CN106975334A - 一种有机废气深度净化新工艺及其在工业有机废气治理中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机废气深度净化新工艺及其在工业有机废气治理中的应用。本发明通过对高效液体吸收法和固体吸附法的集成创新，实现颗粒物、VOCs等多污染物的高效协同净化。具体原理是通过相似相溶等原理利用高效液体吸收剂吸收去除废气中大部分VOCs，同时洗涤去除绝大部分颗粒物，随后净化废气通过除雾器去除大部分水分进入到吸附段，废气中的VOCs被吸附去除，实现达标排放。由于前段吸收工艺可防止后续吸附设备的粘结及堵塞，降低生产负荷，保证其长时间的高效稳定运行，实现多污染物在方法内及方法间双重高效协同控制。本发明VOCs去除效率高、工艺选择灵活，非常适合我国工业有机废气治理。

Description

一种有机废气深度净化新工艺及其在工业有机废气治理中的 应用

技术领域

[0001] 本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种有机废气深度净化新工艺及其 在工业有机废气治理中的应用。

背景技术

[0002] 近年来，我国中东部和珠三角地区雾霾天气频发，PM2.5严重超标，而工业生产排 放的挥发性有机化合物(VOCs)是其主要诱因之一。珠三角地区加工制造业发达，拥有数以 万计的电子、塑料、金属制品、家具、化工、制鞋、汽车、印刷等VOCs排放源，研究表明，珠三角 地区工业源VOCs排放贡献率更是高达50 %。我国政府在《大气污染防治行动计划》和大气污 染防治“十二五”规划等文件中明确指出开展工业VOCs排放治理，并明确了重点行业VOCs减 排目标。但目前国内缺乏经济、高效的VOCs治理技术。

[0003] 针对有机废气治理，目前国内外开发的控制技术主要包括活性炭吸附法、吸收法、 催化燃烧法、低温等离子体、微生物处理法等，其中应用较多的技术为活性炭吸附法和吸附 催化燃烧法。在实际工程应用中，采用吸附工艺基本上未配套建设再生回收装置，吸附剂饱 和后既未再生，也因其价格昂贵很少更换，治理设施难以发挥作用，只是作为应付环保检查 的摆设工程。同时，活性炭吸附法和吸附催化燃烧法一般用于处理较为单纯的VOCs，成分复 杂的有机废气必须加建前处理工艺单元。而目前大多数工业VOCs存在废气量大、成分复杂 含颗粒物等特点，因此，针对复杂有机废气治理，目前国内缺乏有效的VOCs治理技术。同时 随着我国环保法规的日趋严格，现有单一污染控制技术的治理效果已不能满足达标排放要 求。因此，如能在现有技术基础上，通过技术、方法的集成创新，开发出一种广适的、经济高 效的工业VOCs治理技术并推广应用，则将有效改善我国工业VOCs治理现状，推动VOCs治理 行业的发展。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种有机废气深度 净化新工艺。该工艺以液体吸收法和固体吸附法为基础，通过将两种方法的有机结合实现 对各类型有机废气的高效净化，具有VOCs去除效率高、适应范围广、无二次污染等优点。

[0005] 本发明的另一目的在于提供上述有机废气深度净化新工艺在工业有机废气治理 领域中的应用。

[0006] 本发明的应用实施可有效的控制和治理我国工业有机废气污染物对我国大气环 境的污染。

[0007] 本发明目的通过以下技术方案实现：

[0008] —种有机废气深度净化新工艺，包括以下具体步骤：

[0009] (1)来自生产车间的有机废气首先进入吸收塔预处理单元，有机废气由底部经导 流切向进入吸收塔，吸收液由循环水池经栗增压提升后自塔内喷淋而下，气液两相在塔内 进行逆流接触反应；

[0010] (2)反应之后的废气，通过除雾层除雾后达标排放;或者是通过除雾层除雾后进入 吸附浓缩单元，通过固体吸附剂进一步吸附净化有机废气，最终净化废气达标排放。

[0011] 所述步骤(1)中的吸收液按质量百分比计如下:0.1 %-10%的水基吸收剂，0.1 %-1%的添加剂，余量为水;其中所述水基吸收剂为二甲基亚砜、吐温-司班复合表面活性剂及 有机废气微乳吸收剂中的任意一种;所述添加剂为氯化钠、氯化钾中的任意一种；

[0012] 所述吐温-司班复合表面活性剂按质量百分比计组成如下：70 %吐温-20，30%司 班 _20 〇

[0013] 所述有机废气微乳吸收剂是由20wt %的液体石蜡、Iwt %的吐温-80和79wt %的水 乳化而成。

[0014] 所述步骤(2)中的固体吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛中的一种。

[0015] 步骤(1)所述吸收液连续进入吸收液循环系统，通过循环沉淀分离池，连续排出饱 和吸收尾液，饱和吸收尾液经预处理后，废水作为工艺水回用或是进入企业总废水处理系 统处理至达标排放，废渣作为固废由企业统一处理；

