CN203017951U - 耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统。耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，其特征在于它包括表冷器、离心风机、有机废气输送管、脱附液体输送管、活性炭纤维吸附罐、净化尾气管、蒸气管、冷却塔、真空泵、冷凝器、油水分离器、循环水池；表冷器的废气输出口与有机废气输送管相连通，活性炭纤维吸附罐的废气输入口由有机废气输送分管与有机废气输送管相连通；活性炭纤维吸附罐的脱附液体输出口由脱附液体输送分管与脱附液体输送管相连通，脱附液体输送管与冷凝器的输入口相连通，冷凝器的输出口由管道与油水分离器的输入口相连接。该系统对有机废气中的有机溶剂回收率高，废气排放达标。

Description

耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统。

背景技术

一、耐水砂纸生产中废气的产生及危险因素：

1、现有耐水砂纸生产工艺见图1。

2、耐水砂纸物料平衡（见表1）

表1 耐水砂纸物料平衡表 单位（t/a）

注：A、B、C、D、E、F均为生产过程中产生的中间物质。头油中含有油漆成分约为85%，干燥蒸发时40%左右蒸出。

3、废气来源

耐水砂纸废气主要是在浸渍阶段和复胶阶段分别产生的油漆废气和复胶废气，其中浸渍和上砂油阶段为醇酸漆，根据《油漆作业有机废气放生量的确定》及类比资料可知，该油漆有机溶剂挥发量在45%左右（取45%），由表1可知，废气产生源头在浸渍干燥、植砂干燥两个工段，其特点为：浓度低、温度高、废气量大、杂质多等。耐水砂纸共产生油漆废气（G1+G2+G3）为1072.80t/a，该废气主要成分包括200#溶剂油、二甲苯等；两次复胶用的均是脲醛树脂胶，该胶符合GB/T14732-2006《液状脲醛树脂质量指标国家标准》，主要成分为游离醛。

4、200#溶剂油的特点及对人体的危害

200#溶剂油又称松香水，主要用作化工溶剂，它有良好的溶解性能，该产品不含四乙基铝，硫含量少，本产品易挥发、易燃、易爆。对油、脂溶解力强，安定性好，产品为无色，透明液体，长期贮存不变。本品极易燃烧。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

200#溶剂油可通过呼吸道、消化道及皮肤进入人体，造成危害，对中枢神经系统有麻醉作用，轻度中毒症状有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态不稳、共济失调。高浓度吸入出现中毒性脑病，极高浓度吸入引起意识突然丧失、反射性呼吸停止，可伴有中毒性周围神经病及化学性肺炎，部分患者出现中毒性精神病，液体吸入呼吸道可引起吸入性肺炎，溅入眼内可致角膜溃疡、穿孔，甚至失明，皮肤接触致急性接触性皮炎，甚至灼伤，吞咽引起急性胃肠炎，重者出现类似急性吸入中毒症状，并可引起肝、肾损害。

慢性中毒：神经衰弱综合征、植物神经功能症状类似精神分裂症，皮肤损害等。

二、治理有机废气常见的方法

1、冷凝回收法

本法是把废气直接导入冷凝器或先经吸附吸收后，解析的浓缩废气导入冷凝器，冷凝液经分离可回收有价值的有机物。采用冷凝法要求废气中有机物浓度高、温度低、风量小。但该法需要有附设的冷冻设备，投资大、能耗高、运行费用大，同时冷凝后尾气仍含有一定浓度的有机物，二次污染严重，因此对低浓度尾气治理本法很少使用。

2、吸收法

吸收法可分为物理吸收与化学吸收二种。由于有机废气中含有大量的“三苯”气体 ，化学活性低，一般不采用化学吸收。物理吸收是废气中的一种或几种组分溶解于选定的液体吸收剂中，这种吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力，同时还应具有较小的挥发性，吸收液饱和后经加热解吸再冷却重新使用。本法适合于温度低、中高浓度的废气，需配备加热解吸冷凝等回收装置。缺点是装机体积大、投资大，而且要选择一种廉价高效的低挥发性吸收液也比较困难，同时还存在二次污染，净化效果不理想。

吸收法之设备一般有喷雾塔、填充式洗涤塔及板状式洗涤塔等，一般业者基于经济性与效率的考虑，以填充式洗涤塔最常为业者所应用。吸收法对挥发性有机化合物的去除率与所选择之吸收剂种类、吸收塔之设计及系统操作情形有关，因此选用特定之吸收剂、降低操作温度或加大吸收设备，理论上皆可有效提高挥发性有机化合物去除率。

