CN116832579A - 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 - Google Patents
一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116832579A CN116832579A CN202310955478.9A CN202310955478A CN116832579A CN 116832579 A CN116832579 A CN 116832579A CN 202310955478 A CN202310955478 A CN 202310955478A CN 116832579 A CN116832579 A CN 116832579A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- treatment
- molecular sieve
- heat exchange
- sieve membrane
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 96
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 78
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 29
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 20
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 15
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 15
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 28
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- HCSCWJCZRCSQFA-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidin-2-one;hydrate Chemical compound O.CN1CCCC1=O HCSCWJCZRCSQFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/08—Thickening liquid suspensions by filtration
- B01D17/085—Thickening liquid suspensions by filtration with membranes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本申请涉及一种含N‑甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置，所述含N‑甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法，包括如下步骤：将含一定量N‑甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理，获得处理液；将所述处理液经过分子筛膜脱水单元进行脱水操作处理，获得电子级N‑甲基吡咯烷酮以及尾气，其中，所述尾气输送至所述吸收单元进行处理后排放，所述电子级N‑甲基吡咯烷酮经过冷却处理备用。本申请中的废气回收处理方法，采用了分子筛膜脱水技术进行处理，且可充分利用高温尾气中的能量，使得分子筛膜脱水单元分离的含一定量N‑甲基吡咯烷酮的尾气通过吸收单元处理，全过程产生的水从吸收单元以饱和水的形式排出，实现了过程零污染排放处理。
Description
技术领域
本申请属于有机废气回收技术领域，具体涉及一种含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置。
背景技术
N-甲基吡咯烷酮(NMP)是一种溶解性极强的非质子溶剂，其属于无色透明油状液体，微有胺的味道。N-甲基吡咯烷酮的挥发度低，热稳定性和化学稳定性均较佳，因其具有良好的性能，而被广泛应用于锂电、医药、农药、电子、石油化工等行业，N-甲基吡咯烷酮在锂电池生产制造过程中本身不进入最终的锂电产品中，而是作为分散粘结剂的溶剂，在一定温度下通过烘干工序挥发，NMP以废气的形式从生产设备中排出，若该废气不经回收处理直接排入大气，既造成环境污染又造成资源的浪费。因而对该废气的回收提纯处理有重要意义。
目前相关技术中提出了一些回收N-甲基吡咯烷酮的方法。例如，有研究者采用三塔串联并经吸附塔精密处理，将锂电池生产中NMP废气回收提纯为电子级NMP溶剂，可直接用作锂电池生产中正负极材料的溶剂。但该方法失活吸附剂会变成固废，且多塔精馏工艺蒸发能耗高。此外，还有研究人员采用多孔陶瓷过滤膜分离器结合渗透汽化膜，实现NMP与水的分离，回收过程中操作温度在NMP回收液的沸点以下，但该方法中水的不断循环导致吸收过程后期吸收塔顶尾气排放不达标，膜脱水过程中产生的渗透废水和真空尾气需要二次处理，存在诸多问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置，该种处理方法及装置，所使用的能耗较低，处理效果好，尾气可实现超净排放，且无需进行二次污染物处理。
