CN107126809A - 一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，发明涉及有机废气的处理领域。包括冷凝槽、溶剂吸收塔、冷凝液暂存罐、溶剂槽、溶剂饱和液暂存罐、溶剂补充高位槽、碱液喷淋塔、碱液槽、碱液高位搅拌锅、活性炭纤维吸附塔。该处理装置结构设计合理，有效解决丁位内酯系列合成香料生产过程中产生的有机废气的处理问题，收集废气，对车间内进出料口安装吸风罩、反应釜泄压口全部管道连接至废气收集管网、后送风机和引风机将收集有机废气送入废气处理装置，VOCs的综合处理效率达98.5％以上，有机废气经处理后臭气浓度达到排放的要求，有效减少大气污染，提高净化效率，消除二次污染带来环境污染和危害。

Description

一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和 方法
技术领域
本发明涉及有机废气的处理领域，具体涉及一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法。
背景技术
VOCs是挥发性有机化合物的简称，世界卫生组织的定义为，熔点低于室温、沸点小于260℃、常温下饱和蒸汽压大于70.91Pa，并以气态形式存在于空气中的一类化合物的总称。我国沈学优等对VOCs的定义为，沸点在50～260℃之间，常温下饱和蒸气压大于133.322Pa的易挥发性化合物。常见的VOCs种类包括脂肪烃(如乙烷、丙烷、环己烷等)，芳香烃(如苯、甲苯、苯乙烯等)，卤代类化合物(如三氯甲烷、四氯化碳、氯苯等)，酚、醚、环氧类化合物(如苯酚、乙醚、环氧乙烷等)，酮、醚、醇、多元醇(如丙酮、甲醛、乙醚、甲醇、异丁醇等)，腈、胺类化合物(如丙烯腈、二甲基甲酰胺等)，酸、酯类化合物(如丙酸、乙酸乙酯等)，多环芳烃(如萘、苯并芘等)和其他类(如氯氟碳化物)等。
挥发性有机物排放到大气中，在一定条件下发生光化学反应，产生细颗粒物、臭氧等二次污染物，是导致雾霾等大气污染形成的重要原因，已经成为SO2、NOx之后，又一个重要的大气污染指标，合成香料企业生产的香料产品的香气具有行业特殊性，有特殊的香味且留香时间比较长，阈值比较高，很多香料产品在浓度很高时却表现出来的是恶臭气味。
目前工业源有机废气的处理方法主要包括吸附、回收和销毁三个方向，吸附方法是利用吸附剂(如活性炭、活性炭纤维、分子筛等)或各种吸收液(如有机溶剂、水、碱液等)将VOCs从有机废气中分离出来，富集到吸附剂或吸收液中，实现废气净化的目的，如活性炭吸附法、水喷淋法、分子筛吸收法等。回收方法则是利用通过冷凝、冷却等方法，将富集的VOCs分离提纯后重复利用，如、冷凝回收法、膜分离法等。销毁主要是通过生物、化学反应或焚烧的方法，利用微生物、光、热、催化剂等将VOCs转化为二氧化碳和水，如生物处理法、等离子体处理法、光催化氧化法、热力燃烧法等。
上述的有机废气处理方法中，吸附处理法工艺简单、管理方便、运行费用低，但容易产生二次污染，吸附不及时导致处理效率有限，燃烧处理法投入成本高、运行费用高、且设备容易腐蚀等，生物处理法处理效率取决于停留时间，导致占地面积大、微生物容易中毒死亡等。丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气的主要污染物为有机烃类、直链醛类和有机酸类、石油醚等，绝大部分都能溶解于乙醇、乙二醇等有机溶剂中，丁位内酯系列合成香料的生产，是以环戊酮与脂肪醛进行缩合反应制得烯基环戊酮，在石油醚作为溶剂条件下加氢后进行氧化扩环内酯化制备丁位内酯产品，工艺路线较长，生产过程复杂。