CN113041820A - 萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，用工业萘生产减水剂包括在磺化反应釜中发生的磺化反应阶段，所得磺化物转移至缩合反应釜中的缩合反应阶段和中和反应釜中的中和反应阶段；其特征在于，磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，其中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2M3/H；(2)将1级喷淋塔中的尾气通入碱液1级喷淋塔，喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为1.5‑3M3/H。方法，在不改动原有磺化设备基础上，在尾气处理系统中，增加萘的吸附装置，实现了无萘排放的要求。
Description
技术领域
本发明涉及磺化尾气处理技术领域，具体地，涉及萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法。
背景技术
萘系减水剂是一种高效减水剂，其生产工艺简单，原料来源广泛，用于机制砂混凝土中，具有适应性好，掺量不敏感等优点，目前市场上需求较大。
然而，在萘系减水剂生产过程中，废气的处理占用大量资源。尤其是工业萘与浓硫酸的磺化过程中产生大量的萘蒸汽和二氧化硫，通常的处理方法是通过液碱喷淋装置进行酸碱中和反应，并对萘蒸汽进行凝华，然后再经活性炭吸附后排放。该处理方法的缺点是，凝华的萘存在于碱液中仍然会挥发到大气中，难以消除对大气环境的污染，另外，由于大量萘的存在，造成活性炭吸附失效，更换频次极高，运行成本较大。另一种处理方法是采用共沸磺化技术，该共沸磺化技术记载于授权号为CN200910033483.4的中国发明专利，其发明名称为《萘系减水剂无萘排放的磺化方法》以及申请号为CN03153000.1的中国发明专利申请，其名称为《染料分散剂和混凝土减水剂生产的磺化工艺》。共沸磺化技术的优点是可以做到磺化过程无萘排放，对设备的要求较高，所有的管道必须是搪玻璃或者内衬四氟乙烯钢管，所有系统的阀门对耐酸要求也很高，对于原有装备改造费用很大。
为此，有必要研发新的用工业萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，以克服现有技术的不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，在不改动原有磺化设备基础上，在尾气处理系统中，增加萘的吸附装置，实现了无萘排放的要求。
本发明的技术方案如下：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，萘生产减水剂包括在磺化反应釜中发生的磺化反应阶段，所得磺化物转移至缩合反应釜中的缩合反应阶段和中和反应釜中的中和反应阶段；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，其中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2M3/H；
(2)将1级喷淋塔中的尾气通入碱液1级喷淋塔，喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为1.5-3M3/H。
较佳地，所述1级喷淋塔所得产物为吸附了萘的甲基萘，该吸附了萘的甲基萘用作磺化反应的原料，使用比例为原料萘的1/10-1/15。
较佳地，将从所述1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为1.5-3M3/H；所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔。
较佳地，所述缩合反应釜中缩合反应阶段或/和中和反应阶段产生的尾气通入所述碱液1级喷淋塔。
较佳地，所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为25-32％的液碱，喷淋流量为2M3/H。
较佳地，所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.0-4.1M3/H。
较佳地，所述1级喷淋塔直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述2级喷淋塔，所述碱液1级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔的结构和材质均与所述1级喷淋塔相同。
所述碱液1级喷淋塔出来的尾气或所述碱液2级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和/或活性炭吸附处理。
本发明的有益效果为：本发明所述的用萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，将磺化尾气通入喷淋甲基萘的喷淋塔中，通过甲基萘吸附尾气中的萘。经检测，浓硫酸与萘混合过程中，产生的磺化尾气中，萘的平均含量为1294.0g/M3，保温时产生的磺化尾气中，萘的平均含量为717.5g/M3，经喷淋甲基萘的所述1级喷淋塔吸收后，从喷淋塔中出来的尾气经过所述碱液1级喷淋塔吸收二氧化硫等酸性气体和水蒸汽，排放的尾气中，非甲烷总烃含量最大值为:13.4mg/m3,VOCs:7.35mg/m3，达到国家规定的尾气排放标准；该尾气进一步经过光触媒分解和/或活性炭吸附处理，达到基本无非甲烷总烃和无VOCs排放。
附图说明
图1为本发明所述用萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的萘生产减水剂，包括如下步骤：
(1)在磺化反应釜中发生的磺化反应阶段：在5000L搪瓷反应釜加入工业萘2600kg，升温至130-135℃，停止升温；加入浓硫酸2700kg，加酸用时60min，搪瓷反应釜内温度自然升为160-165℃，该阶段检测磺化反应釜尾气的温度为120℃，萘含量1294.0克/M3，废气平均流速12.21M3/H；在155-165℃条件下保温3小时，该阶段检测酸度为35.0-36.0％，磺化反应釜尾气的温度为105℃，萘含量717.5克/M3，废气平均流速2.10M3/H磺化完成，得到磺化物。
(2)所得磺化物转移至缩合反应釜中的缩合反应阶段：将磺化物转至缩合反应釜，降温至120-125℃，加水1500kg，搅拌10-15分钟，控制在97-100℃滴加含量37％甲醛980kg，滴加时间90-100min，在108-115℃条件下缩合至物料粘稠；加水1500kg稀释，得到稀释的缩合料。
(3)中和反应阶段:将缩合料转入中和反应釜，加入质量含量32％的液碱4600kg进行中和，得到含固量为41-42％的混凝土高效减水剂13.9吨。
