CN105107338A - 一种有机溶剂的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机溶剂的回收方法，其步骤如下：A、对含溶剂的废气进行降温处理；B、选择与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份；C、吸附有溶剂的硅油收集在硅油槽内，依靠硅油和溶剂的密度差异和不相溶性实现溶剂与硅油的自动分层解析。本方法能够连续回收涂敷生产线烘干过程中蒸发出来的溶剂气体，溶剂的解析过程在低温的条件下靠重力作用自动实现，从而保证了溶剂的高效回收，同时，吸附剂能重复循环使用。

Description

一种有机溶剂的回收方法

技术领域

本发明涉及废气中有机溶剂的回收，适用于连续生产线烘干过程中蒸发出来的废气中的有机溶剂的回收处理，特别适合于印刷版材生产线生产过程中蒸发出来的极性有机溶剂的回收。

背景技术

工业生产过程中大量涉及溶剂的使用，特别是涂敷生产，包括喷漆、制作电路板、生产印刷版材等。通常需要将原料用溶剂溶解配成溶液，然后采用适当的工艺将配制的溶液进行涂敷，再进行烘干处理。

在对涂敷好的产品进行烘干的过程中，溶解原料所用的溶剂变成蒸汽进入空气当中。对于含有溶剂的空气进行处理，可以采用焚烧、吸附、净化等方式，减少或消除对环境的污染。

将含溶剂的废气进行焚烧处理，可以采用直燃式、催化式或者RTO蓄热式（RegenerativeThermalOxidizer,蓄热室氧化器）等方法，靠高温将废水中可以燃烧的有机成份转化成水、二氧化碳等，例如中国专利CN102519049中公开了一种RTO蓄热式废气燃烧处理设备，包括废气净化焚烧、余热回收、烟气处理等单元，可以以更低的能耗消耗处理废气、同时蓄热体易于清洗维护。但该方法不能直接实现溶剂的回收利用，燃烧过程通常需要消耗较多的能源，一般以天然气辅助加热为主。

采用吸附方法对废气的处理，一般会考虑到溶剂成份的回收利用。可以采用的吸附介质包括活性炭、纤维活性炭、分子筛等。中国专利CN101301557中公开了一种使用活性炭进行废气处理与回收的装置，采用升温脱附方式实现自动再生。有机废气采用活性炭吸附，可达95%以上的净化率，但活性炭很容易达到饱和，更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。

中国专利CN101301558公开了一种活性碳纤维为吸附介质，以氮气为脱附介质的废气处理工艺。中国专利CN104084357公开了一种使用热泵与分子筛转轮联合处理有机废气，实现溶剂回收的废气处理方式。使用纤维活性炭或者特种分子筛吸附有机废气，在吸附介质接近吸附饱和后，可用过热蒸汽进行反吹，实现吸附材料的脱附再生，从而可以连续自动运行，避免了材料的人工更换操作。通过反吹出来的有机废气，由于溶剂含量较高，可以采用冷凝方式回收利用。

在有机废气浓度很高的情况下，也可采用直接冷凝的方式，对溶剂进行回收，但一般情况下，生产排放的废气中，溶剂浓度都不会达到甚至也不会接近饱和状态，冷凝回收无法达到期望的效果。需要借助吸附方式对废气中的溶剂进行浓缩处理。

采用固体材料吸附方法吸收废气中的溶剂成份，吸附材料对溶剂的吸收有一定的选择性，在材料合适的情况下能够达到较好的吸附效果。为了保证设备长期连续自动运行，需要配合适当的脱附方式实现吸附材料的再生及脱附下来的溶剂的回收。吸附材料一般都有一定的使用寿命，使用达到年限后吸附材料的再生效果变差，需要更新整体吸附介质。

对废气中的溶剂进行吸附，也可采用液体吸附介质，这些液体介质可以采用水、高沸点溶剂、油等。中国专利CN103084043公布了采用水吸附气体中的NMP溶剂的方法，该方法对于废气中含有的高沸点难挥发的溶剂成份具有一定的净化效果。

