CN112742180A - 3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了3‑氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法，氨气在除氨箱进行了吸收处理，气液分离组件对吸收处理后的气液混合物进行气相与液相的分离，其中倾斜设置的进风口就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮，这样就会带动扬水轮旋转，扬水轮转动时能将去离子水带起，扬起的去离子水能提高与氨气的接触面积，同时加速集水仓中去离子水的液体流动，提高氨气处理效果，扬水轮转动带起去离子水时，扬起的去离子水会冲击挡水板，形成再一次飞溅，进一步提高去离子水与氨气的接触面积，在氨气流速较小不足以带动扬水轮转动时，可以启动电机，电机可主动带动扬水轮转动，整个发明能很好的对氨气进行吸附处理，处理效率高的同时具备可实施性。

Description

3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及到化工合成附加技术，特别涉及3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法。
背景技术
3-氰基吡啶，又称烟腈，分子式为C6H4N2，分子量为104.11，是一种白色晶体。能升华，溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯和石油醚，稍溶于水。主要用途是用作医药、食品添加剂、饲料添加剂、农药等的中间体。在3-氰基吡啶的合成中，主要以3-甲基吡啶和2-甲基-5乙基吡啶等烷基吡啶作为起始原料，在催化剂的作用下，和氨气、氧气反应，生成3-氰基吡啶。
在3-氰基吡啶废水合成过程需要对剩余的废气进行处理，其中主要的有害废气为氨气。现有的处理方式一般为将废气注入水中，然后自然排放，但是此种处理方法对氨气的吸附效果一般，实用性不佳。
发明内容
发明的目的在于提供3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法，该发明具有处理效率高的同时具备可实施性的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，包括合成釜、过渡罐、除氨箱和气液分离组件，所述合成釜通过管道连接过渡罐，过渡罐的输出端安装有风机，过渡罐通过风机和管道连接除氨箱；
所述除氨箱包括箱体、进风口、横轴、扬水轮、出风口和集水仓，箱体的底端安装有集水仓，箱体的侧壁上安装有进风口、横轴和出风口，横轴的两端通过轴承与箱体的侧壁活动连接，横轴的外壁安装有扬水轮，所述扬水轮位于靠近进风口的一侧，扬水轮包括套筒、环板和扇板，套筒套装在横轴的外侧，套筒的两端边缘与环板固定，环板的内腔中安装均匀分布的扇板，扇板还与套筒的外壁接触，箱体通过出风口和管道连接气液分离组件；
所述气液分离组件包括圆筒、中心管、斜板、旋流管和冷凝斜板，圆筒通过管道连接箱体侧壁上的出风口，圆筒的内壁与斜板连接，斜板的中心处安装有中心管，中心管的外壁安装有旋流管，中心管的内侧铺设有对称分布的冷凝斜板。
优选的，所述集水仓中盛装有去离子水，环板的底边缘与去离子水的液面接触。
优选的，所述集水仓中盛装有氢氧化钠碱性溶液，环板的底边缘与氢氧化钠碱性溶液的液面接触。
优选的，所述箱体的内侧安装有挡水板，挡水板位于扬水轮的斜上方。
优选的，所述箱体的外壁上安装有电机，电机的输出端通过转接套连接横轴。
优选的，所述圆筒的顶端安装有进口和出口，进口与出口被斜板隔离开。
优选的，所述进风口倾斜设置。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种基于3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置的处理方法，包括如下步骤：
S1：在合成釜中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜中会存在多余的氨气，同时合成釜会将多余的氨气输送到过渡罐；
S2：过渡罐对氨气进行过渡性储存，过渡罐间隔性的将其内部存储的氨气通过风机和管道输送给除氨箱；
