CN113230830B - 一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于挥发性有机废气的回收与处理技术领域的一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法。将含有醋酸丁酯的废气,经冷凝后进入重油喷淋塔进行预处理,在引风机作用下经管道进入两级串联的树脂吸附器进行吸附处理,醋酸丁酯被吸附,尾气经两级生物过滤塔处理后实现超低排放。本发明采用重油喷淋塔吸附与树脂吸附相结合的方式对废气中的醋酸丁酯进行吸附处理,可有效回收废气中的醋酸丁酯,回收率可达98%以上,极大地降低了生产成本,同时树脂吸附在低温下进行,大大提高了吸附效果,工艺稳定性高,并且经两级生物过滤塔处理后的尾气实现了超低排放。
Description
技术领域
本发明属于挥发性有机废气的回收与处理技术领域,尤其涉及一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法。
背景技术
青霉素、红霉素等采用微生物发酵生产的抗生素,在其生产过程中普遍使用溶媒进行萃取,即丁醇减压共沸蒸馏的工艺,因此,废气中会含有大量的挥发性有机废气,若将其直接排放,不仅会对环境造成污染,还可能造成资源的浪费。
在生产青霉素的工业废气中就含有醋酸丁酯有机废气,查阅现有回收醋酸丁酯的方法中,大部分都是回收废水中的醋酸丁酯,如CN1227211C中采用双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂对抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的废水进行回收,醋酸丁酯的回收率最高达97.2%;CN101973875B中采用萃取、塔馏、萃取剂再生工艺回收制药生产过程中废水中的醋酸丁酯,;CN103304409A公开了一种从泰乐菌素废液中回收有机溶媒醋酸丁酯的方法;CN100513321C采用双网互贯二次交联改性吸附树脂(WXA-18G)动态吸附红霉素生产废水中残留的萃取剂醋酸丁酯。回收废气中的醋酸丁酯少之又少,仅有CN101947402B公开了青霉素工业生产废气中一种丁醇和丁酯的回收系统及工艺,对从真空泵出来的丁醇和丁酯气体进入低温水箱进行冷凝吸附,吸收剂经换热器二降温后进入反应吸收塔,从水箱出来的丁醇丁酯尾气与吸收剂在吸收塔内进行逆流吸附,富吸收剂从反应吸收塔底部流进收集罐,与解析蒸馏出来的吸收剂进行热交换,富吸收剂热交换后,用泵打入解析塔进行吸收剂与丁醇和丁酯的精馏分离。该方法操作复杂,工艺过程冗长且繁琐。本发明的目的就是提供一种含醋酸丁酯工业废气的综合处理技术,不仅对废气中的醋酸丁酯进行回收,同时还实现了工业废气的超低排放。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法,包括以下步骤:
1)含醋酸丁酯工业废气,从重油喷淋塔底部进入,与重油喷淋塔上方喷淋结构喷射下来的重油接触,废气中的醋酸丁酯被吸附,同时收集完成吸附的重油;
进入重油喷淋塔的流量为50000m3/h;重油喷淋速率为5m3/h;
2)到达重油喷淋塔上部的废气在引风机作用下,经管道进入两级串联的树脂吸附器,对醋酸丁酯进行吸附;所述树脂吸附器中的树脂为双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂;
3)将步骤2)处理后的尾气经两级串联的生物过滤塔处理后实现超低排放;
所述工业废气中醋酸丁酯的最大浓度为30000-40000ppm,所述方法处理后的排放尾气中VOCs含量低于15mg/m3。
所述步骤1)中,含醋酸丁酯工业废气预先经过冷凝处理,冷凝温度为-10~-20℃。
冷凝后的醋酸丁酯常压蒸馏后进行回收利用,蒸馏温度为130℃。针对吸附醋酸丁酯的重油,利用醋酸丁酯与重油的沸点不同,将完成吸附的重油在130℃下常压蒸馏回收其中的醋酸丁酯。
所述步骤2)中,树脂吸附器进行吸附时,温度保持在9-12℃,优选为10℃。
所述步骤2)中,双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂吸附饱和后,具体脱附再生过程为,将0.3-0.4Mpa蒸汽通入树脂吸附器中,吸附在双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂上的醋酸丁酯被蒸汽带走,然后将蒸汽进行冷凝,分离回收醋酸丁酯。
