CN106413850A - 一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法，装置包括依次连通的废气回收装置、废气冷却器、活性炭吸附罐、抽气装置、气体冷却器和喷淋吸收塔。合成革厂的废气汇集至废气回收装置，然后进入废气冷却器冷却后，进入活性炭吸附罐吸附，活性炭吸附罐经过2‑3小时吸附完毕后，封闭活性炭吸附罐并通过含有导热介质的导热管进行加热，使有机溶剂脱离活性炭颗粒，然后通过抽气装置抽出脱离的有机溶剂，然后该有机溶剂气体进入气体冷却器进行冷却液化，再经过喷淋吸收塔进行充分吸收，回收有机溶剂。有机溶剂回收率高，VOCs被大量收集供生产使用，安全无污染。

Description

一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法
技术领域
本发明涉及废气回收利用技术领域，具体涉及一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法。
背景技术
现有的合成革厂大部分只能够回收合成革制造设备尾气中的DMFA(二甲基甲酰胺)，因为其与水无限互溶，易蒸馏，但尾气中的一部分不溶于水或者微溶于水的低沸点的有机溶剂，例如：乙酸甲酯(MAC)、乙酸乙酯(EAC)、乙酸丁酯(BAC)、环己酮(CYC)、甲苯(TOL)等有机溶剂没有回收到，并且这些都是挥发性有机物VOCS，而比较理想的处理方法都鲜有工业应用。有将这些含有大量挥发性有机物VOCS的尾气进行收集燃烧的处理方法，其采用与锅炉联用的方案进行燃烧，但此种处理方法缺点明显，消防安全问题明显，气体都是易燃易爆难于控制，并且燃烧温度要高，否则易产生二次污染，另外连带锅炉改造的制造费用昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供安全、无需燃烧、适用于工业运用、充分回收有机溶剂的一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法。
本发明的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置的技术方案如下：
一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，包括依次连通的废气回收装置、废气冷却器、活性炭吸附罐、抽气装置、气体冷却器和喷淋吸收塔，合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置，所述活性炭吸附罐装有活性炭颗粒，所述所述活性炭吸附罐上设有用于给活性炭颗粒加热的含有导热介质的导热管，所述活性炭吸附罐设有净化气体排放口。
优选地，所述活性炭吸附罐设有两个，两个所述活性炭并联至废气冷却器和抽气装置之间；所述活性炭吸附罐的两端设有切换阀。
优选地，所述抽气装置为负压蒸馏装置、负压抽气装置或真空泵。
优选地，装置还包括水油分离器，所述水油分离器与喷淋吸收塔连通。
优选地，所述喷淋吸收塔设有有机气体排放口，所述有机气体排放口循环连通至所述活性炭吸附罐。
优选地，所述废气冷却器和所述气体冷却器均连接有含有冷却介质的冷却管。
优选地，装置还包括喷淋塔，所述喷淋塔与所述废气回收装置连通，合成革厂的干法生产线工艺废气经过喷淋塔后汇集至废气回收装置。
优选地，装置还包括废气过滤器，所述废气过滤器连通在所述废气回收装置和所述废气冷却器之间。
本发明的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法的技术方案如下：
一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法，包括如下步骤：
S1.合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置；
S2.废气回收装置的废气进入废气冷却器冷却后，进入活性炭吸附罐吸附，吸附后的净化气体从净化气体排放口排出；
S3.活性炭吸附罐经过2-3小时吸附完毕后，封闭活性炭吸附罐并通过含有导热介质的导热管进行加热，使活性炭颗粒吸附的有机溶剂经加热后脱离活性炭颗粒；
S4.通过抽气装置抽出脱离的有机溶剂气体或气液混合物，然后该有机溶剂气体进入气体冷却器进行冷却液化，再经过喷淋吸收塔进行充分吸收，回收有机溶剂。
