述中間冷凍劑通過管道64和66在中間冷凍劑冷卻單元62中及冷凝器殼方循環流動。這是通過一個中間冷凍劑循環泵(圖中未示出)來實現的。所述中間冷凍劑在冷卻單元62中由于初級冷凍劑的作用而冷卻。初級冷凍劑通過管道32進入單元62，并通過管道34流出所述單元。
所述中間冷凍劑是一種冷卻介質，它的凝固點低于水。中間冷凍劑優先采用一種低沸點的液體或氣體，如一種低分子量的有機化合物，例如類似甲烷、己烷、丙烷、丁烷、甲苯、二甲苯等的烴類，或一種從醇類，醚類等中所挑選出的含氧的有機化合物。圖2中所示的本發明工藝中所使用的中間冷凍劑并未嚴格規定，且它不構成本發明的一部分。在冷凝器22中循環流動的中間冷凍劑被維持在低于揮發性組分的沸點(相對于揮發性組分在冷凝器中所受壓力下的沸點)的溫度上，且在不導致冷凝器22中的揮發性組分凍結的條件下將溫度維持得盡可能低是較為可取的，這樣可使冷凝器22中所回收到的揮發性組分的數量最多。為了避免冷凝器22中揮發性組分的凍結，將中間冷凍劑的溫度維持在揮發性組分的凝固點以上是較為可取的。
用來冷卻中間冷凍劑的初級冷凍劑可以采用一種冷凍的或液化的惰性氣體，最好采用液氮。當一種液化的惰性氣體被用作初級冷凍劑時，它在冷卻單元62中被汽化，且通過管道34以氣體形式從單元62中排出。離開冷凝器62的惰性氣體，以圖1系統的說明中已解釋過的方式流過系統的其它部分。
圖2中所示的系統第三個變動是干燥爐2A。干燥爐2A由一個干燥室52，入口氣屏53和出口氣屏54組成。入口氣屏和出口氣屏是作為一種氣體阻擋層以使進入干燥室的空氣量降到最低。如上面所提到的那樣，防止干燥室52中生成易爆氣體混合物是重要的，這是由氣屏53和54來實現的。在圖2的系統中，離開中間冷凍劑冷卻單元62的惰性氣體流過管道34和閥門35。然后惰性氣體被分為二股氣流。這二股氣流分別通過管道68A和68B進入氣屏區域53和54。這些氣流會阻止顯著數量的空氣進入干燥室2A。來自管道34的剩余的惰性氣流經過閥門35并通過管道70進入干燥室52。所述氣流用作干燥滬2A中汽化的溶劑的載氣。如果離開單元62的氣體的體積超過了用于清洗、氣屏封蓋以及作為載氣的氣體的體積，則多余的氣體可通過管道72排入大氣。
如以上所指出的，初級冷凍劑可以是一種已冷卻的惰性氣體或一種液化惰性氣體，它在冷卻單元62中汽化。在這兩種情況下離開單元62的惰性氣體通過34被輸送到干燥爐2A作為一種氣屏封蓋氣體或載氣。與圖1所采用的工藝的情況相同，當使用一種液化的惰性氣體時，汽化的初級冷凍劑通常仍很冷，所以可以考慮在將這種氣流輸入干燥爐2A之前先將其用來冷卻工作氣流。
使用常規的設備來監測及自動調整工藝周期及本發明系統中的氣流，使它們能以有效的方式完全自動地連續工作，很明顯這應落入本發明的保護范圍之內。
顯然，只有當揮發性組分是在低于二氧化碳凝固點的溫度下從系統中被除去時，才需將二氧化碳從系統中除去。例如，當揮發性組分具有高于二氧化碳的凝固點時，不必將二氧化碳從系統中除去。
本發明的工藝相對現有技術而言提供了許多優點。正如以上所提到的，使用由冷凝器排出的，可為環境所接受的，基本上干燥的且無揮發性組分的氣體來清洗吸附單元12A和12B，可使系統在無需干燥及加熱外部氣流的條件下運行，因而使本發明的系統能更經濟地運行。其次，由于離開冷凝器22的氣流包含作為雜質的氧氣，將該氣流用作吸附單元12A和12B的吹掃氣體，且用基本上相同數量的新鮮補充惰性氣體來替換離開系統的氣體，可有助于控制系統中的氧氣的含量。
使用本發明的工藝可簡易地回收含有飽和的揮發性組分的氣流中的揮發性組分，所述氣流中的潮氣已飽和或過飽和，且含有顯著數量的二氧化碳和氧氣。
雖然已參照較佳實施例對本發明進行了詳細描述，應該理解對這些實施例進行變化是在預期之中的。例如，冷凝器可用由兩個或更多串聯和/或并聯的冷凝器組構成的一套設備所代替。此外，本發明的系統可與其它設備例如揮發性組分冷凍單元相結合。本發明的保護范圍只是由所附權項的范圍來限定的。
權利要求
