CN1132661C

CN1132661C - 一种酸性气体吸附脱除的净化方法

Info

Publication number: CN1132661C
Application number: CN 00123152
Authority: CN
Inventors: 王玉亭; 曾向东
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: CN1350878A

Abstract

本发明涉及一种旋转吸附床吸附净化酸性有害气体的方法，采用连续旋转方式使液相再生剂进行再生，克服了现有技术中旋转吸附床采用气相再生方式需要气体二次处理的不足，再生液可以采用普遍使用的水处理设备处理，设备投资和操作费用都大大降低。本发明方法适用于各种低浓度气体的净化处理，特别适用于含硫化氢、硫醇、硫醚等的恶臭气体的净化处理。

Description

一种酸性气体吸附脱除的净化方法

本发明涉及一种气体吸附脱除的净化方法，特别是气体连续吸附脱除、吸附剂连续再生的方法。

各种工业脱臭装置、生活设施等都经常产生有害气体，特别是含有硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等硫化物的气体，对环境会产生毒害作用。对于这类有害气体的净化，通常是采用吸附脱除、燃烧、洗涤、催化氧化等方法。

吸附脱除是其中一种有效的净化有害气体的方法，有着多种工艺形式，如《臭气对策技术的最新动向》(日)，J.Odor Research and Eng.Vol.28 No.2 P27，1997、CN 2175637中提到固定床吸附法、流动床吸附法、以及旋转吸附床吸附法。上述方法在实际使用中，虽然都有不同程度的净化效果，但都有不同程度的缺陷。固定床吸附法采用使有害气体气体通过固定的吸附床层、有害物质因被吸附脱除而达到净化目的的方法，其缺点在于当吸附剂需要再生时，必须使该吸附设备停止运转，才能进行吸附剂的再生或更换，如保证净化过程能连续进行，就应同时设置两套以上的同类型吸附设备，交替进行吸附剂的吸附/再生(更换)过程，提高了设备投资，再生过程繁琐、再生费用高。

流动床吸附法采用使吸附剂在吸附区与再生区之间呈循环流动状态，在吸附区内，呈流动状态的吸附剂与大风量的有害气体接触，有害成分被吸附脱除而达到净化目的，当吸附了有害成分的吸附剂流经再生区时，使小风量的解吸气体与吸附剂接触的方法解吸而得到再生，含有有害成分的小风量解吸气再进一步进行净化处理。该方法可以在连续的净化操作中实现吸附剂的再生，但由于吸附剂始终处于流动状态，吸附剂的磨损率高、消耗量大、操作难度大、并且解吸气还需要用其他的气体处理方法进行再处理，其设备投资大、再生费用高的问题十分突出。

旋转吸附床吸附法的特点是将吸附剂固定在旋转吸附床上，如《工业涂装》(日)NO.149 P59及CN215637中所述，旋转吸附床在旋转状态中，被分成吸附区与再生区两部分，大风量的有害气体经吸附区通过旋转吸附床，有害成分因吸附脱除而除去，达到净化目的，当吸附了有害成分的吸附剂随旋转吸附床移动至再生区时，使小风量的热解吸气通过再生区，再生区内的吸附剂因解吸而得到再生，含有有害成分的小风量解吸气再进一步进行净化处理。尽管该方法因吸附剂被固定于旋转吸附床上，减少了吸附剂的磨损消耗，操作控制亦得到简化，但同样存在需要进一步处理解吸气的问题，即需要处理小风量、高浓度有害成分的气体处理设施，设备投资及再生费用高的问题依然存在。因此，需要开发一种不需要气体的二次处理、设备投资及再生费用低、操作简便，特别是能够使用于含硫化氢等硫化物恶臭气体的净化处理工艺。

本发明的目的是提供一种消除气体的二次处理、设备投资及再生费用低、操作简便的有害气体净化处理工艺。

本发明提供的有害气体处理工艺为：采用旋转吸附床进行有害气体的吸附，床层分为吸附区和再生区，有害气体通过吸附区，随着床层的旋转，吸附了有害气体的吸附剂旋转到再生区，在再生区使用液相再生剂对吸附了有害气的吸附剂进行浸泡再生，再生后的吸附剂又旋转回到吸附区，继续对有害气体进行吸附。其中的旋转吸附床是装有吸附剂的圆形旋转固定床，吸附剂与吸附反应器共同绕吸附床的圆形中心旋转轴进行垂直旋转，旋转吸附床的上部为吸附区，旋转吸附床的下部作为再生区，再生区浸泡在液相再生剂中。

本发明的方法可以对各种有害气体进行处理，如含硫化氢、硫醇、硫醚等硫化物的恶臭气体，含二氧化硫、三氧化硫、氟化氢、氯化氢、溴化氢等的酸性气体，本发明方法特别适用于低浓度含硫恶臭气体的处理。