3、燃烧法

燃烧法又分为直接燃烧法和催化燃烧法。

（1）催化燃烧法  本法是把废气加热到200~300℃经过催化床催化转化成无害无臭的二氧化碳和水，达到净化的目的。本法特点：起燃温度低，节约能源；净化率高，无二次污染；工艺简单，操作方便，安全性好；装置体积小，占地面积小；设备的维修和折旧费低。该法适合用于高温或高浓度的有机废气治理，国内外已有广泛的使用经验，效果良好。该法是治理有机废气的有效方法之一，但对于低浓度、大风量的有机废气治理存在设备投资大、运行成本较高的缺点。

（2）直接燃烧法  本法亦称为热氧化法、热力燃烧法，是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出热量将混合气体加热到一定温度（700~800℃），驻留一定的时间（0.3~0.5秒），使可燃的有害物质进行高温分解变为无害物质。本法特点：工艺简单、设备投资小；适用高浓度、小风量废气治理；能耗大、运行成本比催化燃烧法高10倍以上；运行技术要求高，不易控制与掌握。此法在国内基本上未获推广，仅有少数厂家引进国外治理设备应用于较高浓度和温度的制罐印铁业废气治理中，但终因能耗大及运行不稳定，难以正常运转。

4、吸附回收法

本法是将废气导入活性炭吸附床，活性炭将吸附有机物，待吸附饱和后进行脱附，脱附气中的有机物浓度大大提高，可冷凝回收。脱附的方法有蒸汽直接加热脱附法和循环热风脱附法。

（1）蒸汽直接加热脱附法

将蒸汽直接导入吸附床，对吸附床中的活性炭直接加热脱附，本法的优点是：脱附速度快，冷凝效果好。主要缺点有：①设备腐蚀大，对设备的防腐要求高；②对于可溶性有机物，回收液需经过二次分离；③活性炭中残留的水分将影响后续吸附效果，所以要用热空气进行烘干，然后用冷空气进行冷却后进入下一个吸附过程。

（2）真空机脱附法

本法通过真空机将气体从吸附床中引出，经过冷凝器冷凝、回收后的液体经过油水分离器进行分离，水排至污水处理厂进行处置，回收的溶剂用泵打入储油高位槽运至车间重复使用。本法的特点是：

①缩短了脱附时间，脱附时间比常规方法缩短了近三分之一；

②节约了蒸汽用量，降低了脱附温度；

③回收液纯度高，无需二次分离就可直接应用于生产中；

④没有将空气引入系统内，安全性高；

⑤系统是封闭的，回收效果好。

根据实际情况，并结合以上几种废气处理方法，本实用新型选用了冷凝+吸附回收法对耐水砂纸生产过程中产生的200#溶剂油废气（即有机废气）进行处理，水砂生产线产生的脲醛树脂、苯酚等废气则采用喷淋吸收法进行有效处理。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，该系统对有机废气中的有机溶剂回收率高，废气排放达标。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，其特征在于它包括表冷器、离心风机、有机废气输送管、脱附液体输送管、活性炭纤维吸附罐、净化尾气管、蒸气管、冷却塔、真空泵、冷凝器、油水分离器、循环水池；表冷器的废气输入口接用于输送耐水砂纸生产过程中产生的有机废气的集气风管，表冷器的废气输出口与有机废气输送管相连通，有机废气输送管上设有离心风机；活性炭纤维吸附罐的废气输入口由有机废气输送分管与有机废气输送管相连通；表冷器的冷却水输入口由管道与循环水池相连接，所述管道上设有水泵，表冷器的冷却水输出口由管道与循环水池相连接；活性炭纤维吸附罐的脱附液体输出口由脱附液体输送分管与脱附液体输送管相连通，脱附液体输送分管上设有控制阀；脱附液体输送管与冷凝器的输入口相连通，脱附液体输送管上设有控制阀和真空泵；冷凝器的输出口由管道与油水分离器的输入口相连接，油水分离器的油出口与油管相连（由油罐拖车接收油，然后支运走），油水分离器的水出口由管道与循环水池相连接；活性炭纤维吸附罐的净化气输出口由净化尾气分管与净化尾气管相连接，净化尾气管与冷却塔的气体输入口相连通（冷却塔的冷却水输入口由管道与循环水池相连接所述管道上设有水泵，即输入循环水池冷水，冷却塔的冷却水输出口由管道与循环水池相连接；净化气体排入大气）；活性炭纤维吸附罐的蒸气输入口由蒸气分管与蒸气管相连通，蒸气分管上设有控制阀。

