一种吸附式转轮气体净化装置

摘要

本发明公开一种吸附式转轮气体净化装置，包括一个转轮和两个气体分隔箱；转轮包括外壳、心轴、隔页和蜂窝活性炭模块，外壳通过机械驱动绕心轴旋转，隔页将外壳平均分成多个区域，每个区域均嵌入多层小块活性炭蜂窝体，活性炭蜂窝体上的气体通道沿其长度方向布置；两个气体分隔箱分别设置在转轮的两侧，气体分隔箱包括箱体，在箱体一侧连接有进出气体管道，在箱体另一侧开设一个与转轮外壳等径的圆口，箱体内用隔板分成6个区域，分别为一个吸附区、一个脱附区、一个冷却区、以及三个互不相邻的隔离区，每个隔离区与转轮接触的端面密封。本发明可同时完成吸附和脱附，避免了活性炭吸附能力随着吸收量的累加而下降的问题，体积小重量轻，结构紧凑。

权利要求

1.一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：包括一个转轮和两个气体分隔箱；所述转轮包括外壳、心轴和吸附材料，外壳通过机械驱动绕心轴旋转，在心轴外侧套有轴管，吸附材料充填在外壳内；两个气体分隔箱分别设置在转轮的两侧，所述气体分隔箱包括箱体，在箱体一侧连接有进出气体管道，在箱体另一侧开设一个与转轮外壳等径的圆口，箱体内用隔板至少分出吸附区、脱附区和冷却区；所述外壳内设置有多个隔页，隔页沿外壳轴向设置在外壳与轴管之间，将外壳平均分成多个区域，每个区域内均填充吸附材料，所述吸附材料由多层小块蜂窝体拼成，所述小块蜂窝体由活性炭、硅胶或分子筛制成，小块蜂窝体内的气体通道沿外壳长度方向布置，在相邻每层小块蜂窝体之间置放有用以减小风阻的隔离环；箱体内用隔板分成6个区域，分别为一个吸附区、一个脱附区、一个冷却区、以及三个互不相邻的隔离区，每个隔离区与转轮接触的端面密封；在一箱体的外侧设置有吸附气体进气口、脱附气体进气口与冷却气体进气口，分别对应箱体的吸附区、脱附区与冷却区，在另一箱体的外侧设置有吸附气体出气口、脱附气体出气口与冷却气体出气口；所述脱附气体为热空气或水蒸气，所述冷却气体为冷空气。

2.根据权利要求1所述的一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：所述外壳、轴管和隔页均为钢制结构件，外壳采用同步皮带或齿轮驱动；所述隔页将外壳分成12、16或更多个区域。

3.根据权利要求1所述的一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：所述吸附材料为颗粒状活性炭、分子筛或硅胶。

4.根据权利要求1所述的一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：在转轮两侧安装两块用于密封的孔板，在孔板与气体分隔箱侧板之间装有环形密封材料。

5.根据权利要求1所述的一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：在箱体脱附区内部加装保温衬垫。

6.根据权利要求1所述的一种吸附式转轮气体净化装置，其特征在于：所述吸附区、脱附区和冷却区的区域面积均可调整。

说明书

一种吸附式转轮气体净化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种吸附式转轮气体净化装置，用于处理涂装、印刷等行业生产过程中产生的大风量、低浓度废气。

背景技术

[0002] 在涂装、印刷等行业，通常有低浓度、大风量的有机废气排放，这些有机废气净化方式较多，如直接燃烧、催化燃烧，但其对于低浓度、大风量的废气很难完全燃烧，且能耗很高。故一般采用活性炭吸附床，但这种吸附床吸附能力随着活性炭吸附量增加而下降，达到极限值之后就必须停下来进行脱附处理。在实际生产中只能满足间歇使用，连续操作时则必须双料床交替使用。这就使它的体积、重量较大，须频繁的转换吸附脱附作业。

发明内容

[0003] 基于上述技术问题，本发明提供一种吸附式转轮气体净化装置。

[0004] 本发明所采用的技术解决方案是：

[0005] 一种吸附式转轮气体净化装置，包括一个转轮和两个气体分隔箱；所述转轮包括外壳、心轴和吸附材料，外壳通过机械驱动绕心轴旋转，在心轴外侧套有轴管，吸附材料充填在外壳内；两个气体分隔箱分别设置在转轮的两侧，所述气体分隔箱包括箱体，在箱体一侧连接有进出气体管道，在箱体另一侧开设一个与转轮外壳等径的圆口，箱体内用隔板至少分出吸附区、脱附区和冷却区。

[0006] 优选的，所述吸附材料是由活性炭、硅胶或分子筛制成的整块蜂窝体，蜂窝体内的气体通道沿外壳长度方向布置；箱体内用隔板分成3个区域，分别为一个吸附区、一个脱附区和一个冷却区。

