一種復合式VOCs吸附濃縮轉輪及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對有機氣體的吸附技術領域，具體涉及一種復合式VOCs吸附濃縮轉輪及其使用方法。
【背景技術】
[0002]在印刷、涂裝，光電行業，排放的廢氣通常具有濃度低、風量大且成分多變、復雜的特點，常規的處理方法如直接燃燒、催化燃燒等方法處理這種低濃度、大風量的VOCs不僅不能完全燃燒，而且增加能耗，因此現在日益廣泛的采用濃縮吸附轉輪，如蜂窩活性炭吸附轉輪、分子篩吸附轉輪等。
[0003]但是，無論單獨使用蜂窩活性炭還是分子篩轉輪，都不能完全吸附VOCs中的組分。分子篩轉輪的結構規整，孔徑大小均一，只對與其孔徑和極性相當的分子有較好的吸附效果，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。

【發明內容】

[0004]本發明的任務之一在于提供一種復合式VOCs吸附濃縮轉輪，該轉輪將分子篩轉輪和活性炭轉輪相結合，在一定程度上擴大了吸附范圍，提高了轉輪的凈化效率。
[0005]其技術解決方案包括:
[0006]—種VOCs吸附濃縮轉輪，它是由分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪同軸、同直徑對接而成的，所述蜂窩活性炭轉輪位于VOCs進口側，每個轉輪上布設有吸附區、脫附區和冷卻區，在兩個轉輪的對接處設置有隔離環，所述隔離環用于將兩個轉輪的吸附區、脫附區和冷卻區隔開，并重新布風、降低風阻;所述分子篩轉輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉輪體上得到的。
[0007]作為本發明的一個優選方案，所述蜂窩活性炭轉輪與分子篩轉輪的厚度比為0.1?10:1。
[0008]作為本發明的另一個優選方案，所述隔離環是由若干扇形區組成的環，扇形區由蜂窩孔道填充，并且與所述分子篩轉輪同軸同圓心。
[0009]優選的，所述蜂窩狀的轉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]本發明的另一任務是提供上述復合式VOCs吸附濃縮轉輪的使用方法，其包括以下步驟:
[0011]a、VOCs廢氣在溫度為20?40°C時，從進口側首先進入蜂窩活性炭轉輪的吸附區，經吸附區后，含塵、含硫的大部分廢氣被吸附，接著進入分子篩轉輪，分子篩轉輪上的VOCs吸附劑進一步吸附剩余的廢氣；
[0012]b、吸附區接近飽和后，進行高溫脫附，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉輪的脫附區進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉輪的脫附區進行脫附再生，脫附出的濃縮氣體燃燒凈化。
[0013]本發明所帶來的有益技術效果是:
[0014]首先，本發明將分子篩轉輪與蜂窩活性炭轉輪同軸、同直徑對接，復合得到的濃縮轉輪不僅對孔徑和極性相當的分子有較好的吸附效果，并且還可吸附較多種類的有機廢氣，而且，分子篩轉輪與蜂窩活性炭轉輪的結合，并不是簡單的組合，其需要克服以下技術難題:
[0015]首先，做轉輪載體時，要充分考慮孔道的形狀和尺寸，已達到二者結合時，風阻最小的目的；而且隔離環內部結構需要合理設計，要達到重新布風，降低風阻的目的，還要防止不同區域之間串風，影響凈化效果。
[0016]其次，蜂窩活性炭轉輪與分子篩轉輪的厚度可根據實際處理的氣體進行調節，通常蜂窩活性炭轉輪的厚度大于分子篩轉輪的厚度，這樣可以節省成本，如分子篩轉輪的厚度大，則有利于對VOCs廢氣的完全吸附。
[0017]最后，在本發明吸附濃縮轉輪的使用方法中，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉輪的脫附區進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉輪的脫附區進行脫附再生，此處不需再額外加熱即可實現在蜂窩活性炭轉輪中的脫附，節約能源。
[0018]本發明與現有技術相比，還具有以下優點:
[0019]第一、分子篩轉輪與蜂窩活性炭轉輪二者相互結合，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量。
[0020]第二、分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪以一定的比例同軸等經對接，避免了額外增設其他類似凈化設備，可節省設備占用空間，和設備運維的投入。
[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，兩者結合，可進一步減少成本投資費用。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖對本發明做進一步說明:
[0024]圖1為本發明復合式VOCs吸附濃縮轉輪的結構示意圖；
[0025]圖2為蜂窩活性炭轉輪截面示意圖；
[0026]圖3分子篩轉輪截面示意圖；
[0027]圖4為隔離環的測試圖；
[0028]圖5為隔離環的截面示意圖；
[0029]圖6為本發明復合式VOCs吸附濃縮轉輪的工藝圖；
[0030]圖中，1、蜂窩活性炭轉輪，2、分子篩轉輪，3、隔離環，4、空氣，5、冷卻用空氣，6、脫附濃縮廢氣，7、VOCs廢氣，8、冷卻區出口空氣9、加熱器，10、凈化氣體。
【具體實施方式】
[0031]本發明提出了一種復合式VOCs吸附濃縮轉輪及其制備方法，為了使本發明的優點、技術方案更加清楚、明確，下面結合具體實施例對本發明做詳細說明。
