一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法
2023-05-06 23:21:21 1
一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法
【專利摘要】本發明公開了一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法，屬於有機溶劑回收【技術領域】。其步驟為：首先將含中高濃度有機溶劑的有機廢氣經冷凝器部分冷凝後，連續通過裝有吸收液的三級串聯填料吸收塔，其中第三級吸收塔內裝有由冷凍機處理並輸送的過冷吸收液；接著，將吸收了揮發性有機物的吸收液經過優化的精餾工藝，使得吸收液和有機溶劑分離，吸收液重新進入吸收塔進行溶劑的再吸收，精餾得到的有機溶劑則置於回收溶劑儲罐，繼續用於生產車間。經本發明處理後的吸收塔出口有機溶劑氣體濃度可降至60mg/m3以下，達到揮發性汙染物排放國家控制標準，經精餾後的有機溶劑可以繼續使用，回收率達90％以上。本發明實現了中高濃度有機溶劑的高效回收利用。
【專利說明】一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種中高濃度有機溶劑的回收方法，具體而言，是指結合冷凝法和吸 收法採用精餾工藝進行有機溶劑的回收和利用的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著有機化工產品在工業生產中的廣泛應用，進入大氣中的有機汙染物越來越 多，主要是低沸點的揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs)。VOCs主要 來源於石油化工、製藥、印刷、造紙、塗料裝飾、表面防腐、交通運輸、金屬電鍍和紡織等行業 排放的廢氣，包括各種烴類、齒代烴類、醇類、酮類、醛類、醚類、酸類和胺類等。這些汙染物 的排放不僅造成了資源的極大浪費，而且嚴重汙染了環境。VOCs通過呼吸道和皮膚進入人 體後，對人的呼吸、血液、肝臟等系統和器官也會造成暫時性或永久性損傷。因此，VOCs的 經濟有效處理與回收具有經濟、環境、健康三重效益，對於推動我國節能減排和循環經濟具 有重要意義。
[0003] 回收技術，作為處理VOCs的其中一大類重要技術，是通過物理方法，在一定溫度、 壓力下，用選擇性吸收劑、吸附劑或選擇性滲透膜等分離VOCs，主要包括吸收法、冷凝法以 及吸附法等。吸收法分為物理吸收和化學吸收，溶劑回收為物理吸收，通常使用的吸收劑為 水、柴油、煤油或其他溶劑等。任何可溶於吸收劑的有機物，都將從氣相轉移到液相中，使氣 相有機汙染物變成液相汙染物。吸收液再進一步處理，通常採用精餾進行溶劑的精製回收， 當用非水吸收劑時，還需要進行吸收劑的再生。吸收法的優點是工藝流程簡單、吸收劑價格 便宜、投資少、運行費用低，適用於廢氣流量較大、濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下氣 相汙染物的處理，在噴漆、絕緣材料、黏接、金屬清洗和化工等行業得到了比較廣泛的應用。 冷凝過程可在恆定溫度下用增大壓力的辦法實現，也可在恆定壓力的條件下用降低溫度的 辦法實現。利用冷凝法，能使廢氣得到很高程度的淨化，但是冷凝法往往作為淨化高濃度有 機氣體的前處理方法，與吸附法、燃燒法或其他淨化手段聯合使用，以降低有機負荷，並回 收有價值的產品。吸附法則適用於低濃度混合物的高效分離與回收（如含碳氫化合物廢氣 的處理）。吸附法目前已廣泛應用於有機化工、石油化工和環境工程等領域，成為一種必不 可少的化工工藝單元操作。
[0004] 然而，之前常用的這幾種單一的廢氣處理方法在具體生產工藝流程中均存在一定 的缺點和不足之處。比如，吸收法的缺點是對設備要求較高，需要定期更換吸收劑，同時設 備易受腐蝕，而且工程中廣泛使用的以柴油為主的吸收液本身易燃，在空氣中飽和蒸汽壓 較大，易揮發造成二次汙染；對冷凝法而言，在對廢氣的淨化程度要求高時，室溫下的冷卻 水往往達不到要求，淨化要求愈高，所需的冷卻溫度愈低，必要時還得增大壓力，這樣就會 增加處理的難度和費用；吸附法的不足之處在於由於吸附劑的吸附容量有限，再生成本也 相對較高，不適於處理高濃度有機氣體。
【發明內容】
[0005] 1.要解決的技術問題
