CN104492112B - 一种汽提不凝气的处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置及方法，该处理装置包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。本发明提供的装置能够从汽提不凝气中回收甲醇，回收得到的甲醇能够作为液体燃料加以利用。本发明提供的从汽提不凝气中回收甲醇的方法运行易操作，投资和运行费用低，安全性高，可操作性强。
Description
技术领域
本发明属于汽提不凝气的处理领域，尤其涉及一种汽提不凝气的处理装置及方法。
背景技术
《纸和造纸》2004年1月《克瓦拉臭气处理系统及其运行经验》介绍了臭气的主要危害就是它含有不凝气(NCG)，而不凝气的主要成分是总还原性硫化物(TRS)、甲醇和松节油，它从蒸煮器、蒸发器、松节油系统、汽提塔、未漂纸浆洗浆机、黑液槽和污水槽中散发出来；总还原性硫化物的主要成分为硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、二甲硫醚(CH3SCH3)和二甲二硫醚(CH3SSCH3)。不凝气一般分为浓臭气(CNCG)，稀臭气(DNCG)和汽提臭气(SOG)，三种臭气的成分相似，只是浓度有所不同。其中，汽提臭气也叫汽提不凝气，汽提不凝气(SOG)来自于碱回收蒸发工段，它含有30wt％～55wt％的甲醇、30wt％～45wt％的水蒸气和8wt％～12wt％的其余成分，其余成分包含总还原性硫化物(TRS)、脂肪酸、脂肪醇、松节油、氮气和氧气，其成分和含量因制浆方法、木片种类不同略有不同。
目前对汽提不凝气的处理方法包括直接燃烧法、化学吸收法、生物法和吸附法。中国专利CN102247749B《硫酸盐法制浆生产线臭气处理方法及系统》介绍，采用离子氧发生器法处理方法的技术要求性太高，实际使用应用价值不高。《中国造纸》2010年2期54-56页，发表了《制浆造纸高浓臭气燃烧系统的改造》一文，介绍了一种臭气燃烧处理系统。中国专利CN102019133B《一种臭气环保处理的方法及装置》采用了直接燃烧法处理浓臭气。中国专利CN102989304A《一种甲流醇臭气的处理方法》介绍了一种用化学法吸收并利用氧气法连续处理甲流醇臭气的方法；但此方法需要增加设备，购买碱液，投资大，成本高，不宜采用。生物法是将废气中的有害物质降解或转化为无臭，低臭物质，从而达到净化气体的目的；但是该方法比较复杂，对于硫酸盐浆厂来说不太适合。吸附法是利用较大比表面积的吸附剂来吸收不凝气中的臭气物质，需要更换活性炭，处理成本大，不能对恶臭气体彻底去除。
现有技术所报道的处理汽提不凝气的方法均不能将汽提不凝气中的甲醇加以回收，上述方法均不适合硫酸盐浆厂的实际操作。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽提不凝气的处理装置及方法，本发明提供的处理装置和方法能够回收汽提不凝气中的甲醇。
本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；
与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；
与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；
与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。
优选地，还包括重污水泵和重污水罐；
所述重污水罐设置有进液口和出液口，所述重污水罐的进液口通过重污水泵与所述蒸馏塔的出液口相连，所述重污水罐的出液口与重污水槽相连。
优选地，还包括冷却塔，所述冷却塔设置有进水口和出水口；所述出水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水进水口和第二冷凝器的冷却水进水口相连；所述进水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水出水口和第二冷凝器的冷却水出水口相连。
本发明提供了一种汽提不凝气的处理方法，包括以下步骤：
将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中，得到第一混合气体；
将所述第一混合气体输送到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；
将所述第二混合气体输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。
优选地，所述蒸汽的压力为4.0bar～4.5bar。
优选地，所述汽提不凝气和蒸汽的流量比为8～12。
优选地，所述第一冷凝器中的温度为65℃～75℃。
优选地，所述第二冷凝器中的温度为34℃～45℃。
优选地，所述蒸馏塔的液位为48％～53％。
本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。本发明将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中进行混合加热，得到第一混合气体；所述第一混合气体进入到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；所述第二混合气体又被输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。本发明提供的装置能够从汽提不凝气中回收甲醇，回收得到的甲醇能够作为液体燃料加以利用。另外，本发明提供的装置将汽提不凝气变废为宝，符合当前绿色环保发展的要求，具有重要的环保意义。实验结果表明：本发明提供的装置的甲醇回收率为82％～96％。
