CN115121100A - 一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置及处理方法，包括通过管道连接的磺化尾气入口、液料缓冲罐、离心风机进风管、离心风机、螺旋风管与磺化尾气出口，离心风机进风管与离心风机的入风口连接，离心风机通过螺旋风管与磺化尾气出口连接，液料缓冲罐设置于所述离心风机风管下方，使得液料与磺化尾气在所述离心风机进风管内部逆向接触充分吸收后，液料进入液料缓冲罐，磺化尾气经螺旋风管进入磺化尾气出口。本发明提高液料的使用效率及价值，减轻了静电除雾器及后端处理工艺压力，回收液料可作为工业洗涤剂具有一定的直接或间接利用价值，后端产生的废酸量大幅减少，尾气处理效率提高，具有较好的实用性。

Description

一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置及处理方法
技术领域
本发明属于尾气处理领域，涉及气相磺化生产尾气的处理，尤其涉及一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置及处理方法，包括磺化生产过程中酸性尾气与液料的雾化吸收及分离，液料的回收利用。
背景技术
近些年来，人们对个人卫生的重视度逐渐加强，以致个人洗护产品的需求量逐渐增大，阴离子表面活性剂就是这类洗护产品中的主要活性成分，广泛用于液体洗护产品制造中。阴离子表面活性剂制备主要利用磺化反应将-SO3/-OSO2H引入有机物分子链中，使其具有表面活性，目前主要使用的磺化剂包括气体SO3、液体SO3、浓硫酸及发烟硫酸、氯磺酸等，由于气体SO3具有反应收率高、对环境污染低等优点在工业生产上被广泛采用。
稀释后的SO3气体与有机料在反应器中反应完全后，经过气液分离等手段将气体与液体酸酯分离开，气体进入尾气处理工段。磺化尾气中含有少量的有机/无机酸雾及SO2残留酸性气体，经过静电除雾器收集酸性液滴后通过碱洗塔吸收后气体即可对外排放。近年来，对大气污染的治理越来越趋于严格，要求尾气的排放标准也逐渐提高，因此需要对尾气处理工艺进行优化改进。
磺化尾气处理过程中主要依靠静电除雾器和碱洗塔，静电除雾器主要通过高压电极间形成的强大电场，使酸滴粒子带点作用受电荷作用捕集在一侧，聚集后受重力作用沉降后排出，这部分酸处理难度大，处理成本高，是磺化尾气处理工艺中的关键部分。近年来有研究者提出通过提高静电酸的利用率，如作为建筑助剂进行砖块生产或中和后排放处理，但这些工艺还未形成统一标准，处理效果也良莠不齐。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置及处理方法，使用的液料可循环使用提高了利用率且回收液具有一定的利用价值，提高磺化尾气处理效率的同时不增加处理成本，且减少后续处理阶段废酸产生，具有较好的经济效益和环保性
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，包括通过管道连接的磺化尾气入口、液料缓冲罐、离心风机进风管、离心风机、螺旋风管与磺化尾气出口，所述磺化尾气入口外接旋风分离器的出口，所述离心风机进风管与所述离心风机的入风口连接，所述离心风机通过所述螺旋风管与所述磺化尾气出口连接，所述液料缓冲罐设置于所述离心风机风管下方，所述离心风机进风管内部设有液料进料管与雾化喷头，使得液料与磺化尾气在所述离心风机进风管内部逆向接触充分吸收后，液料进入液料缓冲罐，磺化尾气经所述螺旋风管进入磺化尾气出口。
作为本发明的一种优选方案，所述离心风机内部设有叶轮，叶轮周围设有多孔挡板，风机下板上设有液料排液口，所述液料排液口与所述液料缓冲罐连接。
作为本发明的一种优选方案，所述多孔挡板的孔径大小为30-80mm，孔径上设有翘起的微板，翘起的角度为5-10°，微板的方向与离心风机内风向相反。
作为本发明的一种优选方案，所述液料缓冲罐底部设有出料管道、过滤器与计量泵。
作为本发明的一种优选方案，所述螺旋风管的出风口底部设有第二排液口，所述第二排液口与所述液料缓冲罐连接。
作为本发明的一种优选方案，所述螺旋风管的出风口下板上设有第二挡板，所述第二挡板的高度为50mm。
本发明还提供了采用上述的处理装置的气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，包括以下步骤：
1)从旋风分离器处理后的磺化尾气经管道牵引后进入离心风机，液料经液料进料管进入离心风机进风管内，通过喷头雾化喷射后，受重力作用与磺化尾气逆向接触后充分进行吸收，落回离心风机进风管底端的液料缓冲罐；
2)部分液料与磺化尾气充分接触后受离心风机作用进入离心风机的腔体内，在离心力作用下与吸收后尾气接触混合，分离，随后气体进入离心风机的出风口；
3)离心风机的出风口连接螺旋风管，使液料与磺化尾气再次分离，分离后的液料经排液口流回液料缓冲罐，实现磺化尾气的完全净化，吸收后磺化尾气进入后续处理步骤；
