CN104128067B - 一种有机溶剂残液回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机溶剂回收残液处理方法，有机溶剂先由冷凝-过滤除尘器进行预处理，再由吸附罐进行吸附，吸附饱和后用残液-水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，残液经加压后进入热交换器，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器后进入脱附罐。本发明不增加能耗的情况下，充分利用脱附出来的脱附汽余热对油水分离器出来的残液进行热交换；在残液进入蒸汽发生器前对其磁化，提高溶剂回收率，减少环境污染，降低设备运行能耗；将残液与脱附汽结合起来循环利用，节省成本。

Description

一种有机溶剂残液回收处理方法
技术领域
本发明涉及有机溶剂残液回收处理方法，尤其涉及一种提高溶剂回收率，减少环境污染，降低设备运行能耗的甲苯、二甲苯有机溶剂残液回收处理方法。
背景技术
橡胶、化工、电子、胶带、印染、制革、涂胶、印刷等工业生产过程中使用大量的有机溶剂，这些溶剂大多以废气、废水形式排出，对环境污染很大，且浪费资源。
目前国内的处理有机废水或废气的方法有：焚烧处理、浓缩催化燃烧、吸附回收、生物处理和低温等离子等方法。焚烧处理仅适合与小风量高浓度有机废气处理，运行费用高，且溶剂不能回收，资源不能重复利用，浪费严重。
对于溶剂回收过程中所产生的含有少量溶剂的废水，由于其可生化性差，且一般含有对微生物生长有害的有机溶剂，一直无法很好的处理。目前处理方法主要为：1）废水通过活性碳吸附处理；2）废水通过高级氧化技术进行处理后，通过生化反应后，达标排放；3）对于经蒸发器脱除产生的小蒸汽量溶剂气体，再次进入吸附系统。然而这些处理方法无法完全有效的对于回收溶剂进行再利用；同时由于废水废气处理的不到位也增加了相应的环境风险。
中国专利公开号CN101664511A，公开日2010年3月10日，名称为一种有机溶剂回收利用方法，该申请案公开了一种有机溶剂回收利用方法，包括用活性炭对使用后的有机溶剂进行吸附预处理，活性炭与有机溶剂的重量比为0.1-0.5:1；过滤，除去活性炭，得到预处理后的有机溶剂；预处理后的有机溶剂通过提纯回收有机溶剂。其不足之处在于，该方法虽然可以回收大部分有机溶剂，但是对于残液中含有的有机溶剂却无法进行处理。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有有机溶剂回收后产生的残液处理方法欠缺、废水废气处理的不到位增加环境风险的缺陷而提供一种提高溶剂回收率，减少环境污染，降低设备运行能耗的甲苯、二甲苯有机溶剂残液回收处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种有机溶剂回收残液处理方法，有机溶剂先由冷凝-过滤除尘器进行预处理，再经吸附罐进行吸附浓缩有机废气，吸附饱和后采用残液-水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，残液经加压后进入热交换器，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器升温至气体进入脱附罐。
在本技术方案中，在常温常压下甲苯在水中极微溶，二甲苯不溶于水，在油水分离阶段，已在常温（低温）条件下分离了有机溶剂。因此残液中含有的有机溶剂较少，且与脱附产生的混合溶液具有差值的（因为油水分离过程已去除大部分的有机溶剂），且可通过外加磁场等增大这个差值。脱附汽是含有饱和或是超饱和的有机溶剂，进入油水分离系统后，上层有机溶剂被提取，下层水中仅含有少量有机溶剂，因此可将共沸蒸汽与水蒸汽将吸附剂进行脱附；其次，需脱附的活性碳是吸附饱和的，在蒸发过程中有机溶剂进入吸附罐，也无法被活性碳吸附了，即此时吸附与脱附是平衡的，相当于置换。
