CN105749706B - 一种含中高浓度苯类废气处理的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废气处理领域，涉及一种含中高浓度苯类废气处理的方法及装置。该吸收装置包括布气系统、吸收系统以及循环系统。本发明将结合散堆填料以及规整填料的优势，选择合适的吸收剂，采用多级吸收模式，既能高效吸收苯类物质，饱和后的吸收剂又能再生利用。本方法具有操作简单、处理成本低，回收产品附加值高，装置投资小等优点。

Description

一种含中高浓度苯类废气处理的方法及装置
技术领域
本发明属于废气处理领域，涉及一种含中高浓度苯类废气处理的方法及装置。
背景技术
在石油化工、涂料装饰、印刷工业、及各种化工生产过程中产生大量的有害苯系(苯、甲苯、二甲苯、氯苯等)挥发物。这些挥发性有机物具有强烈的气味，对环境、动植物的生长及人体的健康造成了极大的伤害。
目前，处理工艺方面，主要采用冷凝法、燃烧法、吸收法、吸附法、等离子法等，其中，冷凝法处理效率较低，常与其他工艺配套使用；燃烧法是一种比较彻底的处理工艺，但是中高浓度的废气存在一定的危险性，且运行成本昂贵；吸附法多采用活性炭工艺，容易造成二次污染；等离子法适合低浓度废气的处理，处理中高浓度废气往往采用配风稀释的工艺，导致设备体积相应放大，制造成本较高。液体吸收法净化含苯类废气具有工艺简单、投资与运行费用低和适应范围广等优点，现有的吸收多存在吸收液易饱和，有二次污染的情况。处理设备方面，填料塔是常用的吸收设备，但由于进气管直接进入塔体，导致布气不均而出现气体走短路现象，缩短了气液接触时间，影响了处理效果，此外，采用散装填料，虽然阻力较小，但易出现布液不均匀，壁流现场严重；采用规整填料效果较好，但气阻较大。
本发明针对上述工艺以及装置存在的缺点，结合散堆填料和规整填料的优势，并采用格栅布气，提高了吸收效率，此外，选择合适的吸收剂，以实现循环利用、资源回收的目的。整套装置操作简单，废气处理彻底。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：针对目前含中高浓度含苯类处理技术效率低、成本高、存在二次污染等问题，而提供了一种能够高效、低成本地处理含中高浓度苯类废气的方法及装置。一种含有含中高浓度苯类废气的处理方法，使用主要包括布气系统、吸收系统和循环系统的处理装置按照以下步骤进行处理：
(1)将所述的中高浓度含苯类废气经布气系统通入吸收系统底部；
(2)吸收系统中，按一定喷淋密度将吸收液A至上而下喷淋与含苯类废气逆向接触，吸收处理后的废气从处理装置顶部排出；
(3)吸收饱和后的吸收液A打入解析釜，经解析釜加热解析得到分离的苯类物质和吸收剂。其中苯类物质冷凝后通入苯类物质回收罐，吸收液冷凝后通入吸收液回收罐；
(4)吸收饱和后的吸收液A经由循环系统处理后再次进入吸收系统循环使用；
其中，所述吸收液A选自废机油、1,4丁二醇(BDO)、二元酯高沸点溶剂(DBE)、甲基萘油中的任意一种；
