CN107715651A - 一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂和流程 - Google Patents

一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂和流程 Download PDF

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Abstract

本发明属于废气处理技术领域，公开了一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂和流程。所述溶剂为NMP，其来源方便、吸收效率高、吸收饱和度大，吸收富液可进行再生循环使用，溶剂损耗低。所述流程涉及一个吸收塔(分为两段)和两个再生塔。吸收塔的下段首先采用溶剂NMP对废气中的甲苯进行吸收脱除，经吸收处理后的尾气会夹带少量的NMP进入吸收塔的上段，采用水作溶剂对该部分NMP进行吸收。吸收富液分别进再生塔①和再生塔②进行溶剂的再生。该吸收流程安全性高、工艺流程简单、易于操作和维修。

Description

一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂和流程
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂和流程。
背景技术
在现代工业生产中，伴随着生产过程难免会产生一些有毒有害的废气。该废气若直接排放到大气中，不仅造成环境污染，还会危及人类的生命安全。废气对人体有很多直接的危害，对人体的影响主要为气味、感官、黏膜刺激和其他流程毒性导致的病态及基因毒性和致癌性。废气通常会带有一定的刺激性气味，当在环境中达到一定浓度时，短时间内可使人感到头痛、恶心、呕吐。严重时会抽搐、昏迷，以致伤害人的肝脏、大脑和神经中枢。特别是废气中的苯、甲苯、甲醛等，会对人类的身体健康构成极大的危害。甲苯气体具有很大的毒性，短时间内吸入较高浓度该品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷；长期接触可发生神经衰弱综合征、肝肿大，还可能导致癌症。
传统上处理含“三苯”有机废气的方法主要有活性炭吸附法、催化燃烧法以及生物处理法3种。传统方法虽然原理简单，实施容易，但都具有一定的缺陷和局限性。活性炭吸附法适用于处理低浓度、气量不大的工况，如果废气量大或浓度较高，则需要频繁的更换活性炭，产生的大量废弃活性炭容易成为二次污染，并且运行成本很高；催化燃烧法存在催化剂的费用高且具有一定的寿命，通入空气量过多会导致燃料消耗大，降低炉温造成燃烧不充分等缺点；生物处理法仅限用于处理低浓度有机废气，而且对微生物菌种的要求很高。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂。
本发明的另一目的在于提供一种用于吸收甲苯的高效低损流程。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
一种用于吸收甲苯的高效低损流程，包括如下步骤：
含甲苯的废气首先从吸收塔的下段气体进料口进入吸收塔，在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂NMP从吸收塔的中段进料口进入，自上而下与废气在吸收塔内逆流接触进行吸收；脱除甲苯后的吸收尾气会夹杂少量的NMP进入吸收塔的上段，该吸收尾气在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂水从吸收塔的顶部进料口进入，自上而下与吸收尾气在吸收塔内逆流接触进行吸收；经水吸收处理之后的吸收尾气含有痕量的甲苯和NMP，将其作为净化气从吸收塔的顶部进行排空；废气中的甲苯被NMP吸收后，含甲苯和NMP的吸收富液从吸收塔的下段出料口流出，进入到再生塔②进行吸收剂的再生，再生的NMP从再生塔②塔底出料口排出至NMP储罐，吸收的甲苯从再生塔②塔顶出料口排出回收；吸收尾气中的NMP被水吸收后，含水和NMP的吸收富液从吸收塔的中段出料口流出，进入到再生塔①进行NMP的再生，再生的NMP从再生塔①塔底出料口排出至NMP储罐，吸收剂水从再生塔①塔顶出料口排出至储水池。
本发明所述的吸收塔分为两段，下段使用NMP作吸收剂对废气中的甲苯进行吸收，上段使用水作吸收剂对吸收尾气中夹杂的NMP进行吸收。吸收塔上、下段是相通的，吸收尾气可以从下段进入到上段，但吸收塔上段产生的吸收富液不会进入到下段，而从吸收塔中部的出料口流出。
所述吸收塔主体内可布置管式分布器、槽式分布器或管槽式分布器中的一种或多种，在塔体上沿吸收塔高度方向布置了液位计、温度传感器和压力传感器。
优选地，所述吸收塔的高度为4～20m，塔径为0.5～3m。
优选地，所述吸收塔下段的填料层高度为2～8m，操作压力为常压，操作温度为20～40℃；吸收塔下段所用的吸收剂为NMP，其流量为200～500kg/h，含甲苯的废气处理量为4000～10000m3/h，废气中甲苯浓度为300～1000g/m3。
优选地，所述吸收塔上段填料层高度为2～6m，操作压力为常压，操作温度为20～40℃；吸收塔上段吸收剂为水，其流量为200～400kg/h，吸收尾气处理量为3500～10000m3/h，吸收尾气中NMP浓度为100～700g/m3。
本发明的再生塔①用于再生吸收塔上段的吸收富液。优选地，再生塔①的高度为5～13m，塔径为0.5～3m，填料层高度为4～10m，操作压力为常压，塔顶操作温度为99～104℃，塔底操作温度为205～210℃。
本发明的再生塔②用于再生吸收塔下段的吸收富液。优选地，再生塔②的高度为5～20m，塔径为0.5～3m，填料层高度为4～15m，操作压力为常压，塔顶操作温度为108～115℃，塔底操作温度为205～210℃。