中国专利CN102489118中公布了一种使用高温煤焦油进行溶剂回收的方法和装置，以吸收、解析和冷凝步骤获得不凝气体中的溶剂。不凝气体经降温后从底部送入洗油吸收装置，洗油与不凝气体逆向接触，富含溶剂的洗油经升温后从上部送入洗油解析装置。解析过程使用饱和蒸汽，在120-140℃的温度下实现解析,解析后的混合蒸汽通过冷凝经油水分离获得溶剂。该方法设备复杂，吸收与解析分步进行，使用高温饱和蒸汽，对富含溶剂的洗油整体升温蒸发，采用冷凝蒸汽的方式加收溶剂，回收效率低，能耗高。同时，吸附过程中，随着洗油中溶剂浓度的增加，部分被吸附的溶剂又会被废气带走，吸附不彻底，对易挥发的溶剂成份吸附效果不佳。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种有机溶剂的回收方法，本方法能够连续回收涂敷生产线烘干过程中蒸发出来的溶剂气体，溶剂的解析过程在低温的条件下靠重力作用自动实现，从而保证了溶剂的高效回收，同时，吸附剂能重复循环使用。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种有机溶剂的回收方法，其特征在于步骤如下：

A、对含溶剂的废气进行降温处理；

B、选择与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份；

C、吸附有溶剂的硅油收集在硅油槽内，依靠硅油和溶剂的密度差异和不相溶性实现溶剂与硅油的自动分层解析。

还包括有步骤D、从解析后的硅油层抽取硅油再次进入步骤B中，进行喷淋吸收废气中的溶剂成份。

C步骤中，所述自动分层解析是指：硅油密度大处于下层，溶剂密度小处于上层；硅油密度小处于上层，溶剂密度大处于上层；分层解析获得足够多的溶剂后从硅油槽的溢流孔溢出。

所述A步骤中，所述的降温处理是指采用逆流热交换和/或降温换热器进行降温处理，经降温处理后的温度在25℃以下。

所述的逆流热交换具体是指：烘干箱抽出来的风进行降温处理，同时通入烘箱的风需要加热，达到烘干所需要的温度条件，抽回烘箱的风与抽出烘箱的风通过逆流热交换处理，使抽出烘箱的风得到降温，同时也让抽回烘箱的风得到预加热。

所述B步骤中，与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油或羟基含氢硅油。

B步骤中，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份具体是：采用油泵将硅油打入喷淋段，废气穿过喷淋段时，废气中的溶剂被硅油包裹吸附。

C步骤中，对分层解析后获得的溶剂进行精馏或分馏处理。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明采用ABC三个步骤形成的技术方案，采用硅油为吸附介质，利用硅油与极性溶剂的不相容性，实现了溶剂与硅油的自动分离解析，避免对硅油加热升温解析的过程，设备投资简单，能耗低。同时，由于硅油一直工作在低温环境，且自动分离解析后的硅油含溶剂很少，使得废气中的溶剂能够最大限度地被吸附，吸附过程发生中被废气带走的溶剂成份更少，吸附过程中的被动解析作用微弱，能够吸收废气中挥发性较强的溶剂成份。因此，该方法在于溶剂的解析过程在低温的条件下靠重力作用自动实现，从而保证了溶剂的高效回收。

本发明所述溶剂回收处理方式，并不单独适用于胶印版材连续生产线，对于使用极性溶剂的配方涂料的涂敷烘干过程所产生的含极性溶剂的废气处理，本方法同样适用有效。

2、本发明中，采用步骤D，吸附后的硅油和溶剂在重力作用下实现了自动分层解析，而分层后的硅油又能再次参与到喷淋段的吸附过程中，从而实现了硅油的可持续循环利用，用很少的硅油量就能不断的循环吸附废弃中的大量有机溶剂，方法简单，成本低廉。

3、本发明中，A步骤采用逆流热交换和/或降温换热器进行降温处理，经降温处理后的温度在25℃以下，在25℃以下这样特定的温度作用下，更有利于溶剂的析出及洗涤。

4、本发明中，烘干箱抽出的含有溶剂的风通常温度较高，有些工艺条件下，抽出来的风的温度会高达100℃以上，如此高的温度，不利对于溶剂的吸附，因此需要对抽出来的风进行降温处理。同时通入烘箱的风往往需要加热，达到烘干所需要的温度条件。为了节省能源，实现资源的循环利用，本发明将抽回烘箱的风与抽出烘箱的风通过逆流热交换处理，使抽出烘箱的风得到降温，同时也让抽回烘箱的风得到预加热，既节约了能源又满足了工艺的要求。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为有机溶剂的回收装置结构示意图。