[0016] 所述饱和吸收尾液预处理工艺为混凝-沉淀，处理后部分上清液回用于循环系统 吸收液配制。

[0017] 步骤(2)所述固体吸附剂吸附饱和后经过热风脱附再生，脱附后的有机物进入企 业炉窑燃烧，热量利用，再生的固体吸附剂回用；

[0018] 所述固体吸附剂脱附热风为经过与炉窑烟气热交换后的热空气。

[0019] 本发明的基本原理在于:根据不同废气种类和浓度，采用高效液体吸收法或是高 效液体吸收法和固体吸附法组合技术，实现工业有机废气高效净化，达标排放。其中当有机 废气浓度较低时单独采用液体吸收法，通过相似相溶等原理吸收去除有机废气；当有机废 气浓度较高时，采用液体吸收法和固体吸附法组合技术，大部分有机废气在吸收段通过相 似相溶等原理被吸收液吸收去除，同时绝大部分颗粒物被洗涤去除，随后净化废气通过除 雾器去除大部分水分进入到吸附段，吸附段的吸附材料具有高比表面积、高孔容，对有机废 气具有很好的吸附净化效果，由于在吸收段已去除大部分VOCs和颗粒物，因此吸附段的负 荷低、运行时间长且不易堵塞，保证了吸附设备的高效稳定运行。

[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

[0021] (1)本发明对VOCs去除效率高，可达97 %以上，克服了现有单一污染控制技术对 VOCs去除效率不高的缺点，可以满足最新排放标准要求；

[0022] (2)采用吸收+吸附组合工艺，通过前段吸收工艺可防止后续吸附设备的粘结及堵 塞，降低生产负荷，保证其长时间的高效稳定运行，实现多污染物在方法内及方法间双重高 效协同控制；

[0023] (3)吸收剂原料来源广泛，价格低廉，运输、存储和使用简单;吸附剂可实现再生， 循环利用，成套工艺运行成本低，无二次污染；

[0024] (4)工艺选择灵活，可根据不同污染物类型、浓度和排放标准调整工艺运行路线， 整体工艺简单，操作运行容易，污染物去除效率高。本发明单独采用吸收法工艺对VOCs去除 率2 80%，采用组合工艺对VOCs去除率2 97%。

[0025] (5)该工艺可应用于我国金属制品、家具、电子等行业有机废气治理，尤其对已建 有废水处理站的企业更具优势，整体应用范围广、适应性强。

附图说明

[0026] 图1是本发明一种有机废气深度净化新工艺流程图。

具体实施方式

[0027] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。

[0028] 图1是本发明一种有机废气深度净化新工艺流程图：来自生产车间的有机废气首 先进入吸收段，吸收段主体设备是吸收塔，有机废气由底部进入吸收塔，在塔内与至上而下 的吸收液逆流接触反应，在反应过程中废气中的漆雾、粘尘、金属细粒子等无机物被洗涤去 除，而废气中的VOCs被吸收剂吸收去除。吸收段VOCs净化率可达80%以上，视需要进行控 制。吸收过程中水基复合吸收剂（即吸收液)连续进入吸收液循环系统，通过循环沉淀分离 池，连续排出饱和吸收尾液，再经过絮凝沉淀初步处理后，废水作为工艺水回用或是进入企 业总废水处理系统处理至达标排放，渣作为固废处理。经过吸收液吸收处理后废气经除雾 后再进入吸附段，经固体吸附剂吸附净化后排放。固体吸附剂吸附饱和后用热风进行脱附 再生，再生的吸附剂回用，而脱附后有机物经引风机引入企业炉窑燃烧，热量资源化利用。

[0029] 以下实施例中所述的工艺1为单独吸收工艺，具体步骤如下：

[0030] (1)来自生产车间的有机废气首先进入吸收塔，有机废气由底部经导流切向进入 吸收塔，吸收液由循环水池经栗增压提升后自塔内喷淋而下，气液两相在塔内进行逆流接 触反应；

[0031] (2)反应之后的废气通过除雾层除雾后达标排放；

[0032] (3)吸收液连续进入吸收液循环系统，通过循环沉淀分离池，连续排出饱和吸收尾 液，饱和吸收尾液经初步处理后，废水作为工艺水回用或是进入企业总废水处理系统处理 至达标排放，废渣作为固废由企业统一处理；

[0033] 以下实施例中所述的工艺2为吸收+吸附集成工艺，如图1所示，具体步骤如下：

[0034] (1)来自生产车间的有机废气首先进入吸收塔预处理单元，有机废气由底部经导 流切向进入吸收塔，吸收液由循环水池经栗增压提升后自塔内喷淋而下，气液两相在塔内 进行逆流接触反应；

