一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置技术领域
本发明涉及挥发性有机化合物废气治理技术领域，具体涉及一种制备挥发性有机
化合物废气活性吸附剂工艺装置。
背景技术
工业排放的气态污染物是大气环境污染物的主要来源，其中挥发性有机化合物废
气(VOCs)是对环境都具有严重危害作用的气态污染物，同时也是影响工作场所中操作人员
的健康的职业病危害因素的来源，它广泛来源于油漆、涂料、涂装、润滑油、橡胶等化学工
业。由于其对人体和自然环境的巨大破坏作用，国家出台了相关法律法规对其治理和排放
进行严格控制。有机废气治理技术目前常用的处理方法有燃烧法、化学氧化法、化学吸收
法、吸附法、生物法等。其中吸附法是一种常用的有机废气净化有效方法，是利用各种固体
吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。吸
附法设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种传统的废气治理技术，也是目前应用最广
的治理技术。吸附净化性能的优劣主要决定于吸附剂的性能，国内目前吸附剂通常为颗粒
活性炭和活性炭纤维,由于吸附剂吸附有机废气后成为固体废弃物，如采用洗脱法或加热
法再行活化会产生新的污染物，通常处置的方法按照固体废弃物的相关国家规范进行处
置，因此吸附剂的使用成本较高。而循环流化床锅炉飞灰是锅炉生产过程中最常见的废弃
物，逸散在空气中的粉尘对环境造成污染，如何变废为宝并高值利用比如制备挥发性有机
化合物废气活性吸附剂一直是本技术领域工程技术人员想予以解决的问题，因此循环流化
床锅炉飞灰活化造粒就是其关键技术。中国发明专利（专利号为201410075863.5，专利名称
为一种有机废气吸附净化剂及其制备方法）公开了一种有机废气吸附净化剂及其制备方
法，特征是：包括按照质量份数计的如下原料：沸石85-95份，氧化铜5-10份，氧基氯化铁5-
10份。本发明还提供了一种有机废气吸附净化剂的制备方法。本发明提供的有机废气吸附
净化剂，载体沸石热稳定性好、吸附能力强，氧化铜和氧基氯化铁分解催化活性高、寿命长，
本发明提供的有机废气吸附净化剂的制备方法，工艺简单、成本低。中国发明专利（专利号
为201310387366.4，专利名称为一种低浓度有机废气的改性活性炭吸附剂及其制备方法）
公开了一种低浓度有机废气的改性活性炭吸附剂及其制备方法，其特征是：由下列重量份
的原料制成：活性炭100-120、氧化铈2-3、过硫酸铵1-2、硅藻土70-80、木质素3-4、改性凹凸
棒土8-10、水适量。本发明使用了氧化铈、过硫酸铵等氧化剂，能快速氧化分解有机物；还使
用了硅藻土，能有效吸附粉尘颗粒；本发明通过喷雾干燥，得到的颗粒细小，蓬松，空隙大，
吸附效果好，适合低浓度有机废气的净化，且工艺简单，适合工业化生产。中国发明专利（专
利号为200810150162.8，专利名称为氨基酸钙复合肥及其制备方法）公开了氨基酸钙复合
肥及其制备方法，其特征是：将原料沸石粉碎后与尿素、磷酸一铵和农用硫酸钾混合，然后
送入熔融物贮槽中，熔融后加入自制的复合氨基酸络合物混合物，充分搅拌均匀，用旋转式
喷头造粒机造粒，造粒后的球形物料在造粒塔内落下，被塔内空气干燥冷却，经筛分、计量
和包装即成成品。
现有技术例一采用沸石与活化剂（催化剂）氧化铜、氧基氯化铁送入马弗炉中煅烧
的工艺方法制备有机废气吸附剂，通常马弗炉用于实验分析，方法描述也为实验过程，也就
是说该技术离产业化还有一段距离；现有技术例二以活性炭为原料，对其进行改性活化处
理，最后步骤为送入煅烧炉中煅烧和研磨，主要活化工艺设备为煅烧炉，工艺步骤较多，无
法连续生产，操作人员劳动强度较高，而且工艺生产过程中易产生环境污染物和职业病危
害因素；现有技术例三应该是与本发明较为接近的技术方案，工作原理也比较相似，因为所
属的技术领域不同，应用的技术方案不同，其制备的工艺装置也不相同。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备挥发性有机化合物废气活性
吸附剂工艺装置，其特征是：包括活化造粒塔、支撑架、循环流化床燃煤锅炉飞灰螺旋进料
器、二氯化二硫储罐组件、硫磺蒸发器。
所述活化造粒塔、循环流化床燃煤锅炉飞灰螺旋进料器、二氯化二硫储罐组件、硫