本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明采用NMP以及上述流程对含甲苯的废气进行吸收后，97％以上的甲苯被吸收，可大大降低废气中甲苯的含量，同时也很好的改善了工作环境，减少了甲苯对人体造成的危害。
(2)本发明采用NMP作为吸收剂较其他溶剂(如1,4-丁二醇、二乙基羟胺、柠檬酸钠等)对甲苯的吸收效率更高，并且吸收饱和度更大，溶剂损耗低，采用两段式吸收，甲苯废气经吸收后可直接排空。
(3)本发明对两股吸收富液均进行了再生操作，经精馏再生得到的NMP可作为新溶剂循环使用。
(4)本发明再生塔②塔顶产生的甲苯可作为工艺原料使用或产品出售。
(5)本发明采用两段式吸收，相比传统处理方法，具有处理甲苯浓度范围广、吸收效率高、安全性高、工艺流程简单、易于操作和维修等优点，解决了甲苯废气排放浓度不达标的关键问题。
(6)本发明吸收过程中浓度、温度和压力均可进行在线采集，通过数据采集处理和气体分析，并利用自动控制流程控制集气、吸收等操作。
附图说明
图1为本发明实施例中一种用于吸收甲苯的高效低损流程的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及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。
实施例1
本实施例的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其流程示意图如图1所示。具体处理步骤如下：
含甲苯的废气(来自涂布工艺产生的含甲苯废气流量为4000m3/h，操作温度为35℃，甲苯浓度为400g/m3)首先从吸收塔(吸收塔高度为12m，下段填料层高度为5m，上段填料层高度为3m，塔径为0.8m；吸收塔主体内布置管槽式分布器，在塔体上沿吸收塔高度方向布置了液位计、温度传感器和压力传感器)的下段气体进料口进入吸收塔，在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂NMP从吸收塔的中段进料口进入(流量为200kg/h)，自上而下与废气在吸收塔内逆流接触进行吸收；脱除甲苯后的吸收尾气会夹杂少量的NMP进入吸收塔的上段，该吸收尾气在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂水从吸收塔的顶部进料口进入(流量为200kg/h)，自上而下与吸收尾气在吸收塔内逆流接触进行吸收；经水吸收处理之后的吸收尾气含有痕量的甲苯和NMP，将其作为净化气从吸收塔的顶部进行排空；废气中的甲苯被NMP吸收后，含甲苯和NMP的吸收富液从吸收塔的下段出料口流出，进入到再生塔②(再生塔②塔高为10m，填料高度为7m，塔径0.8m，操作压力为常压，塔顶操作温度为110℃，塔底操作温度为207℃)进行吸收剂的再生，再生的NMP从再生塔②塔底出料口排出至NMP储罐，吸收的甲苯从再生塔②塔顶出料口排出回收；吸收尾气中的NMP被水吸收后，含水和NMP的吸收富液从吸收塔的中段出料口流出，进入到再生塔①(再生塔①塔高为7m，填料高度为4m，塔径0.5m，操作压力为常压，塔顶操作温度为99℃，塔底操作温度为207℃)进行NMP的再生，再生的NMP从再生塔①塔底出料口排出至NMP储罐，吸收剂水从再生塔①塔顶出料口排出至储水池。
本实施例吸收塔上段和下段吸收率均为98.5％，吸收塔塔顶排空净化气中甲苯浓度为0.2mg/m3，NMP浓度为0.1mg/m3。再生塔①塔底再生NMP的质量纯度为99.7％。再生塔②塔底再生NMP的质量纯度为99.8％。
实施例2
本实施例的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其流程示意图如图1所示。具体处理步骤如下：
含甲苯的废气(来自涂布工艺产生的含甲苯废气流量为6000m3/h，操作温度为35℃，甲苯浓度为500g/m3)首先从吸收塔(吸收塔高度为12m，下段填料层高度为5m，上段填料层高度为3m，塔径为0.8m；吸收塔主体内布置管槽式分布器，在塔体上沿吸收塔高度方向布置了液位计、温度传感器和压力传感器)的下段气体进料口进入吸收塔，在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂NMP从吸收塔的中段进料口进入(流量为300kg/h)，自上而下与废气在吸收塔内逆流接触进行吸收；脱除甲苯后的吸收尾气会夹杂少量的NMP进入吸收塔的上段，该吸收尾气在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂水从吸收塔的顶部进料口进入(流量为250kg/h)，自上而下与吸收尾气在吸收塔内逆流接触进行吸收；经水吸收处理之后的吸收尾气含有痕量的甲苯和NMP，将其作为净化气从吸收塔的顶部进行排空；废气中的甲苯被NMP吸收后，含甲苯和NMP的吸收富液从吸收塔的下段出料口流出，进入到再生塔②(再生塔②塔高为10m，填料高度为7m，塔径1m，操作压力为常压，塔顶操作温度为110℃，塔底操作温度为208℃)进行吸收剂的再生，再生的NMP从再生塔②塔底出料口排出至NMP储罐，吸收的甲苯从再生塔②塔顶出料口排出回收；吸收尾气中的NMP被水吸收后，含水和NMP的吸收富液从吸收塔的中段出料口流出，进入到再生塔①(再生塔①塔高为7m，填料高度为4m，塔径0.5m，操作压力为常压，塔顶操作温度为100℃，塔底操作温度为208℃)进行NMP的再生，再生的NMP从再生塔①塔底出料口排出至NMP储罐，吸收剂水从再生塔①塔顶出料口排出至储水池。
本实施例吸收塔上段吸收率为98.8％，吸收塔下段吸收率为99.2％，吸收塔塔顶排空净化气中甲苯浓度为0.18mg/m3，NMP浓度为0.08mg/m3。再生塔①塔底再生NMP的质量纯度为99.8％。再生塔②塔底再生NMP的质量纯度为99.5％。
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，其它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)

