CN101439237B

CN101439237B - 一种对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法

Info

Publication number: CN101439237B
Application number: CN2008102436895A
Authority: CN
Inventors: 曾锡华
Original assignee: Jiangsu Mike Chemical Machinery Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Mike Chemical Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: CN101439237A

Abstract

本发明公开了一种对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法，包括：对生产过程产生的有机物废气进行冷却的预冷却工序；对经过冷却工序冷却的废气进行吸收废气中有机物的吸收工序；对通过吸收工序后含有有机物的吸收剂采用脱溶分离的方法分离有机物和吸收剂的脱溶分离工序；将经过脱溶分离的有机物进行收集储存工序。本发明通过对有机物废气进行吸收-脱溶-冷凝工艺处理，可以对供给的有机物再生利用和有效的控制废气的排放。应用这些装置，可以防止排放的废气对环境的污染，并且废气中的有机物可以得到回收，从而，能够有效的实现资源的回收和废气的合理排放。

Description

一种对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法

技术领域：

本发明涉及一种废气的处理方法，具体是对涂层行业生产过程中排出的有机物废气的处理方法。

背景技术：

在涂层生产过程中，作为被排出的有机物废气，是含有包括如甲苯、二氯丙烷、二氯乙烷、甲醇、邻氯甲苯等多种物混合气体。由于在涂层生产过程之中，生产一般在高温状态持续进行，所以释放出来的有机物废气高温约为60℃，并且有机物废气之中的有机物含量达不到环境排放标准。

另外，有机物废气不仅含有包括如甲苯、二氯丙烷、二氯乙烷、甲醇、邻氯甲苯等多种物成分，还存在水蒸气和少量的固体或液体颗粒。

根据以上所述，在涂层生产线的整个生产过程中，有机物废气的排放是大量的，其中所含有的有机物也将是比较可观的量。因此，从成本观点看，优选回收再利用。现有技术中，从有机物废气中将有机物进行分离回收大多采用冷却冷凝方式，然而，要处理大量的废气，需要相当量的冷水；也就是说，存在水和冷却负荷过高的问题。为此，采用该方法至今不能得到有效的回收再利用。

此外，还有将废气直接通过洗涤器进行处理的方法。但是，从环境的观点看，，此种方法由于需要大量的洗涤剂，根据洗涤器运转状况的不同，存在处理过程中容易产生臭气，并且，将洗涤器之中的处理液进行处理而后排出，其必然将使所用装备增加，乃至装备的负荷也将增大。

从上述观点看，最佳的方法是在对有机物废气中有机物成分分离回收之后，再对废气进行洗涤处理，而后排放。

然而，将废气中的有机物的有效再利用，同时对废气进行高效处理后再排放的工艺至今仍不完善。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对涂层过程中排出的有机物废气进行有效处理，同时对处理过程中产生的有机物进行回收再利用的方法，进而实现对有机物资源的有效利用和达到废气的排放标准。

本发明所述的一种对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法，包括以下步骤：

1)首先将涂层生产过程产生的有机物废气进行除尘过滤；

2)将除尘过滤后的有机物废气冷却至20℃～35℃；

3)对经过冷却的废气，以吸收剂吸收废气中的有机物，处理后的废气达到环境排放标准直接排放；

4)对经过吸收工序后的含有有机物成分的吸收剂混合液采用脱溶分离的方法对有机物和吸收剂进行分离；

5)将经过脱溶分离后的有机物进行收集储存，而吸收剂则重复利用。

上述步骤3)中设有两级吸收步骤进行对废气处理，其中，一级吸收处理优选采用DMAC，即二甲基乙酰胺(Dimethylacetamide)，分子式CH₃CON(CH₃)₂做为吸收剂吸收废气中的有机物；二级吸收处理优选采用水为洗涤剂溶解并吸收经过一级吸收处理后的废气中夹带出的吸收剂。