所述的布气系统包括进气口及进气口上方安装的格栅布气网；吸收系统从下至上依次设置散堆填料，一级喷淋头，规整填料，二级喷淋头，除雾器，其中一级喷淋头安装在散堆填料之上，规整填料安装在一级喷淋头之上，二级喷淋头安装在规整填料之上，最后经过除雾器去除夹带吸收液；循环系统设置液下泵，吸收液截止阀，液体流量计，储液槽，解析釜，苯类物质回收罐，吸收液回收罐，第一列管冷凝器，磁力泵，第二列管冷凝器；液下泵的吸液端位于储液槽内，液下泵设有管路分别与一级喷淋头、二级喷淋头的吸收液进液口以及解析釜相连，液下泵通向一级喷淋头、二级喷淋头的吸收液进液口的管路上设有吸收液截止阀，液体流量计，控制吸收液截止阀来设定液体流量计的大小；解析釜的苯类物质出口与第一列管冷凝器的入口管道相连，第一列管冷凝器的出口通过管道连接苯类物质回收罐，解析釜底部的吸收液出口与第二列管冷凝器的入口管道相连，第二列管冷凝器的出口通过管道连接吸收液回收罐进液口，吸收液回收罐出液口通过管道连接储液槽，在，吸收液回收罐出液口与储液槽之间的管路上设有磁力泵。
所述的中高浓度含苯类废气中苯类物质浓度在1～40g/m3。
吸收液A吸收饱和后，吸收液截止阀关闭，液下泵将饱和吸收液A由储液槽打入解析釜中，经解析釜加热解析分离苯类物质和吸收液，分离后，苯类物质经第一列管冷凝器冷凝后通入苯类物质回收罐，吸收液经第二列管冷凝器冷凝后进入吸收液回收罐并在达到一定量后通过磁力泵打入吸收系统的储液槽循环使用；其中，解析釜解析温度为80～140℃。
所述的解析釜利用热蒸汽进行热解析，反应釜材质为316L不锈钢。
所述的一级喷淋头和二级喷淋头采用螺旋形实心圆锥雾化喷嘴，喷淋密度范围为3～6m3/(m2，h)。
所述的吸收系统空塔系数在0.8～1.5m/s；散堆填料为的阶梯环，填料高度与吸收塔的塔径比为1.5～2.0；规整填料为丝网波纹填料，填料高度与吸收塔的塔径比为0.8～1.5；除雾器为纤维除雾器，厚度为250mm。
本发明方法中使用的中高浓度含苯类废气的处理装置，整套装置包括布气系统、吸收系统和循环系统；所述的布气系统包括进气口及进气口上方安装的格栅布气网；吸收系统从下至上依次设置散堆填料，一级喷淋头，规整填料，二级喷淋头，除雾器，其中一级喷淋头安装在散堆填料之上，规整填料安装在一级喷淋头之上，二级喷淋头安装在规整填料之上，最后经过除雾器去除夹带吸收液；循环系统设置液下泵，吸收液截止阀，液体流量计，储液槽，解析釜，苯类物质回收罐，吸收液回收罐，第一列管冷凝器，磁力泵，第二列管冷凝器；液下泵的吸液端位于储液槽内，液下泵设有管路分别与一级喷淋头、二级喷淋头的吸收液进液口以及解析釜相连，液下泵通向一级喷淋头、二级喷淋头的吸收液进液口的管路上设有吸收液截止阀，液体流量计，控制吸收液截止阀来设定液体流量计的大小；解析釜的苯类物质出口与第一列管冷凝器的入口管道相连，第一列管冷凝器的出口通过管道连接苯类物质回收罐，解析釜底部的吸收液出口与第二列管冷凝器的入口管道相连，第二列管冷凝器的出口通过管道连接吸收液回收罐进液口，吸收液回收罐出液口通过管道连接储液槽，在，吸收液回收罐出液口与储液槽之间的管路上设有磁力泵。
吸收饱和后，吸收液截止阀关闭，液下泵将饱和吸收液A打入解析釜中，经解析釜加热解析分离苯类物质和吸收液。分离后，苯类物质冷凝后通入苯类物质回收罐，吸收液冷凝后进入吸收液回收罐并在达到一定量后通过磁力泵打入吸收系统的储液槽循环使用。其中，解析釜解析温度为80～140℃。
所述的一级喷淋头和二级喷淋头采用螺旋形实心圆锥雾化喷嘴，喷淋密度范围为3～6m3/(m2，h)。
所述的吸收塔空塔系数在0.8～1.5m/s；散堆填料为的阶梯环，填料高度与吸收塔的塔径比为1.5～2.0；规整填料为丝网波纹填料，填料高度与吸收塔的塔径比为0.8～1.5；除雾器为纤维除雾器，厚度为250mm。
所述的解析釜利用热蒸汽进行热解析，反应釜材质为316L不锈钢。
所述的列管冷凝器中通入冷冻盐水
所述的磁力泵材质为304不锈钢。
有益效果：
(1)本发明方法结合散堆填料和规整填料的优势，并采用格栅布气，有效降低气阻，同时实现多级吸收模式，增加了气液接触面积，提高了吸收效率，废气处理彻底；