本发明提供的汽提不凝气的处理方法运行易操作，投资和运行费用低，安全性高，可操作性强，实际应用价值高，具有极高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的汽提不凝气的处理装置示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；
与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；
与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；
与所述冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。
本发明提供的汽提不凝气装置能够回收甲醇，回收的甲醇能够直接作为燃料使用，节约了生产成本，降低了汽提不凝气的处理负担，还具有环保效益。
参见图1，图1为本发明实施例提供的汽提不凝气的处理装置示意图，其中①为冷却塔，②为汽提不凝气，③为蒸汽，④为蒸馏塔，⑤为第一冷凝器，⑥为重污水泵，⑦为第二冷凝器，⑧为不凝气处理系统，⑨为甲醇储存罐，⑩为重污水罐。
本发明提供的汽提不凝气装置包括蒸馏塔④，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口。在本发明中，所述汽提不凝气的流量优选为3.5T/h～4.5T/h，更优选为3.8T/h～4.2T/h，最优选为4T/h；所述蒸汽为低压蒸汽，优选为4.0bar～4.5bar的蒸汽，更优选为4.1bar～4.4bar的蒸汽，最优选为4.2bar的蒸汽；所述蒸汽的流量优选为0.5T/h～1.0T/h，更优选为0.5T/h～0.7T/h，最优选为0.5T/h；所述汽提不凝气和蒸汽的流量比优选为8～12，更优选为8.5～11.5。在本发明中，所述汽提不凝气来自碱回收蒸发工段；所述汽提不凝气包括甲醇、水、总还原性硫化物、脂肪酸和脂肪醇；所述总还原性硫化物包括硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫；其中，甲醇含量优选为25％～35％，更优选为29％～33％；水分含量优选为50％～60％，总还原性硫化物优选为8％～12％，所述脂肪酸和脂肪醇的总含量优选为0.1％～3％。在本发明中，所述汽提不凝气中硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、甲醇和二甲二硫的理化参数如表1所示，表1为硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、甲醇和二甲二硫的理化参数：
表1硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、甲醇和二甲二硫的理化参数
本发明提供的汽提不凝气装置包括与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器⑤，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口。在本发明中，所述第一冷凝器是一个卧式换热器，其直径和长度比优选为1:5.0～5.5，更优选为1:5.2。在本发明中，所述第一冷凝器优选设置有两个出气口，设置于所述第一冷凝器两侧的上部。
本发明提供的汽提不凝气装置包括与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器⑦，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口。在本发明中，所述第二冷凝器为立式冷凝器，其直径和高度比优选为1:7～9，更优选为1:8；在本发明的某些实施例中，第二冷凝器的规格为在本发明中，冷却水进水口和冷却水出水口优选设置在所述第二冷凝器的底部；进气口优选设置在所述第二冷凝器的上部侧面，出气口优选设置在所述第二冷凝器的下部侧面，甲醇出口优选设置在所述第二冷凝器的下部侧面。
本发明提供的汽提不凝气装置包括与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐⑨。在本发明中，所述甲醇储存罐优选为立式的圆柱体罐子；所述甲醇储存罐的底部设有进液口和出液口，上部设置有出气口。
本发明提供的汽提不凝气装置优选还包括冷却塔①，所述冷却塔设置有进水口和出水口；所述出水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水进水口和第二冷凝器的冷却水进水口相连；所述进水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水出水口和第二冷凝器的冷却水出水口相连。
本发明提供的汽提不凝气装置优选还包括重污水泵⑥和重污水罐⑩，所述重污水罐设置有进液口和出液口，所述重污水罐的进液口通过重污水泵与所述蒸馏塔的出液口相连。在本发明中，所述重污水罐用来储存蒸馏塔中产生的冷凝液体混合物。
本发明提供的汽提不凝气装置优选还包括不凝气处理系统，所述不凝气处理系统与所述第二冷凝器的出气口相连。在本发明中，所述不凝气处理系统用来处理经过第二冷凝器后未冷凝下来的不凝气。在本发明中，所述不凝气处理系统优选为水封系统，不凝气中溶于水的气体将被液封在水中，不溶于水的气体将被输送到碱回收炉进行燃烧。
本发明还提供了一种汽提不凝气的处理方法，包括以下步骤：
将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中，得到第一混合气体；
