CN108905516B

CN108905516B - 处理“三苯”有机废气的微乳吸收液、其制备方法及应用

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Publication number: CN108905516B
Application number: CN201810732882.9A
Authority: CN
Inventors: 姚州威
Original assignee: Shenzhen Tiandeyi Environment Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Tiandeyi Environment Technology Co ltd
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: CN108905516A

Abstract

本发明揭示了一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液，原料组成如下，包括：水，混合油相，非离子表面活性剂和助表面活性剂。本发明与现有的技术相比，具有如下的优点：微乳吸收液具有优良的热力学稳定性能，吸收“三苯”后不会发生反应产生其它物质；微乳吸收液平衡各材料的配比，HLB值为13.8，属于O/W水包油型微乳液；微乳吸收液可通过分馏回收利用，三次回收后吸收效率依然可达80％以上。

Description

处理“三苯”有机废气的微乳吸收液、其制备方法及应用

技术领域

本文涉及一种废气微乳吸收液，特别涉及一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液、其制备方法及应用。

背景技术

“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)作为重要的化工原料或溶剂广泛应用于农药、医药、燃料、香料生产、喷漆、制药等行业。苯、甲苯、二甲苯等苯系物具有较强的生物毒性，若排放到空气中不仅造成大气污染，对人体也有着巨大的危害。

根据清华大学的一项研究结果表明，目前我国所采用的VOCs(挥发性有机物如苯、甲苯、二甲苯)处理技术有吸附、催化燃烧、生物处理、吸收等。吸收法具有设备与工艺简单、吸收稳定、可回收有机溶剂等优点，适合各种有机废气，对处理大风量、常温、中高浓度有机废气比较有效、且费用低，有可能将污染物转化为产品，回收有机溶剂，是一种经济、符合清洁生产理念的选择。但目前吸收法的市场占比仅有5％，远低于吸附(28％)、催化燃烧(22％)、生物处理(15％)，这是由于是目前吸收剂的吸收容量不高、吸收不稳定、回收的经济性不高。目前市场上主要有矿物油、水基吸收剂、有机溶剂等吸收剂。

国内在20世纪70年代末已采用以柴油、废机油等有机溶剂型吸收剂为主的吸收液对含苯废气进行净化实验并在工程上得到实际应用。与水基吸收液相比，有机溶剂吸收液虽然吸收效果较好，但原材料价格日益上涨，易燃且易挥发，具有环境与安全隐患，会造成二次污染。而水基吸收液则价格低廉、安全稳定易燃性极低，通过加入表面活性剂和改善吸收剂的乳化性能，可增加苯系物在吸收液中的溶解度，增加吸收剂的吸收容量，增强吸收效果。

采用水基型吸收液处理含“三苯”的废气将成为新的发展方向。微乳液吸收剂是一种复合水基型吸收液，弥补了纯有机溶剂价格昂贵和水—表面活性剂型吸收液容量小的不足等问题，是一种前景广阔的吸收剂。微乳液本身热力学体系稳定，吸收液在自发形成微乳液的过程中吸收甲苯废气，在这过程中，体系从均一相逐渐变为多相体系。虽然当体系中油相微粒形成后，气相中的甲苯继续溶解在溶液中时，不需要克服表面张力，后续的实验阶段甲苯废气去除效率大幅增加，甚至可接近纯有机溶剂对甲苯废气的去除效果水平。但在吸收初期阶段的过程中，由于需要克服表面张力做功，仍然存在吸收效率较低、吸收容量低、吸收不稳定的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理含“三苯”废气的微乳吸收液及其制备方法，以解决上述背景技术中所提及的至少一个技术问题。

本发明提出一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液，原料组成如下，包括：

水，混合油相，非离子表面活性剂和助表面活性剂。

进一步地，上述混合油相为5#矿物油与10#矿物油的共混物。

进一步地，上述混合油相中10#矿物油和5#矿物油的比例按质量比为1:1-5。

进一步地，上述微乳吸收液还含有水性消泡剂，助剂，增稠剂和缓冲剂。

进一步地，上述微乳吸收液中，按质量百分比计，水的含量为80％～85％，混合油相的含量为5％～15％，非离子表面活性剂的含量为1％～5％，助表面活性剂的含量为0.5％～1％，0.1％～0.5％水性消泡剂，0.3％～0.4％助剂，0.2％～0.3％增稠剂，0.3％～0.5％缓冲剂。

进一步地，上述水性消泡剂为聚醚类消泡剂、硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂中的1种；

上述助剂为2-乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸、木质素磺酸钠的1种；

上述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙二醇二硬脂酸脂、聚氧乙烯氢化蓖麻油、季戊四醇硬脂酸酯、甲基纤维素的1种；