在生产的间歇配料过程中会产生脂肪醛、环戊酮、环己烷和有机酸、石油醚等无组织挥发的有机废气，反应过程中的副反应会产生一些低沸点的有机烃类、有机酸类等有机废气，蒸馏过程中会产生石油醚、环己烷、环戊酮、未反应完全的脂肪醛和内酯类有机废气，以及通过真空泵抽出的一些脂肪醛类、环戊酮、有机烃类等低沸点有机废气，这些有机废气如未经有效收集处理，直接向环境空气中排放，最直观的就是造成周边环境敏感点恶臭气体的浓度超标，并且，随着这些有机废气的逐渐扩散，会对周边的环境空气质量产生影响，单一的处理方法不能有效解决丁位内酯系列合成香料生产过程中的臭气浓度的达标排放，而且丁位内酯生产过程中收集产生的有机废气的进口浓度较高，因此，需要提供一种能够有效提高净化效率，消除二次污染的有机废气处理装置和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法：送风机通过冷凝槽进气口与冷凝槽连接，冷凝液暂存槽通过冷凝液物料泵与冷凝槽连接，溶剂吸收塔通过溶剂吸收塔进气口与冷凝槽连接，溶剂吸收塔内设置溶剂第一喷淋管和溶剂第二喷淋管，在溶剂第一喷淋管和溶剂第二喷淋管上分布多路支管，且在各支管上设置有多个溶剂多级喷头，溶剂第一进液口和溶剂第二进液口通过溶剂循环泵与溶剂槽连接，溶剂第一进液口通过管道与溶剂第一喷淋管连接，溶剂第二进液口通过管道与溶剂第二喷淋管连接，溶剂槽通过法兰与溶剂吸收塔直接连接，溶剂饱和液暂存罐通过管道与溶剂循环泵连接，溶剂补充高位槽通过管道与溶剂槽连接，碱液喷淋塔通过碱液喷淋塔进气口与溶剂尾气出口连接，在碱液第一喷淋管和碱液第二喷淋管上分布多路支管，且在各支管上设置有多个碱液多级喷头，碱液第一进液口和碱液第二进液口通过碱液循环泵与碱液槽连接，碱液第一进液口通过管道与碱液第一喷淋管连接，碱液第二进液口通过管道与碱液第二喷淋管连接，碱液槽通过法兰与碱液喷淋塔直接连接，PH检测探头设置在碱液槽内部的中下部，PH在线检测仪分别通过反馈信号电路与PH检测探头和自动控制气动阀连接，碱液高位搅拌锅通过自动控制气动阀与碱液槽连接，碱液高位搅拌锅设置有搅拌器、固体碱添加的手孔和自来水管入口，碱液饱和液暂存罐通过管道与碱液循环泵连接，碱液喷淋塔顶部设置有碱液喷淋尾气出口，活性炭纤维吸附塔通过活性炭纤维吸附塔进气口与碱液喷淋塔尾气出口连接，活性炭纤维吸附塔进气口管道上设置活性炭纤维吸附塔进口取样检测口，活性炭纤维吸附塔顶部设置有活性炭纤维吸附尾气出口，排气筒进气口通过引风机与活性炭纤维吸附塔尾气出口连接，最终处理后的尾气通过排气筒在排气筒尾气排放口排放，排气筒上分布设置有VOCS检测探头和尾气出口取样监测口，VOCS检测探头与VOCS在线监测仪通过信号连接，并通过信号反馈进行联网远传。适用于丁位内酯系列合成香料生产过程中产生的有机废气的处理。
其中所述冷凝槽设置有冷凝槽视镜和冷凝槽监测取样口，冷凝槽进气口管道上设置进口取样检测口，冷凝槽顶部设置冷凝尾气出口，冷凝槽内设冷冻液盘管，冷冻液的工作温度为-15℃～5℃，优选为-5℃～5℃。
其中所述溶剂吸收塔内设置溶剂第一喷淋管和溶剂第二喷淋管，且溶剂吸收塔中部设置有溶剂吸收塔视镜，溶剂吸收塔进气口管道上设置进口取样检测口，溶剂吸收塔顶部设置溶剂吸收尾气出口，溶剂吸收塔内所使用的溶剂为乙二醇水溶液，乙二醇与水的体积比为0.1:1～2.5:1，优选1:1～1.5:1。
其中所述溶剂槽设置有溶剂槽视镜和溶剂槽取样口。
其中所述碱液喷淋塔内设置碱液第一喷淋管和碱液第二喷淋管，碱液喷淋塔中部设置有碱液喷淋塔视镜，碱液喷淋塔进气口管道上设置有碱液喷淋塔进口取样检测口。
其中碱液喷淋塔和溶剂吸收塔内均装填有填料，塔填料优选φ25阶梯环，塔内填料高度为1.0m～5.0m，优选2.5～3.5m。
其中所述碱液槽设置有碱液槽视镜和碱液槽取样口，碱液槽内碱液、PH在线检测仪通过自动控制气动阀连锁来控制碱液高位搅拌锅实现自动加碱，当PH检测信号低于8.0时，检测信号反馈至自动控制气动薄膜阀打开，向碱液槽中添加碱液，当PH检测信号高于10.5时，检测信号反馈至自动控制气动薄膜阀关闭，停止向碱液槽中添加碱液。
其中所述溶剂饱和液暂存槽中通过取样，进行气相色谱分析乙二醇含量低于40％时，通过旁通阀门置换出饱和液进行蒸馏回收乙二醇重复利用，饱和液中有机废气成分为生产过程中的原料和中间品等成分，再次蒸馏回收利用，蒸馏残渣按照危险废物进行规范处理。
