CN117101354A - 一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尾气处理技术领域，公开了一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法及其应用。该方法包括：(1)将来自储液罐的待处理气体经所述吸收罐(1)顶部的尾气口(12)引入至所述上腔体(5)中，一部分所述待处理气体与所述上腔体(5)中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；(2)通过压力差使得所述上腔体(5)中的混合气体通过连接管(3)进入所述下腔体(6)中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到处理气体II。本发明提供的方法既能高效吸收氯丁烷储液罐在进料时释放的氯丁烷尾气，又能实现储液罐退料和防倒吸的目的。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法及其应用。
背景技术
氯丁烷具有挥发性，一般储存在储液罐中。在储液罐进料时，由于液体具有挥发性，可能从储液罐排出至外界而造成空气污染。
现有技术中，采用装有溶解氯丁烷尾气的吸收液的吸收罐，来处理从储液罐排出的氯丁烷尾气。储液罐上需设施有第一出气口，吸收罐在顶板设有一个进气口和第二出气口，进气口穿设有进气管，进气管的进气端与储液罐连通，进气管的出气端伸入吸收液液面以下。在储液罐进料时，需要将储液罐的第一出气口关闭，而将吸收罐的进气口和第二出气口打开，使得尾气经尾气进气管进入尾气吸收罐进行吸收。在储液罐退料时，需先把储液罐的出气口打开，以防止吸收罐内的吸收液倒吸入储液罐，而造成储液罐内的液体污染。因此，在储液罐进料和出料时需要切换储液罐的第一出气口阀门的开关状态，导致操作较为繁琐。
此外，当储液罐中的氯丁烷气体与空气中的水分接触后会生成腐蚀性的氯化氢，从而腐蚀阀门，缩短了阀门的使用寿命。并且，如果不及时发现并更换阀门则容易出现氯丁烷气体泄露的问题，从而造成空气污染。
因此，需要提供一种方法，既能高效吸收氯丁烷储液罐在进料时释放的氯丁烷尾气，又能在储液罐进料和退料时不需要在储液罐上设置出气口阀门，就能实现储液罐退料和防倒吸的目的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的在处理含有氯丁烷的尾气时需要切换储液罐出气口的开关状态，导致操作较为繁琐以及储液罐上出气口阀门易被腐蚀导致尾气泄露污染空气，以及储液罐退料时引起的吸收液倒吸，吸收率和吸收效率不高的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法，该方法在包括上腔体5和下腔体6的吸收罐1中进行，所述上腔体5与所述下腔体6通过连接管3保持连通，该方法包括：
(1)将来自储液罐的待处理气体经所述吸收罐1顶部的尾气口12引入至所述上腔体5中，一部分所述待处理气体与所述上腔体5中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；
(2)通过压力差使得所述上腔体5中的混合气体通过连接管3进入所述下腔体6中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到氯丁烷含量为0.1-0.5vol％的处理气体II，再将所述处理气体II从所述下腔体6的侧壁穿设的第二气管10排出外界；所述混合气体中含有所述处理气体I与另一部分所述待处理气体；
(3)对所述储液罐进行退料操作，使得空气从外界通过所述上腔体5的顶壁穿设的第一气管4进入所述上腔体5中，并自所述尾气口12引入至所述储液罐中；
所述待处理气体中氯丁烷的含量为50-70vol％；
所述吸收液I占所述上腔体5容积的30-50vol％，所述吸收液II占所述下腔体6容积的50-60vol％；
所述第一气管4的上端位于所述吸收罐1外部，所述第一气管4的下端所在的水平面低于所述吸收液I的液面；
所述尾气口12、所述连接管3、所述第一气管4与所述第二气管10的管径比为1：1.5-2：1-1.2：1-1.2；
在进行步骤(1)的操作之前，所述吸收罐1内的表压为-100Pa至100Pa，且
所述连接管3的上端高于所述吸收液I的液面，所述连接管3的下端低于所述吸收液II的液面，所述连接管3内的所述吸收液II的体积不大于所述第一气管4的容积。
本发明第二方面提供第一方面所述的方法在大气污染控制中的应用。
相比于现有技术，本发明提供的方法既能高效吸收氯丁烷储液罐在进料时释放的氯丁烷尾气，又能在储液罐进料和退料时不需要在储液罐上设置出气口阀门，就能实现储液罐退料和防倒吸的目的。
附图说明
图中仅标出了关键设备，省略了本领域技术人员已知的如泵，加热器，分离器等设备，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