适用于本发明方法的吸附剂可以是活性炭、沸石、硅藻土颗粒、离子交换树脂等具有吸附性的物质，也可以根据所处理的气体的不同及再生剂种类的不同选择不同类型的吸附剂、或者不同吸附剂的组合。

适用于本发明方法的再生剂为碱性溶液，可以选择氢氧化钠、氢氧化钾或其他碱性溶液中的一种，或者将几种碱性溶液组合使用。再生方式为浸泡式。

本发明方法中，处理的对象组分可以是单一种类的或多种类的；处理气量与吸附剂用量的体积比为：0.5～32∶1；处理有害成分的总浓度可以达到800μL/L，如：硫化氢0～100μL/L，硫醇0～20μL/L，硫醚0～10μL/L，硫氧化物0～800μL/L、卤化氢类0～200μL/L等。

旋转吸附床的旋转方式可以为连续式，旋转吸附床层中的吸附区与再生区的体积可以相同也可以不同，可用的比例为0.3～5∶1。旋转吸附床的连续旋转速度为0.6～60度/min。使用的再生剂是1～50％的碱液(如氢氧化钠或氢氧化钾)；再生的方式可以采用再生剂浸泡形式，再生剂浓度降到1％以下后应更换。旋转吸附床层为垂直旋转形式。使用的再生剂的体积可根据再生区尺寸确定，其用量可以是0.01～500m³/次。

本发明中，有害气体的处理通过处于旋转状态的旋转吸附床连续进行。有害气体通过旋转吸附床，有害成分因吸附剂的吸附作用被脱除，达到净化目的。随着旋转吸附床的旋转，吸附了有害成分的吸附剂被转动到液体再生区，在再生剂的浸泡下，有害成分通过物理或化学反应，从吸附剂中解吸下来，使吸附剂得到再生。再生后的吸附剂随旋转吸附床的继续转动，又回到气体吸附区，再次对有害气体进行吸附脱除。如此周而复始，有害气体因有害成分被吸附脱除得到连续净化，而吸附剂也因再生剂的浸泡得到连续再生。含有被除去成分的再生液，通过简单的中和处理后，可引入目前普遍使用的水处理设施中进行处理，不需要再增设再生液处理设备，也克服了现有气相再生方式需要对再生解吸气体进行净化处理的不足，从而减少了设备投资和操作费用。

总之，本发明方法可以进行有害气体的连续吸附和再生，再生液可利用目前普遍使用的水处理设施进行处理，不需要气体的二次处理，节省了气体二次处理的设备投资和操作费用，本发明方法操作简单，再生剂易于获得，再生费用低，可以适用于多种低浓度有害气体的净化处理。

图1是本发明方案的旋转床操作示意图。

下面通过实施例及附图进一步说明本发明的方案和效果。

实施例1

使用由活性炭吸附剂构成的旋转吸附床，净化处理排放浓度为50μL/L、排气量0.8m³/min的硫化氢恶臭气体。

将吸附剂装填于直径1m，厚0.1m的圆形旋转吸附床1上，使旋转吸附床围绕直径0.2m的旋转轴区域、以6度/min的速度连续进行垂直旋转(如附图所示)。将旋转吸附床的上部作为吸附区2，使含硫化氢的有害气体3通过；旋转吸附床的下部作为再生区4，浸泡在1m³ 4％的氢氧化钠溶液中。吸附区2与再生区4中吸附剂的体积比为3∶1。在吸附区2中，有害气体3含有的硫化氢有害成分被吸附剂吸附而脱除，有害气体3被净化，成为净化气体5，净化率达到100％。在再生区4中，随着旋转吸附床的连续旋转，吸附了硫化氢有害成分的吸附剂不断进入氢氧化钠溶液浸泡液6中，在氢氧化钠溶液的浸泡下，因化学反应等因素，吸附在吸附剂上的硫化氢有害成分被解吸下来，吸附剂重新恢复了吸附性能，实现了再生；再生后的吸附剂，在旋转吸附床的继续旋转中，回到气体吸附区，再次对硫化氢有害气体进行吸附脱除。这样，硫化氢有害气体在旋转吸附床的连续旋转中得到了连续的吸附脱除，同时，吸附了硫化氢的吸附剂也因为氢氧化钠溶液的浸泡而得到连续的再生。使用过的氢氧化钠溶液成为再生液7，主要含有未完全反应的氢氧化钠和再生产物SO₄ ^2-、S₂O₃ ^2-、SO₃ ^2-，经过中和处理后，可以被引入目前普遍采用的水处理设施中进行处理，不需要进行气体的二次净化处理。

