一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法
技术领域
本发明属于化工产品资源综合利用技术领域,具体涉及一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法。
背景技术
造粒废气是造粒装置在锂吸附剂成型过程中产生的废弃物,每生产1t锂吸附剂就会产生80~120m3的造粒废气,主要成分为粉体粉尘和毒性的有机物。粉体粒度在0.048~0.45mm之间,主要成分是锂吸附剂的有效成分~前驱体,每方废气中固含量为5~10Kg。毒性有机物主要是锂吸附剂前驱体的粘结溶剂和制孔剂,包含三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烷、四氯乙烯中的一种或几种。
锂吸附剂造粒废气若直接排放,大量的粉尘和甲类有机物将会造成环境污染。通过火炬直接燃烧再排放,不仅增加吸附剂产品的成本,含固粉尘燃烧不完全,也会污染大气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法,用于解决锂吸附剂造粒过程中产生含尘和毒性有机物废气的分离问题,解决毒性有机物排放导致污染大气的问题。
本发明采用以下技术方案:
一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统,包括废气收集装置,废气收集装置的输入端与造粒装置连接,输出端经洗涤装置与造粒装置连接构成回路,洗涤装置分别连接分离提纯装置和溶剂回收装置,造粒装置产出的废气经废气收集装置收集并进行增压处理,经洗涤装置洗涤后,通过分离提纯装置进行提纯处理,制得符合锅炉燃料要求的有机气体;固相作为原料经造粒装置制造成锂吸附剂产品;微溶有机物经溶剂回收装置回收后用于锂吸附剂前驱体的粘结溶剂和制孔剂回收使用。
具体的,废气收集装置包括废气收集设备,废气收集设备的入口端与造粒装置连接,出口端经引风机连接洗涤装置的洗涤塔。
具体的,洗涤装置包括洗涤塔,洗涤塔的入口端与废气收集装置的引风机连接,出口端依次经固液储罐、离心设备、洗涤液储罐和输送泵后连接回洗涤塔形成循环,离心设备与造粒装置连接,洗涤液储罐与溶剂回收装置连接。
具体的,分离提纯装置连接锅炉装置,用于将提纯处理的有机气体作为燃气提供给锅炉装置用作燃料。
具体的,分离提纯装置连接树脂生产装置,用于收集有机气体并经分离提纯装置提纯后作送入锅炉装置。
本发明的另一个技术方案是,一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用方法,采用锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统,包括以下步骤:
S1、废气收集装置收集造粒装置排放的废气,废气收集装置内设置的引风机采用下进上出方式,将含粉体粉尘和毒性有机物的废气增压至10~50KPa;
S2、将增压处理后的废气送入洗涤装置,并与洗涤装置顶部的洗涤液进行逆流接触洗涤,再对粉尘进行洗涤和脱雾处理,去除气相中携带的液滴及水雾;
S3、将洗涤装置气相出口处的含毒性有机气体送入分离提纯装置进行提纯处理,将提纯后含量为95%~99%的有机气体送入锅炉装置作为燃料;
S4、将洗涤装置内的固液相送入固液储罐缓存,将液相经,离心设备进行固液分离处理,将分离处理后的固相返回造粒装置进行造粒,将分离处理后的液相进行循环使用。
具体的,步骤S1中,废气的粒度为0.048~0.45mm,固含量5~10Kg/m3,有机气体含量为50%~63%,温度为10~40℃。
具体的,步骤S2中,顶部洗涤液的温度为10~40℃,流量为20~30m3/h。
具体的,步骤S3中,含毒性有机气体的含量为49.4%~61.8%,湿度为70%~80%。
具体的,步骤S4中,液相的温度为10~40℃,液相组成为固含量5~10%,毒性有机物为0.05%~1%;固相含水率为48%~65%,固相的回收率为98.5%~99.8%;当洗涤装置底部分层高度达到10~20cm时,将含有毒性的有机物由底部排出,进入溶剂回收装置进行分离回收利用。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法,将造粒废气中的粉尘和有机溶剂分离出来,提供至原料生产装置用作原料,同时将造粒时产生的有机溶剂气体提供至物料生产装置用作燃料,不仅减少无组织排放对环境的污染,节约了相应锅炉装置的燃料天然气的用量,产生了良好的经济效益,而且提高了有机溶剂及其粉尘的利用率,实现资源综合利用和循环高效化。
进一步的,废气收集装置设于造粒装置和洗涤装置之间,主要用于收集和输送所述造粒装置产生的无组织排放气体。
进一步的,洗涤装置,设于废气收集装置、分离提纯装置和溶剂回收装置之间,主要实现所述造粒装置产生的粉体粉尘物质和毒性的有机物的分离和回收。
一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用方法,实现了所述造粒装置废气由原来的无组织排放到有组织零排放。本发明采用少量的洗涤剂循环使用;将毒性有机物用作燃料;粉体粉尘二次回收造粒,不会造成对环境的二次污染,运行成本低。