[0032]本發明復合式VOCs吸附濃縮轉輪，是將兩個同直徑的分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪同軸對接而成的，其中，分子篩轉輪的厚度與蜂窩活性炭轉輪的厚度可根據實際情況進行調整，如圖1所示，在蜂窩活性炭轉輪I和分子篩轉輪2之間還設置有隔離環3，該隔離環3中間用隔板隔開兩個轉輪中的吸附區、冷卻區等，防止串風，隔離環3內部結構為蜂窩孔道填充的若干扇形區域，在實現重新布風，降低風阻的基礎上，可以較大限度的防止橫向串風而影響凈化效果。
[0033]結合圖2、3、4、5所示，隔離環3的具體結構為:隔離環與轉輪同軸同圓心，隔離環是由若干扇形區域組成的圓環，扇形區域由蜂窩孔道填充;蜂窩孔道的形狀可以是三角形，六邊形等多邊形中的一種，孔道尺寸根據轉輪載體孔道尺寸進行設計。
[0034]上述分子篩轉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輪整體上，熱風或微波干燥后即得分子篩轉輪。
[0037]分子篩轉輪與蜂窩活性炭轉輪上都布設有吸附區、脫附區和冷卻區，采用隔離環可將相應的區域隔開，分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪的吸附區都可吸附VOCs中的廢氣，二者有針對性的吸附，如蜂窩活性炭轉輪重點吸附含塵、含硫的廢氣，分子篩轉輪重點吸附剩余的有機廢氣，二者結合吸附，可將VOCs中的廢氣完全吸附。
[0038]由于上述兩種轉輪吸附對象的不同，在本發明復合式濃縮轉輪的制備方法中，將蜂窩活性炭轉輪布置在VOCs進氣口一側，首先讓蜂窩狀活性炭轉輪吸附廢氣中的大分子顆粒物，然后再進入分子篩轉輪進行吸附，將蜂窩活性炭轉輪固定好后，制作好的分子篩轉輪與其同軸對接即得復合式濃縮轉輪。
[0039]下面結合實施例對本發明吸附濃縮轉輪的使用方法做詳細說明:
[0040]實施例1:
[0041]結合圖6所示，含多組分的VOCs廢氣7進入蜂窩活性炭吸附區域，含塵，水分及惡臭等大部分有機廢氣被吸附，之后經過分子篩轉輪，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，根據廢氣組分和現場工況，對蜂窩活性炭轉輪和分子篩轉輪的厚度比以及總厚度進行設計、調整，根據運行情況適時調整各項參數。當吸附飽和后，進入脫附區域，空氣4和冷卻區出口氣體8經電加熱設備9加熱升溫，變為溫度為100?300°C的高溫空氣，對分子篩轉輪優先脫附，高溫空氣經過分子篩轉輪之后，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，經過脫附濃縮的氣體6根據實際情況做進一步凈化處理，脫附之后的區域由冷空氣5進行吹掃降溫，為后續吸附做準備。
【主權項】
1.一種VOCs吸附濃縮轉輪，其特征在于: 它是由分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪同軸、同直徑對接而成的，所述蜂窩活性炭轉輪位于VOCs進口側，每個轉輪上布設有吸附區、脫附區和冷卻區，在兩個轉輪的對接處設置有隔離環，所述隔離環用于將兩個轉輪的吸附區、脫附區和冷卻區隔開，并重新布風、降低風阻； 所述分子篩轉輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉輪體上得到的。2.根據權利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉輪，其特征在于:所述蜂窩活性炭轉輪與分子篩轉輪的厚度比為0.1?10:1。3.根據權利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉輪，其特征在于:所述隔離環是由若干扇形區組成的圓環，每個扇形區由蜂窩孔道填充，并且與所述分子篩轉輪同軸同圓心。4.根據權利要求1所述的VOCs吸附濃縮轉輪，其特征在于:所述蜂窩狀的轉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.根據權利要求1-4任一項所述的VOCs吸附濃縮轉輪的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: a、VOCs廢氣在溫度為20?40°C時，從進口側首先進入蜂窩活性炭轉輪的吸附區，經吸附區后，含塵、含硫的大部分廢氣被吸附，經過隔離環接著進入分子篩轉輪，隔離環可以實現重新布風、降低風阻，分子篩轉輪上的VOCs吸附劑進一步吸附剩余的廢氣； b、吸附區接近飽和后，進行高溫脫附，溫度為100?300°C的氣體先在分子篩轉輪的脫附區進行脫附，然后降溫至80?150°C，在蜂窩活性炭轉輪的脫附區進行脫附再生，脫附出的濃縮氣體燃燒凈化。
【專利摘要】本發明公開了一種復合式VOCs吸附濃縮轉輪及其使用方法，屬于有機氣體的吸附技術領域。其是由分子篩轉輪和蜂窩活性炭轉輪同軸、同直徑對接而成的，蜂窩活性炭轉輪位于VOCs進口側，每個轉輪上布設有吸附區、脫附區和冷卻區，在兩個轉輪的對接處設置有隔離環，隔離環用于將兩個轉輪的吸附區、脫附區和冷卻區隔開，并重新布風、降低風阻；分子篩轉輪是通過噴涂、淋洗或浸漬的方式將VOCs吸附劑附著在蜂窩狀的轉輪體上得到的。本發明將分子篩轉輪與蜂窩活性炭轉輪二者相互結合，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量，節省了設備占用空間。
【IPC分類】B01D53/06, B01J20/20, B01D49/00, B01J20/34, B01J20/18
【公開號】CN105435582
【申請號】CN201510779318
【發明人】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