(2)本发明所用溶剂具有溶解性好，热稳定性好，沸点高，可以再生循环使用，运行成本低；
(3)本发明解析的苯类物质可实现资源化回收，避免了资源浪费，有明显的经济效益。
附图说明
图1本发明一种含有含中高浓度苯类废气的处理装置。
1为进气口，2为格栅布气网，3为散堆填料，4为一级喷淋头，5为规整填料，6为二级喷淋头，7为除雾器，8为液下泵，9为吸收液截止阀，10为液体流量计，11为储液槽，12为解析釜，13为苯类物质回收罐，14为吸收液回收罐，15为第一列管冷凝器，16为磁力泵，17为第二列管冷凝器。
具体实施方式
实施例1
整套含中高浓度苯类废气的处理装置如图1所示，包括布气系统、吸收系统和循环系统；布气系统设置进气口1，格栅布气网2，其中进气口1上方安装格栅布气网2；吸收系统从下至上依次设置散堆填料3，一级喷淋头4，规整填料5，二级喷淋头6，除雾器7，其中一级喷淋头4安装在散堆填料3之上，规整填料5安装在一级喷淋头4之上，二级喷淋头6安装在规整填料5之上，最后经过除雾器7去除夹带吸收液；循环系统设置液下泵8，吸收液截止阀9，液体流量计10，储液槽11，解析釜12，苯类物质回收罐13，吸收液回收罐14，第一列管冷凝器15，磁力泵16，第二列管冷凝器17；液下泵8的吸液端位于储液槽11内，液下泵8设有管路分别与一级喷淋头4、二级喷淋头6的吸收液进液口以及解析釜12相连，液下泵8通向一级喷淋头4、二级喷淋头6的吸收液进液口的管路上设有吸收液截止阀9，液体流量计10，控制吸收液截止阀9来设定液体流量计10的大小；解析釜12的苯类物质出口与第一列管冷凝器15的入口管道相连，第一列管冷凝器15的出口通过管道连接苯类物质回收罐13，解析釜12底部的吸收液出口与第二列管冷凝器17的入口管道相连，第二列管冷凝器17的出口通过管道连接吸收液回收罐14进液口，吸收液回收罐14出液口通过管道连接储液槽11，在，吸收液回收罐14出液口与储液槽11之间的管路上设有磁力泵16。
以下实施例按照下述方法进行含中高浓度苯类废气的处理：
(1)将所述的含有中高浓度苯类废气从布气系统的进气口1进入装置，并经由格栅布气网进入吸收装置底部通入；
(2)废气由下至上经过散堆填料、规整填料，依次与被一级喷淋头和二级喷淋头喷出的按一定喷淋密度的吸收液A逆向接触；
(3)吸收饱和后的吸收液A打入解析釜，经解析釜加热解析得到分离的苯类物质和吸收剂。其中苯类物质冷凝后通入苯类物质回收罐，吸收液冷凝后通入吸收液回收罐；
(4)回收后的吸收液再次打入吸收系统的储液槽循环使用。
实施例2
含有苯废气进气浓度为40g/m3，所用吸收剂A为1,4丁二醇(BDO)。废气由吸收塔底部通入，依次通过格栅布气区、散堆填料、规整填料以及除雾器，其中，喷淋塔的空塔系数为4m3/(m2，h)，喷淋密度为0.8m/s，散堆填料高度与塔径比为1.8，规整填料高度与塔径比为0.8；苯的去除率达到99％以上。
吸收饱和后的溶剂A在解析釜中解析，别取80℃馏分，可得到产品纯度为95％的苯，解析后的1,4丁二醇(BDO)循环用于喷淋吸收。
实施例3
含有甲苯废气进气浓度为18g/m3，所用吸收剂A为环丁砜。废气由吸收塔底部通入，依次通过格栅布气区、散堆填料、规整填料以及除雾器，其中，喷淋塔的空塔系数为5m3/(m2，h)，喷淋密度为1.5m/s，散堆填料高度与塔径比为1.5，规整填料高度与塔径比为1.5；甲苯的去除率达到97％。
吸收饱和后的溶剂A在解析釜中解析，别取111℃馏分，可得到产品纯度为94％的甲苯，解析后的环丁砜循环用于喷淋吸收。