1.一种用于吸收甲苯的高效低损溶剂，其特征在于：所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
2.一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于包括如下步骤：
含甲苯的废气首先从吸收塔的下段气体进料口进入吸收塔，在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂NMP从吸收塔的中段进料口进入，自上而下与废气在吸收塔内逆流接触进行吸收；脱除甲苯后的吸收尾气会夹杂少量的NMP进入吸收塔的上段，该吸收尾气在吸收塔内自下而上流动；同时，吸收剂水从吸收塔的顶部进料口进入，自上而下与吸收尾气在吸收塔内逆流接触进行吸收；经水吸收处理之后的吸收尾气含有痕量的甲苯和NMP，将其作为净化气从吸收塔的顶部进行排空；废气中的甲苯被NMP吸收后，含甲苯和NMP的吸收富液从吸收塔的下段出料口流出，进入到再生塔②进行吸收剂的再生，再生的NMP从再生塔②塔底出料口排出至NMP储罐，吸收的甲苯从再生塔②塔顶出料口排出回收；吸收尾气中的NMP被水吸收后，含水和NMP的吸收富液从吸收塔的中段出料口流出，进入到再生塔①进行NMP的再生，再生的NMP从再生塔①塔底出料口排出至NMP储罐，吸收剂水从再生塔①塔顶出料口排出至储水池。
3.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：所述的吸收塔分为两段，下段使用NMP作吸收剂对废气中的甲苯进行吸收，上段使用水作吸收剂对吸收尾气中夹杂的NMP进行吸收；吸收塔上、下段是相通的，吸收尾气可以从下段进入到上段，但吸收塔上段产生的吸收富液不会进入到下段，而从吸收塔的中段出料口流出。
4.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：所述吸收塔主体内布置管式分布器、槽式分布器或管槽式分布器中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：所述吸收塔的高度为4～20m，塔径为0.5～3m。
6.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：所述吸收塔下段的填料层高度为2～8m，操作压力为常压，操作温度为20～40℃；吸收塔下段所用的吸收剂为NMP，其流量为200～500kg/h，含甲苯的废气处理量为4000～10000m3/h，废气中甲苯浓度为300～1000g/m3。
7.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：所述吸收塔上段填料层高度为2～6m，操作压力为常压，操作温度为20～40℃；吸收塔上段吸收剂为水，其流量为200～400kg/h，吸收尾气处理量为3500～10000m3/h，吸收尾气中NMP浓度为100～700g/m3。
8.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：再生塔①的高度为5～13m，塔径为0.5～3m，填料层高度为4～10m，操作压力为常压，塔顶操作温度为99～104℃，塔底操作温度为205～210℃。
9.根据权利要求2所述的一种用于吸收甲苯的高效低损流程，其特征在于：再生塔②的高度为5～20m，塔径为0.5～3m，填料层高度为4～15m，操作压力为常压，塔顶操作温度为108～115℃，塔底操作温度为205～210℃。
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