根据本申请的第一方面，提供一种含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法，包括如下步骤：
将含一定量N-甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理，获得处理液；
将所述处理液经过分子筛膜脱水单元进行脱水操作处理，获得电子级N-甲基吡咯烷酮以及尾气，其中，所述尾气输送至所述吸收单元进行处理后排放，所述电子级N-甲基吡咯烷酮经过冷却处理备用。
其中，本申请实施例的废气回收处理方法，将含N-甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理后，采用吸收的方式将废气中的N-甲基吡咯烷酮从气相转移到液相中，并采用分子筛膜脱水技术进行深度脱水纯化处理，其分离的尾气通过吸收单元进行处理，全过程产生的水从吸收单元以饱和水的形式排出，实现了过程零污染排放处理，并最后获得电子级的N-甲基吡咯烷酮。可以理解的是，本申请所指的电子级的N-甲基吡咯烷酮，是指N-甲基吡咯烷酮的含量达到99.9wt％。
根据本申请的一些实施例，所述将含一定量N-甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理，包括如下步骤：
将所述废气先经过换热设备进行换热处理，然后进行相分离，将所述相分离后的凝液收集备用；
将所述相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过所述吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，所述液相物质中75-95％的富液返回至所述吸收设备的中部处理进行循环，5-25％的富液进行缓存备用，所述缓存备用的富液经过增压后获得所述处理液；
其中，所述气相物质进入换热设备中作为换热介质。
可以理解的是，通过相分离的方式将含N-甲基吡咯烷酮的废气分离为不凝气相物质和凝液，不凝气相物质将进入吸收设备中进行吸收处理，而凝液进行收集后，可输送至分子筛膜单元中进行进一步处理。
根据本申请的一些实施例，所述获得处理液后，还包括如下过程：
将所述处理液加热到100-140℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理。
可以理解的是，相分离后获得的凝液，也可以通过加热到100-140℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理。
根据本申请的一些实施例，所述换热处理，包括两次换热过程，其中，第一次换热过程在80-120℃下进行，第二次换热过程在10-40℃下进行。
可以理解的是，本申请设置两次换热过程，是由于第一次换热过程是吸收塔顶设备顶部废气与原料气进行换热，使排放气升温至不饱和状态，起到“消白”的作用，而第二次换热过程是降低进入其他设备的废气温度，保护其他设备。
根据本申请的一些实施例，脱水操作处理，包括如下步骤：
将所述处理液在多个分子筛膜组件中进行串联操作处理，所述串联操作处理包含一级渗透和二级渗透，其中，将所述一级渗透处理获得的气体经过冷凝处理，然后将所述冷凝处理后的凝液输送至吸收单元的吸收剂循环入口，将所述二级渗透处理获得的气体直接返回吸收单元。
需要说明的是，分子筛膜组件的深度脱水可分为两级，包含一级渗透和二级渗透，可进一步加强深度脱水的效率。
根据本申请的一些实施例，所述一级渗透的操作压力为0.1～3kPaA，所述二级渗透的操作压力为0.1～5kPaA。
根据本申请的一些实施例，所述串联操作处理后，在物料液相出口一侧排出的电子级N-甲基吡咯烷酮物料，经过换热回收能量后，进行冷却处理备用。
根据本申请的一些实施例，所述一级渗透处理获得的气体经过冷凝处理后，将含有0.1～2wt％N-甲基吡咯烷酮的尾气抽出，输送至吸收单元进行处理后排放；和/或，所述二级渗透处理获得的气体中含有0.01～1wt％N-甲基吡咯烷酮的尾气抽出，输送至吸收单元进行处理后排放。
可以理解的是，分子筛膜组件的深度脱水包含了一级渗透和二级渗透过程，其中一级渗透处理获得气体因含水量较高、气量较大而经过冷凝器冷凝处理，将处理后的凝液输送至吸收单元的吸收剂循环入口，可以提高物料的重复利用率。而二级渗透处理的气体因含水量较低、气量较小而直接返回至吸收单元的气相进口进行吸收处理，二者相辅相成，无渗透废水和真空尾气外排，可实现工艺过程的自循环和零污染排放处理。
根据本申请的第一方面，提供一种用于上述含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法的回收处理装置，所述处理装置包括：
吸收单元，包括依次连接的换热设备、相分离装置、吸收设备，
分子筛膜脱水单元，包括换热装置、第一加热设备、第一分子筛膜组件、第二分子筛膜组件，其中，所述第一分子筛膜组件和第二分子筛膜组件串联连接，所述换热装置入口与所述吸收单元连接，出口与所述第一加热设备连接，所述第一分子筛膜组件与所述第一加热设备相连，所述第二分子筛膜组件与所述换热装置相连。