实施例4
含有二甲苯废气进气浓度为1g/m3，所用吸收剂A为二元酯高沸点溶剂(DBE)。废气由吸收塔底部通入，依次通过格栅布气区、散堆填料、规整填料以及除雾器，其中，喷淋塔的空塔系数为3m3/(m2，h)，喷淋密度为1.0m/s，散堆填料高度与塔径比为2.0，规整填料高度与塔径比为1.0；二甲苯的去除率达到99％。
吸收饱和后的溶剂A在解析釜中解析，别取140℃馏分，可得到产品纯度为97％的二甲苯，解析后的二元酯高沸点溶剂(DBE)循环用于喷淋吸收。
实施例5
含有氯苯废气进气浓度为21g/m3，所用吸收剂A为甲基萘油。废气由吸收塔底部通入，依次通过格栅布气区、散堆填料、规整填料以及除雾器，其中，喷淋塔的空塔系数为6m3/(m2，h)，喷淋密度为1.0m/s，散堆填料高度与塔径比为1.8，规整填料高度与塔径比为1.2；氯苯的去除率达到98％。
吸收饱和后的溶剂A在解析釜中解析，别取80℃馏分，可得到产品纯度为99％的氯苯，解析后的甲基萘油循环用于喷淋吸收。

Claims (9)

1.一种中高浓度含苯类废气的处理方法，其特征在于使用主要包括布气系统、吸收系统和循环系统的处理装置按照以下步骤进行处理：
（1）将所述的中高浓度含苯类废气经布气系统通入吸收系统底部；
（2）吸收系统中，按一定喷淋密度将吸收液A向下喷淋与自下而上扩散的含苯类废气逆向接触，吸收处理后的废气从处理装置顶部排出；
（3）吸收饱和后的吸收液A经解析后再次进入吸收系统循环使用；
其中，所述吸收液A选自废机油、1,4丁二醇BDO、二元酯高沸点溶剂DBE、甲基萘油中的任意一种；
所述的布气系统包括进气口（1）及进气口（1）上方安装的格栅布气网（2）；吸收系统从下至上依次设置散堆填料（3），一级喷淋头（4），规整填料（5），二级喷淋头（6），除雾器（7），其中一级喷淋头（4）安装在散堆填料（3）之上，规整填料（5）安装在一级喷淋头（4）之上，二级喷淋头（6）安装在规整填料（5）之上，最后经过除雾器（7）去除夹带吸收液；循环系统设置液下泵（8），吸收液截止阀（9），液体流量计（10），储液槽（11），解析釜（12），苯类物质回收罐（13），吸收液回收罐（14），第一列管冷凝器（15），磁力泵（16），第二列管冷凝器（17）；液下泵（8）的吸液端位于储液槽（11）内，液下泵（8）设有管路分别与一级喷淋头（4）、二级喷淋头（6）的吸收液进液口以及解析釜（12）相连，液下泵（8）通向一级喷淋头（4）、二级喷淋头（6）的吸收液进液口的管路上设有吸收液截止阀（9），液体流量计（10），控制吸收液截止阀（9）来设定液体流量计（10）的大小；解析釜（12）的苯类物质出口与第一列管冷凝器（15）的入口管道相连，第一列管冷凝器（15）的出口通过管道连接苯类物质回收罐（13），解析釜（12）底部的吸收液出口与第二列管冷凝器（17）的入口管道相连，第二列管冷凝器（17）的出口通过管道连接吸收液回收罐（14）进液口，吸收液回收罐（14）出液口通过管道连接储液槽（11），在吸收液回收罐（14）出液口与储液槽（11）之间的管路上设有磁力泵（16）。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的中高浓度含苯类废气中苯类物质浓度在1~40g/m3。