上述缓冲剂为柠檬酸、柠檬酸钠、氢氧化钠、盐酸中至少1种。

进一步地，上述非离子表面活性剂为Tween-60表面活性剂。

进一步地，上述助表面活性剂为正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的至少1种。

本发明采用5#矿物油和10#矿物油的混合油为基础油相，化学稳定性好、粘度适宜、乳化稳定性高，有效提高吸收液在吸收初期阶段的吸收效果(10#矿物油不宜加入过多，过量的10#矿物油会使体系粘度增加，不利于表面活性剂在体系中分散，难以乳化，并且成本上升)；采用Tween-60为非离子表面活性剂，其中氧乙烯基的基团数量有利于形成O/W型胶团，更易达到增容的目的，提高微乳液稳定性；采用正构醇为助表面活性剂，正构醇极性头基较小，插入油水界面后会降低堆积系数，从而调节表面活性剂界面堆积参数，协助表面活性剂进一步降低水-油界面张力，促进微乳液的形成。吸收液的各成分之间相互协同作用，提高微乳吸收液处理“三苯”有机废气的吸收效果。

本发明提出一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的制备方法，包括如下步骤：

按照指定的质量百分比将上述非离子表面活性剂和助表面活性剂混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，并在指定温度下边搅拌边按指定顺序加入水性消泡剂、混合油相、助剂、增稠剂、缓冲剂，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

本发明提出一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的应用方法，包括如下步骤：

将吸收液储液罐中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔中；

检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔进行吸收净化；

检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔；

将喷淋塔中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐；

将饱和吸收液罐中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐中中；

将共沸蒸馏器中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐中。

本发明与现有的技术相比，具有如下的优点：微乳吸收液具有优良的热力学稳定性能，吸收“三苯”后不会发生反应产生其它物质；微乳吸收液平衡各材料的配比，HLB值为13.8，属于O/W水包油型微乳液；微乳吸收液可通过分馏回收利用，三次回收后吸收效率依然可达80％以上。

附图说明

图1是上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的制备方法流程图；

图2是上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的应用方法流程图；

图3是上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的应用工艺流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

1、喷淋塔；2、进风口浓度传感器；3、进风口；4、出风口；5、出风口浓度传感器；6、饱和吸收液罐；7、解吸液罐；8、吸收液储液罐；9、共沸蒸馏器；10、蒸汽压力温度传感器；11、VOCs储液罐

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1，将上述1.65％Tween-60非离子表面活性剂和0.76％正丁醇混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与82.83％水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，在25℃下边搅拌边依次加入10.82％5#矿物油、2.67％10#矿物油、0.25％聚硅氧烷类消泡剂、0.40％三乙四胺六乙酸、0.15％柠檬酸、0.06％氢氧化钠、0.11％盐酸、0.30％甲基纤维素，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

参照图2，在本发明实施例中，本发明提供一种处理“三苯”有机废气的微乳吸收液的应用方法，包括如下步骤：

S1、将吸收液储液罐中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔中；

S2、检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔进行吸收净化；

S3、检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔；

S4、将喷淋塔中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐；

S5、将饱和吸收液罐中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回吸收液储液罐中；

S6、将共沸蒸馏器中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐中。

参照图3，在本实施例中将吸收液储液罐8中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔1中；检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔1进行吸收净化；检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔1；将喷淋塔1中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐6；将饱和吸收液罐6中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器9中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐7中；将共沸蒸馏器9中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐11中。微乳液对“三苯”废气的吸收效率为92％，经过共沸蒸馏回收后，其对“三苯”废气的吸收效果达到85％。

实施例2

参照图1，将上述2.53％Tween-60非离子表面活性剂和0.85％正己醇混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与81.91％水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，在25℃下边搅拌边依次加入6.75％5#矿物油、6.75％10#矿物油、0.15％聚醚类消泡剂、0.33％N,N-二乙基乙醇胺、0.20％柠檬酸钠、0.04％氢氧化钠、0.21％盐酸、0.28％羧甲基纤维素钠，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

参照图2、3，在本实施例中将吸收液储液罐8中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔1中；检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔1进行吸收净化；检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔1；将喷淋塔1中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐6；将饱和吸收液罐6中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器9中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐7中；将共沸蒸馏器9中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐11中。微乳液对“三苯”废气的吸收效率为91.50％，经过共沸蒸馏回收后，其对“三苯”废气的吸收效果达到83％。

实施例3

参照图1，将上述4.06％Tween-60非离子表面活性剂和0.93％正辛醇混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与81.25％水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，在25℃下边搅拌边依次加入10.25％5#矿物油、2.04％10#矿物油、0.46％硅类消泡剂、0.39％木质素磺酸钠、0.23％柠檬酸、0.09％氢氧化钠、0.06％盐酸、0.23％聚乙二醇二硬脂酸脂，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