根据本申请的一些实施例，所述分子筛膜脱水单元还包括第一真空机组、第二真空机组，所述第一真空机组与所述第一分子筛膜组件连接，所述第二真空机组与所述第二分子筛膜组件连接。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请一实施例中含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理装置的组成示意图；
图2为本申请一实施例中含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理装置的吸收单元组成示意图；
图3为本申请一实施例中含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理装置的分子筛膜脱水单元组成示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
发明人对含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置的相关技术进行进一步分析，其中，有一种锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮回收提纯精密处理的方法，其包括用水吸收N-甲基吡咯烷酮废气，得到N-甲基吡咯烷酮废液，将NMP废液输入第一脱水精馏塔进行分离；将第一脱水精馏塔的塔釜采出的重组分输入第二脱水精馏塔进行分离；将第二脱水精馏塔的塔釜采出重组分输入NMP精馏塔进行分离；将NMP精馏塔的塔顶采出轻组分经吸附剂吸附脱除水和重杂组分，得到处理后的NMP，吸附剂包括活性炭、聚丙烯酰胺-凹凸棒粘土复合材料、硅藻土和分子筛。上述方法采用三塔串联并经吸附塔精密处理，将锂电池生产中NMP废气回收提纯为电子级NMP溶剂，可直接用作锂电池生产中正负极材料的溶剂。但该方法失活吸附剂会变成固废，且多塔精馏工艺蒸发能耗高。根据现有装置的实际运行数据显示，其采用精馏纯化工艺设备投资及运维成本比较高。
此外，还有一种膜分离法回收锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮(NMP)废气的工艺，其将来自锂电池极片干燥箱中的NMP废气被鼓风设备送入吸收塔中，以水作为溶剂进行吸收，在吸收塔底形成NMP废液，再经循环泵进入多孔陶瓷过滤膜分离器，在多孔陶瓷过滤膜前后压差的作用下NMP和水透过多孔过滤膜，在多孔陶瓷过滤膜后侧形成NMP-水的清液，截留液返回至循环罐；形成的NMP与水清液存于清液罐，并在料液泵的作用下进入加热器加热；加热后的清液经渗透汽化膜时，水透过膜层而NMP被截留，从而实现NMP与水的分离。回收过程中操作温度在NMP回收液的沸点以下，被回收的NMP无需高温、负压，不易产生新杂质，能耗低，操作简单，是一种绿色的NMP废气回收工艺。但该方法中水的不断循环导致吸收过程后期吸收塔顶尾气排放不达标，吸收过程不能连续操作，且膜脱水过程中产生的渗透废水和真空尾气需要二次处理。
针对相关技术中的弊端，本发明提供了一种含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置。下面结合本申请的实施例描述本发明的含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置。
实施例1
将含0.001～2wt％N-甲基吡咯烷酮(NMP)的废气经过换热设备先后进行两次换热处理，其中，第一次换热处理的温度为80℃，第二次换热处理的温度为40℃，然后进入相分离装置中进行分离操作，分离后的凝液经过输送装置进行收集备用。以水为吸收剂从吸收设备顶部一侧吸收剂入口加入，水采用常温进料操作，逆流吸收。然后将相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，液相物质中75％的富液返回至吸收设备的中部处理进行循环，25％的富液进行缓存备用，该缓存备用的富液(含NMP 96wt％)经过增压后外输获得处理液。此外，气相物质进入换热设备中作为换热介质。
将上述处理液加热到100℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理，其中，分子筛膜组件为多个串联操作，该串联操作处理包含一级渗透和二级渗透。其中，分子筛膜组件脱水的操作压力为0.3MPa.A，分子筛膜组件一级渗透侧操作压力为2kPaA以下，二级渗透侧操作压力为0.7kPaA。一级渗透处理获得的气体经过冷凝后，输送至吸收单元的吸收剂循环入口。此外，二级渗透处理获得的气体直接返回至吸收单元。通过第一真空机组抽出的气体中含有NMP 0.1～2wt％的尾气，以及第二真空机组抽出的气体中含NMP 0.01～1wt％的尾气直接返回吸收单元一侧设置的废气入口，通过吸收单元处理后达标排放。而分子筛膜组件中第一侧设置的物料液相出口排出的物料(电子级N-甲基吡咯烷酮)经过第二冷却设备冷却至50℃后进入缓存设备存储备用。而分子筛膜组件中第二侧设置的物料液相出口排出的物料进入另一换热设备中作为换热介质使用。其中，该物料液相出口排出的物料包含约1wt％NMP和约99wt％水。
