CN1820820A

CN1820820A - 一种混和废气的资源化处理方法

Info

Publication number: CN1820820A
Application number: CN 200610023479
Authority: CN
Inventors: 赵修华
Original assignee: Tongji Huakang Environment Science And Technology Co Ltd Shanghai
Current assignee: Tongji Huakang Environment Science And Technology Co Ltd Shanghai
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-08-23

Abstract

本发明涉及化工和废气处理领域，提供了一种混和废气的资源化方法。目前混合废气资源化处理技术多采用吸附净化工艺，但对含沸点差较大的混合废气，吸附工艺不仅运行费用高，且吸附剂再生技术不成熟。本发明混和废气资源化方法采用吸收组合技术，既解决了高沸点污染吸附工艺中再生的技术难题，也克服了系统能耗大的问题。本技术的推广将使系统的运行费用降低3/4～1/2，回收效率提高5％～20％；废气资源化处理费用仅为冷凝法回收技术的1/5，吸收法回收技术的1/2。此外，本发明的混和废气的资源化方法处理对象广泛，可回收的废气温度幅度宽、有机污染物种类多，对任何一种易溶于水溶性高沸点物质(如DMF)的有机污染物均有好的吸收效果。

Description

一种混和废气的资源化处理方法

技术领域

本发明涉及化工和废气处理领域，具体的说，本发明提供了一种混和废气的资源化处理方法。

背景技术

目前，对合成革行业中的DMF(二甲基甲酰胺)、甲苯和丁酮等有机污染物废气，废气净化主要集中在末端治理，目前成熟的技术主要有：吸收净化技术，催化燃烧技术，以及活性炭吸附技术。吸收净化技术可有效回收DMF，但是无法回收水溶度低的甲苯和丁酮等其它污染物；催化燃烧技术虽然可同时解决上述污染物问题，但运行费用较高，属消灭型技术，无法实现有机物资源化回收；活性炭吸附技术可同时从废气中将上述三种污染物同时吸附，但由于DMF沸点高，完善的再生技术尚有待研究开发，且需间歇操作。近年来有关的科技部门、专家学者也对这些工艺技术进行了改进，如(1)改进炭吸附，主要体现在新型吸附剂、吸附工艺和再生解吸工艺方面；(2)改进直接燃烧，主要体现在燃烧器的设计，如采用新型的内向式、绝热辐射燃烧器；(3)改进催化燃烧，主要集中在新型催化剂的研究开发，重点为如何防止催化剂的中毒失活和降低催化剂的制造成本。但这些技术手段都是基于末端治理的废气净化，没有考虑到废气中有机成分的资源化利用。意大利开发了以回收废气中主要污染物DMF为目的的吸收法工艺，DMF的总回收率可达90％，但该工艺技术的引进费用昂贵，且无法满足我国皮革工艺废气中甲苯和丁酮治理达标排放的环保要求。申请号为200410053246的《湿法合成革生产废气中甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺的回收方法》中提到的技术虽然能够既回收DMF，又能够回收甲苯和丁酮，但是仍存在问题：(1)回收效率低。该工艺甲苯和丁酮的回收率分别为83.5％和49.2％，处理后气体中甲苯和丁酮大大超标，无法达到环保排放要求；(2)流程复杂，操作要求高，操作难度大，不适合环保工程应用；(3)由于受气液比上限的限制，塔内操作气速小，仅为1.76m/s，使设备体积庞大，吸收效率低下，难以达到投资省、效果好的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种混和废气的资源化处理方法，旨在实现系统合理、经济、可行的治理目标。

本发明提供了一种混和废气的资源化方法，混和废气依次进入一级吸收塔和二级吸收塔处理，具体方法是：

(1)将混和废气收集，经过滤器过滤除去颗粒或纤维性物质；

(2)过滤后的混和废气进入一级吸收塔；在塔中，过滤后的混和废气先与含一定量吸收质的二甲基甲酰胺喷淋接触，然后再进入填料层，并在填料层中再次与新鲜吸收剂二甲基甲酰胺接触，确保高的吸收效率；

(3)经(2)处理后的一级吸收塔塔顶气体进入二级吸收塔吸收二甲基甲酰胺；一级吸收塔塔底富液经冷却后一部分作为外甩液进入溶剂分离系统，大部分作为循环吸收液循环利用，以提高整体吸收效率；外甩液量为0.1m³/h～5m³/h；

(4)经(2)处理后的气体进入二级吸收塔后，先与水直接喷淋接触，然后再进入填料层；吸收处理后的气体达标排放，二级吸收塔塔底液体大部分循环用作喷淋液，其余外甩进入二甲基甲酰胺回收装置回收系统；外甩液量为0.1m³/h～5m³/h。

