CN1973938A - 回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置及其应用，第一冷却器、颗粒过滤器和高分子过滤器依次连接，高分子过滤器的出料口通过三通阀分别与第二冷却器和吸附器组件的进料口相连，在高分子过滤器的出料口与三通阀之间装有温度计，第二冷却器的出料口与吸附器组件进料口相连，吸附器组件的出料口依次与第二冷凝冷却器、第四冷却器和第一气液分离器相连，第一气液分离器的出气口与第一冷却器的进气口相连，第一气液分离器的出液口与分离槽进液口相连，分离槽分别与不溶于水的溶液储液槽和溶于水的溶液储液槽相连，用该装置不仅解决了印刷机、印染机和反应釜造成的空气严重污染，由于溶剂的回收循环利用，也给企业带来了巨大的经济效益。

Description

回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置及其应用，特别是涉及一种由印刷机、印染机和反应釜中排放出来的含有挥发性有机化合物废气的回收、净化装置及其应用。

背景技术

目前，由于在印刷油墨中含有用于溶解树脂和作为流动相的挥发性有机溶剂，如：乙醇、乙酸乙酯、乙醇二乙醚、乙酸丁酯、环己烷、环己酮、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮和矿物油、煤油、汽油、印钞油等等。在印刷厂的印刷车间，刚印刷的纸张要经过烘干过程，使印刷到纸张上的油墨干燥成膜，因此大量的挥发性有机溶剂随着温度的升高全部挥发，并与空气混合，然后进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复使用，印刷企业就要投入大量的资金购买这些有机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益，同时造成资源的巨大浪费。

目前，染料中组分比较复杂，通常含有颜料、表面活性剂、酯类物质和溶解上述物质的挥发性有机溶剂，如：烷烃类物质、醚类物质和醇类物质等。在印染厂的印染车间，刚印染出的织物要经过烘干过程，使印染到到织物上的颜色干燥定型，因此大量的挥发性有机溶剂随着温度的升高全部挥发，并与空气混合，然后进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复，印染企业就要投入大量的资金购买有这些机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益。

在化工业和制药业的反应釜(如萃取反应釜、精馏反应釜等)中，也会排放出挥发性有机溶剂，这些溶剂直接进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复，化工和制药企业就要投入大量的资金购买有这些机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益。

中国专利号ZL01109295.5公开了一种废气回收装置及装置，其中公开了用水吸收挥发性有机气体，然后再进行冷冻和分离，这种装置虽然回收成本较低，但是众所周知，很多有机溶剂不溶于水，或微溶于水，因此该装置只局限于对易溶解于水的挥发性有机气体的吸收效果较好。

中国专利号ZL02805902.6公开了由炭吸附床回收挥发性有机化合物，其中公开了将挥发性有机化合物通过活性炭吸附器，使挥发性有机化合物回收的装置，如果用该装置和装置处理从印刷机和染料机中挥发出来的有机化合物的话，由于从印刷机和染料机中挥发出来的有机化合物带有大量纤维和高分子聚合物如：树脂，这些挥发性有机化合物直接进入活性炭吸附器会导致活性炭吸附器不可逆性的破坏，并且从印刷机、染料机和反应釜中挥发出来的有机化合物的温度通常很高，这些挥发性有机化合物直接进入活性炭吸附器会导致活性炭活性降低和寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置及其应用，它克服了现有技术的缺陷。