将所述第一混合气体输送到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；
将所述第二混合气体输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。
本发明将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中，得到第一混合气体。在本发明中，所述汽提不凝气和蒸汽的流量比优选为8～12，更优选为8.5～11.5；所述蒸馏塔与上述技术方案所述蒸馏塔一致，在此不再赘述；所述蒸馏塔的液位优选为48％～53％，更优选为49％～51％，最优选为50％。在本发明中，所述蒸汽从蒸馏塔的下部进入，与所述汽提不凝气充分混合，对汽提不凝气进行加热，得到第一混合气体。
得到第一混合气体后，本发明将所述第一混合气体输送到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体。在本发明中，所述第一冷凝器的温度优选控制在65℃～75℃，更优选为65℃～72℃，最优选为65℃。经过第一冷凝器的冷凝后，得到第二混合气体和冷凝液体，所述冷凝液体包括水蒸气、甲醇、脂肪酸和脂肪醇，所述冷凝液体流入到蒸馏塔的底部，经蒸馏塔的出液口流出，被重污水泵泵送到重污水罐；所述冷凝液体中甲醇的含量优选为8000mg/L～10000mg/L。本发明通过冷却塔中的水进行冷却，所述冷却水的进水温度优选为31℃～33℃，更优选为32℃；所述冷却水的用量优选为195T/h～205T/h，更优选为198T/h～202T/h，最优选为200T/h。
本发明将上述得到的第二混合气体输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。在本发明中，所述第二冷凝器与上述技术方案所述第二冷凝器一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第二冷凝器的温度优选控制在34℃～45℃。本发明通过冷却塔中水的冷却，第二冷凝器中沸点高于设定温度的气态物质凝结成液体，沸点低于设定温度的气体则被输送到不凝气处理系统中。经过第二冷凝器冷凝下来的甲醇通过第二冷凝器的甲醇出液口流出第二冷凝器，被收集到甲醇储存罐中；所述甲醇储存罐中收集到的液体中的甲醇含量优选为76％～85％。甲醇储存罐中上部收集到的气体也被输送到不凝气处理系统中。
本发明对甲醇的回收率通过公式1进行计算：
甲醇的回收率(％)＝(甲醇流量×甲醇储存罐中收集到的液体中的甲醇含量)/(SOG气体流量×SOG气体中甲醇含量)×100％公式1；
公式1中，所述甲醇流量的单位为L/S；
所述甲醇储存罐中收集到的液体中的甲醇含量的单位为％；
所述SOG气体流量的单位为L/S；
所述SOG气体中甲醇含量的单位为％。
本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。本发明将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中进行混合加热，得到第一混合气体；所述第一混合气体进入到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；所述第二混合气体又被输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。本发明提供的装置能够从汽提不凝气中回收甲醇，回收得到的甲醇能够作为液体燃料加以利用。另外，本发明提供的装置将汽提不凝气变废为宝，符合当前绿色环保发展的要求，具有重要的环保意义。实验结果表明：本发明提供的装置的甲醇回收率为82％～96％。
本发明提供的汽提不凝气的处理方法运行易操作，投资和运行费用低，安全性高，可操作性强，实际应用价值高，具有极高的经济效益和社会效益。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种汽提不凝气的处理装置及方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1和实施例2中汽提不凝气中包括甲醇29％～33％、水52％～58％、总还原性硫化物8.5％～11％、脂肪酸和脂肪醇的总含量为0.5％～2.5％。
实施例1
将甲醇浓度为29％～33％，流量为4T/h汽提不凝气SOG气体被送入甲醇蒸馏塔，低压蒸汽LP以0.5T/h的流量从蒸馏塔的下部进入；蒸馏塔设定液位50％；由于蒸馏塔与第一冷凝器相通，与新鲜蒸汽混合后的SOG气体从甲醇蒸馏塔上部送入部分冷凝器，32℃冷却水进入部分冷凝器进行间接冷凝，第一冷凝器设定温度65℃，此时大部分沸点高于65℃的水蒸汽、脂肪酸和脂肪醇，在第一冷凝器中冷凝下来直接流入蒸馏塔底部，其中甲醇含量8900mg/L，被重污水泵送到重污水罐；沸点低于65℃未冷凝的不凝气从第一冷凝器上部两个臭气出气口进入第二冷凝器，第二冷凝器设定温度45℃，进入第二冷凝器的不凝气经32℃的冷却水进一步冷却，沸点高于45℃的生成液体甲醇收集到甲醇储存罐中，极少部分沸点低于45℃未冷凝的气体和甲醇罐上部收集的气体送往不凝气处理系统。
本发明对产生的甲醇的回收率进行计算，结果见表2所示，表2为本发明实施例1～2的气体流量参数和甲醇回收率。
实施例2
甲醇浓度为29％～33％，流量为4.5T/h汽提不凝气SOG气体被送入蒸馏塔，低压蒸汽LP以0.5T/h的流量从蒸馏塔的下部进入；蒸馏塔设定液位50％；由于蒸馏塔与第一冷凝器相通，与新鲜蒸汽混合后的SOG气体从甲醇蒸馏塔上部送入第一冷凝器，32℃冷却水进入第一冷凝器进行间接冷凝，第一冷凝器设定温度63℃，此时大部分沸点高于63℃的水蒸汽、脂肪酸和脂肪醇，在第一冷凝器中冷凝下来直接流入甲醇蒸馏塔底部，其中甲醇含量9000mg/L，被重污水泵送到重污水罐；沸点低于63℃未冷凝的不凝气从第一冷凝器上部两个臭气出气口进入第二冷凝器，第二冷凝器设定温度35℃，进入第二冷凝器的不凝气经32℃的冷却水进一步冷却，沸点高于35℃的生成液体甲醇收集到甲醇储存罐中，极少部分沸点低于35℃未冷凝的气体和甲醇罐上部收集的气体送往不凝气处理系统。