优选地，方法还包括S5.将有机溶剂进入水油分离器进行油水分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.现有的合成革干法生产线废气都是用水喷淋吸收，大量不溶于水的VOCs排放；应用本发明的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法，VOCs大量收集，并且可以供生产使用；
2.本发明的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置和方法与传统的喷淋法区别有：第一、适用于各种挥发性有机溶剂；回收过程中，溶剂的水分得到保证，不会有大量溶剂污染有机溶剂，并且适合大部分的有机溶剂，包括乙酸乙酯、乙酸丁酯等一些不溶于水的有机溶剂；第二、抽气装置使用负压蒸馏装置、负压抽气装置或真空泵，导热管的导热介质的导热温度适当，减少有机溶剂的高温分解的可能，不产生二次污染；第三、活性炭吸附法环保，耗材(活性炭颗粒)更换方便。
3.本装置和方法安全、无需燃烧装置和步骤即可充分回收有机溶剂，并适用于工业上的运用。
附图说明
图1为实施例1的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的工艺流程图；
图2为实施例2的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的工艺流程图；
图3为实施例3的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
参见图1所示，一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，包括依次连通的喷淋塔、废气回收装置、废气过滤器、废气冷却器、活性炭吸附罐、负压抽气装置、气体冷却器、喷淋吸收塔和水油分离器，合成革厂的干法生产线工艺废气先经喷淋塔后通过管道汇集至所述废气回收装置，后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置，所述活性炭吸附罐装有活性炭颗粒，所述所述活性炭吸附罐上设有用于给活性炭颗粒加热的含有导热介质的导热管，所述活性炭吸附罐设有净化气体排放口。
所述废气冷却器和所述气体冷却器均连接有含有冷却介质的冷却管。所述冷却介质如冷水。
所述导热管含有导热介质，通过导热介质导热，所述导热介质可以为液体导热介质，如导热油；也可以为气体导热介质，如热空气。
所述喷淋塔的作用在于进行初步的DMFA的回收。所述废气回收装置的作用在于专用于合成革厂废气的收集，该合成革厂废气废气包括合成革干法生产线的工艺废气和合成革后处理生产线的工艺废气。后处理如修饰、压花、印刷、揉纹等表面修饰后处理。废气过滤器的作用在于过滤掉气体携带的固体颗粒；废气冷却器的作用在于给废气进行冷却；活性炭吸附罐的作用在于：根据气体的温度来吸附有机溶剂或脱附有机溶剂；当冷却的气体进入活性炭吸附罐，则进入吸附状态；但给活性炭颗粒加热，则进入脱附状态。所述负压抽气装置的作用在于，提供气体或气液混合物流动的动力；气体冷却器与废气冷却器的结构可以一致，其作用也相同，不同在于，位置的不同，导致冷却的是不同的气体。所述喷淋吸收塔和喷淋塔的结构可以一致。喷淋塔的作用用于初步回收DMFA，喷淋吸收塔进一步回收包括DMFA在内的有机溶剂。水油分离器(或称油水分离器)的作用在于进一步除去水分。
参见图1所示，活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法如下：合成革干法生产线工艺废气经喷淋塔才与后处理生产线的尾气并流进入尾气回收装置，收集后的气体经气体经气体过滤器进行过滤后(过滤掉气体携带的固体)，经气体冷却器冷却后，进入活性炭吸附罐吸附，活性炭吸附罐经过2-3小时吸附完毕后，封闭活性炭吸附罐的进气管路进行加热解吸以及冷凝回收的过程：封闭后对活性炭吸附罐进行加热，活性炭颗粒经加热后吸附的有机溶剂因为温度升高而脱离活性炭层，负压抽气装置将高浓度的有机溶剂气液混合物抽出，进入气体冷却器对气体进行冷却液化，进入喷淋吸收塔充分冷凝和液化，尽量回收有机溶剂，然后通过水油分离器，对不溶于水和微溶于水的有机溶剂进行回收，回收的有机溶剂根据生产需要回用到生产车间，而水油分离器产生的小部分污水则进入污水处理设备进行处理。
