CN102008862A - 一种双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置及回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双氧水生产装置中尾气中芳烃的净化回收工艺及回收装置，该方法采用一种冷凝方式将芳烃中大部分凝结，再采用一种气液去除装置去除尾气中的芳烃液滴，再用一种吸附装置进一步吸收芳烃以达到相关排放标准。其中包括冷凝，除雾和吸附三个个过程。该工艺的操作条件为：尾气压力0.3～0.4MPa，流量2000～30000m3，温度30～50℃，入口芳烃含量5～15g/m3，出口芳烃含量低于150mg/m3，本发明首次将一种特殊高效除雾装置用于该工艺，与传统工艺相比，该装置可降低后续吸附装置负荷和操作费用，与同类装置相比，可大大减小体积，减少材料消耗。

Description

一种双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置及回收方法
技术领域
本发明涉及双氧水生产过程中尾气中芳烃的净化回收设备，已经芳烃的净化回收方法。
背景技术
双氧水生产装置放空尾气中芳烃的净化回收要求和环保及装置的降耗相关，国内的双氧水生产装置大多数对放空尾气的芳烃采用冷凝沉降吸附的方法回收，但是冷凝后(-10～10℃)，尾气除气相中的芳烃之外，还夹带有大量的以小液滴形式存在的芳烃，含量大于10g/m3。回收该部分芳烃一方面将降低双氧水生产成本，另一方面也满足环保要求。
但是由于夹带的液态芳烃的液滴直径很小，通常1～10μm，用普通沉降罐难以除尽，因此后续吸附装置除吸附其中的气态芳烃之外，还要吸附其中以小液滴形式存在的芳烃，这大大增加了吸附装置的负荷。通常如专利CN1483503A中描述的预处理的活性炭芳烃吸附装置，需用到蒸汽解析，因此同时增加了能耗和损耗。
专利CN 1973958A中描述采用两个填充有吸附剂的吸附床交替吸附和脱附尾气中的有机物，脱附气采用压缩空气或氮气再生吸附剂，然后利用已有冷却器、吸收塔、喷淋塔等设备等回收芳烃。
以上文献中提到的尾气处理装置，都不包含高效除雾装置。公开资料目前尚未见有厂家采用高效除雾装置来去除冷凝尾气中的液态芳烃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种双氧水生产过程中尾气中芳烃的净化回收设备，该设备主要增加了一个旋转填料除雾装置，来捕捉收集冷凝尾气中芳烃小液滴。本发明还提供一种尾气中芳烃的净化回收方法，采用该方法可以大大减少尾气中芳烃的含量，使尾气排放更加环保。
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：
一种双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置，包括含一旋转填料除雾器，旋转填料除雾器外部为一罐体，罐体上部为尾气入口，罐体下部侧边设置有一尾气出口和一芳烃回收口，罐体内部设置有一可转动的层状填料床，填料床上设置有吸附填料，层状填料床连接一转动轴。
所述填料为丝网桩结构、纤维状结构或二者相互结合的结构。
所述填料为金属材质或非金属材质。
一种双氧水生产过程中尾气芳烃的回收方法，包括以下步骤：
尾气经过管路设备冷凝、沉降、吸附三步后；尾气再经过等熵膨胀机增压后进入旋转填料除雾器进行芳烃回收；尾气经过旋转填料除雾器的工艺条件为：压力0.15～0.4MPa，流量2000～30000m3，温度-10～10℃，总芳烃含量1～15g/m3，其中气态芳烃不低于1g/m3，以分散小液滴形式存在的液态芳烃含量为0.5-14g/m3。
旋转填料除雾器的转速为300～2000rpm。
有益效果：
1、与在工艺中仅采用普通沉降罐相比，可将尾气中液态芳烃的含量减少90％以上，大大减少进入后续吸附装置的芳烃含量。采用本装置之后，假如后续采用碳纤维吸附装置，则可以减少30～40％的再生蒸汽消耗量并增加30～40％的碳纤维使用寿命，还可以降低频繁控制吸附装置所造成的其他损耗，例如电能消耗等。
2、与常规除雾装置相比，该装置采用了旋转填料装置，由于其液泛气速大大提高，使气体流速大大提高，设备体积大大减小，由于高速旋转大大增加了碰撞的机率，也使气体中雾沫夹带降至很低。例如30000Nm3/h的除雾器，其直径达到2.5m，高度超过5m，而采用本除雾装置，直径只有1.6m，高度不超过3m，体积和重量大大减小，安装和维护也更为方便，而效率更高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明所述的旋转填料除雾器的结构示意图；
图2为现有的尾气芳烃回收工艺流程示意图；
图3为增加了旋转填料除雾器的尾气芳烃回收工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参看图1