S3：氨气从进风口进入除氨箱，此时的氨气经过风机加速形成高速气流，高速流动的氨气会冲击扬水轮，扬水轮被迫发生转动，扬水轮转动的过程中扬起吸收液，吸收液可以说是去离子水也可以是氢氧化钠碱性溶液，扬起的吸收液与高速流动的氨气接触，吸收液对氨气进行吸收，同时扬起的吸收液还会与挡水板接触形成更大范围的水花，进一步的吸收氨气；
S4：氨气在除氨箱进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会顺着出风口和管道流向气液分离组件；
S5：气液分离组件对氨气与吸收液形成的气液混合物进行分离，其中气液混合物从进口进入圆筒，气液混合物需顺着斜板与旋流管斜向下流动，然后从中心管的底端进入管内，中心管内侧安装的冷凝斜板再一次的对气液混合物进行分离，这样气液混合物中的液相绝大多数落到圆筒进行收集，气液混合物中的气相和残余的小部分液相从出口排除，出口的排出物不会对环境带来影响。
优选的，所述S3中，还可以启动电机，电机工作后带动扬水轮转动，此时扬水轮产生的水花和飞溅液珠更多，这样能更好的与氨气进行接触并完成吸收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的本3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法，过渡罐将其内部存储的氨气输送给除氨箱，氨气在除氨箱进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件，气液分离组件对气液混合物进行气相与液相的分离，其中倾斜设置的进风口就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮，这样就会带动扬水轮旋转，扬水轮转动时能将去离子水带起，扬起的去离子水能进一步的提高与氨气的接触面积，同时加速集水仓中去离子水的液体流动，提高氨气处理效果，扬水轮转动带起去离子水时，扬起的去离子水会冲击挡水板，形成再一次飞溅，进一步提高去离子水与氨气的接触面积，在氨气流速较小不足以带动扬水轮转动时，可以启动电机，电机可主动带动扬水轮转动，整个发明能很好的对氨气进行吸附处理，处理效率高的同时具备可实施性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的除氨箱正向剖面示意图；
图3为本发明的除氨箱俯向剖面示意图；
图4为本发明的扬水轮侧面示意图；
图5为本发明的扬水轮结构示意图；
图6为本发明的气液分离组件剖面示意图。
图中：1、合成釜；2、过渡罐；21、风机；3、除氨箱；31、箱体；32、进风口；33、横轴；34、扬水轮；341、套筒；342、环板；343、扇板；35、出风口；36、集水仓；37、挡水板；4、气液分离组件；41、圆筒；411、进口；412、出口；42、中心管；43、斜板；44、旋流管；45、冷凝斜板；5、电机。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例一：
请参阅图1-6，3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，包括合成釜1、过渡罐2、除氨箱3和气液分离组件4，合成釜1通过管道连接过渡罐2，过渡罐2的输出端安装有风机21，过渡罐2通过风机21和管道连接除氨箱3，其中合成釜1中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜1中会存在多余的氨气，同时合成釜1会将多余的氨气输送到过渡罐2，过渡罐2对氨气进行过渡性储存，过渡罐2间隔性的将其内部存储的氨气输送给除氨箱3，氨气在除氨箱3进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。
除氨箱3包括箱体31、进风口32、横轴33、扬水轮34、出风口35和集水仓36，箱体31的底端安装有集水仓36，箱体31的侧壁上安装有进风口32、横轴33和出风口35，横轴33的两端通过轴承与箱体31的侧壁活动连接，横轴33的外壁安装有扬水轮34，扬水轮34位于靠近进风口32的一侧，进风口32倾斜设置，倾斜设置的进风口32就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮34，这样就会带动扬水轮34旋转，扬水轮34包括套筒341、环板342和扇板343，套筒341套装在横轴33的外侧，套筒341的两端边缘与环板342固定，环板342的内腔中安