其中所述碱液饱和液暂存槽中通过取样，进行检测，当有机物质含量达到10％时，通过旁通阀门置换出碱液饱和液，送至污水处理站进行处理。
其中所述活性炭纤维吸附塔进气口管道上设置活性炭纤维吸附塔进口取样检测口，活性炭纤维吸附塔顶部设置有活性炭纤维吸附尾气出口，活性炭纤维吸附塔内为多层分布，每层均装填有活性炭纤维。
其中所述排气筒的高度为15～35mm，优选25m，内径为0.6m～1.2m，优选0.8m～0.9m。
本发明有益效果是：本发明结构设计合理，利于废气气的流动，同时还具备一定的形状，有效解决丁位内酯系列合成香料生产过程中产生的有机废气的处理问题，首先收集气体，对车间内进出料口安装吸风罩、反应釜泄压口全部管道连接至废气收集管网、水循环真空泵水箱采用玻璃钢封闭等，然后利用送风机和引风机将收集的有机废气送入废气处理装置进行处理，VOCs的综合处理效率达到98.5％以上，有机废气经处理后，厂界臭气浓度能够满足达标排放的要求，有效减少大气污染，提高净化效率，消除二次污染带来环境污染和危害。
附图说明
图1为丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置结构示意图
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法：装置主要包括：1--送风机；2--冷凝槽进气口；3--冷凝槽；4--冷凝槽透视镜；5--冷凝槽检测取样口；6--冷凝尾气出口；7--冷凝液物料泵；8--冷凝液暂存罐；9--溶剂吸收塔进气口；10--溶剂吸收塔；11--溶剂第一喷淋管；12--溶剂第二喷淋管；13--溶剂多级喷头；14--溶剂吸收塔第一进液口；15--溶剂吸收塔第二进液口；16--溶剂吸吸收塔透视镜；17--溶剂槽；18--溶剂槽透视镜；19--溶剂槽取样口；20--溶剂循环泵；21--溶剂饱和液暂存罐；22--溶剂补充高位槽；23--溶剂吸收尾气出口；24--碱液喷淋管；25--碱液喷淋塔进气口；26--碱液喷淋透视镜；27--碱液喷淋塔第一喷淋管；28--碱液喷淋塔第二喷淋管；29--碱液喷淋多级喷头；30--碱液喷淋塔第一进液口；31--碱液喷淋塔第二进液口；32--碱液槽；33--碱液槽透视镜；34--碱液槽取样口；35--碱液循环泵；36--碱液饱和液暂存罐；37--碱液高位搅拌锅；38--PH检测探头；39--自动控制气动阀；40--PH在线检测仪；41--碱液喷淋尾气出口；42--活性炭纤维吸附塔进气口；43--活性炭纤维吸附塔；44--活性炭纤维吸附尾气出口；45--引风机；46--排气筒进气口；47--排气筒；48--VOCs检测探头；49--VOCs在线检测仪；50--尾气出口取样检测口；51--排气筒尾气排放口；
废气处理方法：
1、将有机废气送入到冷凝槽中，以-15℃～5℃的冷冻水进行冷凝，将有机废气中的有机组分冷凝下来，冷凝液通过冷凝液物料泵打入到冷凝液暂存槽中，集中送到蒸馏塔中进行蒸馏处理回收利用。
2、经冷凝后的尾气由冷凝槽尾气出口，通过溶剂吸收塔进气口以底部进料方式，将冷凝尾气引入到溶剂吸收塔中，进行多级多喷头喷淋吸收，喷淋液通过溶剂槽接收后由底部的循环泵提供动力泵送至溶剂高位槽，从而形成在溶剂吸收塔内循环喷淋和进行废气吸收处理。
3、从溶剂槽的取样口取样，气相色谱分析监测溶剂槽中的乙二醇的含量，判断乙二醇溶液的饱和程度，当乙二醇的含量＜40％时，将溶剂槽中饱和的乙二醇吸收液从溶剂槽设置的旁通阀置换出来，送入蒸馏塔进行分离提纯，分离出的乙二醇回收到溶剂吸收塔中循环利用，饱和液中含有丁位内酯生产过程中产生的中间品、原料及产品，送到产品蒸馏塔中进行蒸馏处理回收利用。
4、由有机溶剂吸收塔中部设置的视镜，观察溶剂吸收塔的运行状况，通过溶剂溶剂吸收塔进口管道上设置的进口取样检测口，来取样监测有机废气的进口浓度，并与排气筒出口浓度监测值进行比较计算整套废气处理系统的处理效率。