图1是本发明的一种优选的实施方式中使用的吸收罐的结构示意图。
附图标记说明
标号 名称 标号 名称
1 吸收罐 8 第二出液口
2 横隔板 9 第三出液口
3 连接管 10 第二气管
4 第一气管 11 进液管
5 上腔体 12 尾气口
6 下腔体 13 漏斗结构
7 第一出液口
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法，该方法在包括上腔体5和下腔体6的吸收罐1中进行，所述上腔体5与所述下腔体6通过连接管3保持连通，该方法包括：
(1)将来自储液罐的待处理气体经所述吸收罐1顶部的尾气口12引入至所述上腔体5中，一部分所述待处理气体与所述上腔体5中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；
(2)通过压力差使得所述上腔体5中的混合气体通过连接管3进入所述下腔体6中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到氯丁烷含量为0.1-0.5vol％的处理气体II，再将所述处理气体II从所述下腔体6的侧壁穿设的第二气管10排出外界；所述混合气体中含有所述处理气体I与另一部分所述待处理气体；
(3)对所述储液罐进行退料操作，使得空气从外界通过所述上腔体5的顶壁穿设的第一气管4进入所述上腔体5中，并自所述尾气口12引入至所述储液罐中；
所述待处理气体中氯丁烷的含量为50-70vol％；
所述吸收液I占所述上腔体5容积的30-50vol％，所述吸收液II占所述下腔体6容积的50-60vol％；
所述第一气管4的上端位于所述吸收罐1外部，所述第一气管4的下端所在的水平面低于所述吸收液I的液面；
所述尾气口12、所述连接管3、所述第一气管4与所述第二气管10的管径比为1：1.5-2：1-1.2：1-1.2；
在进行步骤(1)的操作之前，所述吸收罐1内的表压为-100Pa至100Pa，且
所述连接管3的上端高于所述吸收液I的液面，所述连接管3的下端低于所述吸收液II的液面，所述连接管3内的所述吸收液II的体积不大于所述第一气管4的容积。
需要说明的是，在本发明中，所述管径为管的内径。
需要说明的是，本发明中对所述压力差的实现没有具体限定，可以示例性地通过加压设备实现，只要能够实现本发明中的气体物流的转移即可。
优选地，所述连接管3的上部为漏斗结构13，且所述漏斗结构13的开口朝上。发明人发现，该优选情况下，所述吸收罐1的防倒吸效果更好。
更优选地，所述漏斗结构13的上端高于所述吸收液I的液面。
根据一种优选实施方式，所述连接管3下端位于吸收液II液面以下的管壁上穿设有布气孔。
更优选地，所述布气孔的直径为2-5mm。发明人发现，该优选情况下，所述吸收罐1对氯丁烷的吸收速率更高。
优选地，所述上腔体5与所述下腔体6的容积比为1：1-2。
更优选地，所述上腔体5与所述下腔体6通过横隔板2隔开。
优选情况下，所述吸收液I和吸收液II为丁醇。
需要说明的是，在本发明中，所述吸收液I和所述吸收液I均为吸收液。
优选地，所述吸收处理I和所述吸收处理II的温度各自独立地为15-25℃。
优选地，在所述吸收罐1的顶部设置进液管11，使得所述吸收液I能够引入至所述上腔体5和所述下腔体6中，且所述进液管11的上端设置有阀门I，且在所述吸收处理I和所述吸收处理II的过程中所述阀门I保持关闭状态。
优选情况下，所述上腔体5的侧壁上开设有第二出液口8，使得所述上腔体5内进行所述吸收处理I后的吸收液I能够排出，且所述第二出液口8的最低点与所述上腔体5底壁所在的水平面之间的距离为5-10cm。
优选地，所述下腔体6侧壁开设有第三出液口9，使得所述下腔体6内进行所述吸收处理II后的吸收液II能够排出，且所述第三出液口9靠近所述下腔体6的底壁设置。
优选地，所述第二出液口8和所述第三出液口9均设有阀门。
优选情况下，所述第二气管10位于所述所述下腔体6内的一端的最低点高于所述吸收液II的液面，所述第二气管10的另一端位于所述吸收罐1外部。
根据一种优选实施方式，所述下腔体6侧壁开设有第一出液口7，使得所述下腔体6内多余的吸收液II排出。
根据一种优选实施方式，在所述第二气管10的另一端设置有气体检测装置检测所述处理气体II中的氯丁烷含量，当所述所述处理气体II中氯丁烷含量为40-50vol％时，对所述吸收罐1内的吸收液进行更换。发明人发现，该优选情况下，所述吸收液的利用率更高。
以下结合图1提供一种优选的处理储液罐氯丁烷尾气的方法，包括：
(1)打开进液管11上端的阀门I，将吸收液经进液管11引入至上腔体5中以及下腔体6中，待所述吸收液I占所述上腔体5容积的30-50vol％，所述吸收液II占所述下腔体6容积的50-60vol％时，关闭所述阀门I；
