CN112473346A - 环氧乙烷废气处理并再生利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种环氧乙烷废气处理装置，尤其是能够使环氧乙烷灭废气过程中得到的乙二醇达到可回收利用浓度的处理装置。本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：1、首先，设计一个环氧乙烷废气水溶装置，这个环氧乙烷水溶装置是由多个串联的水溶塔构成，每个水溶塔上面都有一个水雾喷头，而且，这个水雾喷头的用水都来自一个储水罐(水解罐)中的循环用水。2、这个储水罐就是本发明专利设计的环氧乙烷废气水解罐，储水罐的容积要和灭菌柜的容积匹配，应设计为灭菌柜容积的50％左右。3、储水罐(水解罐)也是环氧乙烷废气溶液的水解罐其储水量要达到80～90％以上，并且，加入千分之一的浓硫酸作为水解催化剂。

Description

环氧乙烷废气处理并再生利用装置
所属技术领域
本发明专利涉及一种环氧乙烷废气处理装置，尤其是能够使环氧乙烷灭废气过程中得到的乙二醇达到可回收利用浓度的处理装置，既解决了环氧乙烷废气排放污染环境问题又使环氧乙烷废气处理衍生物得到再生利用，即节能减排又节约资源降低成本。
背景技术
环氧乙烷是一种光谱灭菌剂，可在常温下杀灭各种微生物，而且，可以穿透医疗器械的包装，因此，广泛用于医疗器械的灭菌药剂使用，在作为灭菌剂使用时是用环氧乙烷气体进行灭菌，一般环氧乙烷的灭菌浓度在600～1000mg/L，一个灭菌周期在12小时左右。环氧乙烷属于化学危险品，是易燃易爆的有毒气体，直接排放对环境有污染。环氧乙烷分子式为C2H4O，沸点为10.8℃，环氧乙烷气体的比重大于空气，环氧乙烷亲水性良好，其气体和液体都易溶解于水中，并可以再一定的条件下(如在催化剂作用下)发生水解化学反应，产生乙二醇等醇化反应，其水解方程式是：
CH2CH2O+H2O＝HOCH2CH2OH。
目前国内外对环氧乙烷废气的主要处理方法有“催化分解法”、“冷凝法”、“缓冲燃烧法”、“水吸收法”等。其中，水吸收法具有适用性强、工艺简单、效果稳定、安全性相对较高等优点，实际工程应用较多。
“水吸收法”就是首先，把环氧乙烷废气溶解到水中，然后，通过，酸或碱催化水解成乙二醇为主物质的方法。在该方法应用中通过实验数据，得知常温C常压下环氧乙烷废液水解的温度水解速度随着温度升高加快，当升高到20℃时升高速度趋缓，综合考虑，环氧乙烷废液水解的温度在10℃～25℃到左右为宜。在温度10℃，水解反应中应用加千分之一(浓硫酸与环氧乙烷水溶液的体积比)，环氧乙烷水溶液浓度≤5000mg/L时，实验得到的数据是水解反应12小时98.3％的环氧乙烷都得到分解，当温度高于10℃时，好于这个效果，在冬季当温度低于10℃时可以增加酸催化量来达到这个效果。
参见《废水中环氧丙烷和环氧乙烷的酸化水解预处理》
王亚兵，周小虹，周武超，王莉萍，武坤(黎明化工研究院)
乙二醇是一种无色微粘的液体，沸点是197.4℃，冰点是-11.5℃，能与水任意比例混合。混合后由于改变了冷却水的蒸气压，在乙二醇浓度在25％以后随着浓度的增加冰点显著降低，当浓度达到66％时冰点最低可以达到-68℃。随后浓度再增加冰点开始升高。因此，乙二醇水溶液广泛做为防冻液使用，但乙二醇水溶液应该达到一定的浓度(≥25％)才能做为防冻液使用，目前还没有在处理环氧乙烷废气时得到≥25％浓度乙二醇等先例。
发明专利内容
为了解决环氧乙烷灭菌柜灭菌后环氧乙烷废气处理和再生利用问题，本发明专利提供一种能够对环氧乙烷废气进行水解处理并再生利用的装置，该装置既解决了环氧乙烷废气排放污染环境的问题又使水解得到的乙二醇达到一定的浓度得到再生循环利用，即节能环保又节约资源降低成本。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：
1、首先，设计一个环氧乙烷废气水溶装置，这个环氧乙烷水溶装置是由多个串联的水溶塔构成，这些水溶塔使用PVC或PPR材料构成，即降低成本又不锈蚀，每个水溶塔上面都有一个水雾喷头，而且，这个水雾喷头的用水都来自一个储水罐(水解罐)中的循环用水。
2、这个储水罐就是本发明专利设计的环氧乙烷废气水解罐，储水罐的容积要和灭菌柜的容积匹配，应设计为灭菌柜容积的50％左右，例如10立方米的灭菌柜配5立方米的储水罐(水解罐)，20立方米的灭菌柜配10立方米的储水罐(水解罐)，储水罐(水解罐)这样容积设计的目的是为了即不浪费有能使灭菌柜每次处理废气时得到的环氧乙烷废气水溶液的浓度都低于5000mg/L，以保证每个灭菌周期的12小时内把环氧乙烷废气水溶液中的环氧乙烷都分解成乙二醇。
