延長活性炭使用壽命的裝置、其使用方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及活性炭吸附技術(shù)，具體涉及延長活性炭使用壽命的裝置、其使用方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]采用活性炭對揮發(fā)性有機化合物(VOCs)進行吸附、回收是一種工業(yè)上常用的手段。
[0003]一般采用將活性炭直接裝入炭罐的形式，這種填裝方式存在以下缺點:活性炭顆粒不規(guī)則接觸，點接觸居多，接觸面積小，由于炭罐的儲存量較大(約為3?5m3)，運行過程中活性炭在自重、風壓的作用下在炭層中下部尤其是底部活性炭容易粉末化，從而降低吸附效率和使用壽命，一年使用期內(nèi)活性炭粉末化程度約20%。
[0004]由于現(xiàn)有技術(shù)中上述問題的存在，本發(fā)明人對現(xiàn)有的活性炭吸附裝置進行研宄，以便開發(fā)出一種延長活性炭使用壽命的裝置、其使用方法及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn):可以分層填充活性炭，在每層之間設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，以分解整罐活性炭的重量，減少因為活性炭自重原因造成的活性炭粉末化，從而延長活性炭的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0007](I)延長活性炭使用壽命的裝置，該裝置包括炭罐以及交替設(shè)置在所述炭罐內(nèi)的多個炭餅I和多個支撐部件2 ;
[0008](2)根據(jù)上述(I)所述的裝置的使用方法，該方法包括:
[0009]組裝:打開罐蓋32，將一個炭餅I放入罐體31內(nèi)支撐柵板33之上，在所述炭餅I上加蓋一層支撐板，并在所述支撐板上鋪撒一層活性炭，加蓋另一層支撐板，使其卡設(shè)并固定于罐體31內(nèi)壁上的凸起處，重復上述步驟，由下向上繼續(xù)交替放入多個炭餅I和支撐部件2，直至接近罐體31頂端；
[0010]拆卸:打開罐蓋32，由上向下依次取出交替排列的多個炭餅I和支撐部件2，直至全部取出。
[0011](3)根據(jù)上述(I)所述的裝置的應(yīng)用，該裝置作為吸附罐和/或脫附罐應(yīng)用于含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0012]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的延長活性炭使用壽命的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標號說明:
[0015]1-炭餅
[0016]2-支撐部件
[0017]31-罐體
[0018]32-罐蓋
[0019]33-支撐柵板
[0020]41- 一級吸附罐
[0021]42-—級脫附罐
[0022]51-二級吸附罐
[0023]52-二級脫附罐
[0024]61-—級廢氣輸送管道
[0025]62- 二級廢氣輸送管道
[0026]71-—級回收管道
[0027]72-二級回收管道
[0028]8-后處理系統(tǒng)
[0029]91-一級蒸汽輸送管道
[0030]92- 二級蒸汽輸送管道
[0031]10-凈氣排放管道
【具體實施方式】
[0032]下面通過附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供延長活性炭使用壽命的裝置，如圖1所示，該裝置包括炭罐以及交替設(shè)置在所述炭罐內(nèi)的多個炭餅I和多個支撐部件2。
[0034]所述炭罐包括上端敞口的罐體31和罐蓋32，便于放入和取出內(nèi)部的炭餅I及支撐裝置2。
[0035]所述炭餅I和支撐部件2設(shè)置于所述罐體31內(nèi)并與罐體31的底面相平行，所述炭餅I和支撐部件2充滿罐體31內(nèi)各自所在平面。
[0036]所述炭餅I包括網(wǎng)籠和填充于所述網(wǎng)籠內(nèi)的活性炭，將活性炭裝入網(wǎng)籠內(nèi)，既不影響活性炭的吸附作用，又便于組裝和拆卸，優(yōu)選每個炭餅的厚度為300?500mm，優(yōu)選每個炭罐內(nèi)設(shè)置有5?10個所述炭餅。
[0037]所述支撐部件2包括兩層平行設(shè)置的支撐板和填充于所述兩層支撐板內(nèi)的活性炭，所述兩層支撐板通過設(shè)置在罐體31內(nèi)壁上的凸起可拆卸地卡設(shè)于罐體31內(nèi)相鄰兩個炭餅I之間，所述支撐板用于承載設(shè)置于其上的炭餅，以分解整罐活性炭的重量，大大減少了因為活性炭自重原因造成的活性炭粉末化，從而延長活性炭的使用壽命，使用一年內(nèi)，僅有3?5%的活性炭發(fā)生粉末化，活性炭的整體使用壽命提高了 15?17%，同時，在兩層支撐板間填充活性炭，以彌補相鄰兩個炭餅之間的孔隙，使得活性炭吸附更充分。
