CN104083982A - 一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法 - Google Patents

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徐炳哲
黄博阳
魏忠波
王遵尧
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Abstract

本发明公开了一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法，属于有机溶剂回收技术领域。其步骤为：首先将含中高浓度有机溶剂的有机废气经冷凝器部分冷凝后，连续通过装有吸收液的三级串联填料吸收塔，其中第三级吸收塔内装有由冷冻机处理并输送的过冷吸收液；接着，将吸收了挥发性有机物的吸收液经过优化的精馏工艺，使得吸收液和有机溶剂分离，吸收液重新进入吸收塔进行溶剂的再吸收，精馏得到的有机溶剂则置于回收溶剂储罐，继续用于生产车间。经本发明处理后的吸收塔出口有机溶剂气体浓度可降至60mg/m3以下，达到挥发性污染物排放国家控制标准，经精馏后的有机溶剂可以继续使用，回收率达90％以上。本发明实现了中高浓度有机溶剂的高效回收利用。

Description

一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法
技术领域
本发明涉及一种中高浓度有机溶剂的回收方法，具体而言，是指结合冷凝法和吸收法采用精馏工艺进行有机溶剂的回收和利用的方法。
背景技术
随着有机化工产品在工业生产中的广泛应用，进入大气中的有机污染物越来越多，主要是低沸点的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)。VOCs主要来源于石油化工、制药、印刷、造纸、涂料装饰、表面防腐、交通运输、金属电镀和纺织等行业排放的废气，包括各种烃类、卤代烃类、醇类、酮类、醛类、醚类、酸类和胺类等。这些污染物的排放不仅造成了资源的极大浪费，而且严重污染了环境。VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后，对人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官也会造成暂时性或永久性损伤。因此，VOCs的经济有效处理与回收具有经济、环境、健康三重效益，对于推动我国节能减排和循环经济具有重要意义。
回收技术，作为处理VOCs的其中一大类重要技术，是通过物理方法，在一定温度、压力下，用选择性吸收剂、吸附剂或选择性渗透膜等分离VOCs，主要包括吸收法、冷凝法以及吸附法等。吸收法分为物理吸收和化学吸收，溶剂回收为物理吸收，通常使用的吸收剂为水、柴油、煤油或其他溶剂等。任何可溶于吸收剂的有机物，都将从气相转移到液相中，使气相有机污染物变成液相污染物。吸收液再进一步处理，通常采用精馏进行溶剂的精制回收，当用非水吸收剂时，还需要进行吸收剂的再生。吸收法的优点是工艺流程简单、吸收剂价格便宜、投资少、运行费用低，适用于废气流量较大、浓度较高、温度较低和压力较高情况下气相污染物的处理，在喷漆、绝缘材料、黏接、金属清洗和化工等行业得到了比较广泛的应用。冷凝过程可在恒定温度下用增大压力的办法实现，也可在恒定压力的条件下用降低温度的办法实现。利用冷凝法，能使废气得到很高程度的净化，但是冷凝法往往作为净化高浓度有机气体的前处理方法，与吸附法、燃烧法或其他净化手段联合使用，以降低有机负荷，并回收有价值的产品。吸附法则适用于低浓度混合物的高效分离与回收(如含碳氢化合物废气的处理)。吸附法目前已广泛应用于有机化工、石油化工和环境工程等领域，成为一种必不可少的化工工艺单元操作。
然而，之前常用的这几种单一的废气处理方法在具体生产工艺流程中均存在一定的缺点和不足之处。比如，吸收法的缺点是对设备要求较高，需要定期更换吸收剂，同时设备易受腐蚀，而且工程中广泛使用的以柴油为主的吸收液本身易燃，在空气中饱和蒸汽压较大，易挥发造成二次污染；对冷凝法而言，在对废气的净化程度要求高时，室温下的冷却水往往达不到要求，净化要求愈高，所需的冷却温度愈低，必要时还得增大压力，这样就会增加处理的难度和费用；吸附法的不足之处在于由于吸附剂的吸附容量有限，再生成本也相对较高，不适于处理高浓度有机气体。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有的中高浓度有机溶剂回收中存在的吸收效率低以及有机溶剂回收利用差等问题，本发明提供一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法，可高效、低成本回收中高浓度的有机溶剂，使得气态污染物能实现稳定达标排放。
2.技术方案
一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法，其步骤为：
(1)将含中高浓度有机溶剂的有机废气经冷凝器部分冷凝后，连续通过装有吸收液的三级串联填料吸收塔，其中第三级吸收塔内装有由冷冻机处理并输送的过冷吸收液；
(2)接着，将步骤(1)中吸收了挥发性有机物的吸收液经过优化的精馏工艺，使得吸收液和有机溶剂分离，吸收液重新进入吸收塔进行溶剂的再吸收，精馏得到的有机溶剂则置于回收溶剂储罐，继续用于生产车间。
所述的步骤(1)中将含中高浓度有机溶剂的有机废气通过由冷凝器、冷冻机、吸收塔和风机组成的三级串级循环吸收塔装置。
所述的步骤(1)中首先有机废气在喷射泵的抽吸下，经冷凝器部分冷凝，并在吸收塔与来自顶部的吸收液进行第一次逆流接触，进行反应、传质、传热后，未吸收完全的含有机溶剂的气体再通过第一级吸收塔顶进入第二级吸收塔吸收，剩余有机溶剂气体进入第三级吸收塔由过冷吸收液进行最终吸收。
所述的步骤(1)中处理后的废气由吸收塔后的风机抽出排放。步骤(1)吸收塔出口有机溶剂浓度可降至60mg/m3以下，达到挥发性污染物排放国家控制标准；步骤(2)回到回收溶剂储罐的有机溶剂可以继续使用，这时的有机溶剂回收率达90％以上。
3.有益效果
本发明具体有益效果在于：
(1)根据中高浓度有机溶剂的特点，集吸收法与冷凝法于一体的多级串联吸收工艺，采用过冷吸收液吸收有机溶剂，并耦合优化的精馏工艺回收有机溶剂，实现中高浓度有机溶剂的高效回收利用；
(2)回到回收溶剂储罐的有机溶剂可以继续使用，这时的有机溶剂回收率达90％以上；
(3)吸收塔出口有机溶剂浓度可降至60mg/m3以下，达到挥发性污染物排放国家控制标准。
附图说明
图1为本发明采用过冷吸收液集合冷凝吸收的三级串联吸收工艺吸收去除有机废气流程图，其中1有机废气；2冷凝液；3冷凝器；4、4’风机；5吸收液；6一级吸收塔；7二级吸收塔；8冷冻机；9三级吸收塔；10精馏回收。
具体实施方式
以下通过具体实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1
首先，准备分析纯乙醇用作三级串联填料吸收塔的喷淋吸收液5，其中吸收塔1、2、3均高为800mm，直径为50mm，进风及出风管径为50mm，进液与出液管径为15mm，填料层高度为500mm，陶瓷拉西环填料为10mm×10mm；
接着，采用鼓泡法获得一定浓度的甲苯蒸汽(浓度为4043.3mg/m3)1，蒸汽1经由冷凝器3中冷凝液2初步冷凝后由一级吸收塔6下端风机4进气，在塔顶采用乙醇进行喷淋吸收，空塔气速为70m/h，液气比为2.5L/m3，蒸汽连续通过一、二级吸收塔7后进入三级吸收塔9，其中一、二级吸收塔吸收液5温度为20℃，三级吸收塔内装有由冷冻机8冷却并输送的过冷乙醇吸收液(-20℃)，经三级串联吸收塔吸收后的蒸汽由风机4’排出。出口的甲苯蒸汽浓度为14.84mg/m3，吸收效率为99.66％；
最后，将吸收了甲苯蒸汽的乙醇吸收液采用精馏回收10工艺进行分离，甲苯置于回收溶剂储罐中继续利用，回收效率达到90％以上，而回收的乙醇则继续用作吸收塔吸收液进行甲苯吸收。
实施例2
步骤同实施实例1，但将步骤中的过冷乙醇吸收液温度设定为-10℃，其他条件不变，出口甲苯蒸汽浓度为54.21mg/m3，吸收效率为98.77％。
实施例3
步骤同实施实例1，但将步骤中的过冷乙醇吸收液温度设定为0℃，其他条件不变，出口甲苯蒸汽浓度为57.50mg/m3，吸收效率为98.69％。
实施例4
步骤同实施实例1，但将步骤中的过冷乙醇吸收液温度设定为20℃，其他条件不变，出口甲苯蒸汽浓度为201.16mg/m3，吸收效率为95.43％。
实施例5
步骤同实施实例1，但将步骤中的甲苯换为1,2-二氯乙烷蒸汽，蒸汽浓度为8466.7mg/m3，其他条件不变，出口蒸汽浓度为25.21mg/m3，吸收效率为99.55％。
实施例6
步骤同实施实例6，但将步骤中的过冷乙醇吸收液温度设定为-10℃，其他条件不变，出口蒸汽浓度为308.10mg/m3，吸收效率为96.90％。
实施例7
步骤同实施实例6，但将步骤中的过冷乙醇温度吸收液设定为0℃，其他条件不变，出口蒸汽浓度为311.33mg/m3，吸收效率为96.21％。
实施例8
步骤同实施实例6，但将步骤中的过冷乙醇吸收液温度设定为20℃，其他条件不变，出口蒸汽浓度为527.09mg/m3，吸收效率为93.48％。