其中，在二级吸收处理过程之中，对吸收有DMAC的水混合液进行循环使用。

上述步骤4)包括以下分步骤：

41)首先将含有有机物的吸收剂预热至110℃～145℃；

42)对预热的吸收剂进行薄膜加热蒸发分离，将含有有机物的吸收剂分离成吸收剂液，以及由吸收剂液体颗粒和有机物气体组成的气雾混合体；

43)将经过薄膜加热蒸发分离所得到的吸收剂液进行存储，再送入步骤3)的吸收工序进行循环再利用；

44)将步骤42)形成的含有有机物和吸收剂的气雾混合体经过气液吸附分离的方法分离出有机物气体和含有少量有机物的吸收剂液体；

45)将含有少量有机物的吸收剂液体再次进行薄膜加热蒸发分离；

46)将有机物气体进行冷凝，冷凝液存储后再利用。

本发明通过对有机物废气进行吸收-脱溶-冷凝工艺处理，可以对供给的有机物再生利用和有效的控制废气的排放。应用这些装置，可以防止排放的废气对环境的污染，并且废气中的有机物可以得到回收，从而，能够有效的实现资源的回收和废气的合理排放。

附图说明：

图1是本发明的处理技术的工艺和装备的概要图；

图2是吸收装置的工作模拟简图；

图3是蒸发分离装置的结构简图，其中图3a是主视图，图3b是剖视图；

图4是蒸发分离装置的工作模拟简图。

具体实施方式：

下面，就本发明进行详细的介绍：

本发明对涂层过程中产生的有机物废气的处理采用了以下工序：对生产过程产生的有机物废气进行冷却的预冷却工序；对经过冷却工序冷却的废气进行吸收废气中有机物的吸收工序；对通过吸收工序后含有有机物的吸收剂采用脱溶分离的方法分离有机物和吸收剂的脱溶分离工序；将经过脱溶分离的有机物进行收集储存工序；

作为适合实施这些方法的装备，本发明提供的回收处理装置包括：过滤有机物废气的过滤器；冷却废气温度的冷却器；吸收经过冷却后的废气中有机物的有机物吸收塔；对从有机物吸收塔产生的混合液进行分离的薄膜加热分离塔；回收有机物的吸附分离塔；以及在有机物吸收塔和薄膜加热分离塔循环连通过程之间进行存储和冷却的装置；以及对冷却冷凝器和预热器进行温度检测的检测装置。

下面，对本发明的有机物废气的处理方法进行说明，同时对于实施包含在该处理方法中的各工序上的装置进行说明。

如图1所示，表示了为了实施对有机物废气中有机物的回收和废气达到环境排放标准的处理工序的概要。

1、有机物废气

本发明可以适用各种有机废气，特别适用于涂层行业生产过程中排出的有机物废气，含有包括如甲苯、二氯丙烷、二氯乙烷、甲醇、邻氯甲苯等多种物。

有机物废气，通常除了在生产过程中气化的有机物物外，还包括水蒸气和少量的固体或液体颗粒。另外，有机物废气排出的温度约为60～90℃。

2、有机物废气的除尘过滤和预冷却工序

由于有机物废气含有水蒸气和少量的固体或液体颗粒，基于对废气处理装置的保护和提高废气的净化率，在实施本发明的有机物废气的冷却工序之前，对有机物废气进行冷却前的过滤处理，除去废气中含有的固体或液体颗粒。

通过该工序的实施，除净了有机物废气的固体或液体颗粒，从而可以防止对后工序装置的破坏以及对回收物的污染。

如图1，经过上述工序的过滤器1的过滤净化处理，有机物废气的相对纯度达到后续工序处理的要求。经由配管2的以20000m³/h气流量输送，废气被送入预冷却工序装置第一冷凝器3进行废气的预冷却。由于从涂层生产过程中排出的有机物废气温度较高(60℃～90℃)，影响后续工序的工作效率，故设置废气的预冷却工序，将废气冷却至低温(约为20℃～35℃)，而后提供到后段工序进行后处理。

废气经由过滤器1的过滤后再通过第一配管2以通风机的强制排送入第一冷凝器3进行冷却，低温的废气从第二配管4提供给后段工序。其中，第一冷凝器3上配有温度检测装置31，通过对温度的检测并以控制冷却剂的流量大小来调节第一冷凝器3废气的出口温度，使之可以满足后段工序的要求。考虑到温度对后段工序处理的影响，第一冷凝器3废气的出口温度应控制在低温(约为20℃～35℃)的范围内。