[0038]所述支撐板為柵板、柵格板或網(wǎng)眼板，以允許流體通過，不影響活性炭發(fā)揮吸附作用。
[0039]在所述罐體31內(nèi)的下部設(shè)置有支撐柵板33，用于承載設(shè)置在其上的多個炭餅I和支撐部件2，多個所述炭餅I和支撐部件2交替設(shè)置于所述支撐柵板33之上。
[0040]所述網(wǎng)籠、支撐板和支撐柵板33均為金屬材料制成，優(yōu)選為不銹鋼材料制成，剛性好，承重能力強，且耐高溫、耐腐蝕效果好。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供如上所述的延長活性炭使用壽命的裝置的使用方法，該方法包括:
[0042]組裝:打開罐蓋32，將一個炭餅I放入罐體31內(nèi)支撐柵板33之上，在所述炭餅I上加蓋一層支撐板，并在所述支撐板上鋪撒一層活性炭，加蓋另一層支撐板，使其卡設(shè)并固定于罐體31內(nèi)壁上的凸起處，重復上述步驟，由下向上繼續(xù)交替放入多個炭餅I和支撐部件2，直至接近罐體31頂端；
[0043]拆卸:打開罐蓋32，由上向下依次取出交替排列的多個炭餅I和支撐部件2，直至全部取出。
[0044]采用上述方法可隨時對炭罐內(nèi)的活性炭進行更換，以保障整個炭罐具有良好的吸附能力。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供如上所述的延長活性炭使用壽命的裝置的應(yīng)用，該裝置作為吸附罐和/或脫附罐應(yīng)用于含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，如圖2所示，所述含VOCs廢氣的處理系統(tǒng)包括多級串聯(lián)的吸附-脫附裝置，所述吸附-脫附裝置包括并聯(lián)的吸附罐和脫附罐。
[0047]優(yōu)選所述處理系統(tǒng)包括兩級或更多級串連的吸附-脫附裝置，優(yōu)選所述吸附-脫附裝置包括并聯(lián)的一個吸附罐和一個脫附罐，所述處理系統(tǒng)包括一級吸附罐41、一級脫附罐42、二級吸附罐51和二級脫附罐52。
[0048]與傳統(tǒng)的單級吸附-脫附裝置相比，所述兩級串連的吸附-脫附裝置可對廢氣中的VOCs進行兩次吸附，吸附更完全，降低了排入大氣中的VOCs含量，降低環(huán)境污染，且提高了對VOCs的回收率。
[0049]所述吸附罐和脫附罐均為填充有活性炭的炭罐，通過活性炭吸附-脫附VOCs來進行廢氣的凈化和VOCs的回收，所述吸附罐和脫附罐結(jié)構(gòu)相同，僅根據(jù)其所進行的工作過程而命名，所述吸附罐和脫附罐均可完成活性炭吸附和脫附過程，在實際使用過程中，吸附罐和脫附罐交替互換使用。
[0050]所述各級吸附罐和脫附罐之間的連通關(guān)系如下:
[0051]所述一級吸附罐41和一級脫附罐42的下部分別與一級廢氣輸送管道61相連通；
[0052]所述一級吸附罐41和一級脫附罐42的底部分別通過一級回收管道71與后處理系統(tǒng)8相連通；
[0053]所述一級吸附罐41和一級脫附罐42的上部分別與一級蒸汽輸送管道91相連通；
[0054]所述一級吸附罐41和一級脫附罐42的上部分別通過二級廢氣輸送管道62與二級吸附罐51和二級脫附罐52的下部相連通；
[0055]所述二級吸附罐51和二級脫附罐52的底部分別通過二級回收管道72與后處理系統(tǒng)8相連通；
[0056]所述二級吸附罐51和二級脫附罐52的上部分別與二級蒸汽輸送管道91相連通；
[0057]所述二級吸附罐51和二級脫附罐52的上部分別與凈氣排放管道10相連通。
[0058]所述一級廢氣輸送管道61、一級吸附罐41、二級廢氣輸送管道62、二級吸附罐51、凈氣排放管道10構(gòu)成廢氣流通和VOCs吸附通路。
[0059]所述一級蒸汽輸送管道91、一級脫附罐42、二級蒸汽輸送管道92、二級脫附罐52、后處理系統(tǒng)8構(gòu)成高壓水蒸氣流通和VOCs脫附通路。
[0060]在所述處理系統(tǒng)中所有管道上均設(shè)置有閥門，用于控制管道的開啟和關(guān)閉，從而實現(xiàn)整個廢氣處理過程的調(diào)控和吸附-脫附過程的交替轉(zhuǎn)換。
[0061]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述一級廢氣輸送管道61與廢氣產(chǎn)生系統(tǒng)、廢氣存儲系統(tǒng)或廢氣排放系統(tǒng)相連通，用于將含VOCs廢氣輸送入上述處理系統(tǒng)內(nèi)；所述一級蒸汽輸送管道91和二級蒸汽輸送管道92分別與用于產(chǎn)生高壓水蒸氣的蒸汽發(fā)生裝置相連通，將高壓水蒸氣輸送入脫附罐，從而脫附活性炭上吸附的VOCs ;所述后處理系統(tǒng)8包括VOCs回收裝置和含VOCs廢水的處理裝置，其中，所述VOCs回收裝置用于對脫附的氣態(tài)VOCs進行冷凝、脫水、提純，以備再次使用，可以是本領(lǐng)域中常用的有機試劑冷凝、脫水、提純裝置，所述含VOCs廢水的處理裝置用于處理干燥