装均匀分布的扇板343，集水仓36中盛装有去离子水，环板342的底边缘与去离子水的液面接触，去离子水用于吸收氨气，扬水轮34转动时，扬水轮34能将去离子水带起，扬起的去离子水能进一步的提高与氨气的接触面积，提高氨气处理效果，扇板343还与套筒341的外壁接触，箱体31的内侧安装有挡水板37，挡水板37位于扬水轮34的斜上方，扬水轮34转动带起去离子水时，扬起的去离子水会冲击挡水板37，形成再一次飞溅，进一步提高去离子水与氨气的接触面积，箱体31通过出风口35和管道连接气液分离组件4，箱体31的外壁上安装有电机5，电机5的输出端通过转接套连接横轴33，在氨气流速较小不足以带动扬水轮34转动时，可以启动电机5，电机5可主动带动扬水轮34转动，电机5在正常情况下不影响扬水轮34的转动。
气液分离组件4包括圆筒41、中心管42、斜板43、旋流管44和冷凝斜板45，圆筒41的顶端安装有进口411和出口412，进口411与出口412被斜板43隔离开，圆筒41通过管道连接箱体31侧壁上的出风口35，圆筒41的内壁与斜板43连接，斜板43的中心处安装有中心管42，中心管42的外壁安装有旋流管44，中心管42的内侧铺设有对称分布的冷凝斜板45，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。
实施例二：
请参阅图1-6，3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，包括合成釜1、过渡罐2、除氨箱3和气液分离组件4，合成釜1通过管道连接过渡罐2，过渡罐2的输出端安装有风机21，过渡罐2通过风机21和管道连接除氨箱3，其中合成釜1中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜1中会存在多余的氨气，同时合成釜1会将多余的氨气输送到过渡罐2，过渡罐2对氨气进行过渡性储存，过渡罐2间隔性的将其内部存储的氨气输送给除氨箱3，氨气在除氨箱3进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。
除氨箱3包括箱体31、进风口32、横轴33、扬水轮34、出风口35和集水仓36，箱体31的底端安装有集水仓36，箱体31的侧壁上安装有进风口32、横轴33和出风口35，横轴33的两端通过轴承与箱体31的侧壁活动连接，横轴33的外壁安装有扬水轮34，扬水轮34位于靠近进风口32的一侧，进风口32倾斜设置，倾斜设置的进风口32就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮34，这样就会带动扬水轮34旋转，扬水轮34包括套筒341、环板342和扇板343，套筒341套装在横轴33的外侧，套筒341的两端边缘与环板342固定，环板342的内腔中安装均匀分布的扇板343，集水仓36中盛装有氢氧化钠碱性溶液，环板342的底边缘与氢氧化钠碱性溶液的液面接触，氢氧化钠碱性溶液用于吸收氨气，氢氧化钠碱性溶液相对去离子水有更好的氨气吸附效果，扬水轮34转动时，扬水轮34能将氢氧化钠碱性溶液带起，扬起的氢氧化钠碱性溶液能进一步的提高与氨气的接触面积，提高氨气处理效果，扇板343还与套筒341的外壁接触，箱体31的内侧安装有挡水板37，挡水板37位于扬水轮34的斜上方，扬水轮34转动带起氢氧化钠碱性溶液时，扬起的氢氧化钠碱性溶液会冲击挡水板37，形成再一次飞溅，进一步提高氢氧化钠碱性溶液与氨气的接触面积，箱体31通过出风口35和管道连接气液分离组件4，箱体31的外壁上安装有电机5，电机5的输出端通过转接套连接横轴33，在氨气流速较小不足以带动扬水轮34转动时，可以启动电机5，电机5可主动带动扬水轮34转动。
气液分离组件4包括圆筒41、中心管42、斜板43、旋流管44和冷凝斜板45，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。
3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置的处理方法，包括如下步骤：
第一步：在合成釜1中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜1中会存在多余的氨气，同时合成釜1会将多余的氨气输送到过渡罐2；
第二步：过渡罐2对氨气进行过渡性储存，过渡罐2间隔性的将其内部存储的氨气通过风机21和管道输送给除氨箱3；