双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置，包括含一旋转填料除雾器，旋转填料除雾器外部为一个壳体1，壳体上设置有进气口2和出气口3，带液封的液体出口4和一个和旋转轴5相连的层状填料床6。层状填料床6中的填料为丝网、纤维或者二者结合，填料材质金属或非金属，金属为常用的碳钢、不锈钢、钛及哈氏合金等；非金属包括玻璃、碳、聚氟烃类、尼龙类等。如附图所示。
旋转填料除雾器需电机等驱动装置，转速为300～2000rpm。
尾气经过管路设备冷凝、沉降、吸附三步后；尾气再经过等熵膨胀机增压后进入旋转填料除雾器进行芳烃回收。
其中旋转填料除雾器操作工艺条件为，压力0.15～0.4MPa，流量2000～30000m3，温度-10～10℃，总芳烃含量1～15g/m3，其中气态芳烃不低于1g，以分散小液滴形式存在的液态芳烃含量为0.5-14g/m3。经过该装置处理之后，出口芳烃含量1-1.1g，以分散液滴形式存在的芳烃含量低于0.1g/m3，压降低于0.05MPa，该装置可去除90％以上的以分散小液滴形式存在的芳烃。
在冷凝过程中，冷凝装置可以采用空冷，冷凝水，等熵膨胀，或者冷冻盐水等方式冷凝，或结合使用。温度降至-10～10℃。
旋转除雾器可可单独使用，也结合静态除雾装置或沉降罐使用(先经过沉降罐沉降之后再用除雾器进一步除去小液滴)。
在吸附过程中，吸附装置可以采用炭纤维吸附装置，分子筛，活性炭，或者化学吸附装置，出口芳烃含量降至150mg/m3以下达到排放标准。
下面通过对比举例进一步的说明本发明的优点
对比例一：
采用的工艺为低温尾气换热冷凝，芳烃接收罐，等熵膨胀机降温膨胀，芳烃接收罐和吸附装置。尾气再经过膨胀机的压缩段增压后进入吸附装置，工艺示意图如图2所示，工艺条件为，10000m3(标方)，0.4MPa(绝对压力)，45℃，膨胀机出口冷凝尾气换热降温至25℃，等熵膨胀至0.18MPa，温度0℃，其中气态0.98g/m3，小液滴形式1.74g/m3，经过沉降后液态芳烃含量降至0.5g/m3(这部分重芳烃进入换热器后被加热再次气化的重芳烃含量进而降低后续吸附装置负荷)，并联吸附过程采用碳纤维吸附装置，共5组，碳纤维装填量600kg，每组30min需用蒸汽解吸和空气吹干一次，每小时蒸汽消耗量200kg。每年炭纤维更换费用25万元，整个工艺流程回收重芳烃41.6kg/h，工艺流程图如附图所示。
对比例二(采用本发明所述的旋转填料除雾器)：
采用的工艺为低温尾气换热冷凝，静态除雾器，等熵膨胀机降温膨胀，旋转填料除雾装置和吸附装置。尾气再经过膨胀机的压缩段增压后进入吸附装置，工艺示意图如图3所示，工艺条件为，10000m3(标方)，0.4MPa(绝对压力)，45℃，膨胀机出口冷凝尾气换热降温至25℃，等熵膨胀至0.18MPa，温度0℃，其中气态0.98g/m3，小液滴形式1.74g/m3，经过高效除雾之后后液态芳烃含量降至低于0.1g/m3(可降低进入换热器后被加热再次气化的重芳烃含量进而降低后续吸附装置负荷)，并联吸附过程采用碳纤维吸附装置，共5组，碳纤维装填量600kg，每组60min需用蒸汽解吸和空气吹干一次，每小时蒸汽消耗量80kg。年炭纤维更换费用7万元，整个工艺流程回收重芳烃41.6kg/h，工艺流程图如附图所示。
通过上述两组对比例可以看出，采用本发明所述的旋转填料除雾器后大大节省费用开支，减少了单位时间的蒸汽消耗量，优点十分明显。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置，包括含一旋转填料除雾器，旋转填料除雾器外部为一罐体，罐体上部为尾气入口，罐体下部侧边设置有一尾气出口和一芳烃回收口，罐体内部设置有一可转动的层状填料床，填料床上设置有吸附填料，层状填料床连接一转动轴。
2.根据权利要求1所述的双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置，其特征在于，所述填料为丝网桩结构、纤维状结构或二者相互结合的结构。
3.根据权利要求2所述的双氧水生产过程中尾气芳烃的回收装置，其特征在于，所述填料为金属材质或非金属材质。
4.一种采用权利要求1所述的尾气芳烃的回收装置进行双氧水生产过程中尾气芳烃的回收方法，包括以下步骤：
尾气经过管路设备冷凝、沉降、吸附三步后；尾气再经过等熵膨胀机增压后进入旋转填料除雾器进行芳烃回收；
尾气经过旋转填料除雾器的工艺条件为：压力0.15～0.4MPa，流量2000～30000m3，温度-10～10℃，总芳烃含量1～15g/m3，其中气态芳烃不低于1g/m3，以分散小液滴形式存在的液态芳烃含量为0.5-14g/m3。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，旋转填料除雾器的转速为300～2000rpm。
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