本装置和方法有机溶剂回收率高达95wt％，排放VOCs浓度<250ppm。
实施例2
参见图2所示，一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，包括依次连通的废气回收装置、废气过滤器、废气冷却器、活性炭吸附罐、负压蒸馏装置、气体冷却器、喷淋吸收塔和水油分离器，合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置，所述活性炭吸附罐装有活性炭颗粒，所述所述活性炭吸附罐上设有用于给活性炭颗粒加热的含有导热介质的导热管，所述活性炭吸附罐设有净化气体排放口。
所述活性炭吸附罐设有两个，两个所述活性炭并联至废气冷却器和负压蒸馏装置之间；所述活性炭吸附罐的两端设有切换阀。以附图2为例，将位于上方的活性炭吸附罐称为上活性炭吸附罐，相应的两个切换阀称上左切换阀和上右切换阀；将位于下方的活性炭吸附罐称为下活性炭吸附罐，相应的两个切换阀称下左切换阀和下右切换阀；
所述废气冷却器和所述气体冷却器均连接有含有冷却介质的冷却管。所述冷却介质如冷水。
所述导热管含有导热介质，通过导热介质导热，所述导热介质可以为液体导热介质，如导热油；也可以为气体导热介质，如热空气。
装置的废气回收装置、废气过滤器、废气冷却器、活性炭吸附罐、负压蒸馏装置、气体冷却器、喷淋吸收塔和水油分离器的作用参照实施例1的阐述。
参见图2所示，活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法如下：
合成革干法生产线工艺废气与后处理生产线的工艺废气并流进入废气回收装置，汇集经过废气过滤器以及废气冷却器后，进入活性炭吸附罐吸附，在活性炭吸附罐经过2-3小时吸附完毕后，通过切换阀封闭一端进气管路(如将上左切换阀关闭)进行通过导热管的导热介质加热解吸，活性炭颗粒经加热后吸附的有机溶剂因为温度升高而脱离活性炭层，使活性炭层重新活化，而气体或气液混合物经负压蒸馏装置抽出，进入气体冷却器进行冷却液化，再经过喷淋吸收塔进行充分吸收，然后进入水油分离器进行油水分离，回收有机溶剂。
在喷淋吸收塔吸收的过程中，即便部分挥发性比较强的有机溶剂气体会进入到下活性炭吸附罐中的活性炭颗粒层，也会保证废气的完全吸收。上活性炭吸附罐进行脱附，下活性炭吸附罐进行吸附，交替工作，并可通过四个切换阀来回切换，实施一天24小时连续运行，从而循环使用。也可以同时吸附同时脱附，从而使回收处理方法更加灵活。也无需因为更换活性炭吸附罐的活性炭颗粒而停止运行，可以运行其中一个活性炭吸附罐，不妨碍另一个活性炭吸附罐更换维修。
本发明的设计处理浓度可在3500PPM,总设计流速可为551CMM@80℃，有机溶剂回收率高达98wt％，排放VOCs浓度<250ppm。
实施例3
参见图3所示，一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，包括依次连通的废气回收装置、废气过滤器、废气冷却器、活性炭吸附罐、真空泵、气体冷却器和喷淋吸收塔，合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置，所述活性炭吸附罐装有活性炭颗粒，所述所述活性炭吸附罐上设有用于给活性炭颗粒加热的含有导热介质的导热管，所述活性炭吸附罐设有净化气体排放口。
所述活性炭吸附罐设有两个，两个所述活性炭并联至废气冷却器和真空泵之间；所述活性炭吸附罐的两端设有切换阀。
所示真空泵可以为一个，也可以分为两个，两个活性炭吸附罐分别串联一个真空泵后并联，可参见图3所示的那样。
所述喷淋吸收塔设有有机气体排放口，所述有机气体排放口循环连通至所述活性炭吸附罐。
所述废气冷却器和所述气体冷却器均连接有含有冷却介质的冷却管。所述冷却介质如冷水。
所述导热管含有导热介质，通过导热介质导热，所述导热介质可以为液体导热介质，如导热油；也可以为气体导热介质，如热空气。
装置的废气回收装置、废气过滤器、废气冷却器、活性炭吸附罐、真空泵、气体冷却器和喷淋吸收塔的作用参照实施例1的阐述。
参见图3所示，活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法如下：