4)液料缓冲罐内的液料经过滤器与计量泵输送后循环进行步骤1)或者检测达标后排放回收。
作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，磺化尾气中含有的酸性组分包括SO2气体、硫酸酸雾与磺化酸酯，酸性组分的含量1000～5000mg/m3。
作为本发明的一种优选方案，离心风机运行风量3000-7000m3/h。
作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，液料包括生产产品同类的有机料或者质量分数为32％液碱，雾化喷头为扇形喷雾头，使用时压力0.6-0.8MPa。
本发明传统生产的基础上，采用本发明提供的处理装置，利用液料对磺化尾气中酸性成分进行有效吸收，且液料与尾气接触后进行分离收集、循环使用，提高液料的使用效率及价值，减轻了静电除雾器及后端处理工艺压力，回收液料可作为工业洗涤剂具有一定的直接或间接利用价值，后端产生的废酸量大幅减少，尾气处理效率提高，具有较好的实用性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明可以提高磺化生产过程中的酸性尾气处理效率。
2)本发明雾化吸收使用的液料可以循环使用，且最终收集后可作为工业洗涤剂产品，具有一定的直接或间接利用价值，提高液料使用效率。
3)本发明处理后的尾气进后端静电除雾器处理后产生的废酸量大幅减少，降低处理成本。
4)本发明的处理方法过程简单，易于实施。
5)本发明的处理装置，只需在现有生产线上做简单改动，即可实现。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明离心风机内部结构的示意图。
图3是本发明安装示意图。
图中，1.磺化尾气入口；2.液料缓冲罐；3.离心风机进风管；3-1.雾化喷头；4.离心风机；4-1.叶轮；4-2.多孔挡板；4-3.液料排液口；4-4.微板；5.螺旋风管；5-1第二排液口；6.磺化尾气出口；7.过滤器；8.计量泵；9.液料进料管；10.旋风分离器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
本发明中所用的原料，均可从市场购得。
参见图1，图2与图3，本发明首先提供了一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，包括通过管道相连的磺化尾气入口1、液料缓冲罐2、离心风机进风管3、离心风机4、螺旋风管5与磺化尾气出口6。
磺化尾气入口1外接旋风分离器10的出口，离心风机进风管3与离心风机4的入风口连接，离心风机4通过螺旋风管5与磺化尾气出口6连接，液料缓冲罐2设置于离心风机风管 3的下方，离心风机进风管3内部设有液料进料管9与雾化喷头3-1，使得液料与磺化尾气在离心风机进风管3内部逆向接触充分吸收后，液料进入液料缓冲罐2，磺化尾气经所述螺旋风管5进入磺化尾气出口6。
离心风机4内部设有叶轮4-1，叶轮4-1周围设有多孔挡板4-2，风机下板上设有液料排液口4-3，液料排液口4-3与液料缓冲罐2连接。
多孔挡板4-2的孔径大小为30-80mm，孔径上设有翘起的微板4-4，翘起的角度为5-10°，微板4-4的方向与离心风机内4的风向相反。
液料缓冲罐2底部设有出料管道、过滤器7与计量泵8。
螺旋风管5的出风口底部设有第二排液口5-1，螺旋风管5与离心风机4间采用转接口即软连接连通，螺旋风管5参数按照旋风分离器10参数设计，要求进口风速15-25m/s，结构尺寸参考Swift通用型。
螺旋风管5的出风口下板低点设置有第二排液口5-1，第二排液口5-1与液料缓冲罐2 连接；螺旋风管5的出风口下板加一高度为50mm高档板(图中未示出)，阻止液料流出进入下一段工艺。
本发明的排液口，主要是将吸收液通过气流带入进入离心风机雾化吸收酸性尾气，吸收液在离心风机腔体内可能会堆积所以设置一个排液口4.3，在螺旋风管出口有少量吸收液会随气体带出所以在最底部设置有排液口5.1，这两段排液口收集的吸收液全部进入缓冲罐2 内相当于继续回用。
实施例1
本实施例提供的气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，以产能为3.8t/h十二烷基苯磺酸气相膜式磺化生产线为例：
配套的离心风机6000m3/h，所选用液料为十二烷基苯，当磺化生产系统运行时，调节液料输送流量为1.5m3/h，泵压控制0.7MPa，十二烷基苯经输送管至雾化喷头后雾化喷出，与从旋风分离器出口端的磺化尾气接触反应，经过离心风机提速后输送至螺旋风管内进行液料与尾气的分离，净化后的尾气进入后段静电除雾器，运行时间为一周，记录系统风压变化，同时收集离心风机、螺旋风管底部排液口物料和静电酸，检测活性物、硫酸及色泽数据，见表1-表4。
