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一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置及技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸收‑吸附‑解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置及技术,用喷淋塔吸收剂对挥发性有机气体进行吸收,吸收后的含有低浓度有机物的吸收液,经过吸附剂进行吸附精制处理,将有机物吸附在吸附剂上,吸收液还原为吸收剂再回到吸收塔内再次进行吸收‑吸附,整个循环一直进行,直至吸附剂饱和失效,此时更换新的吸附剂继续吸收‑吸附处理,饱和吸附剂进行解吸再生,解吸出来的有机物进行回收利用,再生好的吸附剂等待再次使用。采用本发明装置及技术,处理挥发性有机气体,投资费用低、运行成本低、可回收挥发性有机物,处理效果良好,适合大多数有机废气的处理,特别是高含湿量有机废气、含卤代烃废气处理,可以达到很好的效果。

Description

一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置 及技术
技术领域:
本发明涉及一种处理有机气体的装置及技术,特别是一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置及技术。
背景技术:
VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的简称,由于其对人体健康、大气环境有明显的危害作用,越来越受到严格的控制。对于挥发性有机化合物的处理,液体吸收法的效果较好,设备投资非常低,但由于吸收液没有稳定、经济的处理方法,为保证吸收效果,只能频繁地进行更换新的吸收剂,造成环保压力增大,运行费用升高,限制了其使用,目前主要应用于酸性、碱性气体的吸收。一般的化工、制药企业往往只能使用昂贵的燃烧或者吸附装置,来保证尾气的处理效果。
挥发性有机化合物的处理的方法,主要包括以下几种:
液体吸收法是通过有机废气与液体吸收剂接触,使其中的有机废气被吸收剂所吸收,再经解吸,将有机溶剂除去或回收,并使吸收剂获得再生重复利用。由于工艺中可选用比吸附、催化燃烧装置处理气体能力大数倍的塔式吸收设备,因而设备的体积可做得小很多,设备费也低。但很难找到理想的吸收剂,原因是有机,溶剂一般都属非极性物质,难以溶于极性的水分子,而对有机气体溶解度较大的油类或芳烃萃取剂,一般价格较高,大多数还有异味。国内曾有人研究在水中添加表面活性剂等活性组分的办法,来提高对有机溶剂的溶解度。研究表明,以这种吸收剂来处理含苯喷漆尾气是可行的,但这一实验室研究结果未得到推广应用,这可能与吸收容量很有限的吸收剂的再生问题尚未解决有关。国内前些年使用以柴油等油类及芳烃萃取剂为吸收剂的有机废气吸收装置,曾在工业上有些应用实例,但都因吸收剂本身损耗大造成运行成本高或饱和后的吸收剂无法处理而下马。液体吸收法在国外使用也很少,报导亦不多。曾见有关日本印刷厂使用液体吸收法的报导,使用的吸收剂是含有催化剂的液体,使用运转费用较低,但有待进一步提高效率。特别是含湿量大、含卤废气的处理,目前是工业难题。国外有使用离子交换纤维的方式处理含卤代烃废气,能达到较好的效果。但在气相环境中,离子交换纤维的吸附量低,再生频繁,运行成本高;而且目前这种技术掌握在国外一些公司的手中,其投资成本也极高,影响了其推广使用。
目前许多企业采用通用性的喷淋塔对尾气进行简单吸收处理,除去部分有害气体处理后直接排放,这样还有许多遗留问题:吸收了有害气体的吸收剂因找不到合适的精制方式,吸收液不能循环使用,一些企业将吸收液直接排放又造成水体的污染,没有从根源上解决污染的问题,还造成资源的浪费。
专利201710820083.2,采用活性炭吸附-氮气脱附技术,但是对含湿的腐蚀性尾气没有好的解决办法,且活性炭吸附容量小,使用过的活性炭无法再生,存在二次污染问题。
专利201710853929.2,使用膜和活性炭结合方法处理尾气,特定尾气处理效果差,尤其是对含湿的卤代烃废气和微溶于水中有机废气,不能有效处理,且膜更换费用高,活性炭失效后缺乏妥善处理。
发明内容:
本发明针对经液体吸收法处理的吸收液,发明了一种处理装置及技术,可以将吸收液进行精制处理,回收其中的有机物,吸收液还原为吸收剂,可以回到装置中进行二次吸收。吸附处理装置中的吸附剂对于在吸收液中的非极性或者弱极性的挥发性有机物的吸附容量极大,吸附容量一般大于100g/L,再生一般使用价值低廉的气体,吸附的有机物可资源化回收利用。
