CN103394248B - 用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法，该方法是将含有苯系挥发性有机物的废气经过滤后，在常温、0.1-0.3Mpa下，以1000-3000BV/h的流量通过装有功能基高交联吸附树脂的吸附柱，废气中的苯系有机物吸附在树脂上，吸附后气体浓度降至进口浓度的0.1%以下，吸附了有机物的树脂在室温至40℃下，采用先小负压大流量，再大负压小流量的方法再生，脱附率可达99%以上，脱附气经冷凝，有机物回收率可达95%～98%，气体可循环处理直到达标排放。该发明操作简单，采用本发明方法处理含有苯系有机物的废气，为解决含有苯系挥发性有机物污染废气的问题提供经济高效的技术方案，具有相当广阔的应用前景。

Description

用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法
技术领域
本发明涉及一种废气的处理方法，具体地说是一种用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法。
背景技术
大气污染是我国目前最突出的环境问题之一。人们对大气污染的关注已由局部的、区域的污染扩展至全球气候变化，人们也越来越关注有毒有害物质对环境和人体健康的影响，在美国国家环境保护署(EPA)所列的有毒气体排放物清单(TRI)中的25种气体中，有18种是有机物，这18种有机物占有毒气体排量的74．2％ ，可见治理有机废气是大气污染治理中极为重要的一部分。
有机废气的排放不仅会造成严重的大气污染，而且会大大浪费资源，加大生产成本。有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性病变,已经引起人类的高度重视。它的来源十分广泛，主要有三类：一是工业源，主要产生于石油炼制厂、化工厂、农药厂、涂漆厂、橡胶厂、制革厂等；二是城市公共设施，城市垃圾场、污水处理厂、医院、公共厕所等公共设施产生；三是农牧业，即畜禽养殖场、渔产加工厂、屠宰厂等。
有机废气中主要组成部分是挥发性有机物(volatile organic compounds，简称VOCs)。近10年来许多发达国家都颁布了法令，限制VOCs的排放。我国也在大气污染物综合排放标准(GB16297—1996)中规定了14类VOCs的最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放限度值，以将空气和水中的VOCs含量控制在一定的范围内。《中华人民共和国大气污染防治法》要求，工业生产中产生的可燃性气体应回收利用，这就需要开发既经济而又有效的废气中VOCs的回收技术。目前，危害较大的污染源主要是在生产和使用过程中有机溶剂挥发严重的工业，尤其是对那些生产和管理缺乏科学性的一些企业，更是存在着潜在的危害。
 国内外文献检索表明，本发明技术未曾见文献报道。
发明内容
为了解决废气排放污染空气给人体造成危害等问题，本发明提供
一种方法简单、便于操作的用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法。
    解决上述技术问题采用如下技术方案：
一种用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法包括该治理方法使用的吸附柱、过滤器，所述的治理方法包括以下步骤：
a.过滤、吸附：首先将含有苯系有机物的废气用气体过滤器过滤，滤掉废气的颗粒物，用然后将含有苯系有机物的废气于常温，以1000-3000BV/h的流量在0.1-0.3Mpa下依次通过两根装填吸附树脂的吸附柱，经吸附柱吸附后的气体浓度降至吸附柱进口浓度的0.1%以下；
b.再生：将步骤a中吸附了有机物的第一根树脂柱在负压下再生；
c.冷凝：将步骤b中的再生气体通入冷凝器冷凝，回收液相为苯系有机物，不能达标排放气相与原气体混合再吸附处理直到达标排放；
d.再次吸附：再次吸附时将第二根树脂柱作为第一根吸附柱，将步骤b中脱附过的第一根树脂柱作为第二根吸附柱，脱附时只脱附当次吸附时的第一根吸附柱。
进一步，所述的两根吸附柱相串联。
进一步，所述的相串联的两根吸附柱是不锈钢吸附柱。
进一步，所述的气体过滤器的孔径为0.5㎜。
进一步，所述的吸附柱柱压为-0.1Mpa～-0.3 Mpa。
进一步，步骤a中所述的吸附树脂是具有胺基、羰基、酚羟基、磺酸基、羧酸基修饰的功能基高交联吸附树脂。
进一步，所述的功能基高交联吸附树脂是胺基、羰基和羧酸基修饰的超高交联聚苯乙烯吸附树脂。