在本发明中，混和废气在过滤前，进入集气室收集。混合废气经集气系统进入集气室的目的是均和污染物浓度和流量。经过滤器过滤的目的是除去大颗粒杂质或纤维性物质。

吸收塔中填料层是低浓度污染物吸收净化的主要场所，主要是金属规整填料，如波纹板，金属丝网，孔板等。是通用化工填料。

吸收塔中吸收剂的主要成分可以是DMF或相关高沸点、低挥发性有机物；喷淋液是贫液(含少量污染物的吸收剂)。

吸收系统中过滤器可以采用常规的液体和气体过滤器，如10～100目的金属丝网等。

在本发明中，喷淋吸收可采用同向喷淋或者逆向喷淋。即喷淋层的喷淋管在喷淋层顶部或者喷淋层底部或者废气进口烟道中心。

在本发明中，喷淋吸收可采用多段同向喷淋或者多段逆向喷淋。

一级吸收塔19与二级吸收塔20中，喷淋层段9内喷淋管分两部分，一部分为不同喷淋层间的连接管22，另一部分为不同形式的喷淋管21和喷淋管27，喷淋管可根据需要设置多个喷嘴4。典型的结构如附图2-附图4所示。

在本发明中，一级吸收塔19与二级吸收塔20的喷淋层内设废气管26导入待处理气体并从上部喷淋管21中伸出喷淋管27，喷淋管27插入废气管26内，喷淋管27喷出的喷淋液与废气进行高速同向接触。

在本发明中，喷淋吸收时，塔底吸收液一部分作为外甩液进入溶剂分离系统，大部分作为循环吸收液循环利用，以提高整体吸收效率。外甩液是在循环泵出口通过带流量计和控制阀门的支路进行外甩或者直接从塔底接出。外甩液的量通常是0.1m³/h～5m³/h。

在本发明中，混合废气经填料层后，进入去雾层除去残余吸收液。吸收塔中去雾层的作用是减少和消除吸收净化后废气中夹带的吸收液，主要为金属丝网填料，是常规产品，孔的目数为10～100目。

在本发明中，一级吸收塔和二级吸收塔塔底温度是40～75℃，塔顶温度是30～55℃。

在一级吸收塔和二级吸收塔中，混合废气各进行多级填料层吸收。例如，将2-10个填料层由上至下依次相邻置于塔中。较好的，可采用2-5个填料层依次相邻。

在本发明中，在一级吸收塔多段填料层吸收过程中，最上部填料段吸收液为新鲜的二甲基甲酰胺，其它填料段均为塔底吸收液循环液。

在本发明中，在二级吸收塔多段填料层吸收过程中，最上部填料段吸收液为水，其它填料段均为塔底吸收液循环液。

在本发明可以在下述系统中完成。该系统包括集气室、过滤器、混合废气吸收塔(一级)、混合有机物分离塔、DMF高效吸收塔(二级)、循环吸收液用的循环泵和联结管道。其中，混合废气吸收塔为多段吸收塔，包括壳体1、顶部的排气口2、去雾层3、填料层5、喷淋层9、底部废气进口10、吸收液出口11，每层皆设若干喷嘴，用于均衡吸收液分布。混合废气首先通过过滤器13去除大颗粒物质，然后进入一级混合废气吸收塔底部并经过多段喷淋吸收，再经填料层5和去雾层3吸收。塔顶出口的气体直接进入二级吸收塔，经多段喷淋吸收和填料吸收后达标排放。塔底吸收液部分循环，部分外甩进分离回收系统。混合废气吸收塔吸收液经冷却系统降温后部分经循环泵回流至喷淋系统，部分经过滤后进行分离。二级吸收塔即DMF高效吸收塔，亦为多段吸收塔，吸收液为水。

本发明的优点在于：

●本技术可同时回收废气中多种有机污染物，特别对含有沸点大于120℃以上的污染物废气，污染物的吸收效率高，可同时控制出口气体浓度如甲苯、丁酮等小于10mg/m³，DMF小于20mg/m³。

●该技术可同时实现污染物的资源化利用，改变了传统环境治理的思路，是一种环境友好、资源化新技术与新工艺。

●本技术路线简单、实用，运行费用低，运行费用仅为冷凝法回收技术的1/5，吸收法回收技术的1/2。

●本技术结合了填料吸收和喷淋吸收技术优势，塔处理空速可达0.50m/s～4.50m/s，处理能力强，是常规吸收技术的3～4倍。

●处理对象广泛，可回收的废气温度幅度宽、有机污染物种类多，对任何一种易溶于DMF的有机污染物均有好的吸收效果。如合成革行业、印刷行业、纺织行业、喷涂等表面处理的废气。

