CN110314494B - 一种有机废气的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种有机废气的处理方法，包括以下步骤：1）通过引风设备将有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降；2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中进行初步吸收处理；3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收；4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气；相较传统的有机废气处理方法本发明具有工艺简单、费用低、适应性强的优点，适宜进一步推广应用。

Description

一种有机废气的处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种有机废气的处理方法。
背景技术
近年来，随着我国经济水平的快速发展，石油化工、印刷涂料和电子等行业迅速发展，带来的环境污染问题也越来越严重。其中，工业行业发展将产生大量挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）的排放，不仅会对人类的健康和环境造成极大的威胁，而且VOCs在大气对流层和平流层中会破坏臭氧层和进行大气光化学反应，生成酸性物质、大气颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等二次污染物，而PM2.5和O3是造成我国目前大气环境问题的主要原因。
目前，国内外治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、生物降解法及热破坏法。
1）吸附法：是采用吸附剂，将废气混合物中的污染物积聚或凝缩在表面，达到分离去除目的。该方法工艺简单，净化效率高，一次投资少，运行费用低，但系统阻力较大，容易堵塞，且再生效率不高，适用于中低浓度的VOCs的净化。
2）吸收法：即洗涤法，是利用吸收剂选择吸收废气中各混合组分或者某种组分，达到净化废气的目的。该法设备简单，维护方便，系统阻力小，能耗低，但净化效率不高，处理后的尾气很难达到国标要求。
3）生物降解法：利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类。该法能耗低、费用低，缺点是占地面积大，使用范围有限。
4）热破坏法：废气中所含有机物均为可燃烧物质，热破坏法就是将废气直接引入专用的加热炉焚烧。该法对于低浓度废气焚烧彻底，缺点是处理能耗相对较高。
从以上分析比较可以看出，现行的各种VOCs治理方法各有优点，也都有其不足之处。随着新环保法的实施，对环保要求越来越高，发明一种工艺简单，投资低、适应性强的工业VOCs治理新方法是十分有意义的。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种有机废气的处理方法，通过对有机废气的二次吸收处理，有效降低了废气中VOCs的含量，使处理后的气体达到排放标准；此外，其还具有工艺简单、费用低、适应性强的优点。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
优选的，步骤1）中有机废气的VOCs浓度为1200~2400mg/L。
优选的，步骤1）中所述第一段水喷淋塔内的喷头为雾化喷头，且第一段水喷淋塔的喷淋密度为30~50m3/(m2·h)。
优选的，步骤2）中经除湿器处理后的气体湿度小于20%RH。
优选的，步骤（2）中柴油吸收设备的工艺参数为：控制液气比为120~150L/m3，吸收温度为12~30℃，吸收压力为30~80kPaG。
优选的，步骤3）中所述第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.4～0.8mm，喷淋压力为0.5～1.2Mpa，喷淋吸收剂的温度为23～26℃，有机废气的流速为1.5~2.0m/s，吸收剂与有机废气的液气比为12~15L/m3。
优选的，所述吸收剂包括水、柴油、Tween-80与正丁醇，其制备方法包括以下步骤：
a）将Tween-80与正丁醇混合均匀后，接着将混合液加入到水中进行搅拌混合，得到混合组分A；
b）搅拌状态下将混合组分A滴加入柴油中，制得混合组分B；
c）向制得混合组分B中加入适量正丁醇并混合均匀，制得上述吸收剂。
优选的，所述吸收剂中水、柴油、Tween-80与正丁醇的质量比为10：65：16.7：8.3，且步骤a）与步骤c）中正丁醇的质量比为2：1。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
（1）本发明提供的有机废气的处理方法具有工艺简单，投资低、适应性强的优点，通过对废气的二次吸收处理，有效降低了废气中VOCs浓度，VOCs吸收率可达 99.9％以上。
（2）柴油吸收设备虽具有设备简单，维护方便，系统阻力小，能耗低的优点，但其净化效率不高，处理后的尾气难以达到排放标准，本发明将其与吸收剂喷淋塔相结合，解决了柴油吸收设备对低浓度VOCs净化效率的问题，使处理后的尾气能够达到气体排放标准。
（3）本发明提供的吸收剂对低浓度的VOCs具有较好的吸收效果，结合高压喷淋技术，使吸收剂能够与废气中的挥发性有机化合物进行充分接触，有效提升了VOCs的吸收率。
（4）本发明中吸收剂是由水、柴油、Tween-80与正丁醇搅拌混合而成的微乳液，降低了吸收剂中油相的挥发性；吸收剂中正丁醇的加入不仅能够改善Tween-80的表面活性及亲水亲油平衡性，还能大量吸附于油水界面层，降低水油界面张力，使微乳液更加稳定；步骤c中正丁醇的加入能够于水相外层形成亲油层，利于废气中VOCs的吸收。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将VOCs浓度为1200mg/L的有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降，其中第一段水喷淋塔的喷头为雾化喷头，其喷淋密度为45m3/(m2·h)；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，除湿处理后的气体湿度为18%RH，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中，并在液气比130L/m3，吸收温度12℃，吸收压力30kPaG的工艺条件下，进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收，其中第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.4mm，喷淋压力为0.7Mpa，喷淋吸收剂的温度为26℃，有机废气的流速为1.5m/s，吸收剂与有机废气的液气比为12L/m3；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
吸收剂包括水、柴油、Tween-80与正丁醇，其制备方法包括以下步骤：
a）将Tween-80与正丁醇混合均匀后，接着将混合液加入到水中进行搅拌混合，得到混合组分A；
b）搅拌状态下将混合组分A滴加入柴油中，制得混合组分B；
c）向制得混合组分B中加入适量正丁醇并混合均匀，制得上述吸收剂。
吸收剂中水、柴油、Tween-80与正丁醇的质量比为10：65：16.7：8.3，且步骤a）与步骤c）中正丁醇的质量比为2：1。