为了实现本发明的目的，本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置包括：四个冷却器、颗粒过滤器、高分子过滤器、分离槽、加热器、两个气液分离器、温度计、吸附器组件、泵、精馏塔、不溶于水的溶液储液槽、溶于水的溶液储液槽和两个冷凝冷却器，其中：第一冷却器、颗粒过滤器和高分子过滤器依次连接，高分子过滤器的出料口通过三通阀分别与第二冷却器和吸附器组件的进料口相连，在高分子过滤器的出料口与上述三通阀之间装有温度计，第二冷却器的出料口与吸附器组件进料口相连，吸附器组件的出料口依次与第二冷凝冷却器、第四冷却器和第一气液分离器相连，第一气液分离器的出气口与第一冷却器的进气口相连，第一气液分离器的出液口与分离槽进液口相连，分离槽的不溶于水的溶液的出液口和溶于水的溶液的出液口分别与不溶于水的溶液储液槽和加热器的进液口相连，加热器的出液口依次与精馏塔、第一冷凝冷却器、第二气液分离器、泵和浓度检测器相连，浓度检测器的出液口通过三通阀分别与精馏塔的进液口和第三冷却器的进液口相连，第三冷却器的出液口与溶于水的溶液储液槽相连；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述吸附器组件包括：至少两个并联在一起的吸附器，每个吸附器进料口通过一个三通阀分别与吸附器组件的进料口相连，每个吸附器出液口分别与吸附器组件的出料口相连，上述每个三通阀的另一端分别与对应的各吸附器出料口相连；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述的吸附器内装有颗粒活性炭或活性活性炭纤维，吸附器还包括：蒸汽进口、空气进口和排气口；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述分离槽的溶于水的溶液的出液端通过第二冷凝冷却器与加热器相连，溶于水的溶液作为第二冷凝冷却器的冷却液；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述精馏塔中的冷凝水与加热器的加热管组成回路；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述精馏塔以饱和蒸汽作为加热源，第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器、第四冷却器和第一冷凝冷却器以循环水作为冷源；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其中：所述第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器、第四冷却器、加热器、第一冷凝冷却器和第二冷凝冷却器为板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器；颗粒过滤器为布袋式过滤器，高分子过滤器为活性炭过滤器；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的应用，其中：该装置用于回收从印刷机、染料机和反应釜中排出的含有挥发性有机化合物废气；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的应用，其中：所述印刷机包括：凸版印刷机，平版印刷机，凹版印刷机，孔版印刷机或胶印印刷机；

本发明的一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的应用，其中：所述印刷机为印钞机。

本发明的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置与现有回收有机化合物废气的装置相比，其优点在于：1.本发明的装置可以回收溶于水或不溶于水的含有挥发性有机化合物废气，回收含有挥发性有机化合物废气的范围较广；2.由于本发明在进行吸附步骤前增加了冷却器、颗粒过滤器和高分子过滤器，因此增加了设备的回收效率，同时增加了设备的使用寿命.；3.该装置解决了长期困扰人们的印刷机、印染机和反应釜的废气污染问题，用该装置不仅解决了印刷机、印染机和反应釜造成的空气严重污染，而且回收的含有挥发性有机化合物可以重复循环使用，给企业带来了巨大的经济效益。

附图说明

图1为本发明第一实施例的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的流程图；

图2为本发明第二实施例的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的流程图；

图3为本发明吸附器的示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图3所示，本发明的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置包括：四个冷却器1，5，11，17、颗粒过滤器2、高分子过滤器3、分离槽7、加热器9、两个气液分离器8，14、温度计4、吸附器组件20、泵9、精馏塔16、不溶于水的溶液储液槽6、溶于水的溶液储液槽12和两个冷凝冷却器15，18，其中：第一冷却器1、颗粒过滤器2和高分子过滤器3依次连接，高分子过滤器3的出料口通过三通阀分别与第二冷却器5和吸附器组件20的进料口相连，在高分子过滤器3的出料口与上述三通阀之间装有温度计4，第二冷却器5的出料口与吸附器组件20进料口相连，吸附器组件20的出料口依次与第二冷凝冷却器18、第四冷却器17和第一气液分离器8相连，第一气液分离器8的出气口与第一冷却器1的进气口相连，第一气液分离器8的出液口与分离槽7进液口相连，分离槽7的不溶于水的溶液的出液口和溶于水的溶液的出液口分别与不溶于水的溶液储液槽6和加热器9的进液口相连，加热器9的出液口依次与精馏塔16、第一冷凝冷却器15、第二气液分离器14、泵10和浓度检测器13相连，浓度检测器13的出液口通过三通阀分别与精馏塔16的进液口和第三冷却器11的进液口相连，第三冷却器11的出液口与溶于水的溶液储液槽12相连。

吸附器组件20包括：三个并联在一起的吸附器19，其中一个吸附器19进行吸附操作，一个吸附器19进行脱附操作，一个吸附器19进行检修。每个吸附器19进料口通过一个三通阀分别与吸附器组件20的进料口24相连，每个吸附器19出液口25分别与吸附器组件20的出料口相连，上述每个三通阀的另一端分别与对应的各吸附器19出料口相连。吸附器19内装有活性炭或活性炭纤维，如图3所示，吸附器19还包括：蒸汽进口21、空气进口22和排气口23。