附图说明

图1为本发明的一种混和废气的资源化方法的流程示意图。其中，1是壳体，2是顶部排气口，3是去雾层，4是喷嘴，5是填料层，6是1号风机，7是集气室，8是2号风机，9是喷淋层，10是底部废气进口，11是吸收液出口，12是循环泵，13是1号过滤器，14是2号过滤器，15是1号累计流量计，16是2号累计流量计，17是冷凝器，19是一级吸收塔，20是二级吸收塔。

图2为喷淋系统典型结构的示意图。其中，21为喷淋管，22为喷淋层连接管，23为吸收液进口处，27为插入废气管内的喷淋管。

图3为上部喷淋层结构俯视示意图。其中，24为喷淋层连接管与上部喷淋层的接口处，25为支架。

图4为喷淋层结构的俯视示意图。其中，26为废气管。

具体实施方式

在实施例中，本发明应用于合成革工艺混合废气的资源化处理。废气主要含DMF(二甲基甲酰胺)、甲苯、丁酮等，有机污染物浓度为2000～8000mg/Nm³，其中DMF约70％，甲苯等其它有机污染物约30％。废气温度74℃左右，主要污染物DMF和丁酮为易溶于水、甲苯为难溶于水溶剂，且二者沸点差距较大(大于80℃以上)。

混合废气吸收塔(一级)吸收液采用DMF。废气经收集后由1号风机送入集气室均和浓度和流量，然后由1号过滤器除去大颗粒杂质后进入混合废气吸收塔(一级)，气体与喷淋液高速逆向接触，再经填料层吸收，最后由除雾器除去气体中的水汽后排出。出口废气中甲苯与丁酮等的浓度小于5mg/m³、DMF浓度小于100mg/m³、温度50℃左右。塔底吸收液由出口11排出，经冷凝器降温至40℃左右后，大部分由循环泵打进喷嘴，少部分由2号过滤器除去杂质后甩出，进入混合有机物分离塔进行分离回收。

DMF高效吸收塔(二级吸收塔)吸收液采用自来水。混合废气吸收塔(一级)出口废气进入该塔后同样经喷淋、填料吸收、除雾后排放，出口气体中甲苯与丁酮等的浓度小于10mg/m³、DMF浓度小于20mg/m³。塔底吸收液部分循环，部分进入DMF回收装置。回收装置前皆设累计流量计。通过本发明的方法DMF总吸收率大于98％，甲苯的吸收率：88％～95％，丁酮的吸收率：88％～92％。排放口废气达到我国相应的环保要求。

Claims

1、一种混和废气的资源化处理方法，其特征是混和废气依次进入一级吸收塔和二级吸收塔处理，具体方法是：

(1)将混和废气收集，经过滤器过滤除去颗粒物质或纤维性物质；

(2)过滤后的混和废气进入一级吸收塔；在塔中，过滤后的混和废气先与二甲基甲酰胺直接喷淋接触，然后再进入填料层，并在填料层中再次与二甲基甲酰胺接触；

(3)经(2)处理后的一级吸收塔塔顶气体进入二级吸收塔吸收二甲基甲酰胺；一级吸收塔塔底富液经冷却后大部分循环用作喷淋液，其余外甩进入吸收液分离系统；外甩液量为0.1m³/h～5m³/h；

(4)经(2)处理后的气体进入二级吸收塔后，先与水直接喷淋接触，然后再进入填料层，并在填料层中与水接触；吸收处理后的气体达标排放，二级吸收塔塔底液体大部分循环用作喷淋液，其余外甩进入二甲基甲酰胺回收系统；外甩液量为0.1m³/h～5m³/h。

2、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是混和废气在过滤前，进入集气室收集。

3、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是喷淋吸收为同向喷淋或者逆向喷淋。

4、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是喷淋吸收为多段同向喷淋或者多段逆向喷淋。

5、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是，塔底富液的外甩液在循环泵出口通过带流量计和控制阀门的支路进行外甩或者直接从塔底接出。

6、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是，混合废气经填料层后，进入去雾层除去残余吸收液。

7、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是一级吸收塔和二级吸收塔塔底温度是40～75℃，塔顶是30～55℃。

8、根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征是，在一级吸收塔和二级吸收塔中，混合废气各进行多段填料层吸收。

9、根据权利要求7所述的资源化处理方法，其特征是，在一级吸收塔多段填料层吸收过程中，最上部填料段吸收液为二甲基甲酰胺，其它填料段均为塔底吸收液循环液。

10、根据权利要求7所述的资源化处理方法，其特征是，在二级吸收塔多段填料层吸收过程中，最上部填料段吸收液为水，其它填料段均为塔底吸收液循环液。