CN103611386A - 一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，在密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口用管道顺序连接冷凝器和喷射吸收器，喷射吸收器内设有喷射管及吸收液，喷射吸收器上端设有排气管；从密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口排出的气态物料流经冷凝器后，一部分被冷凝成液态，并流回密闭反应器或搅拌釜中，余下的气态物料喷射进入喷射吸收器中，被吸收液液封，当密闭反应器或搅拌釜内压力过大时，突破液封的气态物料被吸收液吸收净化后，从喷射吸收器的排气管排出。与现有技术相比，本发明克服了生产过程中常规连通管直排造成的物料损失和污染排放，减少部分场合配备负压净化回收系统时所带来的设备投入成本大，能耗高等问题。

Description

一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法
技术领域
本发明涉及生产过程污染气体控制技术领域，尤其是涉及一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法。
背景技术
各类精细化工生产过程中一些常压设备容器因工艺加热或反应等原因会造成容器内部压力的增加，从安全的角度出发，该类容器通常设置连通环境空气的导排气管释放压力，由此会向外散发和排放出含挥发性物料成分的气体，造成周边大气环境的污染，且很多情况下是该类企业周边异味的重要来源。对这类污染源的控制，可从减少污染物的产生和控制污染物的散发并进行净化两方面进行控制。理论上说，通过清洁生产、改革工艺，采用无污染或少污染的原材料可从根本上防止和减少污染物的产生，但就目前的技术水平而言，大部分生产过程还无法选择和采用完全无污染的物料来进行生产，所以控制污染物气体散发并进行净化是控制该类污染的重要途径。
对这类污染气体的排放控制，目前常见的处理方式是通过放空管就近或高空排放，或者是通过负压净化装置抽吸净化后通过排风机排放。前一种处理方式只是考虑了设备的安全性问题，但未考虑环境问题，往往会造成周边的严重的空气污染，后一种方式则在使用过程中需要投入大量的能量和药剂，且造成生产过程的物料损耗量增大。因此迫切需要寻找一种既能减少物料损耗和污染排放，同时又不影响设备系统安全性的控制方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，该方法所需装置简单，能耗低。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，在密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口用管道顺序连接冷凝器和喷射吸收器，该喷射吸收器内部安装有喷射管，并装填有吸收液，喷射管伸入吸收液内部，喷射吸收器上端还设有与外界连通的排气管；
从密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口排出的气态物料流经冷凝器后，一部分被冷凝成液态，并流回密闭反应器或搅拌釜中，余下的气态物料喷射进入喷射吸收器中，被吸收液液封，当密闭反应器或搅拌釜内压力过大时，突破液封的气态物料被吸收液吸收净化后，从喷射吸收器的排气管排出。
冷凝器是利用气态物料在不同温度及压力下具有不同的饱和蒸汽压，在降低温度或加大压力条件下，使某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的。冷凝器可有效将密闭反应器或搅拌釜中因受热等因素而蒸发成气态的物料冷凝后回流，从而达到减少蒸发散发和降低设备内部气体压力的目的。
所述的冷凝器的冷却温度与密闭反应器或搅拌釜中气态物料饱和蒸汽压0.001MPa到1MPa区间内的某一压力平衡点所对应的温度相同。
所述的冷凝器选用热管式冷凝器、板式冷凝器，螺旋板式冷凝器、翅片式冷凝器或管壳式冷凝器中的一种。
一般而言，冷凝器的设定冷凝温度可根据设备容器内的物料成分及工艺要求的反应温度等来确定。并依据设定的冷凝温度结合冷凝器的形式可确定出不同冷却媒介温度和冷却媒介流速。
