TWI511771B - 氣體處理方法及系統 - Google Patents
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Description
本揭露係關於氣體處理方法及系統,尤其是,含有有機揮發物之氣體的處理方法及系統。
許多工業製程會產生大量廢氣,如何有效處理該等廢氣以符合各國空氣污染物排放規範,並達到省能、減廢、污染防制的目的,係業界不斷努力的目標。已有許多用於淨化高溫廢氣或回收廢氣中有機揮發物的習知技術,例如,冷凝法、吸收法、吸附法等。
冷凝法係將高溫氣體直接冷凝以回收廢氣中有機揮發物的方法。然而,有機揮發物的冷凝回收率有限。再者,由於其冷凝液中通常具有大量水分,使得有機揮發物的濃度偏低,因此增加了後續純化處理之耗能;並且,其處理後之尾氣通常仍含有一定濃度的有機揮發物,使得於後續仍需靠洗滌塔來處理該尾氣,且洗滌時通常需添加大量酸/鹼洗滌液,因而相當耗能、耗成本。此外,冷凝法只適用於回收高濃度的高沸點有機物質,對低沸點之有機揮發物的回收效果不佳。
有許多使用吸收法的應用被提出,其係為例如添加吸收劑/洗滌劑(例如,水、乙二醇苯醚、NMP等)、共凝劑(例如,水、乙
醇、丙酮、丙醇等)等,以於吸收塔之塔底液中回收有機揮發物。亦有許多同時利用吸收法及吸附法的技術被報導,其係利用吸收劑將有機揮發物吸收後,再利用吸附劑(例如,分子篩)吸附有機揮發物。然而,該等方法需要額外添加吸收劑或使用吸附劑,且需針對欲回收之有機揮發物選擇適當的吸收劑,因而對其應用造成限制。再者,使用吸收劑或吸附劑需要進行耗能的再生程序,且會導致大量廢液等產生,不利地增加了處理成本。又,吸收劑吸收廢氣中的有機物質後,增加了對設備的腐蝕,不利地影響吸收效率及廢氣處理能力。此外,使用水作為吸收劑/洗滌劑,亦使塔底液中回收的有機揮發物濃度偏低,導致提高後續純化處理之耗能。另外,吸附劑的使用,也存在吸附選擇性差、吸附容量小以及部分吸附劑再生困難的缺陷,並不適用於處理大量排放的工業廢氣。同時,許多習知的吸收塔技術,回收率偏低;且其亦僅適用回收高沸點之有機揮發物,對低沸點之有機揮發物的回收效果仍不佳。有鑑於此,尚需改良的氣體處理方法及系統。
本揭露提供氣體處理方法,包括:將含有有機揮發物之該氣體從饋入點饋入分離裝置以進行分離;以及於該饋入點上方獲得頂部流,於該饋入點下方獲得底部流。一部份該頂部流係回流以與該分離裝置中的該氣體接觸。該頂部流含有具較低沸點的物質,且該底部流含有具較高沸點的物質。
再者,本揭露提供氣體處理系統,包括:分離裝置,包含填充床及用以饋入該氣體之饋入點,其中,該饋入點係位於該分離裝置下部;以及,熱交換器,其係用於進行冷卻/冷凝以獲得頂部
流。氣體係饋入該分離裝置進行分離,以於該饋入點上方獲得頂部流,於該饋入點下方獲得底部流。該分離系統之分離裝置係設計為使一部份該頂部流回流以與該分離裝置中的該氣體接觸。
1‧‧‧分離裝置
11‧‧‧填充床
12‧‧‧分散元件
13‧‧‧收集元件
26‧‧‧出口
27‧‧‧入口
28‧‧‧饋入點
29‧‧‧出口
30‧‧‧出口
31‧‧‧出口
210‧‧‧入口
51‧‧‧熱交換器
52‧‧‧熱交換器
S1-S8‧‧‧圖式標號
C1‧‧‧冷凝(卻)劑/低溫冷卻水
D1‧‧‧頂部流
D2‧‧‧底部流
第1A及1B圖係分別為根據一具體實施例之氣體處理方法的示意圖;第2A及2B圖係分別為根據一具體實施例之氣體處理方法的示意圖;第3A及3B圖係分別為根據一具體實施例之氣體處理系統的示意圖;以及第4A及4B圖係分別為根據一具體實施例之氣體處理系統的示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式,熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容瞭解本揭露之其他優點與功效。本揭露也可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
除非文中另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括複數個體。
除非文中另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」包括「及/或」之含義。
氣體處理方法包括將氣體饋入分離裝置,以獲得頂部流及底部流。其中,一部份該頂部流係回流以與分離裝置中的氣體接觸,
以及其中,該頂部流含有具較低沸點的物質,且該底部流含有具較高沸點的物質。
請參見第1A及1B圖,其分別為根據一具體實施例之氣體處理方法的示意圖。欲處理之氣體係從饋入點饋入(圖式標號S1)分離裝置以進行分離,並於饋入點上方獲得頂部流(D1),於饋入點下方獲得底部流(D2)。透過該氣體處理方法,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以分離有機揮發物。氣體中包括具較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),透過該氣體處理方法,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以獲得濃縮的有機揮發物。
於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以分離有機揮發物。氣體中包括具較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),透過該氣體處理方法,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以獲得濃縮的有機揮發物。
如圖所示,將氣體饋入分離裝置後,上升氣相係通過熱交換
器冷凝(圖式標號S5)成液體後成為頂部流(D1),其中,一部份頂部流係往饋入點方向回流(圖式標號S2)而與饋入分離裝置中的氣體接觸,以藉由液相與氣相之逆流接觸,達成氣體混合物之分離。下行液相與上升氣相藉由逆流接觸進行質傳與熱傳,使具較低沸點(或具較高蒸氣壓或較易揮發)的物質往分離裝置頂部移動,而具較高沸點(或具較低蒸氣壓或較不易揮發)的物質往分離裝置底部移動,以達到分離的目的。往分離裝置頂部移動的氣相物質(文中有時稱為氣相成分)於通過熱交換器冷凝(圖式標號S5)成液體後成為頂部流(D1),往分離裝置底部移動之液相成分則成為底部流(D2)而收集(圖式標號S7)。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以分離有機揮發物。氣體中包括具較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),透過該氣體處理方法,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以分離有機揮發物。氣體中包括具較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),透過該氣體處理方法,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。
一部份頂部流往饋入點方向回流(圖式標號S2),另一部份頂部流則排出(圖式標號S3)而收集。頂部流中,用於回流之部份與非用於回流之部份的量的比例(例如,圖式標號S2/S3),稱為回流
比。根據一具體實施例,回流比為0.1至100。
將氣體饋入分離裝置後,上升氣相(往分離裝置頂部移動的氣相物質)係通過熱交換器冷凝(圖式標號S5)成液體後成為頂部流(D1)。根據一具體實施例,上升氣相通過熱交換器冷凝成溫度為5℃至50℃的液體後成為頂部流。
上述用於冷凝(卻)上升氣相(往分離裝置頂部移動的氣相物質)之熱交換器,可位於分離裝置內(如第1A圖所示)或位於分離裝置外(如第1B圖所示)。舉例來說,位於分離裝置內之熱交換器可位於分離裝置之上部,使分離裝置中的上升氣相(氣相物質)通過熱交換器後冷凝(圖式標號S5)成液體而成為頂部流(D1),其中,一部份頂部流往饋入點方向回流(圖式標號S2),而另一部份頂部流則排出(圖式標號S3)分離裝置而收集。或者,熱交換器,可位於分離裝置外,分離裝置中的上升氣相(氣相物質)可藉由通過熱交換器後冷凝(圖式標號S5)成液體而成為頂部流(D1),其中,一部份頂部流往分離裝置(饋入點方向)回流(圖式標號S2),而另一部份頂部流則排出(圖式標號S3)而收集。根據一具體實施例,熱交換器為冷凝器。根據一具體實施例,熱交換器中係通入(C1)冷凝(卻)劑。
此外,如第1A及1B圖所示,經過處理後,有頂部氣體排出(圖式標號S6)。氣體饋入分離裝置進行分離後,有頂部氣體排出(圖式標號S6)。根據部份具體實施例,頂部氣體(或稱處理過之氣體,或稱淨化後之氣體,或稱尾氣),係不冷凝氣體。於部份實例中,頂部氣體係自該分離裝置的頂部排出。於部份實例中,頂部氣體係自熱交換器排出。該排出之頂部氣體可視需要再進一步處
理。根據一具體實施例,排出之頂部氣體可直接排放至大氣。根據一具體實施例,排出之頂部氣體可再以洗滌裝置處理。
藉由上述處理方法,可分離(或濃縮或提純)氣體中的高沸點物質(例如,具較高沸點的有機揮發物)與低沸點物質(例如,具較低沸點的有機揮發物)。根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以於頂部流中獲得具較低沸點的物質,於底部流中獲得具較高沸點的物質。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以分離具較低沸點的有機揮發物及具較高沸點的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行分離,以獲得濃縮的有機揮發物。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以於頂部流中獲得具較低沸點的物質,於底部流中獲得具較高沸點的物質。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以分離具較低沸點的有機揮發物及具較高沸點的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入分離裝置進行精餾,以獲得濃縮的有機揮發物。
欲處理之氣體中的有機揮發物並無特別限制。通常,欲處理之氣體中係含有具不同沸點(或蒸氣壓或揮發度)的物質。舉例而言,欲處理之氣體中可含有具不同沸點(或蒸氣壓或揮發度)的有機揮發物。有機揮發物的實例包括,但不限於,二甲基乙醯胺(N,N-Dimethylacetamide;DMAc)、醋酸(Acetic acid;HAc)、N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl-2-pyrrolidone;NMP)、二甲基甲醯胺(N,N-Dimethylformamide;DMF)、吡啶(Pyridine)、甲基吡啶(Methyl-Pyridine)(諸如,3-甲基吡啶(3-Methyl-Pyridine(3-MP))、
α-Picoline(α-甲基吡啶)、β-Picoline(β-甲基吡啶)、γ-Picoline(γ-甲基吡啶))、丙二醇甲醚(PGME)(諸如1-甲氧基-2-丙醇(1-Methoxy-2-propanol)、2-甲氧基-1-丙醇(2-Methoxy-1-propanol))、丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene Glycol Mono-methyl Ether Acetate;PGMEA)、二甲基亞碸(Dimethyl sulfoxide;DMSO)、醋酸乙酯(Ethyl Acetate;EAC)、乙二醇(Ethylene Glycol;EG)、二乙二醇(Diethylene Glycol;DEG)、三乙二醇(Triethylene Glycol;TEG)、丙二醇(Propylene Glycol;PG)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、二乙二醇一丁基醚(diethylene glycol monobutyl ether;BDG,)、乙醇胺(Monoethanolamine;MEA)、乙二胺(Ethylenediamine)、丙烯酸(Acrylic acid)、2-甲基丙烯酸(2-methylpropenoic acid)、乙二醇單甲醚(2-Methoyxethanol)、乙二醇單乙醚(2-Ethoxyethanol)、二噁烷(Dioxane)、丁醇(butyl alcohol)、2-丁醇(2-butyl alcohol)、異丁醇(Isobutyl alcohol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、松香醇(Terpineol)、醇酯十二(Texanol)及其組合。根據部份具體實施例,欲處理之氣體中係含有二甲基乙醯胺(DMAc)、醋酸、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲醯胺(DMF)、3-甲基吡啶及/或其組合。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行分離。欲處理之氣體的溫度可為,例如,50℃至250℃。於一實例中,係將溫度為50℃至250℃之含有有機揮發物的氣體饋入分離裝置以進行分離。於一實例中,係將溫度為70℃至80℃之含有有機揮發物的氣體饋入分離裝置以進行分離。根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行精餾。於一實例中,係將溫度為50℃至250℃之含有有機揮
發物的氣體饋入分離裝置以進行精餾。於一實例中,係將溫度為70℃至80℃之含有有機揮發物的氣體饋入分離裝置以進行精餾。
本揭露之氣體處理方法/系統係與習知使用冷凝法或吸收/吸附法處理氣體者不同。此外,本揭露之方法/系統亦與習知使用蒸餾塔者不同。習知使用蒸餾塔者其饋入之物質為液體,且其需於塔底設置再沸器(需要由外界供應熱源),藉以加熱饋料之物質(加熱之媒介通常為蒸氣或熱油)。而本揭露之氣體處理方法/系統所處理之物質為含有有機揮發物之氣體(例如含有有機揮發物之高溫氣體),因此,饋入氣體處理系統之饋料為含有有機揮發物之氣體而非液體,故而不需要由外界供給熱源,並且無再沸器之設置。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行分離,以於饋入點上方獲得含有具較低沸點的物質之頂部流,並於饋入點下方獲得含有具較高沸點的物質之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行分離,以於饋入點上方獲得含有具較低沸點的有機揮發物之頂部流,並於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行分離,以於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行精餾,以於饋入點上方獲得含有具較低沸點的物質之頂部流,並於饋入點下方獲得含有具較高沸點的物質之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行精餾,以於饋入點上方獲得含有具較低沸點的有機揮發物
之頂部流,並於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行精餾,以於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。
根據部份具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行分離,以於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。根據部份具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接饋入分離裝置進行精餾,以於饋入點下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。具較高沸點的有機揮發物的實例包括,但不限於,二甲基乙醯胺(N,N-Dimethylacetamide;DMAc)、醋酸(Acetic acid;HAc)、N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl-2-pyrrolidone;NMP)、二甲基甲醯胺(N,N-Dimethylformamide;DMF)、吡啶(Pyridine)、甲基吡啶(Methyl-Pyridine)(諸如,3-甲基吡啶(3-Methyl-Pyridine(3-MP))、α-Picoline(α-甲基吡啶)、β-Picoline(β-甲基吡啶)、γ-Picoline(γ-甲基吡啶))、丙二醇甲醚(PGME)(諸如1-甲氧基-2-丙醇(1-Methoxy-2-propanol)、2-甲氧基-1-丙醇(2-Methoxy-1-propanol))、丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene Glycol Mono-methyl Ether Acetate;PGMEA)、二甲基亞碸(Dimethyl sulfoxide;DMSO)、醋酸乙酯(Ethyl Acetate;EAC)、乙二醇(Ethylene Glycol;EG)、二乙二醇(Diethylene Glycol;DEG)、三乙二醇(Triethylene Glycol;TEG)、丙二醇(Propylene Glycol;PG)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、二乙二醇一丁基醚(diethylene glycol monobutyl ether;BDG,)、乙醇胺(Monoethanolamine;MEA)、乙二胺(Ethylenediamine)、丙烯酸(Acrylic
acid)、2-甲基丙烯酸(2-methylpropenoic acid)、乙二醇單甲醚(2-Methoyxethanol)、乙二醇單乙醚(2-Ethoxyethanol)、二噁烷(Dioxane)、丁醇(butyl alcohol)、2-丁醇(2-butyl alcohol)、異丁醇(Isobutyl alcohol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、松香醇(Terpineol)、醇酯十二(Texanol)及其組合。於部份實例中,具較高沸點的有機揮發物係二甲基乙醯胺(DMAc)、醋酸、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲醯胺(DMF)及/或其組合。
本文中,具較高沸點的物質/有機揮發物,係指相對於氣體混合物的成分中沸點較低的物質/有機揮發物而言,沸點較高者。舉例來說,將氣體混合物饋入分離裝置進行處理後,氣體混合物的成分中相對具有較高沸點者可自底部流獲得,而氣體混合物的成分中相對具有較低沸點者可自頂部流獲得。
此外,根據部份具體實施例,一部份底部流係移動至饋入點上方。根據部份具體實施例,一部份底部流係回流至饋入點上方。於部份實例中,一部份底部流係返回分離裝置。於部份實例中,一部份底部流係經過熱交換後返回分離裝置(回流)。參見第2A及2B圖,其分別為根據一具體實施例之氣體處理方法的示意圖。如圖所示,獲得(D2)底部流後,一部份底部流係(圖式標號S4)通過熱交換器進行熱交換(圖式標號S8)後回流(返回分離裝置),其餘的底部流則排出而收集(圖式標號S7)。使一部份底部流循環至饋入點上方(返回分離裝置)(圖式標號S4),可增加分離裝置內液氣接觸的機會,提高分離裝置/氣體處理之效能(分離效果)。根據一具體實施例,熱交換器為冷凝器。可視需要調整返回分離裝置之底部流的量。
上述熱交換器係使底部流中欲返回分離裝置之部份進行降溫/冷卻(圖式標號S8)。於部份具體實施例中,熱交換所使用的冷卻劑係來自頂部流。於部份具體實施例中,熱交換器中的冷卻劑係來自頂部流中非用於回流的部份。舉例來說,可利用頂部流中非用於回流之部份(圖式標號S3)(可取其部份或全部),作為熱交換器中的冷卻劑,以與底部流中欲回流(返回分離裝置)之部份進行熱交換。於部份實例中,頂部流中非用於回流的(或於部份實例中為排出分離裝置的)部份(圖式標號S3),可取其部份或全部來作為熱交換器中的冷卻劑,以使一部份底部流經過該熱交換器進行降溫/冷卻後回流(返回分離裝置)。
上述氣體處理方法,係可藉由將氣體饋入氣體處理系統之分離裝置進行分離,以實施有機揮發物的分離(或濃縮或提純)。根據一具體實施例,上述氣體處理方法,係可藉由將氣體饋入氣體處理系統之分離裝置進行氣液分離,以實施有機揮發物的分離(或濃縮或提純)。根據一具體實施例,上述氣體處理方法,係可藉由將氣體饋入氣體處理系統之分離裝置進行精餾,以實施有機揮發物的分離(或濃縮或提純)
氣體處理系統包括分離裝置及熱交換器。
於部份態樣中,分離裝置係具有精餾單元。根據一具體實施例,分離裝置係精餾裝置(例如,精餾塔)。
分離裝置,係包含填充床及用以饋入氣體之饋入點。根據一具體實施例,饋入點係位於分離裝置之下部。於一實例中,高溫氣體係直接由位於分離裝置下部之饋入點饋入分離裝置以進行分離。於一實例中,高溫氣體係直接由位於分離裝置下部之饋入點
饋入分離裝置以進行精餾。
請參見第3A及3B圖,其分別為根據一具體實施例之氣體處理系統的示意圖。
氣體處理系統係包括分離裝置1及熱交換器51。
分離裝置1,係包含填充床11及饋入點28。填充床11的數量可視需要選擇。於一實例中,分離裝置1包括一個或多個填充床11。
根據一具體實施例,填充床11係含有大比表面積(表面積/單位體積)之物質,其作用乃在於增加氣液接觸的面積。填充床係讓頂部回流之液體通過填充床後形成一大表面積薄膜並與上升之氣相互相接觸,進而達到氣液分離的目的。根據一具體實施例,填充床11上方設有分散元件12。根據一具體實施例,分散元件12的作用乃在於讓回流下行之液體平均分布。根據一具體實施例,填充床11下方設有收集元件13。根據一具體實施例,收集元件13的作用乃在於收集下行之液體並混合均勻。
可視需要調整填充床11之高度。舉例來說,填充床11之高度可依實際需要設置,例如,可為0.3米至10米高。填充床11之結構可為具有散裝填料,填料可為任意形狀。舉例來說,可使用尺寸為1/8吋至3吋的填料。或者,填充床11之結構可為具有規整填料,填料係依填充床之尺寸而規則排列。填充床11之填充材料(有時稱為填料)可為,例如,但不限於:金屬類、塑膠類、陶瓷類或其組合。
饋入點28係位於分離裝置1之下部。於一實例中,饋入點28係位於填充床11之下方。氣體從饋入點28饋入分離裝置1進
行處理,其中,上升氣相係通過熱交換器51冷凝成液體後成為頂部流。根據一具體實施例,冷凝溫度為5℃至50℃。
分離裝置1係設計為使一部份的頂部流回流(通常為液相)以與分離裝置1中的氣體接觸。藉由液相與氣相之逆流接觸,可達成氣體混和物之分離。藉由下行液相與上升氣相之逆流接觸,可使具較低沸點(或具較高蒸氣壓或較易揮發)的物質往分離裝置1之頂部移動,而具較高沸點(或具較低蒸氣壓或較不易揮發)的物質往分離裝置1之底部移動,以達到分離的目的。往分離裝置1之頂部移動的氣相物質(氣相成分)於通過熱交換器51冷凝成液體後成為頂部流,其中,一部份頂部流往饋入點28方向回流,另一部份頂部流則排出而收集。於一實例中,一部份頂部流係藉由出口30排出分離裝置1。再者,往分離裝置1之底部移動的液相物質(液相成分)則成為底部流而收集。於一實例中,底部流係藉由出口29排出分離裝置1。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統之分離裝置1進行分離,以分離有機揮發物。氣體中包括具較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),藉由該氣體處理系統,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統之分離裝置1進行分離,以於底部流中獲得濃縮之有機揮發物。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統之分離裝置1進行精餾,以分離有機揮發物。氣體中包括具
較低沸點的物質(例如,具較低沸點的有機揮發物),以及具較高沸點的物質(例如,具較高沸點的有機揮發物),藉由該氣體處理系統,氣體中具較低沸點的物質(係相對於氣體中具較高沸點的物質而言)係於頂部流獲得,而氣體中具較高沸點的物質則於底部流獲得。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統之分離裝置1進行精餾,以於底部流中獲得濃縮之有機揮發物。
頂部流中,用於回流之部份與非用於回流之部份的量的比例(例如,圖式標號S2/S3之頂部流),稱為回流比。根據一具體實施例,氣體處理系統之分離裝置係設計為使回流比為0.1至100(以重量計)。
用於冷凝(卻)上升氣相(往分離裝置1之頂部移動的氣相物質)之熱交換器51,可位於分離裝置1內(如第3A圖所示)或位於分離裝置1外(如第3B圖所示)。舉例來說,如第3A圖所示,位於分離裝置1內之熱交換器51可位於分離裝置1之上部,使分離裝置中的上升氣相(氣相物質)通過熱交換器51後冷凝成液體而成為頂部流,其中,一部份頂部流往饋入點28方向回流,而另一部份頂部流則排出分離裝置1而收集。或者,如第3B圖所示,熱交換器51可位於分離裝置1外,分離裝置中的上升氣相(氣相物質)係由出口31至熱交換器51,藉由通過熱交換器51冷凝成液體後成為頂部流,其中,一部份頂部流係由入口27回流至分離裝置1中,而另一部份頂部流則排出而收集。根據一具體實施例,熱交換器51為冷凝器。熱交換器51中的冷凝(卻)劑可為,例如,水。
此外,如第3A及3B圖所示,經過處理後,有頂部氣體自出口26排出。氣體饋入分離裝置進行氣液分離後,有頂部氣體自出
口26排出。根據部份具體實施例,頂部氣體(或稱處理過之氣體,或稱淨化後之氣體,或稱尾氣),係不冷凝氣體。於部份實例中,頂部氣體係自該分離裝置1的頂部排出。於部份實例中,頂部氣體係自熱交換器51排出。根據一具體實施例,氣體處理系統復包括用於進一步處理頂部氣體的裝置。於一實例中,排出之頂部氣體可直接排放至大氣。於一實例中,氣體處理系統復包括用於處理自出口26排出之頂部氣體的洗滌裝置。
藉由上述氣體處理系統,可分離(或濃縮或提純)氣體中的高沸點物質(例如,具較高沸點的有機揮發物)與低沸點物質(例如,具較低沸點的有機揮發物)。根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行分離,以於頂部流中獲得具較低沸點的物質,於底部流中獲得具較高沸點的物質。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行分離,以分離具較低沸點的有機揮發物及具較高沸點的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行分離,以獲得濃縮的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行分離,以於底部流中獲得濃縮的有機揮發物。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之氣體係體入氣體處理系統進行精餾,以於頂部流中獲得具較低沸點的物質,於底部流中獲得具較高沸點的物質。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行精餾,以分離具較低沸點的有機揮發物及具較高沸點的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行精餾,以獲得濃縮的有機揮發物。於一實例中,含有有機揮發物之氣體係饋入氣體處理系統進行精
餾,以於底部流中獲得濃縮的有機揮發物。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接從饋入點28饋入分離裝置1進行分離。欲處理之氣體的溫度可為,例如,50℃至250℃。於一實例中,係將溫度為50℃至250℃之含有有機揮發物的氣體從饋入點28饋入分離裝置1。於一實例中,係將溫度為70℃至80℃之含有有機揮發物的氣體從饋入點28饋入分離裝置1。
根據一具體實施例,含有有機揮發物之高溫氣體係直接從饋入點28饋入分離裝置1進行精餾,以於饋入點28上方獲得含有具較低沸點的物質之頂部流,並於饋入點28下方獲得含有具較高沸點的物質之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接從饋入點28饋入分離裝置1進行精餾,以於饋入點28上方獲得含有具較低沸點的有機揮發物之頂部流,並於饋入點28下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接從饋入點28饋入分離裝置1進行精餾,以於饋入點28下方獲得含有具較高沸點的有機揮發物之底部流。於一實例中,含有有機揮發物之高溫氣體係直接從饋入點28饋入分離裝置1進行精餾,以於饋入點28下方獲得含有濃縮之有機揮發物的底部流。
此外,根據部份具體實施例,底部流係排出分離裝置1而收集。根據部份具體實施例,分離裝置係設計為使一部份底部流移動至饋入點28上方。根據部份具體實施例,分離裝置係設計為使一部份底部流回流。於部份實例中,分離系統之分離裝置1係設計為使一部份底部流回流(返回分離裝置1)。於部份實例中,一部
份底部流係經過熱交換後回流(返回分離裝置1)。參見第4A及4B圖,其分別為根據一具體實施例之氣體處理系統的示意圖。如圖所示,氣體處理系統復包括另一個熱交換器52,一部份底部流係通過熱交換器52進行熱交換後由入口210回流(返回分離裝置1),其餘的底部流則排出而收集。令一部份底部流回流(循環至饋入點28上方)(返回分離裝置1),可增加分離裝置1內之液氣接觸的機會,提高分離裝置1(氣體處理系統)之效能(分離效果)。根據一具體實施例,熱交換器52為冷卻/凝器。
上述熱交換器52係使底部流中欲返回分離裝置1之部份進行冷卻降溫。於部份具體實施例中,熱交換器52中的冷卻劑係來自頂部流;具言之,熱交換器52中的冷卻劑係來自頂部流中非用於回流的部份。舉例來說,可利用頂部流中非用於回流之部份(可取其部份或全部),作為熱交換器52中的冷卻劑,以與底部流中欲返回分離裝置1之部份進行熱交換。於部份實例中,頂部流中非用於回流的(或於部份實例中為排出分離裝置1的)部份,可取其部份或全部,作為熱交換器52中的冷卻劑,以使一部份底部流經過該熱交換器52後冷卻/降溫以回流(返回分離裝置1)。
上述氣體處理方法,可用於處理,例如高溫氣體(諸如,含有有機揮發物的高溫氣體)。舉例來說,上述氣體處理方法,可用於處理高溫廢氣(諸如,含有有機揮發物的高溫廢氣)。藉由上述氣體處理方法,可分離/濃縮/提純/去除/回收氣體(諸如,高溫廢氣)中的有機揮發物(高、低沸點物質)。
藉由上述氣體處理系統,可處理,例如高溫氣體(諸如,含有有機揮發物的高溫氣體)。舉例來說,藉由上述氣體處理系統,可
處理高溫廢氣(諸如,含有有機揮發物的高溫廢氣)。藉由上述氣體處理系統,可分離/濃縮/提純/去除/回收氣體(諸如,高溫廢氣)中的有機揮發物(高、低沸點物質)。
本揭露將藉由實施例更具體地說明,但該等實施例並非用於限制本揭露之範疇。除非特別指明,於下列實施例與比較實施例中用於表示任何成份的含量以及,若有,任何物質的量的“%”及“份”,係以重量為基準。
以對應於第2B/4B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為80℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4重量%(wt%)、水1.4wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.1wt%、醋酸0.1wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成10℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體接觸,其餘的頂部流(非用於回流之部份)(圖式標號S3)則流至另一個底部流中欲返回分離裝置之部份進行降溫/冷卻。調整冷凝液(頂部流)中圖式標號S2/S3之頂部流之比例為3.8。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流,分流底部流為圖式標號S4與S7,圖式標號S4之底部流流量控制在30公斤/小時(kg/hr),圖式標號S4之底部流係返回分離裝置。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液含二甲基乙醯胺(DMAc)85.3wt%、醋酸(HAc)
9.5wt%及水5.2wt%。於出口(26)取得(圖式標號S6)淨化後氣體,淨化後氣體含二甲基乙醯胺0.05ppm及醋酸1.1ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99%,醋酸之回收率99%。回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。
將實施例1所述之80℃高溫氣體直接以習知的冷凝法處理。將此股高溫氣體冷凝至10℃,冷凝後之冷凝液含二甲基乙醯胺(DMAc)54.3wt%、醋酸(HAc)6.3wt%及水39.4wt%。未被冷凝之排放氣體(淨化後氣體)含二甲基乙醯胺625ppm及醋酸14ppm。採用冷凝法得到之有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率94.4%,醋酸之回收率98.8%。冷凝法回收率之計算方法係冷凝液中該有機揮發物之重量與饋入冷凝器中該有機揮發物之重量兩者之比值。
以對應於第2B/4B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為80℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4重量%(wt%)、水1.4wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.1wt%、醋酸0.1wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成10℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體
接觸,其餘的頂部流(非用於回流之部份)(圖式標號S3)則流至另一個熱交換器(52)作為(圖式標號S8)冷卻劑。調整冷凝液(頂部流)中圖式標號S2/S3之頂部流之比例為3.0。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流,分流底部流為圖式標號S4與S7,圖式標號S4之底部流流量控制在30公斤/小時(kg/hr),圖式標號S4之底部流係返回分離裝置。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液含二甲基乙醯胺(DMAc)88.2wt%、醋酸(HAc)10.9wt%及水0.9wt%。於出口(26)取得(圖式標號S6)淨化後氣體,淨化後氣體含二甲基乙醯胺0.05ppm及醋酸1.1ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99%,醋酸之回收率99%。回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。
以對應於第2B/4B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為70℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4重量%(wt%)、水1.4wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.1wt%、醋酸0.1wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成10℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體接觸,其餘的頂部流(非用於回流之部份)(圖式標號S3)則流至另一
個熱交換器(52)作為(圖式標號S8)冷卻劑。調整冷凝液(頂部流)中圖式標號S2/S3之頂部流之比例為3.8。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流,分流底部流為圖式標號S4與S7,圖式標號S4之底部流流量控制在30公斤/小時(kg/hr),圖式標號S4之底部流係返回分離裝置。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液含二甲基乙醯胺(DMAc)80.8wt%、醋酸(HAc)9.0wt%及水10.2wt%。於出口(26)取得(圖式標號S6)淨化後氣體,淨化後氣體含二甲基乙醯胺0.06ppm及醋酸1.2ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99%,醋酸之回收率99%。回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。
以對應於第2B/4B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為70℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4重量%(wt%)、水1.4wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.1wt%、醋酸0.1wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成12℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體接觸,其餘的頂部流(非用於回流之部份)(圖式標號S3)則流至另一個熱交換器(52)作為(圖式標號S8)冷卻劑。調整冷凝液(頂部流)中
圖式標號S2/S3之頂部流之比例為3.8。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流,分流底部流為圖式標號S4與S7,圖式標號S4之底部流流量控制在30公斤/小時(kg/hr),圖式標號S4之底部流係返回分離裝置。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液含二甲基乙醯胺(DMAc)86.9wt%、醋酸(HAc)9.6wt%及水3.5wt%。於出口(26)取得(圖式標號S6)淨化後氣體,淨化後氣體含二甲基乙醯胺0.1ppm及醋酸1.6ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99.9%,醋酸之回收率99.9%。回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。
以對應於第1B/3B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為70℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4重量%(wt%)、水1.4wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.1wt%、醋酸0.1wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成12℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體接觸。調整冷凝液(頂部流)中圖式標號S2/S3之頂部流之比例為3.8。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液含二甲基乙醯胺
(DMAc)86.4wt%、醋酸(HAc)9.6wt%及水4wt%。於出口(26)取得(圖式標號S6)淨化後氣體,淨化後氣體含二甲基乙醯胺0.02ppm及醋酸0.01ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99.6%,醋酸之回收率99.9%。回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。
上述實施例1至5及比較例1係如下表1所示。
以對應於第1B/3B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體
處理,將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為80℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣98.6wt%、水1.1wt%、N-甲基吡咯烷酮(NMP)0.3wt%,於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成10℃之液體(頂部流)(D1)而流下來,調整冷凝液圖式標號S2/S3之頂部流之比例為6.4,圖式標號S2之頂部流回分離裝置,圖式標號S3之頂部流則排出收集。待系統達穩定後,於出口取得(圖式標號S7)濃縮液N-甲基吡咯烷酮(NMP)99.3wt%、水0.7wt%。淨化後氣體(圖式標號S6)於出口取得N-甲基吡咯烷酮(NMP)1ppm。
將實施例6所述之高溫氣體饋入一冷凝器,一部份直接冷凝成10℃之液體,成為塔底液體,濃縮液N-甲基吡咯烷酮(NMP)39.5wt%、水60.5wt%。有機揮發物回收率97.3%,較實施例6低。且濃縮液中,有機揮發物的濃度偏低,因此增加了後續純化處理有機揮發物之能源成本。另一部份為未冷凝氣體則為排氣(尾氣),排氣中,有機揮發物的濃度69ppm,仍需以洗滌塔來處理,且洗滌時需添加大量酸/鹼洗滌液因而耗能、耗成本。
將實施例6所述之高溫氣體由下部饋入一吸收塔,並於上部添加吸收劑(如:水)159kg/hr,塔底液體,濃縮液N-甲基吡咯烷酮(NMP)60.9wt%、水39.1wt%。濃縮液中,有機揮發物的濃度偏低,因此增加了後續純化處理有機揮發物之能源成本。另一部份為未冷凝氣體則為排氣(尾氣),排氣中,有機揮發物的濃度30ppm,
仍需以洗滌塔來處理,且洗滌時需添加大量酸/鹼洗滌液因而耗能、耗成本。
上述實施例6及比較例2及3係如下表2所示。
以對應於第2B/4B圖之示意圖的氣體處理方法/系統進行氣體處理。將高溫氣體饋入(圖式標號S1)分離裝置,高溫氣體溫度為80℃,風量為100NCMM(標準立方米/每分鐘),高溫氣體含有空氣97.4wt%、水1.39wt%、二甲基乙醯胺(DMAC)1.15wt%、3-Methyl Pyridine(3-MP)0.06wt%。於熱交換器(冷卻/凝器)通入(圖式標號S5)低溫冷卻水(C1)作為冷卻/凝器的冷卻/凝劑,並且使饋入分離裝置後上升之氣體經熱交換器冷凝成10℃之液體(頂部流)(D1)而流下來。一部份的頂部流係回流(圖式標號S2)回分離裝置以與饋入分離裝置中的氣體接觸,其餘的頂部流(非用於回流之部份)(圖式標號S3)則流至另一個熱交換器(52)作為(圖式標號S8)冷卻劑。調整冷凝液(頂部流)中圖式標號S2/S3之頂部流之比例為4。於分離裝置底部出口獲得(D2)底部流,分流底部流為圖式標號S4與S7,圖式標號S4之底部流流量控制在30公斤/小時(kg/hr),圖式標號S4之底部流係返回分離裝置。待系統達穩定後,於底部出口取得(圖式標號S7)濃縮液,濃縮液二甲基乙醯胺89.6%、3-Methyl Pyridine 1.7wt%、水8.7wt%。並另於出口取得頂部流回收(圖式標號S3)濃縮液3-Methyl Pyridine 3.4wt%、水96.6wt%。淨化後氣體(圖式標號S6)於出口(26)取得二甲基乙醯胺1ppm、3-Methyl Pyridine 209ppm。(ppm係以毫克/公斤計算)。有機揮發物二甲基乙醯胺之回收率99.9%,3-Methyl Pyridine之回收率31.4%。二甲基
乙醯胺(DMAc)回收率之計算方法係該有機揮發物在底部流回收(圖式標號S7)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。亦即圖式標號S7之底部流中該有機物質之重量除以圖式標號S1該氣體中之該有機物質之重量。3-Methyl Pyridine回收率之計算方法係該有機揮發物在頂部流收集(圖式標號S3)之重量與饋入(圖式標號S1)分離裝置中該氣體中之有機揮發物之重量兩者之比值。
將實施例7所述之高溫氣體饋入一冷凝器,直接冷凝成10℃之液體,成為塔底液體,濃縮液DMAc 58.2wt%,塔底液體二甲基乙醯胺(DMAc)回收率92.5%,較實施例7低。且濃縮液中,有機揮發物的濃度偏低,因此增加了後續純化處理有機揮發物之能源成本。另一部份為未冷凝氣體則為排氣(尾氣),排氣中,有機揮發物二甲基乙醯胺(DMAc)的濃度890ppm,3-MP的濃度124ppm,仍需以洗滌塔來處理,且洗滌時需添加大量酸/鹼洗滌液因而耗能、耗成本。
將實施例7所述之高溫氣體由下部饋入一吸收塔,並於上部添加吸收劑(水),180kg/hr,塔底液體,濃縮液二甲基乙醯胺(DMAc)78.5wt%,二甲基乙醯胺(DMAc)回收率95.6,較實施例7低。且濃縮液中,有機揮發物的濃度偏低,因此增加了後續純化處理有機揮發物之能源成本。另一部份為未冷凝氣體則為排氣(尾氣),排氣中,有機揮發物DMAc的濃度500ppm,3-MP的濃度369ppm,仍需以洗滌塔來處理,且洗滌時需添加大量酸/鹼洗滌液因而耗
能、耗成本。
上述實施例7及比較例4及5係如下表3所示。
習知技術之冷凝法,冷凝回收率偏低,且其冷凝液中的有機揮發物濃度亦偏低,因而增加了後續純化處理之耗能。再者,其處理後之尾氣通常仍含有一定濃度的有機揮發物,因而提高了後續尾氣洗滌時之耗能、耗成本。
而習知技術之吸收法,不僅需額外添加吸收劑/洗滌劑、共凝劑等,且需針對欲回收之有機揮發物選擇適當的吸收劑,因而對
其應用造成限制。再者,使用吸收劑需要進行耗能的再生程序,且會導致大量廢液產生,不利地增加了操作成本。又,吸收劑吸收廢氣中的有機物質後,增加了對設備的腐蝕,不利地影響吸收效率及廢氣處理能力。並且,使用水作為吸收劑/洗滌劑,亦使塔底液中回收的有機揮發物濃度偏低,導致提高後續純化處理之耗能。此外,習知的吸收、冷凝技術,僅適用回收高沸點之有機揮發物,無法同時有效回收高、低沸點之有機揮發物。
相較於習知技術,藉由本揭露所述之氣體處理方法,有機揮發物之回收率較高;且產物流中的有機揮發物濃度較高,而尾氣中的有機揮發物濃度較低,可改善習知技術的缺陷。另,本揭露所述之氣體處理方法,不需額外添加吸收劑/共凝劑、吸附劑,且可分離獲得氣體中具較高沸點及具較低沸點的物質。
此外,相較於習知技術,藉由本揭露所述之氣體處理系統,有機揮發物的回收率較高;且產物流中的有機揮發物濃度較高,而尾氣中的有機揮發物濃度較低,可避免習知技術的缺陷。另,本揭露所述之氣體處理系統,不需額外添加吸收劑/共凝劑、吸附劑。且藉由本揭露所述之氣體處理系統,可分離獲得氣體中具較高沸點及具較低沸點的物質。
上述實施例僅例示性說明氣體處理方法與氣體處理系統,而非用於限制本揭露。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下,對上述實施例進行修飾與改變。因此,本揭露之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所載。
1‧‧‧分離裝置
11‧‧‧填充床
12‧‧‧分散元件
13‧‧‧收集元件
26‧‧‧出口
28‧‧‧饋入點
29‧‧‧出口
30‧‧‧出口
51‧‧‧熱交換器
Claims (15)
- 一種氣體處理方法,包括:將含有有機揮發物之該氣體從饋入點饋入分離裝置以進行分離;以及於該饋入點上方獲得含有具較低沸點的物質之頂部流,於該饋入點下方獲得含有具較高沸點的物質之底部流,其中,一部份該頂部流係回流以與該分離裝置中的該氣體接觸。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,係將溫度為50℃至250℃的該氣體饋入該分離裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,回流比為0.1至100。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,該有機揮發物係選自由二甲基乙醯胺、醋酸、N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl-2-pyrrolidone)、二甲基甲醯胺、吡啶、3-甲基吡啶(3-Methyl-Pyridine)、丙二醇甲醚(PGME)、丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene Glycol Mono-methyl Ether Acetate;PGMEA)、二甲基亞碸、醋酸乙酯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇一丁基醚(diethylene glycol monobutyl ether;BDG,)、乙醇胺(Monoethanolamine)、乙二胺、丙烯酸、2-甲基丙烯酸、乙二醇單甲醚(2-Methoyxethanol)、乙二醇單乙醚(2-Ethoxyethanol)、二噁烷(Dioxane)、丁醇、2-丁醇、異丁醇、1,4-丁二醇、松香醇(Terpineol)及醇酯十二(Texanol)所組成之群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,一部份該 底部流係返回該分離裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,一部份該底部流係經過熱交換後返回該分離裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,該饋入點係位於該分離裝置下部。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,該氣體係饋入分離裝置以藉由精餾分離該有機揮發物。
- 如申請專利範圍第1項所述之氣體處理方法,其中,該具較高沸點的物質係選自由二甲基乙醯胺、醋酸、N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl-2-pyrrolidone)、二甲基甲醯胺、吡啶、3-甲基吡啶(3-Methyl-Pyridine)、丙二醇甲醚(PGME)、丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene Glycol Mono-methyl Ether Acetate;PGMEA)、二甲基亞碸、醋酸乙酯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇一丁基醚(diethylene glycol monobutyl ether;BDG,)、乙醇胺(Monoethanolamine)、乙二胺、丙烯酸、2-甲基丙烯酸、乙二醇單甲醚(2-Methoyxethanol)、乙二醇單乙醚(2-Ethoxyethanol)、二噁烷(Dioxane)、丁醇、2-丁醇、異丁醇、1,4-丁二醇、松香醇(Terpineol)及醇酯十二(Texanol)所組成之群組中的至少一者。
- 一種氣體處理系統,包括:分離裝置,係包含填充床及用以饋入該氣體之饋入點,該饋入點係位於該分離裝置下部,其中,該氣體係饋入該分離裝置進行分離,以於該饋入點上方獲得頂部流,於該饋入點下方獲得底部流,且一部份該底部流係返回該分離裝置;以及 熱交換器,係用於冷凝該分離裝置中的氣相物質以獲得該頂部流,且一部份該頂部流係回流以與該分離裝置中的該氣體接觸。
- 如申請專利範圍第10項所述之氣體處理系統,其中,係將溫度為50℃至250℃的該氣體饋入分離裝置。
- 如申請專利範圍第10項所述之氣體處理系統,其中,該分離裝置為精餾裝置。
- 如申請專利範圍第10項所述之氣體處理系統,其中,該分離裝置包括一個或多個填充床。
- 如申請專利範圍第10項所述之氣體處理系統,其中,該熱交換器係冷凝器。
- 如申請專利範圍第10項所述之氣體處理系統,復包括另一個熱交換器,其係用於冷卻該一部份底部流。
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