精馏塔16中的冷凝水与加热器9的加热管组成回路，即精馏塔16中的冷凝水作为加热器9的加热源，精馏塔16以饱和蒸汽作为加热源，第一冷却器1、第二冷却器5、第三冷却器11、第四冷却器17、第一冷凝冷却器15和第二冷凝冷却器18以循环水作为冷源。第一冷却器1、第二冷却器5、第三冷却器11、第四冷却器17、加热器9、第一冷凝冷却器15和第二冷凝冷却器18为板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器，颗粒过滤器2为布袋式过滤器，高分子过滤器3为活性炭过滤器。

图中只画出的必要的阀门和仪表，在各个管路上根据工艺需要还可以增加其它的阀门和仪表，这些阀门和仪表均由计算机进行统一控制。

实施例2

如图2所示，该实施例中与实施例1基本相同，相同部分不在累述，不同之处在于：分离槽7的溶于水的溶液的出液端通过第二冷凝冷却器18与加热器9相连，溶于水的溶液作为第二冷凝冷却器18的冷却液，同时第二冷凝冷却器8中的气液混合物将溶于水的溶液进行预加热。

工作原理：

以从印刷香烟水松纸的印刷机中回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置为例，说明回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的原理。水松纸是香烟过滤嘴外包专用纸，是卷烟生产工艺中必不可少的材料之一。水松纸主要用于包裹吸附焦油的醋酸纤维，起到美观和便于抽吸的作用。在印刷水松纸的生产工艺中要使用大量的乙醇和少量的乙酸乙酯、乙二醇乙醚等有机溶剂，用于溶解高分子树脂，在涂料用热空气干燥成膜的过程中有机溶剂全部挥发，回收上述含有乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚的废气，首先将收集的含有乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚的废气送入第一冷却器1中，将上述废气冷却到40℃左右后，再送入颗粒过滤器2中进行颗粒过滤，过滤掉废气中夹带的纸屑，然后送入高分子过滤器3中进行树脂过滤后，用温度计4测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气通过三通阀送入第二冷却器5中继续冷却，冷却后的废气送入吸附器组件20中进行吸附，若废气温度小于30℃，将废气直接通过三通阀送入吸附器组件20中进行吸附，乙醇、乙酸乙酯和二乙醇乙醚被吸附在吸附器19中，在吸附器19吸满上述废气后，从吸附器9的蒸汽进口21送入饱和蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附是用0.2MPa过热水蒸汽吹入吸附器19中，将吸附在吸附器19中的乙醇、乙酸乙酯和二乙醇乙醚从进料口24和出液口25吹出，乙醇、乙酸乙酯和二乙醇乙醚随着饱和蒸汽一起进入第二冷凝冷却器18进行冷凝冷却，然后，从吸附器19的空气进口22吹入0.5MPa的压缩空气，以吹干吸附器19，为了使吸附过程连续不间断，最好包括至少两个吸附器19，其中：至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作，吸附器的数量取决于废气的处理量和吸附器的容量，脱附后的气液混合物送入第二冷凝冷却器18和第四冷却器17中冷凝冷却至40℃以下，将上述冷凝冷却后的混合物在第一气液分离器8中进行气液分离，分离出来的气体与从印刷机中收集的废气一起混合进入第一冷却器1中，分离出来的液体送入分离槽7，在分离槽7将不溶于水的乙酸乙酯和乙二醇乙醚送入不溶于水的溶液储液槽6，由于乙醇溶于水，用饱和蒸汽吹出的含有乙醇的废气在冷凝过程中，凝结了大量的水，因此，此刻乙醇的含量较低，不适宜回收利用，应当再进行以下的浓缩步骤：即将溶于水的乙醇继续送入加热器9升温到50℃左右后，再送入精馏塔16进行精馏，精馏塔用0.2MPa饱和蒸汽作为加热源，精馏塔内的蒸馏温度在83℃左右，在该温度下，乙醇大量蒸发，同时有少量的水也随之蒸发，得到乙醇和水的气液混合物，然后将上述气液混合物依次送入第一冷凝冷却器15、第二气液分离器14中进行冷凝冷却和气液分离后，气体排入空气，用浓度检测器13测量气液分离后的液体中乙醇的浓度，当液体中乙醇的浓度达到85％时，将液体送入第三冷却器11冷却后储存在溶于水的溶液储液槽12中储存，以备重复使用，当液体中乙醇的浓度未达到85％时，该混合液返回精馏塔16继续进行精馏。