本发明采用了吸附剂与喷淋塔结合的方式,采用吸收剂对挥发性有机气体进行吸收,吸收后的含有低浓度有机物的吸收液,经过吸附剂进行吸附精制处理,将有机物吸附在吸附剂上,吸收液经吸附处理后还原为吸收剂,返回吸收塔内再次进行吸收-吸附,整个循环一直进行,直至吸附剂饱和失效,此时更换新的吸附剂继续吸收剂-吸附处理,饱和吸附剂进行解吸再生,解吸出来的溶剂进行回收利用,再生好的吸附剂等待再次使用。
本发明通过以下技术方案实现:
一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置,包括离心风机(2)、循环泵(6)、吸收塔(19),排放口(18),及吸收塔(19)内一级喷淋系统(15)和一级填料(17),各部件通过管道和阀门密闭连接,其特征在于,在循环喷淋管路上连接有吸附塔(8),吸附塔(8)底部依次串接换热器(9)和接收罐(10),吸附塔(8)顶部连接解吸剂管道(11)。
所述吸收塔(19)内还装有单级或多级喷淋系统(14)和单级或多级级填料(16)。
一种利用上述设备吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的技术,包含以下步骤:
(1)对生产排放尾气进行进气管道(1)收集,通过离心风机(2)由喷淋塔底部进塔废气管(3)送入喷淋吸收塔(19)进行吸收,吸收剂由喷淋塔内部喷淋系统(14)或喷淋系统(15)喷淋,净化后的尾气直接通过喷淋塔顶部的排放口(18)排放;
(2)吸收了有机物后的吸收液,经由喷淋塔底部吸收剂管道(5)和循环泵(6)泵入装有吸附剂的吸附塔(8);
(3)吸收液经过吸附剂的吸附精制处理后,其中的有机物被吸附剂吸附,吸收液解吸为吸收剂后通过喷淋进液管道(13),返回到吸收塔喷淋系统;
(4)吸附塔(8)内的吸附剂,连续精制处理吸收液后达到饱和,通过切换相应阀门,接通吸附塔(8)顶部解吸剂管道(11),通入一定温度的气体对饱和吸附剂进行解吸再生,挥发性有机气体经冷凝管道连接换热器(9)进行冷凝回收,收集在接收罐(10)内,冷凝水可以直接排放或者回用到喷淋吸收塔。
所述生产尾气为含可挥发性有机物的气体混合物。
所述吸收剂为水、碱溶液、酸溶液中的一种。
所述吸收液泵入吸附塔(8)的方式为由上向下,或者由下向上。
所述一定温度的气体温度为100-300℃。
所述一定温度的气体为水蒸汽、空气、氮气中的一种。
所述吸附剂为沸石、碳纤维、活性碳、大孔吸附树脂、离子交换树脂中的一种或几种。
本发明一种吸收-解吸循环再利用处理挥发性气体的装置及技术,具有以下优点:
1.本发明技术设备简单,投资和运行费用低,适用大部分工业难处理的尾气,;
2.本发明实现了吸收液的精制再利用,降低吸收液的使用成本;
3.本发明通过吸附剂的再生,实现了有机物的资源再利用,减少尾气对环境的危害,尤其是酸性卤代烃尾气的回收资源化。
附图说明:
图1是本发明的装置示意图:
1.进气管道; 2.离心风机; 3.进塔废气管; 4.喷淋水补充管;
5.吸收剂管道; 6.循环泵; 7.循环泵出液管; 8.吸附塔;
9.换热器; 10.接收罐; 11.解吸剂管道;
12.树脂柱进水管道; 13.喷淋水进水管道; 14.二级喷淋系统;
15.一级喷淋系统; 16.二级填料; 17.一级填料; 18.排放口、
19、吸收塔
具体实施方式:
下面基于实施例对本发明作进一步的阐述。
一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置,包括离心风机(2)、循环泵(6)、吸收塔(19),排放口(18),及吸收塔(19)内一级喷淋系统(15)和一级填料(17),二级喷淋系统(14)和二级填料(16),各部件通过管道和阀门密闭连接,其特征在于,在循环喷淋管路上连接有吸附塔(8),吸附塔(8)底部依次串接换热器(9)和接收罐(10),吸附塔(8)顶部连接解吸剂管道(11)。
实施例1:二氯甲烷尾气的吸收
尾气情况:风量1500m3/h、二氯甲烷浓度约15000mg/m3,含有氯化氢、水蒸气等,排气温度30℃。
设备及工艺:Φ1000*4000喷淋塔吸收,碱水流量4.5m3/h
树脂用量:3立方,牌号:XDA-1(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)
处理效果:出口二氯甲烷质量浓度小于20mg/m3
树脂脱附:蒸汽温度110℃,用量2t/天,回收二氯甲烷500kg/天
脱附冷凝水分层,上层液进入生化系统处理,下层液回收二氯甲烷
实施例二:二氯乙烷尾气的吸收:
尾气情况:风量8000m3/h、二氯乙烷浓度约20000mg/m3,含有氯化氢、水蒸气等,排气温度30℃。
设备及工艺:Φ3000*6000喷淋塔吸收,碱水流量35m3/h