所述的喷射管伸入吸收液的深度在0.1m到10m之间，且喷射管伸入吸收液的深度小于密闭反应器或搅拌釜所能承受的压力所对应的液位高度，一般为设定冷凝温度所对应的物料饱和蒸汽压所对用的液位高度。
所述的喷射管伸入吸收液的深度可调且可指示。一方面可了解生产装置内的气体总压力，另一方面如有需要可以根据安全压力调节喷射管伸入吸收液的深度以控制喷射管内的压力增加或减少。通过吸收系统的液封作用可保持系统在设定的安全压力条件下无气体直接排放；而一旦反应器或搅拌釜的内部压力超出设定的限值，高压气体可突破液封后排放从而确保设备的压力安全。
所述的喷射管内的气态物料流速控制在1-18m／s。
所述的喷射吸收器内处理气态物料的体积负荷控制在20-5000m3／m2h。具体应用时，喷射设备的断面积根据物料和吸收液的性质确定。
所述的吸收液中部设有强化传质的气体分散材料，用于将突破液封的气态物质破碎形成细微气泡，从而强化吸收传质过程。
所述的气体分散材料为颗粒状、网状或片状材料的组合体，主要作用是分割气泡，增大气液接触面积，加强气泡与吸收液之间的传质作用，从而强化吸收液对气态物质的吸收净化。
所述的吸收液为水、酸、碱、氧化剂或有机物溶液。通过吸收液可以去除排出的部分甚至全部污染气体，从而达到减少污染气体排放的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明克服了生产过程中常规连通管直排造成的物料损失，回收利用部分物料以达到节约成本的目的；
(2)本发明克服了生产过程中常规连通管直排造成的污染排放，通过喷射吸收装置净化污染气体，使其达标排放；
(3)本发明减少部分场合配备负压净化回收系统时所带来的设备投入成本大，能耗高等问题。
附图说明
图1为本发明所用装置的结构示意图。
图中，1为密闭反应器或搅拌釜，2为压力平衡排气口，3为冷凝器，4为排气管，5为喷射吸收器，6为气体分散材料，7为喷射管，8为吸收液。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，如图1所示，在密闭反应器或搅拌釜1的压力平衡排气口2用管道顺序连接冷凝器3和喷射吸收器5，该喷射吸收器5内部安装有喷射管7，并装填有吸收液8，喷射管7伸入吸收液8内部，喷射吸收器5上端还设有与外界连通的排气管4；
从密闭反应器或搅拌釜1的压力平衡排气口2排出的气态物料流经冷凝器3后，一部分被冷凝成液态，并流回密闭反应器或搅拌釜1中，余下的气态物料喷射进入喷射吸收器5中，被吸收液8液封，当密闭反应器或搅拌釜1内压力过大时，突破液封的气态物料被吸收液8吸收净化后，从喷射吸收器5的排气管4排出。
冷凝器3是利用气态物料在不同温度及压力下具有不同的饱和蒸汽压，在降低温度或加大压力条件下，使某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的。冷凝器3可有效将密闭反应器或搅拌釜1中因受热等因素而蒸发成气态的物料冷凝后回流，从而达到减少蒸发散发和降低设备内部气体压力的目的。冷凝器3的冷却温度与密闭反应器或搅拌釜1中气态物料饱和蒸汽压0.001MPa到1MPa区间内的某一压力平衡点所对应的温度相同。冷凝器3选用热管式冷凝器、板式冷凝器，螺旋板式冷凝器、翅片式冷凝器或管壳式冷凝器中的一种。一般而言，冷凝器3的设定冷凝温度可根据设备容器内的物料成分及工艺要求的反应温度等来确定。并依据设定的冷凝温度结合冷凝器3的形式可确定出不同冷却媒介温度和冷却媒介流速。
喷射管7伸入吸收液8的深度在0.1m到10m之间，且喷射管7伸入吸收液8的深度小于密闭反应器或搅拌釜1所能承受的压力所对应的液位高度，一般为设定冷凝温度所对应的物料饱和蒸汽压所对用的液位高度。喷射管7伸入吸收液8的深度可调且可指示。一方面可了解生产装置内的气体总压力，另一方面如有需要可以根据安全压力调节喷射管7伸入吸收液8的深度以控制喷射管7内的压力增加或减少。通过吸收系统的液封作用可保持系统在设定的安全压力条件下无气体直接排放；而一旦反应器或搅拌釜1的内部压力超出设定的限值，高压气体可突破液封后排放从而确保设备的压力安全。喷射管7内的气态物料流速控制在1-18m／s。
喷射吸收器5内处理气态物料的体积负荷控制在20-5000m3／m2h。具体应用时，喷射设备的断面积根据物料和吸收液8的性质确定。