本实施例中，提供的含N-甲基吡咯烷酮废气的回收处理方法，采用冷凝-吸收-分子筛膜脱水技术，通过多级冷凝的方式，将含N-甲基吡咯烷酮的废气进行冷却，回收部分N-甲基吡咯烷酮，并充分利用高温废气中的能量，用于吸收单元排放气的“消白”处理，采用吸收的方式将废气中的N-甲基吡咯烷酮从气相转移到液相中，经过分子筛膜组件的深度脱水纯化，最后得到电子级的N-甲基吡咯烷酮产品。
实施例2
将含0.001～2wt％N-甲基吡咯烷酮(NMP)的废气经过换热设备先后进行两次换热处理，其中，第一次换热处理的温度为120℃，第二次换热处理的温度为40℃，然后进入相分离装置中进行分离操作，分离后的凝液经过输送装置进行收集备用。以水为吸收剂从吸收设备顶部一侧吸收剂入口加入，水采用常温进料操作，逆流吸收。然后将相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，液相物质中75％的富液返回至吸收设备的中部处理进行循环，25％的富液进行缓存备用，该缓存备用的富液(含NMP 94wt％)经过增压后外输获得处理液。此外，气相物质进入换热设备中作为换热介质。
将上述处理液加热到110℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理，其中，分子筛膜组件为多个串联操作，该串联操作处理包含一级渗透和二级渗透。其中，分子筛膜组件脱水的操作压力为0.4MPa.A，分子筛膜组件一级渗透侧操作压力为3kPaA以下，二级渗透侧操作压力为0.5kPaA。一级渗透处理获得的气体经过冷凝后，输送至吸收单元的吸收剂循环入口。此外，二级渗透处理获得的气体直接返回至吸收单元。通过第一真空机组抽出的气体中含有NMP 0.1～2wt％的尾气，以及第二真空机组抽出的气体中含NMP 0.01～1wt％的尾气直接返回吸收单元一侧设置的废气入口，通过吸收单元处理后达标排放。而分子筛膜组件中第一侧设置的物料液相出口排出的物料(电子级N-甲基吡咯烷酮)经过第二冷却设备冷却至40℃后进入缓存设备存储备用。而分子筛膜组件中第二侧设置的物料液相出口排出的物料进入另一换热设备中作为换热介质使用。其中，该物料液相出口排出的物料包含约1wt％NMP和约99wt％水。
实施例3
将含0.001～2wt％N-甲基吡咯烷酮(NMP)的废气经过换热设备先后进行两次换热处理，其中，第一次换热处理的温度为100℃，第二次换热处理的温度为40℃，然后进入相分离装置中进行分离操作，分离后的凝液经过输送装置进行收集备用。以水为吸收剂从吸收设备顶部一侧吸收剂入口加入，水采用常温进料操作，逆流吸收。然后将相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，液相物质中75％的富液返回至吸收设备的中部处理进行循环，25％的富液进行缓存备用，该缓存备用的富液(含NMP 95wt％)经过增压后外输获得处理液。此外，气相物质进入换热设备中作为换热介质。
将上述处理液加热到115℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理，其中，分子筛膜组件为多个串联操作，该串联操作处理包含一级渗透和二级渗透。其中，分子筛膜组件脱水的操作压力为0.5MPa.A，分子筛膜组件一级渗透侧操作压力为2kPaA以下，二级渗透侧操作压力为0.3kPaA。一级渗透处理获得的气体经过冷凝后，输送至吸收单元的吸收剂循环入口。此外，二级渗透处理获得的气体直接返回至吸收单元。通过第一真空机组抽出的气体中含有NMP 0.1～2wt％的尾气，以及第二真空机组抽出的气体中含NMP 0.01～1wt％的尾气直接返回吸收单元一侧设置的废气入口，通过吸收单元处理后达标排放。而分子筛膜组件中第一侧设置的物料液相出口排出的物料(电子级N-甲基吡咯烷酮)经过第二冷却设备冷却至45℃后进入缓存设备存储备用。而分子筛膜组件中第二侧设置的物料液相出口排出的物料进入另一换热设备中作为换热介质使用。其中，该物料液相出口排出的物料包含约1wt％NMP和约99wt％水。
实施例4
将含0.001～2wt％N-甲基吡咯烷酮(NMP)的废气经过换热设备先后进行两次换热处理，其中，第一次换热处理的温度为90℃，第二次换热处理的温度为40℃，然后进入相分离装置中进行分离操作，分离后的凝液经过输送装置进行收集备用。以水为吸收剂从吸收设备顶部一侧吸收剂入口加入，水采用常温进料操作，逆流吸收。然后将相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，液相物质中75％的富液返回至吸收设备的中部处理进行循环，25％的富液进行缓存备用，该缓存备用的富液(含NMP 92wt％)经过增压后外输获得处理液。此外，气相物质进入换热设备中作为换热介质。
