CN114534463A - 一种钴制造过程中voc废气处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，该工艺充分的利用了废气中的热量，通过废气中的热量对脱水分子筛和活性炭进行烘干干燥，从而降低干燥能耗，避免高温热气直接排放对环境造成污染以及能量浪费的情况；本发明通过冷凝回收后产生的干燥冷气体与脱水装置进入活性炭吸附再生装置的废气进行热交换，一方面对进入活性炭吸附再生装置的废气进行降温，另一方面能够对第三换热器进入第一换热器以及第二换热器的气体进行加热。
Description
技术领域
本发明属于钴生产技术领域，具体的，涉及一种钴制造过程中VOC废气处理工艺。
背景技术
VOC是指挥发性有机物，其种类繁多，是一种常见的工业生产废气，为了降低污染，工业生产中需要对有机废气进行收集并统一处理，常见的方法有焚烧法、冷凝法、膜分离法等，均存在成本高昂或者效率低下以及处理效果差的问题。
钴是一种重要的电子元器件加工原料，常用于手机、笔记本电脑等产品中，在钴产品的加工制造过程中会需要使用有机溶剂进行萃取等工作，因此会产生大量的有机废气，本着绿色环保、循环利用的理念，需要对废气中的主要成分进行回收利用，一方面提升排放气体的质量，另一方面提升资源的利用效率，现有技术中的焚烧法会浪费大量的有机溶剂资源，且会产生大量的燃烧排放物，而冷凝回收等方法的能量损耗较大，提升了回收成本，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钴制造过程中VOC废气处理工艺，解决现有技术中有机废气回收利用成本较高以及资源浪费的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，包括如下步骤：
S1、废气预处理，将有机废气收集后导入除尘装置中处理后导入第一换热器进行热交换，热交换后的废气通过水洗装置与碱洗装置依次进行水洗和碱洗；
S2、有机物回收处理，通过活性炭吸附再生装置对废气中的有机物进行吸附后再蒸汽脱附，蒸汽脱附后产生的混合气体通过第二换热器进行换热降温后导入冷凝装置中进行冷凝处理，对冷凝产生的液相分层后回收其中的有机物进入回收储罐；
S3、能量回收，将冷凝装置工作中脱水、脱有机物后的干燥冷气体A导入第三换热器中，第三换热器中还通过有脱水装置排出的待进入活性炭吸附再生装置的气体，第三换热器对两者进行热交换；
在第三换热器中完成换热的干燥冷气体A导入第一换热器和/或第二换热器中进行换热，从而得到干燥的热气体B，工作时，将干燥的热气体B导入脱水装置和/或活性炭吸附再生装置中，对脱水装置中的待干燥的脱水柱和/或活性炭吸附再生装置中完成蒸汽脱附的活性炭吸附柱进行干燥。
作为本发明的进一步方案，水洗装置的工作方法为：废气自水洗装置的底部向上运动，水洗装置由顶部向下喷洒处理水；
碱洗装置的工作方法为：废气自碱洗装置的底部向上运动，碱洗装置有顶部向下喷洒预设浓度的碱液。
作为本发明的进一步方案，碱洗装置与水洗装置分别设置有两组，两组碱洗装置与两组水洗装置的排列方式为水洗-水洗-碱洗-碱洗。
作为本发明的进一步方案，所述脱水装置包括两个填充有脱水分子筛的脱水柱，脱水柱采用一脱一吸的并列结构，当一个脱水柱处于吸水工作状态时，向另一个脱水柱中通入干燥的热空气。
作为本发明的进一步方案，当碱洗装置中的氯化钠浓度达到预设值时，对碱洗装置中的氯化钠以及硫酸钠进行结晶回收。
作为本发明的进一步方案，活性炭吸附再生装置包括两个并联设置的活性炭吸附柱，两个活性炭吸附柱采用一吸一脱的工作方式，在一个活性炭吸附柱进行有机挥发物吸附富集的时候，对另一个活性炭吸附柱进行蒸汽脱附处理，蒸汽脱附结束后再通入干燥热空气进行干燥。
作为本发明的进一步方案，水洗装置与碱洗装置中的液相在自底部泵至顶部的过程中与干燥的冷气体A进行换热，得到干燥的热气体C，干燥的热气体C再进入第一换热器和/或第二换热器进行换热。