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于吸收液A吸收饱和后，吸收液截止阀（9）关闭，液下泵（8）将饱和吸收液A由储液槽（11）打入解析釜（12）中，经解析釜（11）加热解析分离苯类物质和吸收液，分离后，苯类物质经第一列管冷凝器（15）冷凝后通入苯类物质回收罐，吸收液经第二列管冷凝器（17）冷凝后进入吸收液回收罐（14）并在达到一定量后通过磁力泵（16）打入吸收系统的储液槽（11）循环使用；其中，解析釜解析温度为80~140℃。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于所述的解析釜（12）利用热蒸汽进行热解析，反应釜材质为316L不锈钢。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的一级喷淋头（4）和二级喷淋头（6）采用螺旋形实心圆锥雾化喷嘴，喷淋密度范围为3～6m3/(m2·h)。
6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于所述的吸收系统空塔系数在0.8~1.5m/s；散堆填料（3）为φ25的阶梯环，填料高度与吸收塔的塔径比为1.5~2.0；规整填料（5）为丝网波纹填料，填料高度与吸收塔的塔径比为0.8~1.5；除雾器（7）为纤维除雾器，厚度为250mm。
7.权利要求1中使用的中高浓度含苯类废气的处理装置，其特征在于整套装置包括布气系统、吸收系统和循环系统；布气系统设置进气口（1），格栅布气网（2），其中进气口（1）上方安装格栅布气网（2）；吸收系统从下至上依次设置散堆填料（3），一级喷淋头（4），规整填料（5），二级喷淋头（6），除雾器（7），其中一级喷淋头（4）安装在散堆填料（3）之上，规整填料（5）安装在一级喷淋头（4）之上，二级喷淋头（6）安装在规整填料（5）之上，最后经过除雾器（7）去除夹带吸收液；循环系统设置液下泵（8），吸收液截止阀（9），液体流量计（10），储液槽（11），解析釜（12），苯类物质回收罐（13），吸收液回收罐（14），第一列管冷凝器（15），磁力泵（16），第二列管冷凝器（17）；液下泵（8）的吸液端位于储液槽（11）内，液下泵（8）设有管路分别与一级喷淋头（4）、二级喷淋头（6）的吸收液进液口以及解析釜（12）相连，液下泵（8）通向一级喷淋头（4）、二级喷淋头（6）的吸收液进液口的管路上设有吸收液截止阀（9），液体流量计（10），控制吸收液截止阀（9）来设定液体流量计（10）的大小；解析釜（12）的苯类物质出口与第一列管冷凝器（15）的入口管道相连，第一列管冷凝器（15）的出口通过管道连接苯类物质回收罐（13），解析釜（12）底部的吸收液出口与第二列管冷凝器（17）的入口管道相连，第二列管冷凝器（17）的出口通过管道连接吸收液回收罐（14）进液口，吸收液回收罐（14）出液口通过管道连接储液槽（11），在，吸收液回收罐（14）出液口与储液槽（11）之间的管路上设有磁力泵（16）。
8.根据权利要求7所述的中高浓度含苯类废气的处理装置，其特征在于所述的一级喷淋头（4）和二级喷淋头（6）采用螺旋形实心圆锥雾化喷嘴，喷淋密度范围为3～6m3/(m2·h)。
9.根据权利要求7所述的中高浓度含苯类废气的处理装置，其特征在于所述的吸收系统空塔系数在0.8~1.5m/s；散堆填料（3）为φ25的阶梯环，填料高度与吸收塔的塔径比为1.5~2.0；规整填料（5）为丝网波纹填料，填料高度与吸收塔的塔径比为0.8~1.5；除雾器（7）为纤维除雾器，厚度为250mm。
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