第三步：氨气从进风口32进入除氨箱3，此时的氨气经过风机21加速形成高速气流，高速流动的氨气会冲击扬水轮34，扬水轮34被迫发生转动，扬水轮34转动的过程中扬起吸收液，吸收液可以说是去离子水也可以是氢氧化钠碱性溶液，扬起的吸收液与高速流动的氨气接触，吸收液对氨气进行吸收，同时扬起的吸收液还会与挡水板37接触形成更大范围的水花，进一步的吸收氨气。在氨气流速较小不足以带动扬水轮34转动时，可以启动电机5，电机5工作后带动扬水轮34转动，此时扬水轮34产生的水花和飞溅液珠更多，这样能更好的与氨气进行接触并完成吸收；
第四步：氨气在除氨箱3进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会顺着出风口35和管道流向气液分离组件4；
第五步：气液分离组件4对氨气与吸收液形成的气液混合物进行分离，其中气液混合物从进口411进入圆筒41，气液混合物需顺着斜板43与旋流管44斜向下流动，然后从中心管42的底端进入管内，中心管42内侧安装的冷凝斜板45再一次的对气液混合物进行分离，这样气液混合物中的液相绝大多数落到圆筒41进行收集，气液混合物中的气相和残余的小部分液相从出口412排除，出口412的排出物不会对环境带来影响。
本3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，包括合成釜1、过渡罐2、除氨箱3和气液分离组件4，合成釜1通过管道连接过渡罐2，过渡罐2的输出端安装有风机21，过渡罐2通过风机21和管道连接除氨箱3，其中合成釜1中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜1中会存在多余的氨气，同时合成釜1会将多余的氨气输送到过渡罐2，过渡罐2对氨气进行过渡性储存，过渡罐2间隔性的将其内部存储的氨气输送给除氨箱3，氨气在除氨箱3进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。其中除氨箱3包括箱体31、进风口32、横轴33、扬水轮34、出风口35和集水仓36，倾斜设置的进风口32就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮34，这样就会带动扬水轮34旋转，集水仓36中盛装有去离子水或氢氧化钠碱性溶液，扬水轮34转动时，扬水轮34能将去离子水带起，扬起的去离子水能进一步的提高与氨气的接触面积，同时加速集水仓36中去离子水的液体流动，提高氨气处理效果，挡水板37位于扬水轮34的斜上方，扬水轮34转动带起去离子水时，扬起的去离子水会冲击挡水板37，形成再一次飞溅，进一步提高去离子水与氨气的接触面积，在氨气流速较小不足以带动扬水轮34转动时，可以启动电机5，电机5可主动带动扬水轮34转动，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离。
综上所述，本发明提出的本3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置及处理方法，过渡罐2将其内部存储的氨气输送给除氨箱3，氨气在除氨箱3进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会流向气液分离组件4，气液分离组件4对气液混合物进行气相与液相的分离，其中倾斜设置的进风口32就会将氨气气流倾斜的吹向扬水轮34，这样就会带动扬水轮34旋转，扬水轮34转动时能将去离子水带起，扬起的去离子水能进一步的提高与氨气的接触面积，同时加速集水仓36中去离子水的液体流动，提高氨气处理效果，扬水轮34转动带起去离子水时，扬起的去离子水会冲击挡水板37，形成再一次飞溅，进一步提高去离子水与氨气的接触面积，在氨气流速较小不足以带动扬水轮34转动时，可以启动电机5，电机5可主动带动扬水轮34转动，整个发明能很好的对氨气进行吸附处理，处理效率高的同时具备可实施性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，包括合成釜(1)、过渡罐(2)、除氨箱(3)和气液分离组件(4)，其特征在于：所述合成釜(1)通过管道连接过渡罐(2)，过渡罐(2)的输出端安装有风机(21)，过渡罐(2)通过风机(21)和管道连接除氨箱(3)；