参照图2、3，在本实施例中将吸收液储液罐8中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔1中；检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔1进行吸收净化；检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔1；将喷淋塔1中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐6；将饱和吸收液罐6中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器9中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐7中；将共沸蒸馏器9中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐11中。微乳液对“三苯”废气的吸收效率为92.8％，经过共沸蒸馏回收后，其对“三苯”废气的吸收效果达到86.1％。

实施例4

参照图1，将上述2.14％Tween-60非离子表面活性剂和0.54％正庚醇混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与84.77％水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，在25℃下边搅拌边依次加入7.23％5#矿物油、4.12％10#矿物油、0.28％聚硅氧烷类消泡剂、0.32％2-乙氧基乙醇、0.25％柠檬酸、0.06％氢氧化钠、0.28％聚氧乙烯氢化蓖麻油，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

参照图2、3，在本实施例中将吸收液储液罐8中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔1中；检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔1进行吸收净化；检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔1；将喷淋塔1中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐6；将饱和吸收液罐6中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器9中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐7中；将共沸蒸馏器9中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐11中。微乳液对“三苯”废气的吸收效率为90.7％，经过共沸蒸馏回收后，其对“三苯”废气的吸收效果达到82.7％。

实施例5

参照图1，将上述3.57％Tween-60非离子表面活性剂和0.34％正丁醇、0.11％正戊醇混合制备混表面活性剂溶液；

将上述混表面活性剂溶液与81.28％水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，在25℃下边搅拌边依次加入10.82％5#矿物油、2.67％10#矿物油、0.25％二甲基聚硅氧烷、0.31％N,N-二乙基乙醇胺、0.31％柠檬酸、0.10％氢氧化钠、0.24％季戊四醇硬脂酸酯，制得上述处理“三苯”有机废气的微乳吸收液。

参照图2、3，在本实施例中将吸收液储液罐8中的处理“三苯”有机废气的微乳吸收液通入喷淋塔1中；检测温度调节至常温后的有机废气的“三苯”浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔1进行吸收净化；检测吸收净化后的所述有机废气的“三苯”浓度，并排出所述喷淋塔1；将喷淋塔1中经过吸收处理的所述微乳吸收液输送至饱和吸收液罐6；将饱和吸收液罐6中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器9中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐7中；将共沸蒸馏器9中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐中11。微乳液对“三苯”废气的吸收效率为93.4％，经过共沸蒸馏回收后，其对“三苯”废气的吸收效果达到83.1％。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种处理苯系物有机废气的水包油型微乳吸收液，其特征在于，所述微乳吸收液的HLB值为13.8，所述微乳吸收液的原料组成包括：

水，混合油相，非离子表面活性剂和助表面活性剂；其中，所述混合油相为5#矿物油与10#矿物油的共混物，且所述混合油相中10#矿物油和5#矿物油的比例按质量比为1:1-5；

所述微乳吸收液还含有水性消泡剂、助剂、增稠剂和缓冲剂；

按质量百分比计，所述微乳吸收液中水的含量为80%~85%，混合油相的含量为5%~15%，非离子表面活性剂的含量为1%~5%，助表面活性剂的含量为0.5%~1%，水性消泡剂的含量为0.1%~0.5%，助剂的含量为0.3%~0.4%，增稠剂的含量为0.2%~0.3%，缓冲剂的含量为0.3%~0.5%；

所述水性消泡剂为聚醚类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂中的1种；

所述助剂为2-乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸、木质素磺酸钠的1种；

所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙二醇二硬脂酸脂、聚氧乙烯氢化蓖麻油、季戊四醇硬脂酸酯、甲基纤维素的1种；

所述缓冲剂为柠檬酸、柠檬酸钠、氢氧化钠、盐酸中至少1种；

所述非离子表面活性剂为Tween-60表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的微乳吸收液，其特征在于，所述助表面活性剂为正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的至少1种。

3.一种制备权利要求1所述微乳吸收液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照指定的质量百分比将所述非离子表面活性剂和助表面活性剂混合制备混表面活性剂溶液；

将所述混表面活性剂溶液与水混合置于容器中得到混表面活性剂水溶液，并在指定温度下边搅拌边按指定顺序加入混合油相、水性消泡剂、助剂、缓冲剂、增稠剂，制得所述微乳吸收液。

4.一种应用权利要求1所述微乳吸收液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将吸收液储液罐中的微乳吸收液通入喷淋塔中；

检测温度调节至常温后的有机废气的苯系物浓度，并将所述有机废气通入喷淋塔进行吸收净化；

检测吸收净化后的所述有机废气的苯系物浓度，并排出所述喷淋塔；

将饱和吸收液罐中的所述微乳吸收液输送至共沸蒸馏器中进行除杂处理，并将除杂后的所述微乳吸收液输送回解吸液罐中；

将共沸蒸馏器中蒸出的蒸汽收集至VOCs储液罐中。