[0007] 优选的，所述外壳内设置有多个隔页，隔页沿外壳轴向设置在外壳与轴管之间，将外壳平均分成多个区域，每个区域内均填充吸附材料，所述吸附材料由多层小块蜂窝体拼成，所述小块蜂窝体由活性炭、硅胶或分子筛制成，小块蜂窝体内的气体通道沿外壳长度方向布置，在相邻每层小块蜂窝体之间置放有用以减小风阻的隔离环；箱体内用隔板分成6个区域，分别为一个吸附区、一个脱附区、一个冷却区、以及三个互不相邻的隔离区，每个隔离区与转轮接触的端面密封。

[0008] 优选的，所述外壳、轴管和隔页为钢制结构件，外壳采用同步皮带或齿轮驱动；所述隔页将外壳分成12、16或更多个区域。

[0009] 优选的，所述吸附材料为颗粒状活性炭、分子筛或硅胶。

[0010] 优选的，在转轮两侧安装两块用于密封的孔板，在孔板与气体分隔箱侧板之间装有环形密封材料。

[0011] 优选的，在箱体脱附区内部加装保温衬垫。

[0012] 优选的，所述吸附区、脱附区和冷却区的区域面积均可调整。

[0013] 优选的，在一箱体的外侧设置有吸附气体进气口、脱附气体进气口与冷却气体进气口，分别对应箱体的吸附区、脱附区与冷却区，在另一箱体的外侧设置有吸附气体出气口、脱附气体出气口与冷却气体出气口；所述脱附气体为热空气或水蒸气，所述冷却气体为冷空气。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

[0015] （1）本发明可同时完成吸附和脱附，避免了活性炭吸附能力随着吸收量的累加而下降的问题，吸附效率高于双料床式静态吸附；而且具有体积小重量轻，吸附利用率高，结构紧凑，使用灵活，减少占地面积和投资等优点，是一种很有发展前途的空气净化装置。

[0016] （2）本装置利用吸附材料吸附性能与温度的关系，针对不同的有机污染物通入不同温度的热空气或水蒸气，以使吸附材料可以充分脱附净化，并且在净化之后通入冷空气进行冷却，恢复吸附材料的吸附能力。

[0017] （3）吸附区、脱附区和冷却区的区域面积均可根据生产需要进行调整。

[0018] （4）根据废气中污染物浓度、风量，可灵活调节转速，改变其吸脱附周期，处理效率可以达到95%以上。

[0019] （5）脱附气体进行直接燃烧或催化燃烧，提供热量，在减小污染的同时实现了余热利用。

附图说明

[0020] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

[0021] 图1为实施例1从一侧看去的结构示意图，主要示出气体分隔箱的内部分区；

[0022] 图2为图1的侧视图；

[0023] 图3为实施例1从另一侧看去的结构示意图；

[0024] 图4为实施例2中转轮的结构示意图；

[0025] 图5为实施例2外壳内填充的吸附材料的结构示意图；

[0026] 图6为实施例2从一侧看去的结构示意图，主要示出气体分隔箱的内部分区；

[0027] 图7为图6的侧视图；

[0028] 图8为实施例2的外部结构示意图。

[0029] 图中：11-转轮，111-外壳，112-心轴，113-吸附材料，12-气体分隔箱，121-吸附气体进气口，122-脱附气体进气口，123-冷却气体进气口，124-隔板，125-吸附区，126-脱附区，127-冷却区,13-环形密封圈。

[0030] 21-转轮，211-外壳，212-心轴，213-隔页，214-吸附材料，2141-小块活性炭蜂窝体，22-气体分隔箱，221-箱体，222-隔板，223-吸附区，224-脱附区，225-冷却区，226-隔离区，227-吸附气体进气口，228-脱附气体进气口，229-冷却气体进气口，3-同步皮带，4-隔离环，5-支架。

具体实施方式

[0031] 实施例1

[0032] 如图1-3所示，一种吸附式转轮气体净化装置，包括一个转轮11和两个气体分隔箱12。转轮11包括外壳111、心轴112和吸附材料113，外壳111通过机械驱动绕心轴旋转，在心轴111外侧套有轴管，吸附材料充填在外壳内，吸附材料113为整块蜂窝体，蜂窝体内的气体通道沿外壳长度方向布置。两个气体分隔箱12分别设置在转轮11的两侧，气体分隔箱12包括箱体，在箱体一侧连接有进出气体管道，图1中示出吸附气体进气口121、脱附气体进气口122与冷却气体进气口123，在箱体另一侧开设一个与转轮外壳等径的圆口，箱体内用隔板124分成3个区域，分别为一个吸附区125、一个脱附区126和一个冷却区127。