所述除氨箱(3)包括箱体(31)、进风口(32)、横轴(33)、扬水轮(34)、出风口(35)和集水仓(36)，箱体(31)的底端安装有集水仓(36)，箱体(31)的侧壁上安装有进风口(32)、横轴(33)和出风口(35)，横轴(33)的两端通过轴承与箱体(31)的侧壁活动连接，横轴(33)的外壁安装有扬水轮(34)，所述扬水轮(34)位于靠近进风口(32)的一侧，扬水轮(34)包括套筒(341)、环板(342)和扇板(343)，套筒(341)套装在横轴(33)的外侧，套筒(341)的两端边缘与环板(342)固定，环板(342)的内腔中安装均匀分布的扇板(343)，扇板(343)还与套筒(341)的外壁接触，箱体(31)通过出风口(35)和管道连接气液分离组件(4)；
所述气液分离组件(4)包括圆筒(41)、中心管(42)、斜板(43)、旋流管(44)和冷凝斜板(45)，圆筒(41)通过管道连接箱体(31)侧壁上的出风口(35)，圆筒(41)的内壁与斜板(43)连接，斜板(43)的中心处安装有中心管(42)，中心管(42)的外壁安装有旋流管(44)，中心管(42)的内侧铺设有对称分布的冷凝斜板(45)。
2.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述集水仓(36)中盛装有去离子水，环板(342)的底边缘与去离子水的液面接触。
3.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述集水仓(36)中盛装有氢氧化钠碱性溶液，环板(342)的底边缘与氢氧化钠碱性溶液的液面接触。
4.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述箱体(31)的内侧安装有挡水板(37)，挡水板(37)位于扬水轮(34)的斜上方。
5.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述箱体(31)的外壁上安装有电机(5)，电机(5)的输出端通过转接套连接横轴(33)。
6.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述圆筒(41)的顶端安装有进口(411)和出口(412)，进口(411)与出口(412)被斜板(43)隔离开。
7.根据权利要求1所述的3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置，其特征在于：所述进风口(32)倾斜设置。
8.基于权利要求1所述3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在合成釜(1)中进行3-氰基吡啶废水合成过程，合成釜(1)中会存在多余的氨气，同时合成釜(1)会将多余的氨气输送到过渡罐(2)；
S2：过渡罐(2)对氨气进行过渡性储存，过渡罐(2)间隔性的将其内部存储的氨气通过风机(21)和管道输送给除氨箱(3)；
S3：氨气从进风口(32)进入除氨箱(3)，此时的氨气经过风机(21)加速形成高速气流，高速流动的氨气会冲击扬水轮(34)，扬水轮(34)被迫发生转动，扬水轮(34)转动的过程中扬起吸收液，吸收液可以说是去离子水也可以是氢氧化钠碱性溶液，扬起的吸收液与高速流动的氨气接触，吸收液对氨气进行吸收，同时扬起的吸收液还会与挡水板(37)接触形成更大范围的水花，进一步的吸收氨气；
S4：氨气在除氨箱(3)进行了吸收，氨气与吸收液形成的气液混合物则会顺着出风口(35)和管道流向气液分离组件(4)；
S5：气液分离组件(4)对氨气与吸收液形成的气液混合物进行分离，其中气液混合物从进口(411)进入圆筒(41)，气液混合物需顺着斜板(43)与旋流管(44)斜向下流动，然后从中心管(42)的底端进入管内，中心管(42)内侧安装的冷凝斜板(45)再一次的对气液混合物进行分离，这样气液混合物中的液相绝大多数落到圆筒(41)进行收集，气液混合物中的气相和残余的小部分液相从出口(412)排除，出口(412)的排出物不会对环境带来影响。
9.如权利要求8所述的基于3-氰基吡啶废水合成过程中废气处理装置的处理方法，其特征在于，S3中，还可以启动电机(5)，电机(5)工作后带动扬水轮(34)转动，此时扬水轮(34)产生的水花和飞溅液珠更多，能更好的与氨气进行接触并完成吸收。
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