本发明对产生的甲醇的回收率进行计算，结果见表2所示，表2为本发明实施例1～2的气体流量参数和甲醇回收率。
表2本发明实施例1～2的气体流量参数和甲醇回收率
由以上实施例可知，本发明提供了一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐。本发明将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中进行混合加热，得到第一混合气体；所述第一混合气体进入到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；所述第二混合气体又被输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇。本发明提供的装置能够从汽提不凝气中回收甲醇，回收得到的甲醇能够作为液体燃料加以利用。另外，与现有技术相比，本发明提供的装置将汽提不凝气变废为宝，符合当前绿色环保发展的要求，具有重要的环保意义。实验结果表明：本发明提供的装置的甲醇回收率为82％～96％。
本发明提供的汽提不凝气的处理方法运行易操作，投资和运行费用低，安全性高，可操作性强，实际应用价值高，具有极高的经济效益和社会效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种汽提不凝气的处理装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔设有汽提不凝气进气口和蒸汽进气口，上方设有出气口，下方设有出液口；
与所述蒸馏塔的出气口相连的第一冷凝器，所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；
与所述第一冷凝器出气口相连的第二冷凝器，所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口；
与所述第二冷凝器的甲醇出口相连的甲醇储存罐；
所述第一冷凝器的直径和长度比为1:5.0～5.5；
所述第二冷凝器的直径和高度比为1:7～9。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，还包括重污水泵和重污水罐；
所述重污水罐设置有进液口和出液口，所述重污水罐的进液口通过重污水泵与所述蒸馏塔的出液口相连，所述重污水罐的出液口与重污水罐相连。
3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，还包括冷却塔，所述冷却塔设置有进水口和出水口；所述出水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水进水口和第二冷凝器的冷却水进水口相连；所述进水口通过管道分别与所述第一冷凝器的冷却水出水口和第二冷凝器的冷却水出水口相连。
4.一种汽提不凝气的处理方法，包括以下步骤：
将汽提不凝气和蒸汽通入到蒸馏塔中，得到第一混合气体；
将所述第一混合气体输送到第一冷凝器中进行冷凝，得到第二混合气体和冷凝液体；
将所述第二混合气体输送到第二冷凝器中进行冷凝，得到处理后的不凝气和甲醇；
所述第一冷凝器的直径和长度比为1:5.0～5.5；
所述第二冷凝器的直径和高度比为1:7～9；
所述第一冷凝器上方设置有出气口，一侧设有冷却水进水口和同侧下部设有冷却水出水口；
所述第二冷凝器的下部设有出气口、甲醇出口、冷却水进水口和冷却水出水口。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述蒸汽的压力为4.0bar～4.5bar。
6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述汽提不凝气和蒸汽的流量比为8～12。
7.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述第一冷凝器中的温度为65℃～75℃。
8.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述第二冷凝器中的温度为34℃～45℃。
9.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述蒸馏塔的液位为48％～53％。
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Denomination of invention: A treatment device and method of stripping non condensable gas Effective date of registration: 20211224 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Rizhao Bank Co., Ltd Pledgor: ASIA SYMBOL (SHANDONG) PULP AND PAPER Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016162 |
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