5、经过溶剂喷淋吸收后的尾气，通过有机溶剂吸收塔顶部的尾气出口，由引风机通过碱液喷淋塔进气口以底部进料方式，将尾气送入到碱液喷淋塔中，进行多级多喷头喷淋洗涤。喷淋碱液由碱液槽接收后通过底部的循环泵泵送至碱液高位槽，从而形成在碱液喷淋塔内循环。
6、通过设置在碱液槽的PH检测探头实时监测碱液的PH值，通过反馈信号电路与PH在线检测仪进行显示，并控制碱液自动控制气动阀的开关，当监测到碱液PH小于8.5时，自动控制气动阀打开，向碱液槽中补充碱液，当监测到碱液PH大于10.0时，自动控制气动阀关闭，停止向碱液槽中添加碱液。
7、从碱液槽的取样口取样，气相色谱分析监测碱液槽中的有机物的含量，判断饱和程度，饱和液送入厌氧污水处理站进行废水处理。
8、由碱液喷淋塔中部设置的视镜，观察运行状况，通过碱液喷淋塔进口管道上设置的进口取样检测口，来取样监测有机废气的进口浓度，并与排气筒出口浓度监测值进行比较计算该废气处理系统的处理效率。
9、经过碱液喷淋塔处理后的尾气，通过碱液喷淋塔顶部的碱液喷淋尾气出口，由引风机通过活性炭纤维吸附进气口以底部进料方式，将尾气送入到活性炭纤维吸附塔中，利用活性炭纤维对有机物的良好吸附性能进行吸附，饱和的活性炭纤维进行再生处理后重复利用。
10、经过活性炭纤维吸附后的尾气，通过活性炭纤维吸附塔顶部的尾气出口，由引风机送入到25米高排气筒对外排放。排气筒中部设置VOCS在线监测仪，通过信号连接和信号反馈进行显示，并进行实时联网远传，及时监控和监测排气筒外排尾气的浓度，确保尾气达标排放和废气处理装置的处理效率。
对本发明提供的实施例中分别进行试验考察，将实施例1丁位内酯系列合成香料的生产过程中有机废气的处理前后考察结果，如表1所示。
表1尾气处理前后考察结果
丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气经过处理装置前后成分对比，由实验检测废气各成分变化可见：废气中各成分有效减少，恶臭气体的浓度达标，减少环境污染。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明分范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：包括送风机(1)，送风机(1)通过冷凝槽进气口(2)与冷凝槽(3)连接，冷凝槽(3)设置有冷凝槽视镜(4)和冷凝槽监测取样口(5)，冷凝槽进气口(2)管道上设置进口取样检测口，冷凝液暂存槽(8)通过冷凝液物料泵(7)与冷凝槽(3)连接，冷凝槽(3)顶部设置冷凝尾气出口(6)，溶剂吸收塔(10)通过溶剂吸收塔进气口(9)与冷凝槽(3)连接，溶剂吸收塔(10)内设置溶剂第一喷淋管(11)和溶剂第二喷淋管(12)，在溶剂第一喷淋管(11)和溶剂第二喷淋管(12)上分布多路支管，且在各支管上设置有多个溶剂多级喷头(13)，溶剂吸收塔(10)中部设置有溶剂吸收塔视镜(16)，溶剂吸收塔进气口(9)管道上设置进口取样检测口，溶剂第一进液口(14)和溶剂第二进液口(15)通过溶剂循环泵(20)与溶剂槽(17)连接，溶剂第一进液口(14)通过管道与溶剂第一喷淋管(11)连接，溶剂第二进液口(15)通过管道与溶剂第二喷淋管(12)连接，溶剂槽(17)通过法兰与溶剂吸收塔(10)直接连接，溶剂槽(17)设置有溶剂槽视镜(18)和溶剂槽取样口(19)，溶剂饱和液暂存罐(21)通过管道与溶剂循环泵(20)连接，溶剂补充高位槽(22)通过管道与溶剂槽(17)连接，溶剂吸收塔(10)顶部设置溶剂吸收尾气出口(23)，碱液喷淋塔(24)通过碱液喷淋塔进气口(25)与溶剂尾气出口(23)连接，碱液喷淋塔(24)内设置碱液第一喷淋管(27)和碱液第二喷淋管(28)，在碱液第一喷淋管(27)和碱液第二喷淋管(28)上分布多路支管，且在各支管上设置有多个碱液多级喷头(29)，碱液喷淋塔(24)中部设置有碱液喷淋塔视镜(26)，碱