合成革干法生产线工艺废气与后处理生产线的工艺废气并流进入废气回收装置，汇集经过废气过滤器以及废气冷却器后，进入活性炭吸附罐吸附，在活性炭吸附罐经过2-3小时吸附完毕后，通过切换阀封闭一端进气管路(如将上左切换阀关闭)进行通过导热管的导热介质加热解吸，活性炭颗粒经加热后吸附的有机溶剂因为温度升高而脱离活性炭层，使活性炭层重新活化，而气体或气液混合物经真空泵抽出，进入气体冷却器进行冷却液化，再经过喷淋吸收塔进行充分吸收，回收有机溶剂。
在喷淋吸收塔吸收的过程中，部分挥发性比较强的有机溶剂气体通过有机气体排放口进入到下活性炭吸附罐中的活性炭颗粒层，也会保证废气的完全吸收。上活性炭吸附罐进行脱附，下活性炭吸附罐进行吸附，交替工作，并可通过四个切换阀来回切换，实施一天24小时连续运行，从而循环使用。也可以同时吸附同时脱附，从而使回收处理方法更加灵活。也无需因为更换活性炭吸附罐的活性炭颗粒而停止运行，可以运行其中一个活性炭吸附罐，不妨碍另一个活性炭吸附罐更换维修。
本实施例导热介质选择热空气，热空气加温温度80-110℃，并且真空泵工作时，能提供400-600mmHg的真空度，在这温度以及真空度下对活性炭层进行加热，有机溶剂不会产生分解，大大减少因为有机溶剂分解而带来的副产物的污染。
本发明的设计处理浓度可在3500PPM,总设计流速可为551CMM@80℃，有机溶剂回收率高达98wt％，排放VOCs浓度<250ppm。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，包括依次连通的废气回收装置、废气冷却器、活性炭吸附罐、抽气装置、气体冷却器和喷淋吸收塔，合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置，所述活性炭吸附罐装有活性炭颗粒，所述所述活性炭吸附罐上设有用于给活性炭颗粒加热的含有导热介质的导热管，所述活性炭吸附罐设有净化气体排放口。
2.如权利要求1所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，所述活性炭吸附罐设有两个，两个所述活性炭并联至废气冷却器和抽气装置之间；所述活性炭吸附罐的两端设有切换阀。
3.如权利要求1所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，所述抽气装置为负压蒸馏装置、负压抽气装置或真空泵。
4.如权利要求1-3任一所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，还包括水油分离器，所述水油分离器与喷淋吸收塔连通。
5.如权利要求1-3任一所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，所述喷淋吸收塔设有有机气体排放口，所述有机气体排放口循环连通至所述活性炭吸附罐。
6.如权利要求1-3任一所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，所述废气冷却器和所述气体冷却器均连接有含有冷却介质的冷却管。
7.如权利要求1-3任一所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，还包括喷淋塔，所述喷淋塔与所述废气回收装置连通，合成革厂的干法生产线工艺废气经过喷淋塔后汇集至废气回收装置。
8.如权利要求1-3任一所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的装置，其特征在于，还包括废气过滤器，所述废气过滤器连通在所述废气回收装置和所述废气冷却器之间。
9.一种活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.合成革厂的干法生产线工艺废气和后处理生产线工艺废气通过管道汇集至所述废气回收装置；
S2.废气回收装置的废气进入废气冷却器冷却后，进入活性炭吸附罐吸附，吸附后的净化气体从净化气体排放口排出；
S3.活性炭吸附罐经过2-3小时吸附完毕后，封闭活性炭吸附罐并通过含有导热介质的导热管进行加热，使活性炭颗粒吸附的有机溶剂经加热后脱离活性炭颗粒；
S4.通过抽气装置抽出脱离的有机溶剂气体或气液混合物，然后该有机溶剂气体进入气体冷却器进行冷却液化，再经过喷淋吸收塔进行充分吸收，回收有机溶剂。
10.如权利要求9所述的活性炭吸附回收处理合成革厂废气的方法，其特征在于，还包括S5.将有机溶剂进入水油分离器进行油水分离。
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