再将来自储液罐的待处理气体经所述吸收罐1顶部的尾气口12引入至所述上腔体5中，一部分所述待处理气体与所述上腔体5中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；
(2)通过压力差使得所述上腔体5中的混合气体依次通过漏斗结构13以及连接管3进入所述下腔体6中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到氯丁烷含量为0.1-0.5vol％的处理气体II，再将所述处理气体II从所述下腔体6的侧壁穿设的第二气管10排出外界；所述混合气体中含有所述处理气体I与另一部分所述待处理气体；
(3)对所述储液罐进行退料操作，使得空气从外界通过所述上腔体5的顶壁穿设的第一气管4进入所述上腔体5中，并自所述尾气口12引入至所述储液罐中。
如前所述，本发明第二方面提供了第一方面所述的方法在大气污染控制中的应用。
以下实例中，在没有特别说明的情况下，所使用的化学试剂均为国药集团化学试剂有限公司产品。
在没有特别说明的情况下，以下实例采用图1所示的吸收罐进行。
实施例1
本实施例用来说明本发明提供一种优选的处理储液罐氯丁烷尾气的方法，具体步骤包括：
(1)在25℃下，打开进液管11上端的阀门I，在吸收罐1内的表压为0Pa时，将吸收液(丁醇)经进液管11引入至上腔体5中以及下腔体6中，待所述吸收液I达到所述上腔体5容积的44vol％，所述吸收液II达到所述下腔体6容积的60vol％时，关闭阀门I；多余的吸收液II经第一出液口7排出；
且所述第一气管4的上端位于所述吸收罐1外部，所述第一气管4的下端所在的水平面低于所述吸收液I的液面；
所述连接管3的上部为漏斗结构13，且所述漏斗结构13的开口朝上。所述漏斗结构13的上端高于所述吸收液I的液面，所述连接管3的下端低于所述吸收液II的液面，且所述连接管3内的所述吸收液II的体积为所述第一气管4的容积的2/3；
再将来自储液罐的氯丁烷的含量为70vol％的待处理气体经所述吸收罐1顶部的尾气口12引入至所述上腔体5中，一部分所述待处理气体与所述上腔体5中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；
(2)在25℃下，通过压力差使得所述上腔体5中的混合气体依次通过漏斗结构13以及连接管3进入所述下腔体6中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到氯丁烷含量为0.3vol％的处理气体II，再将所述处理气体II从所述下腔体6的侧壁穿设的第二气管10排出外界；所述混合气体中含有所述处理气体I与另一部分所述待处理气体；
在所述第二气管10的另一端设置有气体检测装置检测所述处理气体II中的氯丁烷含量，当所述所述处理气体II中氯丁烷含量为50vol％时，对所述吸收罐1内的吸收液通过所述第二出液口8和所述第三出液口9排出并通过进液管11进行更换吸收液；
(3)对所述储液罐进行退料操作，使得空气从外界通过所述上腔体5的顶壁穿设的第一气管4进入所述上腔体5中，并自所述尾气口12引入至所述储液罐中；
其中，所述尾气口12、所述连接管3、所述第一气管4与所述第二气管10的管径比为1：1.5：1.2：1.2；
所述上腔体5与所述下腔体6的容积比为1：1.67；
根据下面公式计算氯丁烷尾气吸收率：
氯丁烷尾气吸收率(％)＝(待处理气体中的氯丁烷含量-处理气体II中的氯丁烷含量)/待处理气体中的氯丁烷含量*100％；
得到本实施例中氯丁烷尾气吸收率为99.6％，且吸收效率为100L/h。
实施例2
本实施例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，所述连接管3的上部不是漏斗结构13，且所述连接管3的上部与其下部的管径相同，最终本实施例中氯丁烷尾气的吸收率为99.3％，且吸收效率为80L/h。
实施例3
本实施例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，所述上腔体5与所述下腔体6的容积比为1：0.8，最终本实施例中氯丁烷尾气的吸收率为99.3％，且吸收效率为75L/h。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，所述尾气口12、所述连接管3、所述第一气管4与所述第二气管10的管径比为1：1：0.8：0.8，最终氯丁烷尾气的吸收率只有80％，且吸收效率为50L/h。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，所述尾气口12、所述连接管3、所述第一气管4与所述第二气管10的管径比为1：2.5：2：1.8，最终氯丁烷尾气的吸收率为90％，且吸收效率为65L/h。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在进行吸收处理I之前，所述连接管3内的所述吸收液II的体积与所述第一气管4的容积的比值为2.2：1，最终导致混合气体从第一气管4泄露至外界，最终氯丁烷尾气的吸收率仅为20％。