外加磁场可促进水分的强化蒸发。在实验条件下施加磁场后的蒸馏水蒸发速度大约是无磁场的1.1倍,蒸发速度随施加磁场磁感应强度增加而加大；当磁感应强度保持不变时,蒸馏水蒸发速度随着温度的升高而加大。在强磁场作用下,水的蒸发变得十分活跃,水的蒸发速度加快。由于水分子是极性分子,在水中存在着大量通过氢键结合的水分子团,氢键是一种分子间的力,不像化学键那样牢固,在液态水中,它处于一种不停地断开、结合的动态平衡中,在一定条件下,水中氢键的动态平衡所需要的能量是由水分子的热运动所提供。磁场对水作用的机理主要是磁场会破坏水的氢键,使较大的缔合水分子集团变成小的缔合水分子集团,甚至单个的水分子。
水在磁场作用下,磁场对水分子提供了一定的能量,能量虽然很小,但总还是给水分子的热运动提供了能量,有利于平衡向右移动,这必然导致部分氢键被破坏。水分子是极性分子,存在正负电荷,在磁场作用下正负电荷将受洛仑兹力的作用,阴阳离子按磁场方向被推向相反的方向,这样就使偶极的取向发生变化,氢健将发生畸变,而且,磁感应强度越大,电荷所受洛仑兹力越大,氢键更容易被破坏。氢键被破坏后,水分子团变小,使水分子容易从液体中逸出,特别是在温度较高时,由于分子运动加剧,在磁场作用下更易逸出。较大水分子团变成较小的水分子团,甚至是单个的水分子,则水分子之间相互作用力减小,活动加剧,因此磁化引起水的物理性质发生了许多改变,如粘度减小、密度降低、挥发性加快和表面张力变小等,从而也促进蒸馏水的蒸发。
磁化后的残液，经过蒸汽发生器进入脱附（吸附）罐，对吸附饱和的活性碳进行脱附。磁处理水具有记忆效应，且外加磁场强度越大，其记忆时间越长。磁化水较普通水在活性碳表面更易浸润，利于脱附时，水蒸汽分子置换有机溶剂分子。
作为优选，蒸汽发生器中在脱附结束前30-45min时切换至通入纯水。在本技术方案中，脱附过程主要是：通过水蒸气使环境温度升高，使的分子间作用力下降；水蒸汽替换活性碳吸附的有机溶剂分子；水蒸汽溶解有机溶剂分子，还有水蒸汽的耗损与补充。因此，在蒸汽发生器内设置纯水通路用以补充水量、脱附残留溶剂和应对突发事件。而使用纯水不让残液中引入其它物质。
作为优选，磁场的磁感应强度为3000-4500GS。
作为优选，残液在磁场的水力停留时间为35-50min。
作为优选，残液通过磁场时进行加热，温度为65-85℃。
作为优选，冷凝分为一级冷凝与二级冷凝，残液作为一级冷凝的冷凝介质，二级冷凝采用水冷或风冷。
作为优选，残液经蒸汽发生器进入脱附罐后，在脱附罐外加磁场。
在本技术方案中，外加磁场会减弱分子间的缔合作用，因此使得活性碳对于有机溶剂分子的结合力减弱，因此此时对有机溶剂分子从活性碳上脱离是有促进作用的。
作为优选，附加在脱附罐外的磁感应强度为2000-3500GS。
作为优选，脱附剂为颗粒活性炭。
本发明的有益效果是，
1）本发明在不增加能耗的情况下，充分利用脱附出来的脱附汽余热对油水分离器出来的残液进行热交换；
2）本发明在残液进入蒸汽发生器前对其磁化，提高溶剂回收率，减少环境污染，降低设备运行能耗；
3）本发明将残液与脱附汽结合起来循环利用，节省成本。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例，对本发明做进一步的解释：
本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明中溶剂回收先通过以下步骤：
1）有机废气被集气罩捕集；
2）经过预处理（除尘，冷凝）在引风机作功下进入吸附罐；
3）活性碳对有机废气进行吸附，清洁空气排空；
4）罐吸附饱和后，切换至另一吸附罐；
5）水蒸汽对饱和吸附罐进行脱附；
6）脱附汽进入冷凝器液化；
7）混合液体进入油水分离器，相分离；
8）回收溶剂，残液进一步处理。
采用外夹式超强磁处理器做为外加磁场。
实施例1