进一步，步骤b中采用先小负压大流量，再大负压小流量的方法再生，脱附温度为室温至40℃。
进一步，所述步骤c中冷凝温度为0℃～4℃。
采用上述技术方案，本发明将具有胺基、羰基、酚羟基、磺酸基、羧酸基修饰的功能基高交联吸附树脂作为吸附填料，将含有苯系挥发性有机物的废气经过滤后，在常温、0.1-0.3Mpa下，以1000-3000BV/h的流量通过装有功能基高交联吸附树脂的吸附柱，将废气中的苯系有机物吸附在树脂上，吸附后气体浓度降至进口浓度的0.1%以下，吸附了有机物的树脂在室温至40℃下，采用先小负压大流量，再大负压小流量的方法再生，脱附率可达99%以上，脱附气经冷凝，有机物回收率可达95%～98%，气体可循环处理直到达标排放。该方法操作简单，本发明提到的吸附废气的吸附柱结构排列科学合理。本发明为解决含有苯系挥发性有机物污染废气的问题（如喷漆车间废气的处理，石油化工行业废气的处理等）提供了经济高效的技术方案，具有相当广阔的应用前景。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明：
   本发明公开了一种用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的
方法，其设计思想是：以具有胺基、羰基、酚羟基、磺酸基、羧酸基修饰的功能基高交联吸附树脂作为吸附填料，以吸附柱作为吸附装置，将含有苯系挥发性有机物废气吸附、经过再生、冷凝、再吸附的步骤，直到达标排放。具体操作方法是：
(A)将含有苯系有机物的废气预处理，用孔径为0.5㎜的气体过滤器过滤，除去气体中的颗粒物质，消除其对吸附的影响，使其达到最佳吸附条件。
(B)将经过上述预处理的废气于常温，以1000-3000BV/h的流量在0.1-0.3Mpa下依次通过两根串联的装填有功能基高交联吸附树脂的两根不锈钢吸附柱，吸附后不锈钢吸附柱出口的气体浓度降至吸附柱进口浓度的0.1%以下。
(C) 在吸附柱柱压为-0.1Mpa～-0.3 Mpa的负压条件下，将步骤B中吸附了有机物的功能基高交联吸附树脂脱附再生，脱附温度为室温40℃，采用先小负压大流量，再大负压小流量的方法再生。
(D) 功能基高交联吸附树脂经脱附再生后可以反复使用。功能基高交联吸附树脂是具有胺基、羰基、酚羟基、磺酸基、羧酸基修饰的高交联树脂。如国产的NDA99树脂，优选的是胺基、羰基和酚羟基修饰的超高交联聚苯乙烯吸附树脂。           
(E) 脱附气在0℃-4℃下冷凝处理，液相即为可回收利用的苯系有机物，气相如果不能达标排放可以将其与原气体混合吸附处理直到达标排放。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
将670mL（约500g）NDA99树脂（南大戈德环保科技有限公司）(胺
基修饰)装填于两根串联连接的吸附柱内，该吸附柱分别是Φ46×480mm不锈钢吸附柱。
将含有甲苯630mg/m3的空气通过孔径为0.5mm的气体过滤器，滤
掉微尘颗粒，在0.1Mpa下以2m3 /h（即2976BV/h）的流量通过吸附柱，连续吸附处理5h，处理后的空气中甲苯的含量小于等于1.5mg/ m3，低于大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）无组织排放的最高允许限值2.4mg/ m3。
经吸附柱吸附后的NDA99树脂在室温，柱压-0.15Mpa下，流量10L/min再生30min，然后在室温，柱压-0.3Mpa下，流量5L/min再生30min，经过脱附再生后吸附树脂可恢复吸附能力。脱附气体通入冷凝器冷凝至0℃，回收液态甲苯，从冷凝器流出的脱附气体因甲苯的含量不达标，因此与原气体混合再吸附处理。
实施例2：
将675mL（约500g）HBL01吸附树脂，HBL01吸附树脂为本发明人合成的树脂（胺基修饰），装填于Φ46×480mm不锈钢吸附柱内。
将含有邻二甲苯550mg/m3的空气通过孔径为0.5mm的气体过滤器，在0.1Mpa下以1.5m3 /h（即2222BV/h）的流量通过吸附柱，连续吸附处理2h，处理后的空气中邻二甲苯的含量小于等于0.6mg/ m3，低于大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）无组织排放的最高允许限值1.2mg/ m3。
经吸附后的HBL01吸附树脂在室温，柱压-0.15Mpa下，流量10L/min再生20min，然后在室温，柱压-0.3Mpa下，流量5L/min再生20min，经过脱附再生后吸附树脂可恢复吸附能力。脱附气体通入冷凝器冷凝至4℃，回收液态邻二甲苯。从冷凝器流出的脱附气体因邻二甲苯的含量不达标，因此与原气体混合再吸附处理。