以上仅举例来说明回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，但是实际上，该装置不仅限于上述所提到的应用，它也可以用于从印染机和从制药业、化工业反应釜中排放出来的废气的回收，虽然，从上述各个设备中排出的废气的种类各不相同，但是其回收原理是相同的。

以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，它包括：四个冷却器(1，5，11，17)、颗粒过滤器(2)、高分子过滤器(3)、分离槽(7)、加热器(9)、两个气液分离器(8，14)、温度计(4)、吸附器组件(20)、泵(10)、精馏塔(16)、不溶于水的溶液储液槽(6)、溶于水的溶液储液槽(12)和两个冷凝冷却器(15，18)，其特征在于：第一冷却器(1)、颗粒过滤器(2)和高分子过滤器(3)依次连接，高分子过滤器(3)的出料口通过三通阀分别与第二冷却器(5)和吸附器组件(20)的进料口相连，在高分子过滤器(3)的出料口与上述三通阀之间装有温度计(4)，第二冷却器(5)的出料口与吸附器组件(20)进料口相连，吸附器组件(20)的出料口依次与第二冷凝冷却器(18)、第四冷却器(17)和第一气液分离器(8)相连，第一气液分离器(8)的出气口与第一冷却器(1)的进气口相连，第一气液分离器(8)的出液口与分离槽(7)进液口相连，分离槽(7)的不溶于水的溶液的出液口和溶于水的溶液的出液口分别与不溶于水的溶液储液槽(6)和加热器(9)的进液口相连，加热器(9)的出液口依次与精馏塔(16)、第一冷凝冷却器(15)、第二气液分离器(14)、泵(10)和浓度检测器(13)相连，浓度检测器(13)的出液口通过三通阀分别与精馏塔(16)的进液口和第三冷却器(11)的进液口相连，第三冷却器(11)的出液口与溶于水的溶液储液槽(12)相连。

2.如权利要求1所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述吸附器组件(20)包括：至少两个并联在一起的吸附器(19)，每个吸附器(19)进料口(24)通过一个三通阀分别与吸附器组件(20)的进料口相连，每个吸附器(19)出液口(25)分别与吸附器组件(20)的出料口相连，上述每个三通阀的另一端分别与对应的各吸附器(19)出料口相连。

3.如权利要求2所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述的吸附器(19)内装有活性炭或活性炭纤维，吸附器(19)还包括：蒸汽进口(21)、空气进口(22)、排气口(23)。

4.如权利要求4所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述分离槽(7)的溶于水的溶液的出液端通过第二冷凝冷却器(18)与加热器(9)相连，溶于水的溶液作为第二冷凝冷却器(18)的冷却液。

5.如权利要求3或4所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述精馏塔(16)中的冷凝水与加热器(9)的加热管组成回路。

6.如权利要求5所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述精馏塔(16)以饱和蒸汽作为加热源，第一冷却器(1)、第二冷却器(1)、第三冷却器(1)、第四冷却器(1)和第一冷凝冷却器(15)以循环水作为冷源。

7.如权利要求6所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述第一冷却器(1)、第二冷却器(5)、第三冷却器(11)、第四冷却器(17)、加热器(9)、第一冷凝冷却器(15)和第二冷凝冷却器(18)为板式换热器、列管式换热器或盘管式换热器；颗粒过滤器(2)为布袋式过滤器，高分子过滤器(3)为活性炭过滤器。

8.如权利要求7所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的应用，其特征在于：该装置用于回收从印刷机、染料机和反应釜中排出的废气中含有的挥发性有机化合物。

9.如权利要求8所述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置的应用，其特征在于：所述印刷机包括：凸版印刷机、平版印刷机、凹版印刷机、孔版印刷机或胶印印刷机。

10.如权利要求8述的回收、净化含有挥发性有机化合物废气的装置，其特征在于：所述印刷机为印钞机。