吸收液8中部设有强化传质的气体分散材料6，用于将突破液封的气态物质破碎形成细微气泡，从而强化吸收传质过程。气体分散材料6为颗粒状、网状或片状材料的组合体，主要作用是分割气泡，增大气液接触面积，加强气泡与吸收液8之间的传质作用，从而强化吸收液8对气态物质的吸收净化。
吸收液8为水、酸、碱、氧化剂或有机物溶液。通过吸收液8可以去除排出的部分甚至全部污染气体，从而达到减少污染气体排放的目的。
实施例2
某化学制药过程中采用二氯甲烷作为反应溶剂，反应釜温度控制在60℃，反应釜排气口连接外界空气，排气口周边气味强烈。
现在反应釜排气后配设6m2管式冷凝器，冷媒采用7度水，冷却温度10℃，液封采用高浓度碱液，液封高度1m。设备初始加热期间压力超过0.01MPa，排放部分含二氯甲烷气体，温度升至60度后，基本无排气出现。有效地控制了二氯甲烷在反应期间的散发量。
实施例3
待处理气体：DMF二甲基甲酰胺
某精细化工过程采用二甲基甲酰胺作为溶剂，反应器温度为92℃，设有D25排气管道1根。现将该管道先接入4m2的板式冷凝器，冷媒采用20度水，冷却温度控制在30度，液封采用水，液封高度1.2米。排气量减少为原来的30％以下，且平均排气浓度仅为原来的7％。
实施例4
待处理气体：二甲苯类溶剂
参数：某涂料生产过程中需加入二甲苯类溶剂，在粉料投料结束后，关闭投料口，搅拌釜仅留一根DN25的排气口。排气口接有6m2的冷凝器，采用20度水作为冷却剂，控制气体温度不大于25度。冷凝器排气管道下游接有液封高度50cm的液封吸收装置，吸收液为碱液，生产过程中排气量很少，有效地防止了搅拌过程中挥发性有机物料的散发。

Claims (10)

1.一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，在密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口用管道顺序连接冷凝器和喷射吸收器，该喷射吸收器内部安装有喷射管，并装填有吸收液，喷射管伸入吸收液内部，喷射吸收器上端还设有与外界连通的排气管；
从密闭反应器或搅拌釜的压力平衡排气口排出的气态物料流经冷凝器后，一部分被冷凝成液态，并流回密闭反应器或搅拌釜中，余下的气态物料喷射进入喷射吸收器中，被吸收液液封，当密闭反应器或搅拌釜内压力过大时，突破液封的气态物料被吸收液吸收净化后，从喷射吸收器的排气管排出。
2.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的冷凝器的冷却温度与密闭反应器或搅拌釜中气态物料饱和蒸汽压0.001MPa到1MPa区间内的某一压力平衡点所对应的温度相同。
3.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的冷凝器选用热管式冷凝器、板式冷凝器，螺旋板式冷凝器、翅片式冷凝器或管壳式冷凝器中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的喷射管伸入吸收液的深度在0.1m到10m之间，且喷射管伸入吸收液的深度小于密闭反应器或搅拌釜所能承受的压力所对应的液位高度。
5.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的喷射管伸入吸收液的深度可调且可指示。
6.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的喷射管内的气态物料流速控制在1-18m／s。
7.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的喷射吸收器内处理气态物料的体积负荷控制在20-5000m3／m2h。
8.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的吸收液中部设有强化传质的气体分散材料，用于将突破液封的气态物质破碎形成细微气泡。
9.根据权利要求8所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的气体分散材料为颗粒状、网状或片状材料的组合体。
10.根据权利要求1所述的一种控制生产过程物料损失和减少污染气体排放的方法，其特征在于，所述的吸收液为水、酸、碱、氧化剂或有机物溶液。
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