另外，以调节废气的供给量，可以以稳定的组分将废气提供到后段工序。

3、吸收废气中有机物的吸收工序

废气在前段工序的冷却处理后，经配管4的输送进入有机物的吸收段工序。此段工序的应用，可以一举完成对废气中的有机物的吸收及废气以环境排放标准的排放。

如图1所示，由前段工序冷却的低温废气经第二配管4被输送进入有机物吸收塔5。本发明根据废气的物理性质将有机物吸收塔5分为I、II两级。

在有机物吸收塔5的I级段中，以DMAC(二甲基乙酰胺，分子式CH₃CON(CH₃)₂)为吸收剂对废气中的有机物进行吸收，以20～35m³/h的流量，70℃～90℃的温度进入吸收塔中。

如图2所示吸收装置的工作模拟简图，含有有机物的低温废气经过I级段的塔板27的浮阀28向上流通，在塔板27上存在有一定厚度的DMAC液层，在含有有机物的废气穿过此液层时，废气中的一部分有机物被液层吸收，而经过吸收剂液层的废气继续向上。

有机物吸收塔5的I级段设置有若干层塔板，而吸收剂液连续的由上至下的流淌，并且有机物吸收塔5的I级段的每一层吸收剂液层都吸收废气中的一部分有机物。废气如图2所示的工作模式穿过I级段若干层吸收剂液层后，其中含有的有机物被吸收剂液层吸收。含有有机物的吸收剂经过I级段的工序后，从吸收塔5的底部第三配管10提供给后段工序，如图1所示，其含有有机物的吸收剂温度降为35℃～50℃，并集中在塔底。

在吸收塔5I级段进行的有机物的吸收工序之中，废气不断的穿过吸收剂液层，其中气体中夹带出了一定量的吸收剂。为进一步净化废气，在吸收塔5中设置了II级吸收工序对含有吸收剂的废气进行洗涤，以水为洗涤剂溶解并吸收夹带出的吸收剂，以低温(20～40℃)进入塔内，工作原理如图2所示。

夹带有吸收剂的废气从I级段进入II级段，穿过II级段若干层洗涤剂液层的充分吸收后达到环境排放标准，有第四配管9排入大气，如图1所示。

在II级段对废气中夹带的吸收剂进行吸收的洗涤剂经过II级段吸收工作后，经过第五配管7流入接受第一存储罐8，再由泵经过第六配管6强制送入吸收塔5II级段进行循环利用，如图1所示。

4、有机物和吸收剂的脱溶分离工序

经过吸收塔5吸收段的吸收后，废气之中所含有的有机物溶入了吸收剂之中，并以液体状态存在。为了达到对有机物的回收和吸收剂的再利用，对前段工序提供的含有有机物的吸收剂液体进行脱溶分离的工序。

将含有有机物的吸收剂从前段吸收工序经过第三配管10被泵以20～30m3/h的流量强制送入脱溶分离工序，如图1所示。

吸收剂在泵的强制输送下，进入预热器11进行预热剂对其的预热处理。在预热器11对吸收剂的预热处理下，吸收剂的温度由吸收工序段进入时的低温(35℃～50℃)上升至高温(110℃～145℃)。在预热器11上配有温度检测装置32，通过对温度的检测并以控制预热剂的流量大小来调节预热器11的出口温度达到可以满足薄膜加热分离塔26进口温度的要求。

处于高温状态下的吸收剂在泵的强制推动下经由第七配管12被送入薄膜加热分离塔26进行薄膜加热分离工序。

吸收剂进入薄膜加热分离塔26后，沿着薄膜加热分离塔内筒30的内筒壁下降，并在薄膜加热分离塔转子29的旋转作用下形成了覆于分离塔内筒30内筒壁上的有利于蒸发的液体薄膜层，如图3，4所示。吸收剂之中所含的有机物的沸点较吸收剂的沸点低，由于蒸发热源加热作用，吸收剂混合液的温度控制在吸收剂和有机物的两者沸点之间。因温度达不到蒸发的沸点要求，具有高沸点性能的吸收剂仍以液态存在，而吸收剂混合液的温度却高于有机物的沸点，所以有机物被蒸发出来，这样有机物就与吸收剂分离了。