液喷淋塔进气口(25)管道上设置有碱液喷淋塔进口取样检测口，碱液第一进液口(30)和碱液第二进液口(31)通过碱液循环泵(35)与碱液槽(32)连接，碱液第一进液口(30)通过管道与碱液第一喷淋管(27)连接，碱液第二进液口(31)通过管道与碱液第二喷淋管(28)连接，碱液槽(32)通过法兰与碱液喷淋塔(24)直接连接，碱液槽(32)设置有碱液槽视镜(33)和碱液槽取样口(34)，PH检测探头(38)设置在碱液槽(32)内部的中下部，PH在线检测仪(40)分别通过反馈信号电路与PH检测探头(38)和自动控制气动阀(39)连接，碱液高位搅拌锅(37)通过自动控制气动阀(39)与碱液槽(32)连接，碱液高位搅拌锅(37)设置有搅拌器、固体碱添加的手孔和自来水管入口，碱液饱和液暂存罐(36)通过管道与碱液循环泵(35)连接，碱液喷淋塔(24)顶部设置有碱液喷淋尾气出口(41)，活性炭纤维吸附塔(43)通过活性炭纤维吸附塔进气口(42)与碱液喷淋塔尾气出口(41)连接，活性炭纤维吸附塔进气口(42)管道上设置活性炭纤维吸附塔进口取样检测口，活性炭纤维吸附塔(43)顶部设置有活性炭纤维吸附尾气出口(44)，排气筒进气口(46)通过引风机(45)与活性炭纤维吸附塔尾气出口(44)连接，最终处理后的尾气通过排气筒(47)在排气筒尾气排放口(51)排放，排气筒(47)上分布设置有VOCS检测探头(48)和尾气出口取样监测口(50)，VOCS检测探头(48)与VOCS在线监测仪(49)通过信号连接，并通过信号反馈进行联网远传。
2.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：冷凝槽内设冷冻液盘管，冷冻液的工作温度为-15℃～5℃，优选为-5℃～5℃。
3.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：溶剂吸收塔内所使用的溶剂为乙二醇水溶液，乙二醇与水的体积比为0.1:1～2.5:1，优选1:1～1.5:1。
4.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：碱液喷淋塔和溶剂吸收塔内均装填有填料，塔填料优选φ25阶梯环，塔内填料高度为1.0m～5.0m，优选2.5～3.5m。
5.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：碱液槽内碱液、PH在线检测仪通过自动控制气动阀连锁来控制碱液高位搅拌锅实现自动加碱，当PH检测信号低于8.0时，检测信号反馈至自动控制气动薄膜阀打开，向碱液槽中添加碱液，当PH检测信号高于10.5时，检测信号反馈至自动控制气动薄膜阀关闭，停止向碱液槽中添加碱液。
6.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：溶剂饱和液暂存槽中通过取样，进行气相色谱分析乙二醇含量低于40％时，通过旁通阀门置换出饱和液进行蒸馏回收乙二醇重复利用，饱和液中有机废气成分为生产过程中的原料和中间品等成分，再次蒸馏回收利用，蒸馏残渣按照危险废物进行规范处理。
7.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：碱液饱和液暂存槽中通过取样，进行检测，当有机物质含量达到10％时，通过旁通阀门置换出碱液饱和液，送至污水处理站进行处理。
8.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：活性炭纤维吸附塔内为多层分布，每层均装填有活性炭纤维。
9.如权利要求1所述的丁位内酯系列合成香料生产过程中有机废气处理装置和方法，其特征在于：排气筒的高度为15～35mm，优选25m，内径为0.6m～1.2m，优选0.8m～0.9m。
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