Claims (5)

1.一种吸收回收中高浓度有机溶剂的方法，其步骤为：
(1)将含中高浓度有机溶剂的有机废气经冷凝器部分冷凝后，连续通过装有吸收液的三级串联填料吸收塔，其中第三级吸收塔内装有由冷冻机处理并输送的过冷吸收液；
(2)接着，将步骤(1)中吸收了挥发性有机物的吸收液经过精馏工艺，使得吸收液和有机溶剂分离，吸收液重新进入吸收塔进行溶剂的再吸收，精馏得到的有机溶剂则置于回收溶剂储罐，继续用于生产车间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中将含中高浓度有机溶剂的有机废气通过由冷凝器、冷冻机、吸收塔和风机组成的三级串级循环吸收塔装置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中首先有机废气在喷射泵的抽吸下，经冷凝器部分冷凝，并在吸收塔与来自顶部的吸收液进行第一次逆流接触，进行反应、传质、传热后，未吸收完全的含有机溶剂的气体再通过第一级吸收塔顶进入第二级吸收塔吸收，剩余有机溶剂气体进入第三级吸收塔由过冷吸收液进行最终吸收。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中处理后的废气由吸收塔处理后经风机抽出排放。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于其中一、二级吸收塔吸收液温度为20℃，三级吸收塔内装有由冷冻机冷却并输送的过冷乙醇吸收液。
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