作为本发明的进一步方案，一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺是基于钴制造过程中VOC废气处理系统进行的；
钴制造过程中VOC废气处理系统包括依次连接的除尘装置、第一换热器、水洗装置、碱洗装置、脱水装置、活性炭吸附再生装置、第二换热器、冷凝装置与回收储罐；
脱水装置还通过第三换热器与活性炭吸附再生装置连接，通过第三换热器换热工作对脱水装置排出的气体进行降温处理；
第三换热器与第一换热器以及第二换热器连接，第一换热器与第二换热器用于对第三换热器排出的完成换热的干燥气体进行加热，并将加热后的干燥气体排入活性炭吸附再生装置以及脱水装置中，对脱水分子筛和/或活性炭进行烘干干燥。
本发明的有益效果：
(1)本发明充分的利用了废气中的热量，通过废气中的热量对脱水分子筛和活性炭进行烘干干燥，从而降低干燥能耗，避免高温热气直接排放对环境造成污染以及能量浪费的情况；
(2)本发明通过冷凝回收后产生的干燥冷气体与脱水装置进入活性炭吸附再生装置的废气进行热交换，一方面对进入活性炭吸附再生装置的废气进行降温，另一方面能够对第三换热器进入第一换热器以及第二换热器的气体进行加热；
(3)本发明在废气的处理过程中，首先通过除尘装置除去废气中的固相粉尘，然后再通过水洗与碱洗除去废气中的水溶性杂质与酸性物质，同时还能起到良好的降温效果，处理后的废气中的主要成分是有机挥发物以及水蒸气，首先通过脱水装置除去其中的水分，然后通过活性炭吸附再生装置对废气中的有机挥发物进行吸附，待吸附量达到预设值时，再进行蒸汽脱附，得到高浓度的有机挥发物气体，最后通过冷凝回收的方式除去废气中的有机挥发物，而冷凝后得到的干燥冷气体还能够继续回收利用其中的热量，这种方法能够对钴制造生产过程中产生的废气中的酸性气体以及杂质进行回收处理后，再进行有机溶剂的回收，相较于传统的处理方法，能够降低资源的浪费，减少回收过程中产生的污染物。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明钴制造过程中VOC废气处理系统的结构示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，包括如下步骤：
S1、废气预处理，通过对生产装置加工过程中的有机废气进行收集后导入除尘装置中，通过除尘装置除去废气中的粉尘废物，通过除尘装置除尘的废气导入第一换热器进行热交换，热交换后的废气导入水洗装置中，通过水洗装置对废气进行降温，并进一步除去废气中的粉尘与部分水溶性杂质，经水洗后的废气继续导入碱洗装置中后进行碱洗，对废气中的酸性气体进行吸附，碱洗后的废气经脱水装置脱水后进入活性炭吸附再生装置；
水洗装置的工作方法为：废气自水洗装置的底部向上运动，水洗装置由顶部向下喷洒处理水，使处理水和废气逆流进行充分的接触，通过处理水对废气中的粉尘以及部分水溶性气体进行吸附，同时还能起到降温的效果；
碱洗装置的工作方法为：废气自碱洗装置的底部向上运动，碱洗装置有顶部向下喷洒一定浓度的碱液，使碱液与废气逆流进行充分的接触，通过碱液吸收废气中的酸性气体；
在本发明的一个实施例中，设置有两组碱洗装置与两组水洗装置，提升碱洗与水洗的处理效果，具体的，两组碱洗装置与两组水洗装置的排列方式为水洗-水洗-碱洗-碱洗；
在本发明的一个实施例中，所述脱水装置包括至少两个填充有脱水分子筛的脱水柱，另外，所述脱水柱采用一脱一吸的并列结构，当一个脱水柱处于吸水工作状态时，向另一个脱水柱中通入干燥的热空气，对其中的脱水分子筛进行干燥脱水处理；
当碱洗装置中的氯化钠浓度达到预设值时，对碱洗装置中的氯化钠以及硫酸钠进行结晶回收，废水循环利用，从而实现对金属盐的回收利用；