树脂用量:10立方,型号:XDA-1(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)
处理效果:出口二氯乙烷质量浓度小于15mg/m3
树脂脱附:蒸汽温度115℃,用量8t/天,回收二氯甲烷3500kg/天
脱附冷凝水分层,上层液进入树脂系统处理后作为喷淋塔补水,下层液回收二氯乙烷
实施例三:乙酸丁酯尾气的吸收:
尾气情况:风量3000m3/h、乙酸丁酯浓度约5000mg/m3,含水蒸气,排气温度30℃。
设备及工艺:Φ1500*4000喷淋塔吸收,碱水流量10m3/h
树脂用量:3立方,型号:LX-3020(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)
处理效果:出口乙酸丁酯质量浓度小于10mg/m3
树脂脱附:蒸汽温度150℃,用量2t/天,回收二氯甲烷350kg/天。脱附冷凝水分层后,上清液回收乙酸丁酯,下层液进入污水站处理。
实施例4:甲苯尾气的吸收
尾气情况:风量2000m3/h、甲苯浓度约2000mg/m3,含有氯化氢、水蒸气等,排气温度30℃。
设备及工艺:Φ1000*4000喷淋塔吸收,碱水流量4.5m3/h
吸附剂用量:3立方,牌号:碳纤维
处理效果:出口甲苯质量浓度小于100mg/m3
碳纤维脱附:氮气温度200℃,20-30min脱附时间,250m3/h,回收甲苯100kg/天。脱附冷凝水分层,上层液回收甲苯,下层液进入生化系统处理。
上述实施例对一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置及技术进行的描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的装置,包括离心风机(2)、循环泵(6)、吸收塔(19),排放口(18),及吸收塔(19)内一级喷淋系统(15)和一级填料(17),各部件通过管道和阀门密闭连接,其特征在于,在循环喷淋管路上连接有吸附塔(8),吸附塔(8)底部依次串接换热器(9)和接收罐(10),吸附塔(8)顶部连接解吸剂管道(11)。
2.根据权利要求1所述回收挥发性有机气体的装置,其特征在于,所述吸收塔(19)内还装有单级或多级喷淋系统(14)和单级或多级填料(16)。
3.一种利用权利要求1所述设备吸收-吸附-解吸循环资源化回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,包含以下步骤:
(1)对生产排放尾气进行进气管道(1)收集,通过离心风机(2)由喷淋塔底部进塔废气管(3)送入喷淋吸收塔(19)进行吸收,吸收剂由喷淋塔内部喷淋系统(14)或喷淋系统(15)喷淋,净化后的尾气直接通过喷淋塔顶部的排放口(18)排放;
(2)吸收了有机物后的吸收液,经由喷淋塔底部吸收剂管道(5)和循环泵(6)泵入装有吸附剂的吸附塔(8);
(3)吸收液经过吸附剂的吸附精制处理后,其中的有机物被吸附剂吸附,吸收液解吸为吸收剂后通过喷淋进液管道(13),返回到吸收塔喷淋系统;
(4)吸附塔(8)内的吸附剂,连续精制处理吸收液后达到饱和,切换相应阀门接通吸附塔(8)顶部解吸剂管道(11),通入一定温度的气体对饱和吸附剂进行解吸再生,挥发性有机气体经冷凝管道连接换热器(9)进行冷凝回收,收集在接收罐(10)内,冷凝水可以直接排放或者回用到喷淋吸收塔。
4.根据权利要求3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述生产尾气为含可挥发性有机物的气体混合物。
5.根据权利要3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述吸收剂为水、碱溶液、酸溶液中的一种。
6.根据权利要求3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述吸收液泵入吸附塔(8)的方式为由上向下,或者由下向上。
7.根据权利要求3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述一定温度的气体温度为100-300℃。
8.根据权利要求3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述一定温度的气体为水蒸汽、空气、氮气中的一种。
9.根据权利要求3所述回收挥发性有机气体的技术,其特征在于,所述吸附剂为沸石、碳纤维、活性碳、大孔吸附树脂、离子交换树脂中的一种或几种。
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