[0035] (2)反应之后的废气通过除雾层除雾后进入吸附浓缩单元，通过固体吸附剂进一 步吸附净化有机废气，最终净化废气达标排放；

[0036] (3)吸收液连续进入吸收液循环系统，通过循环沉淀分离池，连续排出饱和吸收尾 液，饱和吸收尾液经初步处理后，废水作为工艺水回用或是进入企业总废水处理系统处理 至达标排放，废渣作为固废由企业统一处理；

[0037] (4)吸附饱和的固体吸附剂经过热风脱附再生，脱附后的有机物进入企业炉窑燃 烧，热量利用，再生的吸附剂回用。

[0038] 实施例1

[0039] 某铝型材厂喷涂车间有机废气，风量为5000m3/h，废气温度为45°C，主要成分为苯 平均浓度为35mg/m3;甲苯平均浓度为125mg/m3;二甲苯平均浓度为150mg/m3;正己烷平均浓 度为100mg/m3;正庚烷平均浓度为75mg/m3,颗粒物平均浓度158mg/m3。

[0040] 采用工艺1对其进行治理，吸收液组成及污染物净化效果见表1。

[0041] 表1实施例1中吸收液组成及污染物净化效果

[0043] 从表1可见实施例1中所述工艺1及其系列吸收液对喷涂有机废气具有很好去除效 果。

[0044] 实施例2

[0045] 某家具厂排放有机废气，风量为7000m3/h，废气温度为40°C，主要成分为丁酮平均 浓度为30mg/m3;苯平均浓度为153mg/m3;甲苯平均浓度为50mg/m3;二甲苯平均浓度为 250mg/m3;乙酸乙酯平均浓度为130mg/m3,乙酸丁酯平均浓度为180mg/m3,颗粒物平均浓度 236mg/m3。

[0046] 采用工艺2对其进行治理，吸收液组成及污染物净化效果见表2。

[0047] 表2实施例2中吸收液组成、吸附剂类型及污染物净化效果

[0048]

2可见实施例2所述的工艺2及其系列吸收液对家具有机废气均具有很好的去除效果。

[0049] 实施例3

[0050] 某线路板厂排放有机废气，风量为I 〇〇〇〇m3/h，废气温度为40°C，主要成分为甲苯 平均浓度为85mg/m3;乙酸丁酯平均浓度为74mg/m3;二甲苯平均浓度为76mg/m3，颗粒物平均 浓度 534mg/m3。

[0051] 分别采用工艺1和工艺2对其进行治理，吸收液、吸附剂组成及污染物净化效果见 表3 〇

[0052] 表3实施例2中吸收液组成、吸附剂类型及污染物净化效果

[0053]

[0054] 从表3可见实施例3所述的工艺1及其系列吸收液对线路板厂有机废气均具有很好 的去除效果，在工艺1的基础上采用工艺2,则各污染物的去除率进一步提升。

[0055] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，包括以下具体步骤： (1) 来自生产车间的有机废气首先进入吸收塔预处理单元，有机废气由底部经导流切 向进入吸收塔，吸收液由循环水池经栗增压提升后自塔内喷淋而下，气液两相在塔内进行 逆流接触反应； (2) 反应之后的废气，通过除雾层除雾后达标排放;或者是通过除雾层除雾后进入吸附 浓缩单元，通过固体吸附剂进一步吸附净化有机废气，最终净化废气达标排放。

2. 根据权利要求1所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，步骤（1)所述吸 收液连续进入吸收液循环系统，通过循环沉淀分离池，连续排出饱和吸收尾液，饱和吸收尾 液经预处理后，废水作为工艺水回用或是进入企业总废水处理系统处理至达标排放，废渣 作为固废由企业统一处理。

3. 根据权利要求2所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，所述预处理工艺 为混凝-沉淀，处理后部分上清液回用于循环系统吸收液配制。

4. 根据权利要求1所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，步骤(2)所述固 体吸附剂吸附饱和后经过热风脱附再生，脱附后的有机物进入企业炉窑燃烧，热量利用，再 生的固体吸附剂回用。

5. 根据权利要求4所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，所述热风为经过 与炉窑烟气热交换后的热空气。

6. 根据权利要求1所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，所述步骤（1)中 的吸收液按质量百分比计如下:〇. 1 % -10 %的水基吸收剂，〇. 1 % -1 %的添加剂，余量为水； 其中所述水基吸收剂为二甲基亚砜、吐温-司班复合表面活性剂及有机废气微乳吸收剂中 的任意一种;所述添加剂为氯化钠或氯化钾。

7. 根据权利要求6所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，所述吐温-司班 复合表面活性剂按质量百分比计如下:70%吐温-20,30%司班-20。

8. 根据权利要求1所述的一种有机废气深度净化新工艺，其特征在于，所述步骤(2)中 的固体吸附剂为活性炭、活性炭纤维和分子筛中的一种。

9. 权利要求1〜8任一项所述的一种有机废气深度净化新工艺在工业有机废气治理中 的应用。