表1.未雾化喷入十二烷基苯
检测项 中和值 硫酸含量 活性物 色泽(0.5g/L)
风机底排口 223.8 16 79.8 浑浊，超量程
风管底排口 234 19.85 73.7 浑浊，超量程
静电酸 214.9 16.3 73.4 浑浊，超量程
表2.开始雾化喷入十二烷基苯：
Figure BDA0003773418610000041
Figure BDA0003773418610000051
表3.常规生产工艺(指无磺化尾气雾化处理装置)
检测项 中和值 硫酸含量 活性物 色泽(0.5g/L)
静电酸 288.2 23.8 76.5 浑浊，超量程
表4.检测数据
酸/物料流量(kg/h) 本发明 本发明未喷液料 常规生产工艺
静电酸 5.42 10.62 11.72
风机底排口 1.03 0.235 /
风管底排口 0.16 0.052 /
由表1-表4可以看出，本发明的处理装置与处理方法对磺化尾气中的酸性液滴具有一定的脱离收集作用，且通过液料雾化吸收装置，可以有效吸收磺化尾气中的酸性成分，大幅减少后续处理工艺中的废静电酸产生，作用显著可靠。本发明处理后的尾气进后端静电除雾器处理后产生的废酸量大幅减少，降低处理成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，包括通过管道连接的磺化尾气入口、液料缓冲罐、离心风机进风管、离心风机、螺旋风管与磺化尾气出口，所述磺化尾气入口外接旋风分离器的出口，所述离心风机进风管与所述离心风机的入风口连接，所述离心风机通过所述螺旋风管与所述磺化尾气出口连接，所述液料缓冲罐设置于所述离心风机风管下方，所述离心风机进风管内部设有液料进料管与雾化喷头，使得液料与磺化尾气在所述离心风机进风管内部逆向接触充分吸收后，液料进入液料缓冲罐，磺化尾气经所述螺旋风管进入磺化尾气出口。
2.根据权利要求1所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，所述离心风机内部设有叶轮，叶轮周围设有多孔挡板，风机下板上设有液料排液口，所述液料排液口与所述液料缓冲罐连接。
3.根据权利要求2所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，所述多孔挡板的孔径大小为30-80mm，孔径上设有翘起的微板，翘起的角度为5-10°，微板的方向与离心风机内风向相反。
4.根据权利要求1所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，所述液料缓冲罐底部设有出料管道、过滤器与计量泵。
5.根据权利要求1所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，所述螺旋风管的出风口底部设有第二排液口，所述第二排液口与所述液料缓冲罐连接。
6.根据权利要求5所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理装置，其特征在于，所述螺旋风管的出风口下板上设有第二挡板，所述第二挡板的高度为50mm。
7.一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的处理装置，包括以下步骤：
1)从旋风分离器处理后的磺化尾气经管道牵引后进入离心风机，液料经液料进料管进入离心风机进风管内，通过喷头雾化喷射后，受重力作用与磺化尾气逆向接触后充分进行吸收，落回离心风机进风管底端的液料缓冲罐；
2)部分液料与磺化尾气充分接触后受离心风机作用进入离心风机的腔体内，在离心力作用下与吸收后尾气接触混合，分离，随后气体进入离心风机的出风口；
3)离心风机的出风口连接螺旋风管，使液料与磺化尾气再次分离，分离后的液料经排液口流回液料缓冲罐，实现磺化尾气的完全净化，吸收后磺化尾气进入后续处理步骤；
4)液料缓冲罐内的液料经过滤器与计量泵输送后循环进行步骤1)或者检测达标后排放回收。
8.根据权利要求7所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，其特征在于，步骤1)中，磺化尾气中含有的酸性组分包括SO2气体、硫酸酸雾与磺化酸酯，酸性组分的含量1000～5000mg/m3。
9.根据权利要求7所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，其特征在于，离心风机运行风量3000-7000m3/h。
10.根据权利要求7所述的一种气相磺化生产尾气雾化吸收处理方法，其特征在于，步骤1)中，液料包括生产产品同类的有机料或者质量分数为32％液碱，雾化喷头为扇形喷雾头，使用时压力0.6-0.8MPa。
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