实施例3：
将3375mL（约2500g）发明人合成的HBL02吸附树脂 (酚羟基修
饰)装填于Φ76×800mm不锈钢柱内 。
将含有苯酚150mg/m3的空气通过孔径为0.5mm的气体过滤器，在0.2Mpa下以5m3 /h（即1481 BV/h）的流量通过吸附柱，连续吸附处理3h，处理后的空气中苯酚的含量小于等于0.05mg/ m3，低于大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）无组织排放的最高允许限值0.08mg/ m3。
经吸附后的HBL02吸附树脂在室温，柱压-0.15Mpa下，流量60L/min再生30min，然后在室温，柱压-0.3Mpa下，流量25L/min再生30min，经过脱附再生后吸附树脂可恢复吸附能力。脱附气体通入冷凝器冷凝至4℃，回收固态苯酚。从冷凝器流出的脱附气体因苯酚的含量不达标，因此与原气体混合再吸附处理。
实施例4：
将1 m3（约800kg）发明人合成的HBL01吸附树脂树脂 (胺基修饰)装填于Φ500×5000mm不锈钢吸附柱内。
将含有甲苯200mg/m3和二甲苯150mg/m3的空气通过孔径为0.5mm的气体过滤器，在0.2Mpa下以5m3 /h（即1481 BV/h）的流量通过吸附柱，连续吸附处理5h，处理后的空气中甲苯的含量小于等于1.0mg/ m3，二甲苯的含量小于等于0.9mg/ m3，低于大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）无组织排放的最高允许限值。
经吸附后的HBL01吸附树脂在室温，柱压-0.15Mpa下，流量60L/min再生30min，然后在室温，柱压-0.3Mpa下，流量25L/min再生30min，经过脱附再生后吸附树脂可恢复吸附能力。脱附气体通入冷凝器冷凝至4℃，回收液态甲苯和二甲苯。从冷凝器流出的脱附气体因苯酚的含量不达标，因此与原气体混合再吸附处理。
实施例5：
将实施例1-4中的NDA99树脂、HBL01 树脂、HBL02树脂改为HBL03树脂（羰基修饰）、H－103树脂、NDA150树脂，或者是AmberliteXAD-7、XAD-4、XAD-2树脂，或者是Diaion HP系列超高交联吸附树脂，其他操作条件保持不变，除每批处理量有变化外，其他结果基本类同。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法，包括该方法使用的吸附柱、过滤器，其特征在于，所述的治理方法包括以下步骤：
a.过滤、吸附：首先将含有苯系有机物的废气用气体过滤器过滤，滤掉废气的颗粒物，用然后将含有苯系有机物的废气于常温，以1000-3000BV/h的流量在0.1-0.3MPa下依次通过两根装填吸附树脂的吸附柱，所述的两根吸附柱相串联，吸附柱柱压为-0.1MPa～0.3 MPa，经吸附柱吸附后的气体浓度降至吸附柱进口浓度的0.1%以下；
b.再生：将步骤a中吸附了有机物的第一根树脂柱在负压下再生，采用先小负压大流量，再大负压小流量的方法再生，脱附温度为室温至40℃；
c.冷凝：将步骤b中的再生气体通入冷凝器冷凝，回收液相为苯系有机物，不能达标排放气相与原气体混合再吸附处理直到达标排放；
d.再次吸附：再次吸附时将第二根树脂柱作为第一根吸附柱，将步骤b中脱附过的第一根树脂柱作为第二根吸附柱，脱附时只脱附当次吸附时的第一根吸附柱。
2.根据权利要求1所述的用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法其特征在于，所述的气体过滤器的孔径为0.5㎜。
3.根据权利要求1所述的用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法，其特征在于，步骤a中所述的吸附树脂是具有胺基、羰基、酚羟基、磺酸基、羧酸基修饰的功能基高交联吸附树脂。
4.根据权利要求3所述的用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法，其特征在于，所述的功能基高交联吸附树脂是胺基、羰基和羧酸基修饰的超高交联聚苯乙烯吸附树脂。
5.根据权利要求1所述的用吸附树脂处理含有苯系挥发性有机物废气的方法，其特征在于，所述步骤c中冷凝温度为0℃～4℃。
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