所述的活性炭纤维吸附罐为1－10个（本实用新型采用4个）。

本实用新型的特点是：1）有机废气中的有机溶剂经回收分离后可以重新使用，回收了宝贵资源，实现资源的循环使用。

2）总回收率可达75%以上，进入回收处理系统的有机废气中的有机溶剂回收率可达93%以上。

3）本系统可采用电脑自动化控制，操纵方便、简单、直观，可实时了解系统运行状态。

4）系统装有异常报警装置，出现任何异常情况都能及时报警并显示异常情况和位置，并执行连锁反应，确保系统运行安全可靠。

5）系统与溶剂有关的管道、冷凝器、分离器等采用不锈钢材料，确保系统的寿命。

6）回收系统采用的活性炭为溶剂回收专用炭，对油漆有机溶剂废气吸收有更好的吸附和脱附效果。

本实用新型的有益效果是：该系统对有机废气中的有机溶剂（200#溶剂油）回收率高，废气排放达标。

附图说明

图1是现有耐水砂纸生产工艺图（虚线箭头表示排污节点）。

图2是本实用新型的吸附过程中进出口浓度变化图（吸附过程中有机废气浓度）。

图3是本实用新型的结构示意图。

图中：1-表冷器，2-离心风机，3-有机废气输送管，4-脱附液体输送管，5-活性炭纤维吸附罐（或称活性炭吸附罐，或称活性炭纤维吸附回收装置），6-净化尾气管，7-蒸气管，8-冷却塔，9-真空泵，10-冷凝器，11-油水分离器，12-油罐拖车，13-循环水池，14－有机废气输送分管，15－脱附液体输送分管，16－净化尾气分管。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图3所示，耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，它包括表冷器1、离心风机2、有机废气输送管3、脱附液体输送管4、活性炭纤维吸附罐5、净化尾气管6、蒸气管7、冷却塔8、真空泵9、冷凝器10、油水分离器11、循环水池13；表冷器1的废气输入口接用于输送耐水砂纸生产过程中产生的有机废气的集气风管，表冷器1的废气输出口与有机废气输送管3相连通，有机废气输送管3上设有离心风机2；活性炭纤维吸附罐5的废气输入口由有机废气输送分管14与有机废气输送管3相连通；表冷器1的冷却水输入口由管道与循环水池13相连接，所述管道上设有水泵，表冷器1的冷却水输出口由管道与循环水池13相连接；活性炭纤维吸附罐5的脱附液体输出口由脱附液体输送分管15与脱附液体输送管4相连通，脱附液体输送分管15上设有控制阀；脱附液体输送管4与冷凝器10的输入口相连通，脱附液体输送管4上设有控制阀和真空泵9；冷凝器10的输出口由管道与油水分离器11的输入口相连接，油水分离器11的油出口与油管相连（由油罐拖车接收油，然后支运走），油水分离器11的水出口由管道与循环水池13相连接；活性炭纤维吸附罐5的净化气输出口由净化尾气分管16与净化尾气管6相连接，净化尾气管6与冷却塔8的气体输入口相连通（冷却塔8的冷却水输入口由管道与循环水池13相连接所述管道上设有水泵，即输入循环水池冷水，冷却塔8的冷却水输出口由管道与循环水池13相连接；净化气体排入大气）；活性炭纤维吸附罐5的蒸气输入口由蒸气分管与蒸气管7相连通，蒸气分管上设有控制阀。

所述的活性炭纤维吸附罐5为1－10个（本实用新型采用4个）。

所述的有机废气输送管3或有机废气输送分管14可设过滤装置。

所述的油管上设有泵，油管与储油高位槽相连通。

回收原理及过程：

1、耐水砂纸生产过程中烘道排出的有机废气由排风机送入集气风管，进入本实用新型的回收处理系统的表冷器1，然后经过过滤、冷却处理，去除废气中的大部分粉尘、树脂、气溶胶，并将废气温度降到35℃左右。

2、处理过的废气由高压的离心风机抽送到活性炭纤维吸附罐（复合炭床吸附罐）5内。在进入吸附罐前再进行一次过滤，去除水雾等杂质，最大限度减轻对活性炭的污染，从而提高活性炭的使用寿命和回收系统的回收效率。