一种有机溶剂回收残液处理方法，有机溶剂先由过滤器进行预处理，再由吸附罐进行吸附，吸附饱和后用水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，残液经加压后进入热交换器，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器后进入脱附罐。蒸汽发生器中在脱附结束前30min时通入纯水，磁场的磁感应强度为3000GS，残液在磁场的停留时间为45min。残液通过磁场时进行加热，温度为65℃。冷凝分为一级冷凝与二级冷凝，残液作为一级冷凝的冷凝介质，二级冷凝采用水冷。残液经蒸汽发生器进入脱附罐后，在脱附罐外加磁场。附加在脱附罐外的磁感应强度为2000GS。脱附剂为颗粒活性炭。
实施例2
一种有机溶剂回收残液处理方法，有机溶剂先由过滤器进行预处理，再由吸附罐进行吸附，吸附饱和后用水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，残液经加压后进入热交换器，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器后进入脱附罐。蒸汽发生器中在脱附结束前40min时通入纯水，磁场的磁感应强度为3500GS，残液在磁场的停留时间为50min。残液通过磁场时进行加热，温度为75℃。冷凝分为一级冷凝与二级冷凝，残液作为一级冷凝的冷凝介质，二级冷凝采用水冷。脱附剂为颗粒活性炭。
实施例3
一种有机溶剂回收残液处理方法，有机溶剂先由过滤器进行预处理，再由吸附罐进行吸附，吸附饱和后用水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，残液经加压后进入热交换器，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器后进入脱附罐。蒸汽发生器中在脱附结束前45min时通入纯水，磁场的磁感应强度为4500GS，残液在磁场的停留时间为70min。残液通过磁场时进行加热，温度为85℃。冷凝分为一级冷凝与二级冷凝，残液作为一级冷凝的冷凝介质，二级冷凝采用水冷。残液经蒸汽发生器进入脱附罐后，在脱附罐外加磁场。附加在脱附罐外的磁感应强度为3500GS。脱附剂为颗粒活性炭。
将多次处理后的残液收集起来，检测残液中苯与二甲苯的含量，当含量高于20%时，可以回收其中的有机溶剂，从而循环利用残液。不增加能耗的情况下，充分利用脱附出来的脱附汽余热对油水分离器出来的残液进行热交换；在残液进入蒸汽发生器前对其磁化，提高溶剂回收率，减少环境污染，降低设备运行能耗；将残液与脱附汽结合起来循环利用，节省成本。

Claims (5)

1.一种有机溶剂残液回收处理方法，有机溶剂先由冷却-过滤除尘器进行预处理，再由吸附罐进行吸附，吸附饱和后用残液-水蒸汽脱附，脱附出来的混合汽体经热交换器冷凝后进入油水分离器分离出溶剂和残液，其特征在于，残液经加压后进入热交换器预热，然后经预热器后通入蒸汽发生器，在残液经过预热器时给残液外加磁场，然后残液经蒸汽发生器后进入脱附罐；磁场的磁感应强度为3000-4500GS，残液在磁场的水力停留时间为35-50min；残液经蒸汽发生器进入脱附罐后，在脱附罐外加磁场；附加在脱附罐外的磁感应强度为2000-3500GS。
2.根据权利要求1所述的一种有机溶剂残液回收处理方法，其特征在于，蒸汽发生器中在脱附结束前30-45min时切换至通入纯水。
3.根据权利要求1所述的一种有机溶剂残液回收处理方法，其特征在于，残液通过预热器的外加磁场时进行预热，预热温度至65-85℃。
4.根据权利要求1所述的一种有机溶剂残液回收处理方法，其特征在于，冷凝分为一级冷凝与二级冷凝，残液作为一级冷凝的冷凝介质，二级冷凝采用水冷或风冷。
5.根据权利要求1所述的一种有机溶剂残液回收处理方法，其特征在于，吸附剂为颗粒活性炭。
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