图中标记：

1、降温换热器，2、喷淋段，3、硅油槽，4、溶剂溢流口，5、油泵，6、进回风交换段，7、进风，8、回风。

具体实施方式

实施例1

本发明所要处理的废气为工业生产，特别是涂敷生产，包括喷漆、制作电路板、生产印刷版材生产过程中，烘干产品过程所产生的溶剂废气的处理。

对于涂敷生产烘干过程中产生废气所包含的溶剂成份，通常为极性的有机溶剂，这些溶剂可以包括：环己酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇单乙醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-甲氧乙基乙酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、四甲基尿、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、γ-丁内酯等，但并不仅限定于这些，这些溶剂可单独使用或混合使用。

涂敷产品生产过程中，需要将涂敷的配方材料使用合适的溶剂成份溶解，配成涂敷溶液。在连续作业的生产线上，采用适当的涂敷方式，包括喷涂、挤涂、滚涂、刮涂等工艺方式，将液体状的涂敷溶液涂敷到基材或产品表面，涂敷的产品进行烘箱烘干。烘干过程中溶解材料的溶剂在热的作用下变成蒸汽进入空气当中，为保证连续正常的烘干效果，需要在烘干过程进行通风，用风带走烘干过程中产生的溶剂蒸汽。

专利CN101762982公布了一种胶印阳图热敏CTP版材的生产方法，该方法包括对金属版基支撑铝材的表面处理、在处理好的铝材表面涂敷阳图热敏CTP感光材料，经烘干、裁切、老化等工序得到印刷用的阳图热敏CTP版材。

本发明所述溶剂回收处理方式，并不单独适用于胶印版材连续生产线，对于使用极性溶剂的配方涂料的涂敷烘干过程所产生的含极性溶剂的废气处理，本方法同样适用有效。

作为本发明的一较佳实施方式，其步骤如下：

A、对含溶剂的废气进行降温处理；

B、选择与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份；

C、吸附有溶剂的硅油收集在硅油槽内，依靠硅油和溶剂的密度差异和不相溶性实现溶剂与硅油的自动分层解析。

实施例2

作为本发明的最佳实施方式，其步骤如下：

A、对含溶剂的废气进行降温处理；

B、选择与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份；

C、吸附有溶剂的硅油收集在硅油槽内，依靠硅油和溶剂的密度差异和不相溶性实现溶剂与硅油的自动分层解析；

D、从解析后的硅油层抽取硅油再次进入步骤B中，进行喷淋吸收废气中的溶剂成份。

更具体的是：

涂敷生产线烘干过程，通常采用风机，加速产品的干燥，同时带走烘干过程蒸发出来的溶剂蒸汽。本发明所要处理的废气即为从烘干箱抽出来的含有溶剂蒸汽的风。

从烘干箱抽出的含有溶剂的风通常温度较高，有些工艺条件下，抽出来的风的温度会高达100℃以上，如此高的温度，不利对于溶剂的吸附，因此需要对抽出来的风进行降温处理。同时通入烘箱的风往往需要加热，达到烘干所需要的温度条件。为了节省能源，实现资源的循环利用，本发明将抽回烘箱的风与抽出烘箱的风通过逆流热交换处理，使抽出烘箱的风得到降温，同时也让抽回烘箱的风得到预加热，既节约了能源又满足了工艺的要求。

具体实现方式采用嵌套风管结构，出风风管在中心，进风（回风）风管在外围，也可相反，将出风风管外排在外围，进风（回风）风管在中心。出风与进风风向相反，中间隔层采用较薄的传热效果较好的金属，如铝、白铁皮、不锈钢等，隔板厚度一般小于5mm。

本发明采用硅油对抽出废气中的溶剂进行吸附处理，一般来说，越低的废气温度越有利于溶剂的析出及洗涤，通过前述进风与出风的逆流热交换并不能将抽出的风降低到很低的温度。为此，本发明将抽出的风经过表冷器的换热作用进行进一步的降温处理，换热后的温度可以降低到25℃以下甚至更低。为更好地保障设备的稳定运行，可以在需要的位置安装温度监控，这些位置包括出风温度监控、表冷器前后温度监控、硅油槽温度监控、回风温度监控等。

本发明采用的吸附硅油为耐高温、稳定性好、粘度高、不易挥发、且与所吸附的极性有机溶剂不相溶解的硅油。包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油等。为了保证溶剂的分离解析过程能够在低温条件下自动进行，所选择的硅油与所要吸附的溶剂不相溶或者溶解性不好。

本发明所述的溶剂吸附过程，采用油泵将硅油打入喷淋段，废气穿过喷淋段时，废气中的溶剂被硅油包裹吸附，吸附有溶剂的硅油通过管道流回硅油槽。被硅油淋洗吸附后的废气，经过滤处理，可返回生产线重复利用、直接排放或者烧燃排放。工艺允许，可以重复利用的情况下，优选对吸附后的废气进行循环利用。