S2、有机物回收处理，通过活性炭吸附再生装置对废气中的有机物进行吸附，当活性炭吸附再生装置中的吸附饱和度达到预设值时，进行蒸汽脱附，蒸汽脱附后产生的混合气体通过第二换热器进行换热降温后导入冷凝装置中进行冷凝处理，对冷凝产生的液相分层后回收其中的有机物进入回收储罐，从而实现对有机废气中有机物的回收处理；
通过在活性炭吸附再生装置以及冷凝装置之间设置第二换热器，能够对高温脱附气体进行降温，一方面能够降低冷凝装置的能量损耗，另一方面能够对热量进行回收利用；
在本发明的一个实施例中，活性炭吸附再生装置包括至少两个并联设置的活性炭吸附柱，多个活性炭吸附柱采用一吸一脱的工作方式，在一个进行有机挥发物吸附富集的时候，对另一个活性炭吸附柱进行蒸汽脱附处理，蒸汽脱附结束后再通入干燥热空气进行干燥；
S3、能量回收，将冷凝装置工作中脱水、脱有机物后的干燥冷气体A导入第三换热器中，第三换热器中还通过有脱水装置排出的待进入活性炭吸附再生装置的气体，第三换热器对两者进行热交换，以降低进入活性炭吸附再生装置的废气的温度，提升吸附效率；
在第三换热器中完成换热的干燥冷气体A导入第一换热器和/或第二换热器中进行换热，从而得到干燥的热气体B，工作时，将干燥的热气体B导入脱水装置和/或活性炭吸附再生装置中，对脱水装置中的待干燥的脱水柱和/或活性炭吸附再生装置中完成蒸汽脱附的活性炭吸附柱进行干燥。
在本发明的一个实施例中，水洗装置与碱洗装置中的液相在自底部泵至顶部的过程中与干燥的冷气体A进行换热，得到干燥的热气体C，干燥的热气体C再进入第一换热器和/或第二换热器进行换热，继续提升温度；这种方法一方面能够对水洗装置以及碱洗装置中的液相进行降温，使水洗装置以及碱洗装置中的液相长时间处于较低温度，方便对初始的废气进行快速的降温处理，另一方面提升低温干燥气体的温度，使最终进入脱水装置和/或活性炭吸附再生装置的气体具有较高的温度，起到良好、快速的干燥效果；
具体的，可以在水洗装置与碱洗装置中的液相在自底部泵至顶部的路径中设置有一个换热装置，通过该换热装置对水洗装置以及碱洗装置的液相以及干燥的冷气体A进行换热，起到液相降温，气相升温的效果；
本发明所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺是基于钴制造过程中VOC废气处理系统进行的；
如图1所示，钴制造过程中VOC废气处理系统包括依次连接的除尘装置、第一换热器、水洗装置、碱洗装置、脱水装置、活性炭吸附再生装置、第二换热器、冷凝装置与回收储罐；
其中脱水装置还通过第三换热器与活性炭吸附再生装置连接，通过第三换热器换热工作对脱水装置排出的气体进行降温处理，从而降低进入活性炭吸附再生装置中的废气的温度，提升活性炭吸附再生装置对废气的吸附效率；
第三换热器与第一换热器以及第二换热器连接，第一换热器与第二换热器用于对第三换热器排出的完成换热的干燥气体进行加热，并将加热后的干燥气体排入活性炭吸附再生装置以及脱水装置中，对脱水分子筛和/或活性炭进行烘干干燥；
本发明充分的利用了废气中的热量，通过废气中的热量对脱水分子筛和活性炭进行烘干干燥，从而降低干燥能耗，避免高温热气直接排放对环境造成污染以及能量浪费的情况；同时，本发明还通过冷凝回收后产生的干燥冷气体与脱水装置进入活性炭吸附再生装置的废气进行热交换，一方面对进入活性炭吸附再生装置的废气进行降温，另一方面能够对第三换热器进入第一换热器以及第二换热器的气体进行加热，
本发明在废气的处理过程中，首先通过除尘装置除去废气中的固相粉尘，然后再通过水洗与碱洗除去废气中的水溶性杂质与酸性物质，同时还能起到良好的降温效果，处理后的废气中的主要成分是有机挥发物以及水蒸气，首先通过脱水装置除去其中的水分，然后通过活性炭吸附再生装置对废气中的有机挥发物进行吸附，待吸附量达到预设值时，再进行蒸汽脱附，得到高浓度的有机挥发物气体，最后通过冷凝回收的方式除去废气中的有机挥发物，而冷凝后得到的干燥冷气体还能够继续回收利用其中的热量，这种方法能够对钴制造生产过程中产生的废气中的酸性气体以及杂质进行回收处理后，再进行有机溶剂的回收，相较于传统的处理方法，能够降低资源的浪费，减少回收过程中产生的污染物。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、废气预处理，将有机废气收集后导入除尘装置中处理后导入第一换热器进行热交换，热交换后的废气通过水洗装置与碱洗装置依次进行水洗和碱洗；