实施例一：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将1级喷淋塔中的尾气通入碱液1级喷淋塔，喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为3M3/H。检测该碱液1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.0mg/m3,VOCs含量为:4.35mg/m3。
(3)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和活性炭吸附处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.2mg/m3,VOCs含量为:0.03mg/m3。
同时将磺化反应釜内的尾气不经过甲基萘1级喷淋塔，直接通入步骤(2)所述碱液1级喷淋塔，检测碱液1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:323.4mg/m3,VOCs含量为:125mg/m3。
所述1级喷淋塔直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述1级喷淋塔所得产物为吸附了萘的甲基萘，该吸附了萘的甲基萘可用作磺化反应的原料，使用比例为原料萘的1/10-1/15。检测
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.0M3/H。
实施例二：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为1.5M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将从1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为1.5M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.7mg/m3,VOCs含量为:3.8mg/m3；
(3)所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔，喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为1.5M3/H；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.0mg/m3,VOCs含量为:1.8mg/m3；
(4)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和活性炭吸附处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.4mg/m3,VOCs含量为:0.07mg/m3。
所述1级喷淋塔直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述1级喷淋塔所得产物为吸附了萘的甲基萘，该吸附了萘的甲基萘可用作磺化反应的原料，使用比例为原料萘的1/10-1/15。
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的流速为8M3/H。
实施例三：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2.5M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将从1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为3M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.7mg/m3,VOCs含量为:3.8mg/m3；
(3)所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔，所述碱液1级喷淋塔喷淋浓度为25％的液碱，喷淋流量为1.5M3/H；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.0mg/m3,VOCs含量为:1.8mg/m3；
(4)所述缩合反应釜中缩合反应阶段或/和中和反应阶段产生的尾气也通入所述碱液1级喷淋塔；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:3.0mg/m3,VOCs含量为:1.0mg/m3。
(5)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和活性炭吸附处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.3mg/m3,VOCs含量为:0.07mg/m3。
所述1级喷淋塔和所述2级喷淋塔结构相同，其直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.5M3/H。
实施例四：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为3M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将从1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为1.5M3/H；检测该2级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.7mg/m3,VOCs含量为:3.8mg/m3；
(3)所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔，所述碱液1级喷淋塔喷淋浓度为28％的液碱，喷淋流量为3M3/H；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.0mg/m3,VOCs含量为:1.8mg/m3；
(4)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为28％的液碱，喷淋流量为2M3/H；检测该碱液2喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:2.0mg/m3,VOCs含量为:0.8mg/m3。
(5)所述碱液2级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和活性炭吸附处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.35mg/m3,VOCs含量为:0.05mg/m3。