实施例2：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将VOCs浓度为1600mg/L的有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降，其中第一段水喷淋塔的喷头为雾化喷头，其喷淋密度为30m3/(m2·h)；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，除湿处理后的气体湿度为16%RH，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中，并在液气比120L/m3，吸收温度18℃，吸收压力40kPaG的工艺条件下，进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收，其中第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.5mm，喷淋压力为0.5Mpa，喷淋吸收剂的温度为25℃，有机废气的流速为1.6m/s，吸收剂与有机废气的液气比为13L/m3；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
吸收剂所含成分、各成分比例及制备方法同实施例1。
实施例3：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将VOCs浓度为1800mg/L的有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降，其中第一段水喷淋塔的喷头为雾化喷头，其喷淋密度为35m3/(m2·h)；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，除湿处理后的气体湿度为12%RH，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中，并在液气比140L/m3，吸收温度24℃，吸收压力50kPaG的工艺条件下，进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收，其中第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.6mm，喷淋压力为0.6Mpa，喷淋吸收剂的温度为24℃，有机废气的流速为1.7m/s，吸收剂与有机废气的液气比为15L/m3；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
吸收剂所含成分、各成分比例及制备方法同实施例1。
实施例4：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将VOCs浓度为2200mg/L的有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降，其中第一段水喷淋塔的喷头为雾化喷头，其喷淋密度为40m3/(m2·h)；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，除湿处理后的气体湿度为15%RH，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中，并在液气比150L/m3，吸收温度30℃，吸收压力60kPaG的工艺条件下，进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收，其中第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.7mm，喷淋压力为0.9Mpa，喷淋吸收剂的温度为23℃，有机废气的流速为1.9m/s，吸收剂与有机废气的液气比为14L/m3；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
吸收剂所含成分、各成分比例及制备方法同实施例1。
实施例5：
一种有机废气的处理方法，包括如下步骤：
1）通过引风设备将VOCs浓度为2400mg/L的有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降，其中第一段水喷淋塔的喷头为雾化喷头，其喷淋密度为50m3/(m2·h)；
2）将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，除湿处理后的气体湿度为17%RH，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中，并在液气比135L/m3，吸收温度22℃，吸收压力80kPaG的工艺条件下，进行初步吸收处理；
3）将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收，其中第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.8mm，喷淋压力为1.2Mpa，喷淋吸收剂的温度为25℃，有机废气的流速为2.0m/s，吸收剂与有机废气的液气比为15L/m3；
4）将步骤3）处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气。
吸收剂所含成分、各成分比例及制备方法同实施例1。
吸收率检测：
分别对上述各实施例中步骤2处理后的废气浓度及步骤4处理后的废气浓度进行检测，具体检测结果如下表所示：（下表中S2与S4分别表示步骤2与步骤4）
吸收率1=（VOCs原浓度-S2处理后VOCS浓度）*100%/VOCs原浓度
吸收率2=（S2处理后VOCS浓度-S4处理后VOCS浓度）*100%/S2处理后VOCS浓度
Figure 290524DEST_PATH_IMAGE002
从上表可知，本发明提供的有机废气的处理方法能够有效降低废气中VOCs的浓度，且本发明提供的吸收剂对低浓度的有机废气也具有较好的吸收效果，具有较好的应用前景。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种有机废气的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过引风设备将有机废气引入到第一段水喷淋塔中进行喷淋，对有机废气进行降温，并对有机废气中的粉尘等颗粒物质进行沉降；
2)将经喷淋处理后的有机废气泵入到除湿器中进行除湿处理，接着再将除湿后的废气引入柴油吸收设备中进行初步吸收处理；
3)将经柴油吸收设备处理后的废气引入到第二段吸收剂喷淋塔中进行喷淋，对废气中的有机化合物进行二次吸收；
4)将步骤3)处理达标后的气体引入到油雾分离器中，除去气体中的油雾后排入大气；
所述吸收剂包括水、柴油、Tween-80与正丁醇，其制备方法包括以下步骤：
a)将Tween-80与正丁醇混合均匀后，接着将混合液加入到水中进行搅拌混合，得到混合组分A；
b)搅拌状态下将混合组分A滴加入柴油中，制得混合组分B；
c)向制得混合组分B中加入适量正丁醇并混合均匀，制得上述吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，步骤1)中有机废气的VOCs浓度为1200～2400mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，步骤1)中所述第一段水喷淋塔内的喷头为雾化喷头，且第一段水喷淋塔的喷淋密度为30～50m3/(m2·h)。
4.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，步骤2)中经除湿器处理后的气体湿度小于20％RH。
5.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，步骤(2)中柴油吸收设备的工艺参数为：控制液气比为120～150L/m3，吸收温度为12～30℃，吸收压力为30～80kPaG。
6.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，步骤3)中所述第二段吸收剂喷淋塔中的喷头孔径为0.4～0.8mm，喷淋压力为0.5～1.2Mpa，喷淋吸收剂的温度为23～26℃，有机废气的流速为1.5～2.0m/s，吸收剂与有机废气的液气比为12～15L/m3。
7.根据权利要求1所述的一种有机废气的处理方法，其特征在于，所述吸收剂中水、柴油、Tween-80与正丁醇的质量比为5：70：16.7：8.3，且步骤a)与步骤c)中正丁醇的质量比为2：1。
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