实施例2

使用由活性炭与硅藻土组成吸附剂构成的旋转吸附床，净化处理排放浓度为硫化氢10μL/L、甲硫醇4μL/L、甲硫醚1.6μL/L、排气量10m³/min的恶臭气体。

将吸附剂装填于直径3m，厚0.2m的圆形旋转吸附床上，使旋转吸附床围绕直径0.2m的旋转轴区域、以1度/min的速度进行旋转。吸附区与再生区吸附剂的体积比为0.7∶1。旋转吸附床的上部，作为气体吸附区，使含上述有害成分的有害气体通过，有害成分被吸附剂吸附而脱除，有害气体得到净化，净化率达到100％；旋转吸附床层的下部，作为液体再生区，浸泡在5m³ 20％的氢氧化钠溶液中。随着旋转吸附床的连续旋转，吸附了硫化氢有害成分的吸附剂不断进入氢氧化钠溶液浸泡液中，通过氢氧化钠溶液的浸泡使吸附剂实现再生；再生后的吸附剂，在旋转吸附床的继续旋转中，又回到气体吸附区，再次对硫化氢有害气体进行吸附脱除。这样，硫化氢有害气体在旋转吸附床的连续旋转中得到了连续的吸附脱除，同时，吸附了硫化氢的吸附剂也因为氢氧化钠溶液的浸泡而得到连续的再生。使用过的氢氧化钠溶液主要含有未完全反应的氢氧化钠和再生产物SO₄ ^2-、S₂O₃ ^2-、SO₃ ^2-，经过中和处理后，可以被引入目前普遍采用的水处理设施中进行处理，不需要进行气体的二次净化处理。

实施例3

使用由活性炭与硅藻土组成吸附剂构成的旋转吸附床，净化处理排放浓度为硫化氢50μL/L、甲硫醇20μL/L，气量20m³/min的酸性气体。

将吸附剂装填于直径6m，厚1m的圆形旋转吸附床上，使旋转吸附床围绕直径0.2m的旋转轴区域、以60度/min的速度进行旋转。吸附区与再生区吸附剂的体积比为1∶1。旋转吸附床的上部，作为气体吸附区，使含上述有害成分的有害气体通过，有害成分被吸附剂吸附而脱除，有害气体得到净化，净化率达到100％；旋转吸附床层的下部，作为液体再生区，浸泡在30m³ 40％的氢氧化钠溶液中。随着旋转吸附床的连续旋转，吸附了硫化氢有害成分的吸附剂不断进入氢氧化钠溶液浸泡液中，通过氢氧化钠溶液的浸泡使吸附剂实现再生；再生后的吸附剂，在旋转吸附床的继续旋转中，又回到气体吸附区，再次对硫化氢有害气体进行吸附脱除。这样，硫化氢有害气体在旋转吸附床的连续旋转中得到了连续的吸附脱除，同时，吸附了硫化氢的吸附剂也因为氢氧化钠溶液的浸泡而得到连续的再生。使用过的氢氧化钠溶液主要含有未完全反应的氢氧化钠和再生产物SO₄ ^2-、SO₃ ^2-，经过中和处理后，可以被引入目前普遍采用的水处理设施中进行处理，不需要进行气体的二次净化处理。

Claims

1、一种旋转吸附床气体吸附脱除的净化方法，旋转吸附床层分为吸附区和再生区，有害气体通过吸附区，随着床层的旋转，吸附了有害气体的吸附剂随床层转到再生区，在再生区使用液相再生剂对吸附了有害气的吸附剂进行浸泡再生，再生后的吸附剂继续旋转回到吸附区；其中的旋转吸附床是装有吸附剂的圆形旋转固定床，吸附剂与吸附反应器共同绕吸附床的圆形中心旋转轴进行垂直旋转，旋转吸附床的上部为吸附区，旋转吸附床的下部作为再生区，再生区浸泡在液相再生剂中。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的有害气体为酸性有害气体，含硫化氢、硫醇、硫醚、二氧化硫、三氧化硫、氟化氢、氯化氢、溴化氢中的一种或几种。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的吸附剂选自活性炭、沸石、硅藻土颗粒、离子交换树脂。

4、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的再生剂为碱性溶液。

5、按照权利要求1的方法，其特征在于所述旋转吸附床的旋转方式为连续旋转。

6、按照权利要求1或5的方法，其特征在于旋转吸附床采用0.6～60度/min的连续旋转。

7、按照权利要求1或2的方法，其特征在于所处理的有害成分的浓度为：硫化氢0～50μL/L，硫醇0～10μL/L，硫醚0～5μL/L，二氧化硫0～800μL/L，三氧化硫0～600μL/L，氟化氢0～200μL/L，氯化氢0～200μL/L，溴化氢浓度0～200μL/L。

8、按照权利要求1的方法，其特征在于在旋转吸附床层中的吸附区与再生区的体积比为0.3～5∶1。

9、按照权利要求1或4的方法，其特征在于所述的再生剂是1～50W％的氢氧化钠、氢氧化钾溶液。