本发明的重要特征在于溶剂的分离解析过程，利用了溶剂与硅油的密度差异以及互不相容性。吸附有溶剂的硅油在流回硅油槽后，由于硅油与溶剂之间不相溶或相溶性差，实现自动分层。通常，由于硅油密度较高，处于下层；溶剂密度稍低，处于下层。这样，从硅油槽下层抽取的硅油溶剂含量很低，用于吸附废气中的溶剂具有更好的吸附效果。硅油上层的溶剂随着设备的自动运行，体积比例会越来越大，到达溢流液位后，从溢流孔自动溢出。

另一方面，在吸附和解析过程中，硅油没有受到加热处理，工作一直处于低温的条件下，这更加有利于对溶剂气体的吸收，同时也节省了能源消耗，避免了硅油的蒸发。

为获得更好的溶剂回收质量，根据回收溶剂的组成及性能，可以对溢流回收下来的溶剂进行进一步的精馏或分馏处理。因为分离出来的溶剂浓度很高，精馏或分馏处理相对比较容易，不在本发明研讨的范围。

本发明所述溶剂回收方法及装置，适用于涂敷生产线烘干过程中溶剂气体的回收处理，但并不限于对涂敷生产线烘干过程中溶剂气体的回收，任何基于本发明的教导或变换，均在本发明的保护范围。

参照说明书附图1，从烘干箱抽出来的含有溶剂的热风与送入烘箱的冷风经过逆流热交换作用，将抽出的风降温，同时将送入的风预热；

经过逆流热交换处理的含有溶剂的热风经表冷器进一步冷却降温以方便溶剂析出；

以降温处理的含有溶剂的风经喷淋段，在硅油的作用下，吸附废气风中含有有机溶剂，被吸附处理后的风经过滤处理返回重用，返回过程中与抽出来的风在逆流热交换阶段进行热量交换，达到进风加热，抽风降温的目的；

吸附有溶剂的硅油回到沉降解析装置内，由于密度的差异及互不相溶性，在重力的作用下，溶剂和油实现分层，通常溶剂在上方，油在下方（在硅油比重较溶剂轻的情况下，硅油在上方，溶剂在下方）；

从分层后的硅油层抽取硅油进入喷淋段对含有溶剂的废气进行淋洗；

通过分层分离出来的溶剂可在其中容器装置内进行进一步分层处理，分离出溶剂中混有的少量的硅油。为获得更纯的回收溶剂，可以根据溶剂组成及性质进一步对分离出来的溶剂进行精馏分馏处理。

Claims (8)

1.一种有机溶剂的回收方法，其特征在于步骤如下：

A、对含溶剂的废气进行降温处理；

B、选择与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份；

C、吸附有溶剂的硅油收集在硅油槽内，依靠硅油和溶剂的密度差异和不相溶性实现溶剂与硅油的自动分层解析。

2.根据权利要求1所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：还包括有步骤D、从解析后的硅油层抽取硅油再次进入步骤B中，进行喷淋吸收废气中的溶剂成份。

3.根据权利要求1或2所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：C步骤中，所述自动分层解析是指：硅油密度大处于下层，溶剂密度小处于上层；硅油密度小处于上层，溶剂密度大处于上层；分层解析获得足够多的溶剂后从硅油槽的溢流孔溢出。

4.根据权利要求1或2所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：所述A步骤中，所述的降温处理是指采用逆流热交换和/或降温换热器进行降温处理，经降温处理后的温度在25℃以下。

5.根据权利要求4所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：所述的逆流热交换具体是指：烘干箱抽出来的风进行降温处理，同时通入烘箱的风需要加热，达到烘干所需要的温度条件，抽回烘箱的风与抽出烘箱的风通过逆流热交换处理，使抽出烘箱的风得到降温，同时也让抽回烘箱的风得到预加热。

6.根据权利要求1或2所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：所述B步骤中，与所述溶剂不相溶或者溶解度差的硅油包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油或羟基含氢硅油。

7.根据权利要求1或2所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：B步骤中，使用硅油喷淋吸收废气中的溶剂成份具体是：采用油泵将硅油打入喷淋段，废气穿过喷淋段时，废气中的溶剂被硅油包裹吸附。

8.根据权利要求1所述的有机溶剂的回收方法，其特征在于：C步骤中，对分层解析后获得的溶剂进行精馏或分馏处理。