3、储水罐(水解罐)也是环氧乙烷废气溶液的水解罐其储水量要达到80～90％以上，并且，加入千分之一的浓硫酸作为水解催化剂，储水罐(水解罐)连接一个水泵为水溶装置的水雾喷头供水溶解环氧乙烷废气中的环氧乙烷，同时，水溶装置的出水口与储水罐(水解罐)连接，使溶解得到的环氧乙烷水溶液又流回这个储水罐(水解罐)中。
这样设计的技术理由是：在环氧乙烷灭菌柜的有效灭菌时间为8小时左右，加之装柜、预热、投药、解析、出柜等程序，每个灭菌周期在12小时以上，环氧乙烷灭菌柜的灭菌浓度在600mg/L～1000mg/L，这样，储水罐(水解罐)的容积是灭菌柜容积的50％左右，那么，首次得到的环氧乙烷水溶液的浓度应低于2000mg/L，考虑到是重复进行环氧乙烷水解，由于，一个灭菌周期在12小时以上，下一次环氧乙烷废气水溶液进入水解罐之前，水解罐中的环氧乙烷都已经水解完成，而且，要求生成的乙二醇浓度不会超过50％的浓度，所以，每次溶解环氧乙烷废气得到的环氧乙烷水溶液浓度都会低于5000mg/L。这样，就可以重复使用储水罐的溶液进行环氧乙烷废气的水解，直到得到所需要的乙二醇浓度时，排除水解罐中乙二醇水溶液再生利用。排出后的储水罐(水解罐)再注入水和浓硫酸进行新一轮的水解工作。
本发明专利的有益效果是，用低廉的成本和简单有效的办法解决环氧乙烷废气处理和再生利用问题，既节能减排、保护环境，又节约成本、创造新的价值。
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
附图1是本发明专利的系统结构示意图。
在附图1中1～16是串联的环氧乙烷灭菌废气水溶塔组、环氧乙烷废气依次经过1～16的水溶塔进行反复水溶解；17是排气管道；18是环氧乙烷水溶液收集管道；19是环氧乙烷灭菌柜；20是环氧乙烷水溶液储存罐(水解罐)；21是循环水泵；22是环氧乙烷废气进入管道；23是是喷雾水管道；24喷雾管路；25是环氧乙烷水溶液回收管；K1是乙二醇溶液排出阀；K2是放气阀。
具体实施过程中，
在19灭菌柜完成灭菌后，排除的废气由22环氧乙烷废气进入管路依次进入1～16是串联的环氧乙烷灭菌废气水溶塔组，这时，21是循环水泵工作，每个水溶塔上面的喷头都开始喷水雾，环氧乙烷废气依次经过每个水溶塔进行环氧乙烷的水溶解，经过反复的水溶解使废气中的环氧乙烷气体溶解到水中形成环氧乙烷水溶液，其水溶液通过18是环氧乙烷水溶液收集管路流进20储水罐中，而废气中的空气从17是排气管道排出，经过一定时间的废气排出(解析)完成灭菌柜灭菌废气处理的环氧乙烷水溶解过程。这时储存到20储存罐(水解罐)中的环氧乙烷水溶液开始水解，经过12个小时左右的环氧乙烷水解，环氧乙烷都水解成乙二醇为主的溶液。所以，当下一个灭菌周期开始进行废气处理时20储存罐(水解罐)中的水解工作已经完成，可以用20储存罐(水解罐)中的乙二醇水溶液进行环氧乙烷废气的水溶解。如此反复利用乙二醇水溶液进行环氧乙烷废气的水溶和水解，直到生成的乙二醇浓度达到再生利用所需要的浓度时，把20储存罐(水解罐)中的乙二醇溶液排出再生利用，20储存罐(水解罐)重新注入水和浓硫酸进行新一轮的环氧乙烷废气处理并再生利用工作。

Claims (3)

1.一种环氧乙烷废气处理并再生利用装置，其特征在于，首先，设计一个环氧乙烷废气水溶装置，这个环氧乙烷水溶装置是由多个串联的水溶塔构成，这些水溶塔使用PVC或PPR材料构成，即降低成本又不锈蚀，每个水溶塔上面都有一个水雾喷头，而且，这个水雾喷头的用水都来自一个储水罐(水解罐)中的循环用水。
2.一种权利要求1所述的环氧乙烷废气处理并再生利用装置，其特征是在于这个储水罐就是本发明专利设计的环氧乙烷废气水解罐，储水罐的容积要和灭菌柜的容积匹配，应设计为灭菌柜容积的50％左右。
3.一种权利要求1所述的环氧乙烷废气处理并再生利用装置，其特征是储水罐(水解罐)也是环氧乙烷废气溶液的水解罐其储水量要达到80～90％以上，并且，加入千分之一的浓硫酸作为水解催化剂，储水罐(水解罐)连接一个水泵为水溶装置的水雾喷头供水溶解环氧乙烷废气中的环氧乙烷，同时，水溶装置的出水口与储水罐(水解罐)连接，使溶解得到的环氧乙烷水溶液又流回这个储水罐(水解罐)中。
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