吸收剂混合液在蒸发热源加热(加热源温度280℃～310℃)的同时受到加热分离塔转子29的旋转作用，沿着薄膜加热分离塔内筒30的内筒壁做旋转下降。在下降过程中，吸收剂含有的有机物不断被蒸发出来，有机物蒸汽温度180℃～200℃。最终，在吸收剂混合液到达塔底时，其中的含有有机物已彻底的被蒸发出来，塔底吸收剂温度达到150℃～180℃。而分离出有机物的吸收剂汇集在薄膜加热分离塔26塔底并通过第八配管17导入第二存储罐16、18储存。

第二存储罐16、18对分离出的吸收剂的储存以间隙方式切换进行。吸收剂在泵的强制输送下，通过第九配管15送入第二冷凝器14里进行冷却(冷却温度70℃～90℃)后，经过第十配管13被输送至有机物吸收塔5的I级段循环利用，如图1所示。其中，第二冷凝器14上配有温度检测装置33，通过对温度的检测并以控制冷却剂的流量大小来调节第二冷凝器14的出口吸收剂温度，使之可以满足有机物吸收塔5的I级段进行循环利用的要求。

另外，有机物气体从吸收剂混合液之中蒸发分离出时，由于夹带有吸收剂液体颗粒，形成了雾状的混合气体。此雾状的混合气体在薄膜加热分离塔内筒30之内不断的向上移动，并经过第十一配管20导入吸附分离塔21，如图1所示。

由于吸附分离塔21的填料具有对液体颗粒起吸附作用，在混合气体通过时，填料在其表面上对雾状混合气体之中的吸收剂液体颗粒进行冷却并将其吸附。由于填料在对混合气体进行冷却时，混合气体的温度控制在有机物的沸点之上但仍在吸收剂的沸点之下，因而，可以将有机物气体中夹带的吸收剂液体颗粒彻底分离。而分离后的吸收剂仍含有一定量的有机物成分。吸收剂在塔底汇集，并经过第十二配管19导入薄膜加热分离塔26进行循环。

而经过吸附分离出的有机物气体通过第十三配管22导入后段工序。

5、有机物收集储存工序

经过脱溶分离出的有机物气体从前段工序经由第十三配管22导入后，进入第三冷凝器25进行气体的冷凝工序；冷凝后得到的有机物冷凝液经汇集通过配管第十四24导入第三存储罐25储存再利用，最终有机物冷凝温度30～45℃，如图1所示。

本发明可以提供能够实现从有机物废气中对有机物的再利用和废弃处理这两方面的处理方法。

6、发明的效果：

如表1所示，本发明的废气处理方法对各种有机溶剂和有毒成分有极优良的除去能力。

(表1)

应用本发明，可以实现从有机物废气中对有机物再利用和废气处理这两方面，同时，减少所需的设备、实现紧凑化。应用具有废气处理工序乃至废气处理装置的本处理技术，可以有效的减少废气处理工序后的废气中的有机物，这样，降低了回到空气中的气体对环境或生物产生的危害。因此，应用该技术，再通过对流体的温度和流量的有效控制，充分对有机物的有效的回收再利用，并实现废气的净化。

Claims

1.一种对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)首先将涂层生产过程产生的有机物废气进行除尘过滤；

2)将除尘过滤后的有机物废气冷却至20℃～35℃；

3)对经过冷却的废气，利用吸收剂吸收废气中的有机物，处理后的废气达到环境排放标准直接排放；

4)对经过吸收工序后的含有有机物成分的吸收剂采用脱溶分离的方法对有机物和吸收剂进行分离，具体为：

41)首先将含有有机物的吸收剂预热至110℃～145℃；

46)将有机物气体进行冷凝，冷凝液存储后再利用；

2.根据权利要求1所述的对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法，其特征在于，步骤3)中设有两级吸收处理步骤进行对废气处理，其中，一级吸收处理采用二甲基乙酰胺作为吸收剂吸收废气中的有机物；二级吸收处理采用水作为洗涤剂溶解并吸收经过一级吸收处理后的废气中夹带出的吸收剂。

3.根据权利要求2所述的对涂层过程中产生的有机物废气的处理方法，其特征在于，在二级吸收处理过程之中，对吸收废气中夹带出的吸收剂的洗涤剂进行循环使用。