[0033] 该实施例适用于气体净化过程中所需吸附材料可制成整块蜂窝体的情形。对于气体净化过程中需采用的如活性炭等吸附材料不可制成较大的整块蜂窝体时，则可先制成小块蜂窝体，再将多层小块蜂窝体拼装起来，具体如下述实施例2。

[0034] 实施例2

[0035] 如图4-8所示，一种吸附式转轮气体净化装置，包括一个中间转轮21和两个气体分隔箱22，两个气体分隔箱22分别位于中间转轮21两侧。转轮21包括圆筒形外壳211、心轴212、隔页213和吸附材料214。外壳211连接同步皮带3并通过电机驱动绕心轴212旋转，在心轴212外侧套有轴管，外壳211、轴管和隔页213为钢制结构件。隔页213设置多个，分别沿外壳211轴向布置在外壳与轴管之间，将外壳211的内部空腔平均分成12个区域。每个区域内均嵌入吸附材料214，吸附材料214由多层小块活性炭蜂窝体2141拼成，小块活性炭蜂窝体2141上的气体通道沿其长度方向布置，为2×2mm蜂窝孔状，这种结构有利于气体在通过时产生最好的吸附（脱附）效果和最小的空气阻力，在相邻每层小块活性炭蜂窝体之间加装隔离环4，确保气体不会因每层炭块错孔造成风阻力过大。气体分隔箱22包括空心箱体221，箱体221中间有固定轴与转轮心轴212同轴安装，箱体221下部固定在支架5上。在箱体221靠近转轮侧开设有一个与转轮外壳等径的圆口，箱体221内用隔板222分成6个区域，分别为一个吸附区223、一个脱附区224、一个冷却区225、以及三个隔离区226。三个隔离区226分别位于吸附区223与脱附区224之间、脱附区224与冷却区225之间、以及冷却区225与吸附区223之间，互不相邻。每个隔离区226与转轮接触的端面均采用弹簧式机械密封。在吸附区、脱附区、冷却区对应装有三个法兰进气口。在箱体221的外侧设置有吸附气体进气口227、脱附气体进气口228与冷却气体进气口229，分别对应箱体的吸附区、脱附区与冷却区。相应的，在另一箱体的外侧设置有吸附气体出气口、脱附气体出气口与冷却气体出气口。

[0036] 上述脱附气体为热空气或水蒸气，冷却气体为冷空气。

[0037] 进一步的，为了增强装置的密封效果，在转轮两侧安装两块孔板，在孔板与气体分隔箱侧板之间装有环形密封材料，环形密封材料位于箱体所开设圆口的外部周边。

[0038] 更进一步的，在箱体脱附区224的内部加装有保温衬垫，以减少气体通过时的热量损失。

[0039] 下面结合实施例2对本装置的运行原理进行说明：

[0040] 含有机气体分子的空气受风机抽吸，由吸附气体进气口进入气体分隔箱，进入分隔箱下半部分后由于隔离区的作用，不能进入其他区域；然后进入转轮的下半部分，由于箱体与转轮之间有密封材料，避免了泄漏，所以含有机气体分子的空气在这一区域被转轮内装填的多层小块蜂窝活性炭过滤吸附，有机气体分子吸附在蜂窝活性炭上，从而使空气得到净化；净化后的空气被抽吸通过转轮进入另一侧气体分隔箱相应的气体吸附区，最后排空或回到需要净化空气的空间；吸附过程完成。

[0041] 随着电机皮带带动转轮的不断旋转，顺时针转动的转轮内部已经吸附的蜂窝活性炭来到脱附区，在这个区域内受到高温脱附气体的脱附作用（可以是热空气或水蒸汽，温度视各种不同有机分子从100摄氏度至200摄氏度不等），吸附的有机气体分子在高温下释放，每个经过吸附的蜂窝活性炭模块都要转到这个区域进行高温脱附，然后经过另一侧气体分隔箱脱附区后排出收集，完成了脱附工况。

[0042] 继续旋转的转轮旋转到冷却区，这个区域有冷却空气给刚完成脱附的蜂窝活性炭降温，解决了活性炭高温下吸附能力下降的问题，使蜂窝活性炭重新进入下一轮吸附过程。

[0043] 综上所述，本装置采用转轮式料床，可以边吸附边脱附，满足了连续生产的要求，而且体积小，重量轻，结构紧凑，适用范围广泛，可以更换不同的吸附材料以用于处理不同的有机气体，例如苯类、醛类、酯、醇、酮、酚、汽油等有机气体都可以通过更换不同的吸附材料来进行吸附，搭配采用不同的脱附温度和脱附介质，完成吸附浓缩过程；同时可以根据风量大小采用不同尺寸的转轮和箱体，操作管理简单安全。

[0044] 上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

[0045] 需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。