S2、有机物回收处理，通过活性炭吸附再生装置对废气中的有机物进行吸附后再蒸汽脱附，蒸汽脱附后产生的混合气体通过第二换热器进行换热降温后导入冷凝装置中进行冷凝处理，对冷凝产生的液相分层后回收其中的有机物进入回收储罐；
S3、能量回收，将冷凝装置工作中脱水、脱有机物后的干燥冷气体A导入第三换热器中，第三换热器中还通过有脱水装置排出的待进入活性炭吸附再生装置的气体，第三换热器对两者进行热交换；
在第三换热器中完成换热的干燥冷气体A导入第一换热器和/或第二换热器中进行换热，从而得到干燥的热气体B，工作时，将干燥的热气体B导入脱水装置和/或活性炭吸附再生装置中，对脱水装置中的待干燥的脱水柱和/或活性炭吸附再生装置中完成蒸汽脱附的活性炭吸附柱进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，水洗装置的工作方法为：废气自水洗装置的底部向上运动，水洗装置由顶部向下喷洒处理水；
碱洗装置的工作方法为：废气自碱洗装置的底部向上运动，碱洗装置由顶部向下喷洒预设浓度的碱液。
3.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，碱洗装置与水洗装置分别设置有两组，两组碱洗装置与两组水洗装置的排列方式为水洗-水洗-碱洗-碱洗。
4.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，所述脱水装置包括两个填充有脱水分子筛的脱水柱，脱水柱采用一脱一吸的并列结构，当一个脱水柱处于吸水工作状态时，向另一个脱水柱中通入干燥的热空气。
5.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，当碱洗装置中的氯化钠浓度达到预设值时，对碱洗装置中的氯化钠以及硫酸钠进行结晶回收。
6.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，活性炭吸附再生装置包括两个并联设置的活性炭吸附柱，两个活性炭吸附柱采用一吸一脱的工作方式，在一个活性炭吸附柱进行有机挥发物吸附富集的时候，对另一个活性炭吸附柱进行蒸汽脱附处理，蒸汽脱附结束后再通入干燥热空气进行干燥。
7.根据权利要求1所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，水洗装置与碱洗装置中的液相在自底部泵至顶部的过程中与干燥的冷气体A进行换热，得到干燥的热气体C，干燥的热气体C再进入第一换热器和/或第二换热器进行换热。
8.根据权利要求7所述的一种用于钴制造过程中VOC废气处理工艺，其特征在于，该工艺是基于钴制造过程中VOC废气处理系统进行的；
钴制造过程中VOC废气处理系统包括依次连接的除尘装置、第一换热器、水洗装置、碱洗装置、脱水装置、活性炭吸附再生装置、第二换热器、冷凝装置与回收储罐；
脱水装置还通过第三换热器与活性炭吸附再生装置连接，通过第三换热器换热工作对脱水装置排出的气体进行降温处理；
第三换热器与第一换热器以及第二换热器连接，第一换热器与第二换热器用于对第三换热器排出的完成换热的干燥气体进行加热，并将加热后的干燥气体排入活性炭吸附再生装置以及脱水装置中，对脱水分子筛和/或活性炭进行烘干干燥。
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2022
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