所述1级喷淋塔和所述2级喷淋塔结构相同，其直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.7M3/H。
实施例五：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为3M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将从1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入通入所述碱液1级喷淋塔，所述碱液1级喷淋塔喷淋浓度为28％的液碱，喷淋流量为3M3/H；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:7.5mg/m3,VOCs含量为:3.35mg/m3；
(4)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为28％的液碱，喷淋流量为2M3/H；检测该碱液2喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:5.0mg/m3,VOCs含量为:2.21mg/m3。
(5)所述碱液2级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.3mg/m3,VOCs含量为:0.05mg/m3。
所述1级喷淋塔和所述2级喷淋塔结构相同，其直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为4.1M3/H。
参照图1，实施例六：萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其中，萘生产减水剂的方法如上；磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2M3/H；检测该1级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:13.4mg/m3,VOCs含量为:7.35mg/m3；
(2)将从1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为2M3/H；检测该2级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.7mg/m3,VOCs含量为:3.8mg/m3；
(3)所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔，所述碱液1级喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为2M3/H；检测该2级喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:6.7mg/m3,VOCs含量为:3.8mg/m3；
(4)所述缩合反应釜中缩合反应阶段或/和中和反应阶段产生的尾气也通入所述碱液1级喷淋塔；检测该碱液1喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:3.0mg/m3,VOCs含量为:1.0mg/m3。
(5)所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为2M3/H。检测该碱液2喷淋塔尾气中非甲烷总烃含量为:1.0mg/m3,VOCs含量为:0.5mg/m3。
(6)所述碱液2级喷淋塔出来的尾气进一步经过活性炭吸附处理。将检测，处理后的尾气中，非甲烷总烃含量为:0.1mg/m3,VOCs含量为:0.02mg/m3。
所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.03M3/H。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (9)
1.萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，用工业萘生产减水剂包括在磺化反应釜中发生的磺化反应阶段，所得磺化物转移至缩合反应釜中的缩合反应阶段和中和反应釜中的中和反应阶段；其特征在于，磺化尾气的处理方法，包括如下步骤：
(1)将磺化反应釜内的尾气通入1级喷淋塔中，其中，用该1级喷淋塔喷淋甲基萘，甲基萘喷淋流量为2M3/H；
(2)将1级喷淋塔中的尾气通入碱液1级喷淋塔，喷淋塔喷淋浓度为32％的液碱，喷淋流量为1.5-3M3/H。
2.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述1级喷淋塔所得产物为吸附了萘的甲基萘，该吸附了萘的甲基萘用作磺化反应的原料，使用比例为原料萘的1/10-1/15。
3.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，将从所述1级喷淋塔中出来的尾气进一步通入2级喷淋塔中，所述2级喷淋塔喷淋甲基萘，喷淋流量为1.5-3M3/H；所述2级喷淋塔的尾气通入所述碱液1级喷淋塔。
4.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述缩合反应釜中缩合反应阶段或/和中和反应阶段产生的尾气通入所述碱液1级喷淋塔。
5.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为25-32％的液碱，喷淋流量为2M3/H。
6.如权利要求3所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述碱液1级喷淋塔出来的尾气通入碱液2级喷淋塔，所述碱液2级喷淋塔喷淋浓度为25-32％的液碱，喷淋流量为2M3/H。
7.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述磺化反应釜内的尾气进入所述1级喷淋塔的平均流速为3.0-4.1M3/H。
8.如权利要求1所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述1级喷淋塔直径为2600mm，高度为4000mm，容量3160L，填料高度1500mm，材质为PE球。
9.如权利要求1-8任一项所述的萘生产减水剂时产生的磺化尾气处理的方法，其特征在于，所述碱液1级喷淋塔出来的尾气或所述碱液2级喷淋塔出来的尾气进一步经过光触媒分解和/或活性炭吸附处理。
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