1.一種從氣流中回收第一種氣態組分的方法，該氣流中包含所述第一種氣態組分、至少一種其沸點低于所述第一種氣態組分的沸點的惰性氣態組分、至少一種其凝固點高于所述第一汽態組分的凝固點的第一氣態雜質、以及至少一種可與所述氣態組分發生化學反應的不可凝氣態雜質，其特征在于，該方法包括以下步驟(a)使所述氣流流過含有吸附劑的第一吸附區，所述吸附劑能有選擇地吸收所述至少一種第一冷態雜質，由此去除氣流中所述至少一種第一氣態雜質；(b)使從第一吸附區流出的已去除了第一氣態雜質的氣流通過一個熱傳遞區，所述熱傳遞區維持其溫度低于所述第一氣態組分的沸點，由此從氣流中冷凝出第一氣態組分，并產生一種廢氣，在所述廢氣中所述至少一種第一氣態雜質和所述第一氣態組分都已基本上去除。(c)加熱所述廢氣的至少一部分至高于90℃；(d)使所述經加熱的廢氣流過一包含了吸附劑的第二吸附區，所述吸附劑選擇吸收所述至少一種第一氣態雜質，并包含所述至少一種第一汽態雜質作為被吸附物，由此將所述第二吸附區中的所述至少一種第一氣態雜質沖洗掉；(e)當所述至少一種第一氣態雜質在所述第一吸附區中的積累達到預先設定值時，轉換所述第一和第二吸附區的作用，以使所述至少一種第一氣態雜質在所述第二吸附區中被吸附而在所述第一吸附區中被解除吸附。(f)周期性地重復(a)至(e)的步驟，由此連續回收所述氣流中的所述第一氣態組分。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一種第一氣態雜質由水蒸汽，二氧化碳或它們的混合物所組成。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一氣態組分是一種有機化合物。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述有機化合物是從烴類，氧代烴類，氯化烴類和它們的混合物中選出的。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述不可凝氣態雜質是氧氣。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述惰性氣態組分是氮氣，氬氣或它們的混合物。
7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述已去除了第一氣態雜質的氣流在流過所述熱傳遞區之前被壓縮到其壓強至少為約2 psig。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，氣流被壓縮到其壓強約為2至25 psig。
9.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，從所述熱傳遞區排出的廢氣的一部分被循環到所述氣源中。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述氣源是一個用惰性氣體封蓋的反應器，或一個溶于溶劑的樹脂涂料的干燥爐。
11.從氣流中回收一種或多種汽化的揮發性組分的方法，所述氣流包括所述至少一種氣化揮發性組分，氮氣，水蒸氣和氧氣，其特征在于，它包括以下步驟(a)使所述蒸汽從氣源中流出;(b)使所述氣流流過含有吸附劑的第一吸附區，所述吸附劑能選擇吸收水蒸汽，由此去除了氣流中的水蒸汽;(c)使從所述第一吸附區中流出的已去除了水蒸汽的氣流流過熱傳遞區，所述熱傳遞區的溫度維持在所述一種或多種揮發性組分的凝固點和沸點之間，由此使氣流中的所述一種或多種揮發性組分冷凝，并產生一種廢氣，所述廢氣中水蒸汽和所述至少一種揮發性組分都已基本上去除;(d)加熱所述廢氣的至少一部分至約90℃-260℃的范圍;(e)使所述經加熱的廢氣流過一個含有吸附劑的第二吸附區;所述吸附劑能選擇吸收水蒸汽，并含有所吸附的水蒸汽，由此來將所述第二吸附區中的所述被吸附的水蒸汽沖洗掉;(f)將基本上純凈的氧氣引入所述氣源;(g)當所述第一吸附區中水蒸汽的積累達到一個預先設置值時，轉換所述第一和第二吸附區的作用，以使水蒸汽在所述第二吸附區被吸附而在所述第一吸附區中被解除吸附;(h)周期性地重復步驟(a)-(f)，由此連續回收所述氣流中的所述揮發性組分。
全文摘要
從一用惰性氣體封蓋的氣源中回收一種揮發性組分，所述氣源包含所述揮發性組分，一種惰性載氣，水蒸汽和作為雜質的氧氣，所述回收是通過一連續方法實現的，它的步驟包括從氣流中吸附水蒸汽，將基本上全部的揮發性組分從氣流中冷凝出來。加熱無水蒸汽和揮發性組分的氣流，用加熱后的氣流沖洗吸附器，且排放吹掃氣體和脫附的潮氣。用不含氧氣的惰性氣體來補充氣源中消耗掉的惰性氣體，由此使氣源中氧氣的濃度降到最低。
文檔編號B01D5/00GK1068517SQ9210571
公開日1993年2月3日 申請日期1992年7月10日 優先權日1991年7月15日
發明者帕特里克·卡恩斯 申請人:波克股份有限公司