将上述处理液加热到120℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理，其中，分子筛膜组件为多个串联操作，该串联操作处理包含一级渗透和二级渗透。其中，分子筛膜组件脱水的操作压力为0.5MPa.A，分子筛膜组件一级渗透侧操作压力为1kPaA以下，二级渗透侧操作压力为0.2kPaA。一级渗透处理获得的气体经过冷凝后，输送至吸收单元的吸收剂循环入口。此外，二级渗透处理获得的气体直接返回至吸收单元。通过第一真空机组抽出的气体中含有NMP 0.1～2wt％的尾气，以及第二真空机组抽出的气体中含NMP 0.01～1wt％的尾气直接返回吸收单元一侧设置的废气入口，通过吸收单元处理后达标排放。而分子筛膜组件中第一侧设置的物料液相出口排出的物料(电子级N-甲基吡咯烷酮)经过第二冷却设备冷却至45℃后进入缓存设备存储备用。而分子筛膜组件中第二侧设置的物料液相出口排出的物料进入另一换热设备中作为换热介质使用。其中，该物料液相出口排出的物料包含约1wt％NMP和约99wt％水。
实施例5
一种用于含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法的回收处理装置，结合附图1-3所示，该处理包含吸收单元和分子筛膜脱水单元，其中，吸收单元包括依次连接的换热设备、相分离装置、吸收设备。分子筛膜脱水单元，与上述吸收单元连接，分子筛膜脱水单元包括换热装置、第一加热设备、第一分子筛膜组件、第二分子筛膜组件，其中，第一分子筛膜组件和第二分子筛膜组件串联连接，换热装置入口与吸收单元连接，出口与第一加热设备连接，第一分子筛膜组件与第一加热设备相连，第二分子筛膜组件与所述换热装置相连。另外，分子筛膜脱水单元还包括第一真空机组、第一真空机组，其中，第一真空机组与第一分子筛膜组件连接，第二真空机组与第二分子筛膜组件连接
根据本申请实施例提出的用于含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法的回收处理装置，采用冷凝-吸收-子筛膜脱水技术，通过多级冷凝的方式，将含N-甲基吡咯烷酮的废气进行冷却，回收部分N-甲基吡咯烷酮，并充分利用高温废气中的能量，用于吸收单元排放气的“消白”处理，采用吸收的方式将废气中的N-甲基吡咯烷酮从气相转移到液相中，经过分子筛膜组件的深度脱水纯化，最后得到电子级的N-甲基吡咯烷酮产品。
上面结合具体实施方式对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法，其特征在于，所述废气回收处理方法包括如下步骤：
将含一定量N-甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理，获得处理液；
将所述处理液经过分子筛膜脱水单元进行脱水操作处理，获得电子级N-甲基吡咯烷酮以及尾气，其中，所述尾气输送至所述吸收单元进行处理后排放，所述电子级N-甲基吡咯烷酮经过冷却处理备用。
2.根据权利要求1所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述将含一定量N-甲基吡咯烷酮的废气经过吸收单元进行处理，包括如下步骤：
将所述废气先经过换热设备进行换热处理，然后进行相分离，将所述相分离后的凝液收集备用；
将所述相分离得到的不凝气相物质，输送至吸收设备中进行吸收处理，经过所述吸收处理后，获得液相物质和气相物质，其中，所述液相物质中75-95％的富液返回至所述吸收设备的中部处理进行循环，5-25％的富液进行缓存备用，所述缓存备用的富液经过增压后获得所述处理液；
其中，所述气相物质进入换热设备中作为换热介质。
3.根据权利要求1所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述获得处理液后，还包括如下过程：
将所述处理液加热到100-140℃后进入分子筛膜脱水单元中进行脱水操作处理。
4.权利要求2所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述换热处理，包括两次换热过程，其中，第一次换热过程在80-120℃下进行，第二次换热过程在10-40℃下进行。
5.根据权利要求1至4任一项所述的废气回收处理方法，其特征在于，脱水操作处理，包括如下步骤：
将所述处理液在多个分子筛膜组件中进行串联操作处理，所述串联操作处理包含一级渗透和二级渗透，其中，将所述一级渗透处理获得的气体经过冷凝处理，然后将所述冷凝处理后的凝液输送至吸收单元的吸收剂循环入口，将所述二级渗透处理获得的气体直接反回至吸收单元。
6.根据权利要求5所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述一级渗透的操作压力为0.1～3kPaA，所述二级渗透的操作压力为0.1～5kPaA。
7.根据权利要求5所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述串联操作处理后，在物料液相出口第一侧排出的电子级N-甲基吡咯烷酮物料，经过换热回收能量后，进行冷却处理备用。
8.根据权利要求5所述的废气回收处理方法，其特征在于，所述一级渗透处理获得的气体经过冷凝处理后，将含有0.1～2wt％N-甲基吡咯烷酮的尾气抽出，输送至吸收单元进行处理后排放；和/或，所述二级渗透处理获得的气体中含有0.01～1wt％N-甲基吡咯烷酮的尾气抽出，输送至吸收单元进行处理后排放。
9.一种用于权利要求1至8任一项所述的含N-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法的回收处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：