对比例4
本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，所述吸收液I占所述上腔体5容积的70vol％，所述吸收液II占所述下腔体6容积的35vol％，最终氯丁烷尾气的吸收率为60％，但是会导致在储液罐进行退料时吸收液被倒吸如储液罐内。
从以上结果可以看出，本发明提供的方法不仅操作简单，无需在储液罐上设置出气口和阀门，即可解决储液罐退料时引起的吸收液倒吸问题。相对于现有技术中储液罐的阀门使用寿命仅仅为5个月左右，而本发明的装置的使用寿命可以长到10年以上，并且具有较高的氯丁烷吸收率和吸收效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种处理储液罐氯丁烷尾气的方法，其特征在于，该方法在包括上腔体(5)和下腔体(6)的吸收罐(1)中进行，所述上腔体(5)与所述下腔体(6)通过连接管(3)保持连通，该方法包括：
(1)将来自储液罐的待处理气体经所述吸收罐(1)顶部的尾气口(12)引入至所述上腔体(5)中，一部分所述待处理气体与所述上腔体(5)中含有的吸收液I进行吸收处理I，得到处理气体I；
(2)通过压力差使得所述上腔体(5)中的混合气体通过连接管(3)进入所述下腔体(6)中与其中含有的吸收液II进行吸收处理II，得到氯丁烷含量为0.1-0.5vol％的处理气体II，再将所述处理气体II从所述下腔体(6)的侧壁穿设的第二气管(10)排出外界；所述混合气体中含有所述处理气体I与另一部分所述待处理气体；
(3)对所述储液罐进行退料操作，使得空气从外界通过所述上腔体(5)的顶壁穿设的第一气管(4)进入所述上腔体(5)中，并自所述尾气口(12)引入至所述储液罐中；
所述待处理气体中氯丁烷的含量为50-70vol％；
所述吸收液I占所述上腔体(5)容积的30-50vol％，所述吸收液II占所述下腔体(6)容积的50-60vol％；
所述第一气管(4)的上端位于所述吸收罐(1)外部，所述第一气管(4)的下端所在的水平面低于所述吸收液I的液面；
所述尾气口(12)、所述连接管(3)、所述第一气管(4)与所述第二气管(10)的管径比为1：1.5-2：1-1.2：1-1.2；
在进行步骤(1)的操作之前，所述吸收罐(1)内的表压为-100Pa至100Pa，且
所述连接管(3)的上端高于所述吸收液I的液面，所述连接管(3)的下端低于所述吸收液II的液面，所述连接管(3)内的所述吸收液II的体积不大于所述第一气管(4)的容积。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接管(3)的上部为漏斗结构(13)，所述漏斗结构(13)的开口朝上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述上腔体(5)与所述下腔体(6)的容积比为1：1-2。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述吸收液I和吸收液II为丁醇。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述吸收处理I和所述吸收处理II的温度各自独立地为15-25℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，在所述吸收罐(1)的顶部设置进液管(11)，使得所述吸收液I能够引入至所述上腔体(5)和所述下腔体(6)中，且所述进液管(11)的上端设置有阀门I，且在所述吸收处理I和所述吸收处理II的过程中所述阀门I保持关闭状态。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述上腔体(5)侧壁开设有第二出液口(8)，使得所述上腔体(5)内进行所述吸收处理I后的吸收液I能够排出，且所述第二出液口(8)的最低点与所述上腔体(5)底壁所在的水平面之间的距离为5-10cm。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述下腔体(6)侧壁开设有第三出液口(9)，使得所述下腔体(6)内进行所述吸收处理II后的吸收液II能够排出，且所述第三出液口(9)靠近所述下腔体(6)的底壁设置。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述第二气管(10)位于所述所述下腔体(6)内的一端的最低点高于所述吸收液II的液面，所述第二气管(10)的另一端位于所述吸收罐(1)外部。
10.权利要求1-9中任意一项所述的方法在大气污染控制中的应用。
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