磺蒸发器均定位安装在支撑架上。
所述活化造粒塔包括落料管、布风板、风帽、循环流化床余热锅炉排放尾气进口、
进料组件、活化造粒塔体、返料器。所述进料组件出口端设计逐渐收缩的止口。围绕落料管
的3-4排风帽中的通风孔向同一个方向的开孔，导向尾气螺旋上升，为防止配方组分流体进
料时直接落入落料管，配方组分流体经进料组件抛射在布风板的落点为1/3直径处。
所述硫磺蒸发器包括饱和蒸汽加热釜组件、热风加热炉组件、过热硫磺蒸汽缓冲
罐、硫磺粉储罐、蒸腾管、循环管、过热硫磺蒸汽管、气平衡管、三通调节阀。
发明人发现，循环流化床余热锅炉排放尾气是循环流化床燃煤锅炉炉膛中的高温
烟气经换热系统热交换后、干式除尘器处理完毕进入余热锅炉吸收余热后的排放尾气，氧
量一般为5%-9%，温度为30-35℃，是制备硫磺胶理想的工艺过程介质，因为硫磺易燃易爆，
在低氧的环境下发生燃爆的概率极低。循环流化床余热锅炉排放尾气作为一种工艺过程介
质完成制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂所需的冷却、混合、分离、活化、造粒、保存的
工艺操作过程，减少污染物排放的同时也高值利用排放尾气。
发明人发现，为使循环流化床燃煤锅炉飞灰、硫磺、二氯化二硫配方组分按设计的
配比进入活化造粒塔，需要上述配方组分计量各自流量后分别输送入进料组件，然后在进
料组件出口端完成混合，由于硫磺是以过热硫磺蒸汽形态进入，因此为保证其流量计量准
确和吹扫携带循环流化床燃煤锅炉飞灰并与二氯化二硫强烈混合，而且配方组分流体喷射
入活化造粒塔内不能强烈扰动布风的均匀和方向,设计过热硫磺蒸汽压力为0.1MPa，过热
硫磺蒸汽流速为2-3m/s 。
发明人发现，循环流化床余热锅炉排放尾气从活化造粒塔底部布风板吹扫上来，
会形成沿活化造粒塔壁螺旋上升的气流，从气流横截断面来观察，气流有圆周外围流速快、
中心流速慢，外围较中心压力大的特征，能够驱使不断长大的吸附剂颗粒抛向塔壁摩擦碰
撞失去动能下落，并向中心聚集，吸附剂颗粒直径长大到一定直径后在重力的作用下与循
环流化床余热锅炉排放尾气分离，经落料管进入包装工序。
发明人发现，设计循环流化床余热锅炉排放尾气能够在活化造粒塔内螺旋上升，
需要围绕落料管的3-4排风帽中的通风孔向同一个方向的开孔，所述同一方向为绕落料管
轴心顺时针或逆时针方向，导向尾气螺旋上升。为防止配方组分流体进料时直接落入落料
管，配方组分流体经进料组件抛射在布风板的落点为1/3布风板直径处。
发明人发现，两段加热方式较直接加热方式（闪蒸）制取过热硫磺蒸汽更为节能、
生产效率更高，两段加热方式分为低温段和高温段，低温段的加热介质选用饱和蒸汽，加热
温度为180-190℃，高温段加热介质选用高温烟气，加热温度为460-480℃。利用蒸腾原理设
计了蒸腾管和循环管来完成物料输送、传质、传热工艺操作过程。两段加热方式使硫磺以气
液混合物流体形态完成传质传热工艺过程，与加热装置之间的换热方式为对流、传导，而直
接加热方式（闪蒸）制取过热硫磺蒸汽的换热方式仅为传导方式，即加热装置对硫磺固体的
传导加热，众所周知，流体对流换热方式较固体传导换热方式换热面积大、换热系数高、换
热速率高，因此其生产方式更为节能、生产效率更高。
相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，循环流化床余热锅炉排放尾气
作为一种工艺过程介质完成制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂所需的混合、冷却、活
化、造粒、分离的工艺操作过程，是最理想的工艺过程介质，制备吸附剂所需的主要材料为
循环流化床燃煤锅炉飞灰、硫磺胶、二氯化二硫，需要设计适合的专用工艺生产装置；第二，
两段加热方式较直接加热方式（闪蒸）制取过热硫磺蒸汽更为节能、生产效率更高，两段加
热方式分为低温段和高温段，低温段的加热介质选用饱和蒸汽，加热温度为180-190℃，高
温段加热介质选用高温烟气，加热温度为460-480℃。利用蒸腾原理设计了蒸腾管和循环管
来完成物料输送、传质、传热工艺操作过程。两段加热方式使硫磺以气液混合物流体形态完
成传质传热工艺过程，与加热装置之间的换热方式为对流、传导，而直接加热方式（闪蒸）制
取过热硫磺蒸汽的换热方式仅为传导方式，即加热装置对硫磺固体的传导加热，众所周知，
流体对流换热方式较固体传导换热方式换热面积大、换热系数高、换热速率高，因此其生产
方式更为节能、生产效率更高；第三，循环流化床余热锅炉排放尾气氧量极低，在低氧的环
境下发生硫磺燃爆的概率极低，利于安全生产，同时作为硫磺胶的工艺冷却介质是极为理
想的，发挥了硫磺胶作为粘接剂和吸附剂的功能，而循环流化床余热锅炉排放尾气在活化
造粒塔中螺旋上升，与过热硫磺蒸汽、循环流化床燃煤锅炉飞灰、二氯化二硫雾滴充分传质
传热，从而在塔内完成吸附剂活化造粒整个工艺过程，使产业化生产成为可能；第四，批量
连续生产生产装置为密闭装置，工艺操作过程均在密闭的生产装置内进行，使污染环境的
概率变得极低。
附图说明
图1为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的主视结构示
意图。
图2为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的俯视结构示
意图。
图3为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的A局部放大
结构示意图。
图4为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的B向结构示
意图。
图5为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的C-C剖面结
构示意图。
图6为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的D-D剖面结
构示意图。
图7为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的E大样结构
示意图。
图8为本发明一种制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂工艺装置的F向结构示
意图。
1－活化造粒塔 2－支撑架 3－循环流化床燃煤锅炉飞灰螺旋进料器
4－二氯化二硫储罐组件 5－硫磺蒸发器
6－活化造粒塔体 7－返料器 8－进料组件 9－布风板
10－落料管 11－循环流化床余热锅炉排放尾气进口
12－过热硫磺蒸汽缓冲罐 13－气平衡管 14－三通调节阀
15－硫磺粉储罐 16－过热硫磺蒸汽管 17－热风加热炉组件
18－蒸腾管 19－饱和蒸汽加热釜组件 20－循环管 21－风帽
22－止口。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本装置做进一步的说明。
本发明如附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种制备挥发性有机化合
物废气活性吸附剂工艺装置，其特征是：包括活化造粒塔1、支撑架2、循环流化床燃煤锅炉
飞灰螺旋进料器3、二氯化二硫储罐组件4、硫磺蒸发器5。
所述活化造粒塔1、循环流化床燃煤锅炉飞灰螺旋进料器3、二氯化二硫储罐组件
4、硫磺蒸发器5均定位安装在支撑架2上。
所述活化造粒塔1包括落料管10、布风板9、风帽21、循环流化床余热锅炉排放尾气
进口11、进料组件8、活化造粒塔体6、返料器7。所述进料组件8出口端设计逐渐收缩的止口
22。围绕落料管10的3-4排风帽21中的通风孔向同一个方向的开孔，导向尾气螺旋上升，为
防止配方组分流体进料时直接落入落料管10，配方组分流体经进料组件8抛射在布风板9的
落点为1/3布风板9直径处。
所述硫磺蒸发器5包括饱和蒸汽加热釜组件19、热风加热炉组件17、过热硫磺蒸汽
缓冲罐16、硫磺粉储罐15、蒸腾管18、循环管20、过热硫磺蒸汽管16、气平衡管13、三通调节
阀14。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方
式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的
一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用
了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。