3、有机废气在通过活性炭层时，溶剂分子（即200#溶剂油）被具有高比表面积、高选择吸附性的活性炭所吸附，进而附在活性炭缝隙中，出吸附罐的气体则为净化气（即干净尾气），可直接排入大气。活性炭吸附一段时间后达到饱和，然后系统自动通入高温水蒸气进行脱附。

4、脱附时，吸附罐内蒸汽阀打开，通入85℃左右的蒸汽，同时开启真空泵，当达到设定真空度时，开始进行脱附。如果只使用真气脱附时，通入蒸汽温度须达到120℃。

5、脱附下来的有机溶剂和水蒸气进入冷凝器冷却成液体（或称脱附液体），然后进入油水分离器11中自动分离，分离后的有机溶剂液体即为200#溶剂油。分离出的水则排入循环水池，供表冷器以及冷却塔（即冷却水塔）使用。

6、分离后的溶剂油由泵打入储油高位槽，然后经检验合格后，可直接使用。

7、为了保证吸附、脱附效果，延长设备使用寿命，系统设定四个吸附罐在工作时，三个吸附罐进行吸附（吸附时间为120min），一个吸附罐进行脱附（脱附时间为85min），当脱附罐完成脱附后，蒸汽阀关闭、真空泵关闭，罐内吹入冷空气进行清洁（吹气时间为2min），吹气结束后，吸附罐进入待机状态。当其余三个罐完成吸附（吸附达到设定时间）后，其中一个罐进入脱附状态，待机状态的吸附罐进入吸附状态，剩余两罐进入待机状态。如此循环，直至一个工作周期结束。

吸附排放效果:吸附过程中进出口浓度变化见图2，废气排放达标。

经济效益：

（1）设备投资：205万元（不含锅炉）。

（2）运行费用见表2。（每年生产300d，每天24h连续运转）

表2 系统运行费用 （万元）

（3）200#溶剂油每天投放量约4500kg，回收率75%左右，系统每年可回收200#溶剂油1012.5吨，也即每年减少1012.5吨有机废气的排放。按每吨溶剂油7000元计算，共计708.75万元，因此每年可产生效益708.75-163.2=545.55万元。

该工艺不仅解决了生产过程中废气达标排放问题，而且通过回收有机溶剂回用到生产的运行模式，解决了废气治理中的高成本难题。它减少了炭排放，创造回收价值，实现了循环经济。

Claims (2)

1.耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，其特征在于它包括表冷器(1)、离心风机(2)、有机废气输送管(3)、脱附液体输送管(4)、活性炭纤维吸附罐(5)、净化尾气管(6)、蒸气管(7)、冷却塔(8)、真空泵(9)、冷凝器(10)、油水分离器(11)、循环水池(13)；表冷器(1)的废气输入口接用于输送耐水砂纸生产过程中产生的有机废气的集气风管，表冷器(1)的废气输出口与有机废气输送管（3）相连通，有机废气输送管（3）上设有离心风机（2）；活性炭纤维吸附罐（5）的废气输入口由有机废气输送分管（14）与有机废气输送管（3）相连通；表冷器（1）的冷却水输入口由管道与循环水池（13）相连接，所述管道上设有水泵，表冷器（1）的冷却水输出口由管道与循环水池（13）相连接；活性炭纤维吸附罐（5）的脱附液体输出口由脱附液体输送分管（15）与脱附液体输送管（4）相连通，脱附液体输送分管（15）上设有控制阀；脱附液体输送管（4）与冷凝器（10）的输入口相连通，脱附液体输送管（4）上设有控制阀和真空泵（9）；冷凝器（10）的输出口由管道与油水分离器（11）的输入口相连接，油水分离器（11）的油出口与油管相连，油水分离器（11）的水出口由管道与循环水池（13）相连接；活性炭纤维吸附罐（5）的净化气输出口由净化尾气分管（16）与净化尾气管（6）相连接，净化尾气管（6）与冷却塔（8）的气体输入口相连通；活性炭纤维吸附罐（5）的蒸气输入口由蒸气分管与蒸气管（7）相连通，蒸气分管上设有控制阀。

2.根据权利要求1所述的耐水砂纸生产过程中有机废气的回收处理系统，其特征在于，所述的活性炭纤维吸附罐（5）为4个。

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