综上所述,本发明利用低能耗、简单实用的设备实现环境污染的综合治理,变废为宝,实现资源综合利用和循环高效化,节约吸附剂产品成本。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明提供的一种优选实施方式的锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法的工艺流程图;
图2为本发明提供的另一种优选实施方式的锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法的工艺流程图。
其中:1.造粒装置;2.废气收集装置;21.废气收集设备;22.引风机;3.洗涤装置;31.洗涤塔;32.固液储罐;33.离心设备;34.输送泵;35.洗涤液储罐;4.分离提纯装置;5.锅炉装置;6.树脂生产装置;7.溶剂回收装置。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法,将造粒系统产生的废气经过回收利用,不仅减少粉尘和有机气体对环境的污染,而且回收粉尘和毒性有机气体循环利用,降低锂吸附剂产品的能耗和成本。实现粉尘和毒性有机气体资源的减量化、资源化、无害化和综合利用。
请参阅图1,本发明一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法,包括废气收集装置2、洗涤装置3、分离提纯装置4和溶剂回收装置7,废气收集装置2的一端与造粒装置1连接,另一端经洗涤装置3与造粒装置1连接,洗涤装置3分别连接分离提纯装置4和溶剂回收装置7。
废气收集装置2包括废气收集设备21和引风机22,废气收集设备21的入口端连接造粒装置1,出口端连接引风机22,经引风机22连接洗涤装置3的洗涤塔31,利用废气收集器21将无组织排放的废气收集到固定的空间后,利用引风机运行时入口产生负压,收集器21的空间内的气流不断进入引风机叶道进行增压,从出风口被排出,形成连续运动从而达到废气收集的目的。
洗涤装置3包括洗涤塔31、固液储罐32、离心设备33、洗涤液储罐35和输送泵34。
洗涤塔31的入口端与废气收集装置2的引风机22连接,出口端依次经固液储罐32、离心设备33、洗涤液储罐35和输送泵34后连接回洗涤塔31形成循环;废气气体从塔下方进气口沿切向方向进入,在塔中与顶部喷头喷出的雾状洗涤液逆流接触,利用粉体易吸潮原理,粉体吸收部分洗涤液,形成结晶物化合物,在重力作用下将气相中粉体物质洗涤到液相中,从塔底部出料口出来进入固液储罐中32,气相通过除雾器除雾后,进入分离提纯装置4。
离心设备33与造粒装置1连接,洗涤塔31与分离提纯装置4连接,洗涤液储罐35与溶剂回收装置7连接,利用绕本身轴线高速旋转的转鼓产生离心力,在电机的驱动下,洗涤塔33洗涤下来的悬浮液中互不相容的固体颗粒与液体加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力的作用下实现各组分分离,并分别排除。
请参阅图2,造粒装置1经废气收集设备21与引风机22连接;洗涤塔31依次连接固液储罐32、离心设备33、洗涤液储罐35和输送泵34将输送泵34返回至洗涤塔31,洗涤塔31经分离提纯装置4连接锅炉装置5,分离提纯装置4连接树脂生产装置6,离心设备33连接造粒装置1能够将产生的固相返回到造粒装置1,洗涤液储罐35与溶剂回收装置7连接。
造粒装置1产出的废气经废气收集装置2收集并进行增压处理,经洗涤装置3洗涤后,通过分离提纯装置4进行提纯处理,制得符合锅炉燃料要求的有机气体,然后将有机气体作为燃气提供给锅炉装置5用作燃料;固相作为原料经造粒装置1制造成锂吸附剂产品;微溶有机物回收后用于锂吸附剂前驱体的粘结溶剂回收使用。
造粒废气每天产生量320~480m3,毒性有机物主要是锂吸附剂前驱体的粘结溶剂,包含三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烷、四氯乙烯中的一种或几种;
有机气体(vol)含量50%~63%。
粉体粒度在0.048~0.45mm,主要成分是锂吸附剂的有效成分-前驱体,每方废气中固含量为5~10Kg。
废气收集设备21包括3台废气收集器,用于收集造粒装置1产生的废气。
引风机22包括1台离心引风机,用于输送废气收集设备21收集的废气,并将压力增大,最大输送压力为50KPa,便于送往下一工段;其工作原理是由叶轮、机壳、进风口及传动部分四部分组成。
风机的叶轮转动时,叶道内的空气会受离心力作用向外运动,并在叶轮中央产生真空度,从进风口轴向吸入空气。
吸入的空气在叶轮入口处折转90°后进入叶道,并在叶片作用下获得动能和压能。气流从叶道甩出后进入蜗壳,经集中、导流后,从出风口排出,连续运动从而达到鼓风的目的。
洗涤塔31为1台带喷头的洗涤设备,将废气中固相通过液相洗涤下来,实现固相和气相的分离,气相进入分离提纯装置4进行提纯分离,满足下一工段使用要求,洗涤后含固液相进入固液储罐32。
固液储罐32用于储存洗涤塔洗涤下来的固液相,起到缓冲作用。
离心装置33用于固液分离,将分离出来的固、液相回用。
洗涤液储罐35用于缓冲储存离心设备33分离的母液。
输送泵34用于输送离心设备33分离的母液,作为洗涤塔31的循环液使用,节约洗涤液资源。
本发明一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用方法,包括以下步骤:
S1、造粒装置排放废气收集及其输送;
所述造粒装置每天产生约320~480m3的粒度在0.048~0.45mm、固含量5~10Kg/m3,有机气体(vol)含量为50%~63%、温度为10~40℃的含粉体粉尘和毒性有机物的废气气体通过所述废气收集装置收集后,进入所述引风机进行增压,增压到10~50KPa,送到所述洗涤装置。
S2、造粒废气粉体粉尘和有机气体分离
来自所述废气收集装置的气体通过洗涤塔下部进入洗涤塔,与顶部温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液逆流接触进行洗涤,将粉尘全部洗涤后,气相通过所述洗涤塔内的脱雾器脱雾,将气相中携带的液滴及水雾去除。
S3、含毒性的有机气体的分离提纯
所述洗涤塔气相出口中有机气体(vol)含量为49.4%~61.8%,湿度为70~80%;所述气相进入所述分离提纯装置进行提纯,提纯后的有机气体(vol)含量为95%~99%送所述锅炉装置用作燃料。
S4、含粉体粉尘的悬浊也的分离及其洗涤液回收。
所述洗涤塔洗涤的含固液相由底部进入所述固液储罐进行缓存,液相温度为10~40℃,液相组成为固含量5~10%,毒性有机物约为0.05~1%。所述固液储罐中悬浊液送至离心机进行固液分离,固相含水率为48~65%,固相的回收率达到98.5~99.8%;分离后的固相返回所述造粒装置进行造粒,离心分离的液相进行循环使用,液相循环使用一定时间后,通过设置在设备本体上的透明液位计进行观察测量,当底部分层高度达到10~20CM时,将含有毒性的有机物由底部排除,进入所述溶剂回收装置进行分离回收利用。
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中的附图,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。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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
控制造粒进风量为360m3/d,所述造粒装置按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照11:1进行配比生产。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气平均收集量为357.3m3/d,废气平均收集率为99.25%。检测废气中粒度在0.048~0.4mm,毒性有机物含量55.75%,粉尘粉体含量为6Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度54.5%,湿度为76%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为52%,24小时回收湿料4168.55Kg/d(折合干料为2167.64Kg/d),固相回收率在98.9%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔2.2天回收一次液相中的有机溶剂。
实施例2
控制造粒进风量为400m3/d,毒性有机物加入量按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照11:1进行配比。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气量平均为397.2m3/d,废气平均回收集率为99.3%。检测废气中粒度在0.048~0.45mm,毒性有机物平均含量52.8%,粉尘粉体含量为6.5Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度51.4%,湿度为73%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为55%,24小时回收湿料4656.62Kg/d(折合干料为2561.15Kg/d),固相回收率在99.2%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔2.31天回收一次液相中的有机溶剂。
实施例3
控制造粒进风量为400m3/d,,所述造粒装置按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照12:1进行配比生产。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气量平均为396.4m3/d,废气回收集率为99.1%。检测废气中粒度在0.048~0.45mm,毒性有机物平均含量53%,粉尘粉体含量为6.8Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度50.9%,湿度为70%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为50%,24小时回收湿料5353.30Kg/d(折合干料为2676.65Kg/d),固相回收率在99.3%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔2.41天回收一次液相中的有机溶剂。
实施例4
控制造粒进风量为400m3/d,所述造粒装置按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照13:1进行配比生产。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气量平均为399.2m3/d,废气回收集率为98.8%。检测废气中粒度在0.048~0.45mm,毒性有机物平均含量53.2%,粉尘粉体含量为7Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度51.4%,湿度为70%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为58%,24小时回收湿料4764.93Kg/d(折合干料为2763.66Kg/d),固相回收率在98.9%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔2.31天回收一次液相中的有机溶剂。
实施例5
控制造粒进风量为400m3/d,,所述造粒装置按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照11:2进行配比生产。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气量平均为395.2m3/d,废气回收集率为98.8%。检测废气中粒度在0.05~0.41mm,毒性有机物平均含量58%,粉尘粉体含量为6.6Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度56.3%,湿度为75%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为52%,24小时回收湿料5016Kg/d(折合干料为2608.32Kg/d),固相回收率在99.3%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔2.01天回收一次液相中的有机溶剂。
实施例6
控制造粒进风量为400m3/d,所述造粒装置按照锂吸附剂前驱体粉体与粘结剂、制孔剂按照11:3进行配比生产。
S1、控制时间24h,监测所述废气收集设备出口流量,废气量平均为394.4m3/d,废气回收集率为98.6%。检测废气中粒度在0.048~0.45mm,毒性有机物平均含量60%,粉尘粉体含量为6.5Kg/m3。
S2、将步骤S1收集的废气送至所述洗涤塔进行洗涤,采用温度为10~40℃、流量为20~30m3/h的洗涤液洗涤后气相出口毒性有机物平均浓度58.01%,湿度为75%,气相粉体粉尘含量未检测出,粉尘洗涤率100%。
S3、将步骤S2液相送入所述离心设备进行固液分离,固相含水率为52%,24小时回收湿料4885.63Kg/d(折合干料为2540.53Kg/d),固相回收率在99.1%。
S4、将步骤S3分离液相循环利用,每隔1.9天回收一次液相中的有机溶剂。
经上述实施例,本发明可以回收锂吸附剂造粒过程中产生不同浓度、风量的含粉体粉尘和毒性的有机废气,并将粉体粉尘和毒性有机物回收循环利用,实现废气物的资源化利用,降低吸附剂吨产品的能耗,提高产品的市场竞争力。
锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法投入运行时,通过废气收集装置和洗涤装置处理后,实现了造粒废气由原来的无组织排放向资源化回收利用的过程,减少无组织排放对环境的污染,节约了相应锅炉装置的燃料天然气的用量,产生了良好的经济效益,而且提高了有机溶剂及其粉尘的利用率,实现资源综合利用和循环高效化。
综上所述,本发明一种锂吸附剂产品造粒废气回收利用系统及方法,将造粒废气中的粉尘和有机溶剂分离出来,提供至原料生产装置用作原料,同时将造粒时产生的有机溶剂气体提供至物料生产装置用作燃料,不仅减少无组织排放对环境的污染,节约了相应锅炉装置的燃料天然气的用量,产生了良好的经济效益,而且提高了有机溶剂及其粉尘的利用率,实现资源综合利用和循环高效化。。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。