吸收单元，包括依次连接的换热设备、相分离装置、吸收设备，
分子筛膜脱水单元，包括换热装置、第一加热设备、第一分子筛膜组件、第二分子筛膜组件，其中，所述第一分子筛膜组件和第二分子筛膜组件串联连接，所述换热装置入口与所述吸收单元连接，出口与所述第一加热设备连接，所述第一分子筛膜组件与所述第一加热设备相连，所述第二分子筛膜组件与所述换热装置相连。
10.根据权利要求9所述的回收处理装置，其特征在于，所述分子筛膜脱水单元还包括第一真空机组、第二真空机组，所述第一真空机组与所述第一分子筛膜组件连接，所述第二真空机组与所述第二分子筛膜组件连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310955478.9A CN116832579A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310955478.9A CN116832579A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116832579A true CN116832579A (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=88174411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310955478.9A Pending CN116832579A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116832579A (zh) |
-
2023
- 2023-07-31 CN CN202310955478.9A patent/CN116832579A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3175910B1 (en) | System and method for organic solvent purification | |
| JP2002517161A (ja) | 流体流から成分を除去するための薄膜方法および装置 | |
| CN107899377A (zh) | 烟气中二氧化碳的捕集回收装置及方法 | |
| CN110756003A (zh) | 一种采用膜吸收处理废气中四氢呋喃分离方法 | |
| CN210645731U (zh) | 压缩冷凝膜分离技术实现溶媒回收、氮气循环使用的装置 | |
| CN104587834A (zh) | 一种从低浓度水溶液中分离回收高沸点有机物的装置及方法 | |
| CN106831526B (zh) | 回收、提纯n-甲基吡咯烷酮的装置及方法 | |
| CN206467171U (zh) | 回收、提纯n‑甲基吡咯烷酮的装置 | |
| CN220002998U (zh) | 一种nmp废液精馏提纯系统 | |
| JP2765032B2 (ja) | 揮発性有機液体水溶液の濃縮液の製造方法 | |
| CN116832579A (zh) | 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理方法及装置 | |
| CN207628185U (zh) | 烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收装置 | |
| CN113788776B (zh) | 一种锂离子电池涂布工序nmp提纯方法及系统 | |
| CN214004476U (zh) | 一种渗透汽化膜分离精制nmp装置 | |
| CN214830033U (zh) | 一种电池级nmp生产系统 | |
| CN111909120B (zh) | 一种含水三元共沸体系的节能分离工艺 | |
| CN111256432B (zh) | 一种二氧化碳精馏分离废液处理装置和方法 | |
| CN220531163U (zh) | 一种含n-甲基吡咯烷酮的废气回收处理装置 | |
| CN111423352A (zh) | 一种n-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法 | |
| CN116059791B (zh) | 用混合离子液体捕集和干燥烟气中co2的方法及装置 | |
| CN110498756B (zh) | 一种n-甲基-2-吡咯烷酮有机废气的处理回收系统及处理回收方法 | |
| CN211111798U (zh) | 一种n-甲基-2-吡咯烷酮有机废气的处理回收系统 | |
| CN115501723B (zh) | 一种一氯甲烷废气的回收方法 | |
| CN214781577U (zh) | 一种n-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统 | |
| CN214261256U (zh) | 一种压缩冷凝、氮氧膜、有机蒸汽膜组合的VOCs回收及氮气回用装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |