專利名稱：一種混和廢氣的資源化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工和廢氣處理領(lǐng)域，具體的說，本發(fā)明提供了一種混和廢氣的資源化處理方法。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)合成革行業(yè)中的DMF(二甲基甲酰胺)、甲苯和丁酮等有機(jī)污染物廢氣，廢氣凈化主要集中在末端治理，目前成熟的技術(shù)主要有吸收凈化技術(shù)，催化燃燒技術(shù)，以及活性炭吸附技術(shù)。吸收凈化技術(shù)可有效回收DMF，但是無法回收水溶度低的甲苯和丁酮等其它污染物；催化燃燒技術(shù)雖然可同時(shí)解決上述污染物問題，但運(yùn)行費(fèi)用較高，屬消滅型技術(shù)，無法實(shí)現(xiàn)有機(jī)物資源化回收；活性炭吸附技術(shù)可同時(shí)從廢氣中將上述三種污染物同時(shí)吸附，但由于DMF沸點(diǎn)高，完善的再生技術(shù)尚有待研究開發(fā)，且需間歇操作。近年來有關(guān)的科技部門、專家學(xué)者也對(duì)這些工藝技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，如(1)改進(jìn)炭吸附，主要體現(xiàn)在新型吸附劑、吸附工藝和再生解吸工藝方面；(2)改進(jìn)直接燃燒，主要體現(xiàn)在燃燒器的設(shè)計(jì)，如采用新型的內(nèi)向式、絕熱輻射燃燒器；(3)改進(jìn)催化燃燒，主要集中在新型催化劑的研究開發(fā)，重點(diǎn)為如何防止催化劑的中毒失活和降低催化劑的制造成本。但這些技術(shù)手段都是基于末端治理的廢氣凈化，沒有考慮到廢氣中有機(jī)成分的資源化利用。意大利開發(fā)了以回收廢氣中主要污染物DMF為目的的吸收法工藝，DMF的總回收率可達(dá)90％，但該工藝技術(shù)的引進(jìn)費(fèi)用昂貴，且無法滿足我國皮革工藝廢氣中甲苯和丁酮治理達(dá)標(biāo)排放的環(huán)保要求。申請?zhí)枮?00410053246的《濕法合成革生產(chǎn)廢氣中甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺的回收方法》中提到的技術(shù)雖然能夠既回收DMF，又能夠回收甲苯和丁酮，但是仍存在問題(1)回收效率低。該工藝甲苯和丁酮的回收率分別為83.5％和49.2％，處理后氣體中甲苯和丁酮大大超標(biāo)，無法達(dá)到環(huán)保排放要求；(2)流程復(fù)雜，操作要求高，操作難度大，不適合環(huán)保工程應(yīng)用；(3)由于受氣液比上限的限制，塔內(nèi)操作氣速小，僅為1.76m/s，使設(shè)備體積龐大，吸收效率低下，難以達(dá)到投資省、效果好的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混和廢氣的資源化處理方法，旨在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)合理、經(jīng)濟(jì)、可行的治理目標(biāo)。
本發(fā)明提供了一種混和廢氣的資源化方法，混和廢氣依次進(jìn)入一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔處理，具體方法是(1)將混和廢氣收集，經(jīng)過濾器過濾除去顆?；蚶w維性物質(zhì)；(2)過濾后的混和廢氣進(jìn)入一級(jí)吸收塔；在塔中，過濾后的混和廢氣先與含一定量吸收質(zhì)的二甲基甲酰胺噴淋接觸，然后再進(jìn)入填料層，并在填料層中再次與新鮮吸收劑二甲基甲酰胺接觸，確保高的吸收效率；(3)經(jīng)(2)處理后的一級(jí)吸收塔塔頂氣體進(jìn)入二級(jí)吸收塔吸收二甲基甲酰胺；一級(jí)吸收塔塔底富液經(jīng)冷卻后一部分作為外甩液進(jìn)入溶劑分離系統(tǒng)，大部分作為循環(huán)吸收液循環(huán)利用，以提高整體吸收效率；外甩液量為0.1m3/h～5m3/h；(4)經(jīng)(2)處理后的氣體進(jìn)入二級(jí)吸收塔后，先與水直接噴淋接觸，然后再進(jìn)入填料層；吸收處理后的氣體達(dá)標(biāo)排放，二級(jí)吸收塔塔底液體大部分循環(huán)用作噴淋液，其余外甩進(jìn)入二甲基甲酰胺回收裝置回收系統(tǒng)；外甩液量為0.1m3/h～5m3/h。
在本發(fā)明中，混和廢氣在過濾前，進(jìn)入集氣室收集?；旌蠌U氣經(jīng)集氣系統(tǒng)進(jìn)入集氣室的目的是均和污染物濃度和流量。經(jīng)過濾器過濾的目的是除去大顆粒雜質(zhì)或纖維性物質(zhì)。
吸收塔中填料層是低濃度污染物吸收凈化的主要場所，主要是金屬規(guī)整填料，如波紋板，金屬絲網(wǎng)，孔板等。是通用化工填料。
吸收塔中吸收劑的主要成分可以是DMF或相關(guān)高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性有機(jī)物；噴淋液是貧液(含少量污染物的吸收劑)。
吸收系統(tǒng)中過濾器可以采用常規(guī)的液體和氣體過濾器，如10～100目的金屬絲網(wǎng)等。
在本發(fā)明中，噴淋吸收可采用同向噴淋或者逆向噴淋。即噴淋層的噴淋管在噴淋層頂部或者噴淋層底部或者廢氣進(jìn)口煙道中心。
在本發(fā)明中，噴淋吸收可采用多段同向噴淋或者多段逆向噴淋。
一級(jí)吸收塔19與二級(jí)吸收塔20中，噴淋層段9內(nèi)噴淋管分兩部分，一部分為不同噴淋層間的連接管22，另一部分為不同形式的噴淋管21和噴淋管27，噴淋管可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)噴嘴4。典型的結(jié)構(gòu)如附圖2-附圖4所示。
在本發(fā)明中，一級(jí)吸收塔19與二級(jí)吸收塔20的噴淋層內(nèi)設(shè)廢氣管26導(dǎo)入待處理氣體并從上部噴淋管21中伸出噴淋管27，噴淋管27插入廢氣管26內(nèi)，噴淋管27噴出的噴淋液與廢氣進(jìn)行高速同向接觸。
在本發(fā)明中，噴淋吸收時(shí)，塔底吸收液一部分作為外甩液進(jìn)入溶劑分離系統(tǒng)，大部分作為循環(huán)吸收液循環(huán)利用，以提高整體吸收效率。外甩液是在循環(huán)泵出口通過帶流量計(jì)和控制閥門的支路進(jìn)行外甩或者直接從塔底接出。外甩液的量通常是0.1m3/h～5m3/h。
在本發(fā)明中，混合廢氣經(jīng)填料層后，進(jìn)入去霧層除去殘余吸收液。吸收塔中去霧層的作用是減少和消除吸收凈化后廢氣中夾帶的吸收液，主要為金屬絲網(wǎng)填料，是常規(guī)產(chǎn)品，孔的目數(shù)為10～100目。
在本發(fā)明中，一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔塔底溫度是40～75℃，塔頂溫度是30～55℃。
在一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔中，混合廢氣各進(jìn)行多級(jí)填料層吸收。例如，將2-10個(gè)填料層由上至下依次相鄰置于塔中。較好的，可采用2-5個(gè)填料層依次相鄰。
在本發(fā)明中，在一級(jí)吸收塔多段填料層吸收過程中，最上部填料段吸收液為新鮮的二甲基甲酰胺，其它填料段均為塔底吸收液循環(huán)液。
在本發(fā)明中，在二級(jí)吸收塔多段填料層吸收過程中，最上部填料段吸收液為水，其它填料段均為塔底吸收液循環(huán)液。
在本發(fā)明可以在下述系統(tǒng)中完成。該系統(tǒng)包括集氣室、過濾器、混合廢氣吸收塔(一級(jí))、混合有機(jī)物分離塔、DMF高效吸收塔(二級(jí))、循環(huán)吸收液用的循環(huán)泵和聯(lián)結(jié)管道。其中，混合廢氣吸收塔為多段吸收塔，包括殼體1、頂部的排氣口2、去霧層3、填料層5、噴淋層9、底部廢氣進(jìn)口10、吸收液出口11，每層皆設(shè)若干噴嘴，用于均衡吸收液分布?；旌蠌U氣首先通過過濾器13去除大顆粒物質(zhì)，然后進(jìn)入一級(jí)混合廢氣吸收塔底部并經(jīng)過多段噴淋吸收，再經(jīng)填料層5和去霧層3吸收。塔頂出口的氣體直接進(jìn)入二級(jí)吸收塔，經(jīng)多段噴淋吸收和填料吸收后達(dá)標(biāo)排放。塔底吸收液部分循環(huán)，部分外甩進(jìn)分離回收系統(tǒng)?；旌蠌U氣吸收塔吸收液經(jīng)冷卻系統(tǒng)降溫后部分經(jīng)循環(huán)泵回流至噴淋系統(tǒng)，部分經(jīng)過濾后進(jìn)行分離。二級(jí)吸收塔即DMF高效吸收塔，亦為多段吸收塔，吸收液為水。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于●本技術(shù)可同時(shí)回收廢氣中多種有機(jī)污染物，特別對(duì)含有沸點(diǎn)大于120℃以上的污染物廢氣，污染物的吸收效率高，可同時(shí)控制出口氣體濃度如甲苯、丁酮等小于10mg/m3，DMF小于20mg/m3。
●該技術(shù)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用，改變了傳統(tǒng)環(huán)境治理的思路，是一種環(huán)境友好、資源化新技術(shù)與新工藝。
●本技術(shù)路線簡單、實(shí)用，運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用僅為冷凝法回收技術(shù)的1/5，吸收法回收技術(shù)的1/2。
●本技術(shù)結(jié)合了填料吸收和噴淋吸收技術(shù)優(yōu)勢，塔處理空速可達(dá)0.50m/s～4.50m/s，處理能力強(qiáng)，是常規(guī)吸收技術(shù)的3～4倍。
●處理對(duì)象廣泛，可回收的廢氣溫度幅度寬、有機(jī)污染物種類多，對(duì)任何一種易溶于DMF的有機(jī)污染物均有好的吸收效果。如合成革行業(yè)、印刷行業(yè)、紡織行業(yè)、噴涂等表面處理的廢氣。


圖1為本發(fā)明的一種混和廢氣的資源化方法的流程示意圖。其中，1是殼體，2是頂部排氣口，3是去霧層，4是噴嘴，5是填料層，6是1號(hào)風(fēng)機(jī)，7是集氣室，8是2號(hào)風(fēng)機(jī)，9是噴淋層，10是底部廢氣進(jìn)口，11是吸收液出口，12是循環(huán)泵，13是1號(hào)過濾器，14是2號(hào)過濾器，15是1號(hào)累計(jì)流量計(jì)，16是2號(hào)累計(jì)流量計(jì)，17是冷凝器，19是一級(jí)吸收塔，20是二級(jí)吸收塔。
圖2為噴淋系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的示意圖。其中，21為噴淋管，22為噴淋層連接管，23為吸收液進(jìn)口處，27為插入廢氣管內(nèi)的噴淋管。
圖3為上部噴淋層結(jié)構(gòu)俯視示意圖。其中，24為噴淋層連接管與上部噴淋層的接口處，25為支架。
圖4為噴淋層結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。其中，26為廢氣管。
具體實(shí)施例方式
在實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于合成革工藝混合廢氣的資源化處理。廢氣主要含DMF(二甲基甲酰胺)、甲苯、丁酮等，有機(jī)污染物濃度為2000～8000mg/Nm3，其中DMF約70％，甲苯等其它有機(jī)污染物約30％。廢氣溫度74℃左右，主要污染物DMF和丁酮為易溶于水、甲苯為難溶于水溶劑，且二者沸點(diǎn)差距較大(大于80℃以上)。
混合廢氣吸收塔(一級(jí))吸收液采用DMF。廢氣經(jīng)收集后由1號(hào)風(fēng)機(jī)送入集氣室均和濃度和流量，然后由1號(hào)過濾器除去大顆粒雜質(zhì)后進(jìn)入混合廢氣吸收塔(一級(jí))，氣體與噴淋液高速逆向接觸，再經(jīng)填料層吸收，最后由除霧器除去氣體中的水汽后排出。出口廢氣中甲苯與丁酮等的濃度小于5mg/m3、DMF濃度小于100mg/m3、溫度50℃左右。塔底吸收液由出口11排出，經(jīng)冷凝器降溫至40℃左右后，大部分由循環(huán)泵打進(jìn)噴嘴，少部分由2號(hào)過濾器除去雜質(zhì)后甩出，進(jìn)入混合有機(jī)物分離塔進(jìn)行分離回收。
DMF高效吸收塔(二級(jí)吸收塔)吸收液采用自來水?；旌蠌U氣吸收塔(一級(jí))出口廢氣進(jìn)入該塔后同樣經(jīng)噴淋、填料吸收、除霧后排放，出口氣體中甲苯與丁酮等的濃度小于10mg/m3、DMF濃度小于20mg/m3。塔底吸收液部分循環(huán)，部分進(jìn)入DMF回收裝置。回收裝置前皆設(shè)累計(jì)流量計(jì)。通過本發(fā)明的方法DMF總吸收率大于98％，甲苯的吸收率88％～95％，丁酮的吸收率88％～92％。排放口廢氣達(dá)到我國相應(yīng)的環(huán)保要求。
權(quán)利要求
1.一種混和廢氣的資源化處理方法，其特征是混和廢氣依次進(jìn)入一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔處理，具體方法是(1)將混和廢氣收集，經(jīng)過濾器過濾除去顆粒物質(zhì)或纖維性物質(zhì)；(2)過濾后的混和廢氣進(jìn)入一級(jí)吸收塔；在塔中，過濾后的混和廢氣先與二甲基甲酰胺直接噴淋接觸，然后再進(jìn)入填料層，并在填料層中再次與二甲基甲酰胺接觸；(3)經(jīng)(2)處理后的一級(jí)吸收塔塔頂氣體進(jìn)入二級(jí)吸收塔吸收二甲基甲酰胺；一級(jí)吸收塔塔底富液經(jīng)冷卻后大部分循環(huán)用作噴淋液，其余外甩進(jìn)入吸收液分離系統(tǒng)；外甩液量為0.1m3/h～5m3/h；(4)經(jīng)(2)處理后的氣體進(jìn)入二級(jí)吸收塔后，先與水直接噴淋接觸，然后再進(jìn)入填料層，并在填料層中與水接觸；吸收處理后的氣體達(dá)標(biāo)排放，二級(jí)吸收塔塔底液體大部分循環(huán)用作噴淋液，其余外甩進(jìn)入二甲基甲酰胺回收系統(tǒng)；外甩液量為0.1m3/h～5m3/h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是混和廢氣在過濾前，進(jìn)入集氣室收集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是噴淋吸收為同向噴淋或者逆向噴淋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是噴淋吸收為多段同向噴淋或者多段逆向噴淋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是，塔底富液的外甩液在循環(huán)泵出口通過帶流量計(jì)和控制閥門的支路進(jìn)行外甩或者直接從塔底接出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是，混合廢氣經(jīng)填料層后，進(jìn)入去霧層除去殘余吸收液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔塔底溫度是40～75℃，塔頂是30～55℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源化處理方法，其特征是，在一級(jí)吸收塔和二級(jí)吸收塔中，混合廢氣各進(jìn)行多段填料層吸收。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的資源化處理方法，其特征是，在一級(jí)吸收塔多段填料層吸收過程中，最上部填料段吸收液為二甲基甲酰胺，其它填料段均為塔底吸收液循環(huán)液。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的資源化處理方法，其特征是，在二級(jí)吸收塔多段填料層吸收過程中，最上部填料段吸收液為水，其它填料段均為塔底吸收液循環(huán)液。
全文摘要
本發(fā)明涉及化工和廢氣處理領(lǐng)域，提供了一種混和廢氣的資源化方法。目前混合廢氣資源化處理技術(shù)多采用吸附凈化工藝，但對(duì)含沸點(diǎn)差較大的混合廢氣，吸附工藝不僅運(yùn)行費(fèi)用高，且吸附劑再生技術(shù)不成熟。本發(fā)明混和廢氣資源化方法采用吸收組合技術(shù)，既解決了高沸點(diǎn)污染吸附工藝中再生的技術(shù)難題，也克服了系統(tǒng)能耗大的問題。本技術(shù)的推廣將使系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用降低3/4～1/2，回收效率提高5％～20％；廢氣資源化處理費(fèi)用僅為冷凝法回收技術(shù)的1/5，吸收法回收技術(shù)的1/2。此外，本發(fā)明的混和廢氣的資源化方法處理對(duì)象廣泛，可回收的廢氣溫度幅度寬、有機(jī)污染物種類多，對(duì)任何一種易溶于水溶性高沸點(diǎn)物質(zhì)(如DMF)的有機(jī)污染物均有好的吸收效果。
文檔編號(hào)B01D53/14GK1820820SQ200610023479
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者趙修華 申請人:上海同濟(jì)華康環(huán)境科技有限公司