所述步骤2)中,树脂吸附器每完成一次脱附过程,用冷却循环水对树脂吸附器进行降温,冷却至10℃后进入下一次吸附操作。
含有醋酸丁酯的蒸汽在-10~-20℃条件下经两级串联的冷凝器冷凝后,收集至油水分离器,分离回收醋酸丁酯。
所述步骤3)中,生物过滤塔采用多微孔陶粒生物过滤技术,利用微生物和生物酶的催化氧化作用,使废气中的有机分子分解氧化成CO2和H2O,从而实现尾气的超低排放。
本发明的有益效果在于:
1.提供一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法,该方法采用重油喷淋塔吸附与树脂吸附相结合的方式对废气中的醋酸丁酯进行吸附并回收利用,极大地降低了生产成本,同时尾气经两级生物过滤塔处理后实现了超低排放,所述方法处理后的尾气中VOCs含量低于15mg/m3。
2.采用冷凝+重油吸附预处理+树脂吸附+两级生物过滤塔的组合方式对工业废气中的醋酸丁酯进行回收处理,醋酸丁酯的回收率可达98%以上,极大地降低了生产成本。
3.相比于传统活性炭吸附法,重油吸附醋酸丁酯的成本较低,同时利用二者沸点相差较大的特点,可采用常压蒸馏的方式对醋酸丁酯进行回收,重油可进行重复利用,吸附饱和后的重油,可作为船用油和锅炉用油,并且不会产生有机废气的二次污染。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图;
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
实施例1:
如图1所示工艺流程图,将含有醋酸丁酯的废气(废气中醋酸丁酯的浓度为30000ppm)在-20℃下冷凝后,进行常压蒸馏,回收其中的醋酸乙酯;
1)未冷凝的含有醋酸丁酯的废气,从底部进入重油喷淋塔(塔高12m,直径4m)对醋酸丁酯进行吸附,进入重油喷淋塔的流量为50000m3/h;重油喷淋速率为5m3/h;
2)到达重油喷淋塔上部的废气,在引风机作用下以100L/h的流量经管道进入装有双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂的两级串联树脂吸附器,控制温度在10℃进行吸附处理;
3)步骤2)经处理后的尾气以80L/h的流量进入两级生物过滤塔进行处理,生物过滤塔的长*宽*高为:9m*3m*3m,检测尾气中VOCs含量。
对于步骤1)中吸附醋酸丁酯的重油,利用醋酸丁酯与重油的沸点不同,在130℃下,常压蒸馏回收重油中的醋酸丁酯。
步骤2)中的树脂吸附器中的双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂饱和后,从树脂柱底部通入0.3-0.4Mpa饱和蒸汽对树脂进行热解析,树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成共沸物开始自树脂柱顶部溢出,脱附液经两级串联的冷凝器,在-20℃冷凝后收集至油水分离器,静置分相,轻相进入醋酸丁酯储罐,检验合格后进行回收利用,重相进入环保系统进行处理。当柱顶温度达到100℃时,取冷凝后的流出液,静置,无明显分层时停止通蒸汽,用冷却循环水对树脂吸附器进行降温,冷却至10℃时即可进入下一次吸附操作。
对步骤3)过程完成之后的尾气进行检测,醋酸丁酯的回收率达98.2%,检测尾气中VOCs含量为15mg/m3,可实现超低排放。
实施例2:
将含有醋酸丁酯的废气(废气中醋酸丁酯的浓度为20000ppm)在-20℃下冷凝后,进行常压蒸馏,回收其中的醋酸乙酯;
1)未冷凝的气体部分从底部进入重油喷淋塔(塔高12m,直径4m)对醋酸丁酯进行吸附,进入重油喷淋塔的流量为50000m3/h;重油喷淋速率为5m3/h;
2)到达重油喷淋塔上部的废气,在引风机作用下以150L/h的流量经管道进入装有双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂的两级串联树脂吸附器,控制温度在10℃进行吸附处理;
3)步骤2经处理后的尾气以80L/h的流量进入两级生物过滤塔进行处理,其中生物过滤塔长*宽*高为:9m*3m*3m;检测尾气中VOCs含量。
对于步骤1)吸附醋酸丁酯的重油,利用醋酸丁酯与重油的沸点不同,在130℃下,常压蒸馏回收重油中的醋酸丁酯。
步骤2)中树脂柱饱和后,从树脂柱底部通入0.3-0.4Mpa饱和蒸汽对树脂进行热解析,树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成共沸物开始自树脂柱顶部溢出,脱附液经两级冷凝器冷凝后收集至油水分离器,静置分相,轻相进入醋酸丁酯储罐,检验合格后进行回收利用,重相进入环保系统进行处理。当柱顶温度达到100℃时,取冷凝后的流出液,静置,无明显分层时停止通蒸汽,用冷却循环水对树脂吸附器进行降温,冷却至10℃时即可进入下一次吸附操作。
对步骤3)过程完成之后的尾气进行检测,醋酸丁酯的回收率达98.7%,检测尾气中VOCs含量为10mg/m3,可实现超低排放。
对比例1:
含有醋酸丁酯的废气(废气中醋酸丁酯的浓度为30000ppm)经冷凝后从底部进入重油喷淋塔(塔高12m,直径4m)对醋酸丁酯进行吸附,到达重油喷淋塔上部的废气在引风机作用下以80L/h的流量经管道进入两级生物过滤塔(长*宽*高为:9m*3m*3m)处理,检测尾气中VOCs含量。对于吸附醋酸丁酯的重油,利用醋酸丁酯与重油的沸点不同,在130℃下,常压蒸馏回收重油中的醋酸丁酯。醋酸丁酯的回收率为70.3%,检测尾气中VOCs含量为150mg/m3,没有达到国家排放标准。
对比例2:
将含有醋酸丁酯的废气(废气中醋酸丁酯的浓度为30000ppm)经冷凝后,在引风机作用下以100L/h的流量经管道进入装有双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂的两级串联树脂吸附器对醋酸丁酯进行吸附,尾气以80L/h的流量进入两级生物过滤塔(长*宽*高为:9m*3m*3m)进行处理,检测尾气中VOCs含量。
树脂柱饱和后,从树脂柱底部通入0.3-0.4Mpa饱和蒸汽对树脂进行热解析,树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成共沸物开始自树脂柱顶部溢出,脱附液经两级冷凝器冷凝后收集至油水分离器,静置分相,轻相进入醋酸丁酯储罐,检验合格后进行回收利用,重相进入环保系统进行处理。当柱顶温度达到100℃时,取冷凝后的流出液,静置,无明显分层时停止通蒸汽,用冷却循环水对树脂吸附器进行降温,冷却至10℃时即可进入下一次吸附操作。醋酸丁酯的回收率达85.8%,检测尾气中VOCs含量为110mg/m3,没有达到国家排放标准。
Claims (3)
1.一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)含醋酸丁酯工业废气预先经过冷凝处理,冷凝温度为-10~-20℃,然后从重油喷淋塔底部进入,与重油喷淋塔上方喷淋结构喷射下来的重油接触,废气中的醋酸丁酯被吸附,同时收集完成吸附的重油;冷凝后的醋酸丁酯常压蒸馏后进行回收利用,蒸馏温度为130℃;
进入重油喷淋塔的流量为50000m3/h;重油喷淋速率为5m3/h;
2)到达重油喷淋塔上部的废气在引风机作用下,经管道进入两级串联的树脂吸附器,对醋酸丁酯进行吸附,树脂吸附器进行吸附时,温度保持在9-12℃;所述树脂吸附器中的树脂为双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂;
双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂吸附饱和后,将0.3-0.4Mpa蒸汽通入树脂吸附器中,吸附在双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂上的醋酸丁酯被蒸汽带走,然后将蒸汽进行冷凝,分离回收醋酸丁酯;
含有醋酸丁酯的蒸汽在-10~-20℃条件下经两级串联的冷凝器冷凝后,收集至油水分离器,分离回收醋酸丁酯;
3)将步骤2)处理后的尾气经两级串联生物过滤塔处理后实现超低排放;
所述工业废气中醋酸丁酯的最大浓度为30000-40000ppm,醋酸丁酯的回收率达98%以上;所述方法处理后的排放尾气中VOCs含量低于15mg/m3。
2.根据权利要求1所述一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法,其特征在于,所述步骤2)中,树脂吸附器每完成一次脱附过程,用冷却循环水对树脂吸附器进行降温,冷却至10℃后进入下一次吸附操作。
3.根据权利要求1所述一种含醋酸丁酯工业废气的处理方法,其特征在于,所述步骤3)中,生物过滤塔采用多微孔陶粒生物过滤技术,利用微生物和生物酶的催化氧化作用,使废气中的有机分子分解氧化成CO2和H2O,从而实现尾气的超低排放。
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