[0006] 針對現有的中高濃度有機溶劑回收中存在的吸收效率低以及有機溶劑回收利用 差等問題，本發明提供一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法，可高效、低成本回收中高濃 度的有機溶劑，使得氣態汙染物能實現穩定達標排放。
[0007] 2.技術方案
[0008] -種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法，其步驟為：
[0009] (1)將含中高濃度有機溶劑的有機廢氣經冷凝器部分冷凝後，連續通過裝有吸收 液的三級串聯填料吸收塔，其中第三級吸收塔內裝有由冷凍機處理並輸送的過冷吸收液； [0010] (2)接著，將步驟（1)中吸收了揮發性有機物的吸收液經過優化的精餾工藝，使得 吸收液和有機溶劑分離，吸收液重新進入吸收塔進行溶劑的再吸收，精餾得到的有機溶劑 則置於回收溶劑儲罐，繼續用於生產車間。
[0011] 所述的步驟（1)中將含中高濃度有機溶劑的有機廢氣通過由冷凝器、冷凍機、吸 收塔和風機組成的三級串級循環吸收塔裝置。
[0012] 所述的步驟（1)中首先有機廢氣在噴射泵的抽吸下，經冷凝器部分冷凝，並在吸 收塔與來自頂部的吸收液進行第一次逆流接觸，進行反應、傳質、傳熱後，未吸收完全的含 有機溶劑的氣體再通過第一級吸收塔頂進入第二級吸收塔吸收，剩餘有機溶劑氣體進入第 三級吸收塔由過冷吸收液進行最終吸收。
[0013] 所述的步驟（1)中處理後的廢氣由吸收塔後的風機抽出排放。步驟（1)吸收塔出 口有機溶劑濃度可降至60mg/m 3以下，達到揮發性汙染物排放國家控制標準；步驟（2)回到 回收溶劑儲罐的有機溶劑可以繼續使用，這時的有機溶劑回收率達90%以上。
[0014] 3.有益效果
[0015] 本發明具體有益效果在於：
[0016] (1)根據中高濃度有機溶劑的特點，集吸收法與冷凝法於一體的多級串聯吸收工 藝，採用過冷吸收液吸收有機溶劑，並耦合優化的精餾工藝回收有機溶劑，實現中高濃度有 機溶劑的高效回收利用；
[0017] (2)回到回收溶劑儲罐的有機溶劑可以繼續使用，這時的有機溶劑回收率達90% 以上；
[0018] (3)吸收塔出口有機溶劑濃度可降至60mg/m3以下，達到揮發性汙染物排放國家控 制標準。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明採用過冷吸收液集合冷凝吸收的三級串聯吸收工藝吸收去除有機 廢氣流程圖，其中1有機廢氣；2冷凝液；3冷凝器；4、4'風機；5吸收液；6-級吸收塔；7二 級吸收塔；8冷凍機；9三級吸收塔；10精餾回收。
【具體實施方式】
[0020] 以下通過具體實施例結合附圖進一步說明本發明。
[0021] 實施例1
[0022] 首先，準備分析純乙醇用作三級串聯填料吸收塔的噴淋吸收液5,其中吸收塔1、 2、3均高為800mm，直徑為50mm，進風及出風管徑為50mm，進液與出液管徑為15mm，填料層高 度為500mm，陶瓷拉西環填料為10mm X 10mm ；
[0023] 接著，採用鼓泡法獲得一定濃度的甲苯蒸汽（濃度為4043. 3mg/m3) 1，蒸汽1經由 冷凝器3中冷凝液2初步冷凝後由一級吸收塔6下端風機4進氣，在塔頂採用乙醇進行噴 淋吸收，空塔氣速為70m/h，液氣比為2. 5L/m3,蒸汽連續通過一、二級吸收塔7後進入三級 吸收塔9,其中一、二級吸收塔吸收液5溫度為20°C，三級吸收塔內裝有由冷凍機8冷卻並 輸送的過冷乙醇吸收液（_20°C)，經三級串聯吸收塔吸收後的蒸汽由風機4'排出。出口的 甲苯蒸汽濃度為14. 84mg/m3,吸收效率為99. 66% ;
[0024] 最後，將吸收了甲苯蒸汽的乙醇吸收液採用精餾回收10工藝進行分離，甲苯置於 回收溶劑儲罐中繼續利用，回收效率達到90%以上，而回收的乙醇則繼續用作吸收塔吸收 液進行甲苯吸收。
[0025] 實施例2
[0026] 步驟同實施實例1，但將步驟中的過冷乙醇吸收液溫度設定為-10°C，其他條件不 變，出口甲苯蒸汽濃度為54. 21mg/m3,吸收效率為98. 77%。
[0027] 實施例3
[0028] 步驟同實施實例1，但將步驟中的過冷乙醇吸收液溫度設定為0°C，其他條件不 變，出口甲苯蒸汽濃度為57. 50mg/m3,吸收效率為98. 69%。
[0029] 實施例4
[0030] 步驟同實施實例1，但將步驟中的過冷乙醇吸收液溫度設定為20°C，其他條件不 變，出口甲苯蒸汽濃度為201. 16mg/m3,吸收效率為95. 43%。
[0031] 實施例5
[0032] 步驟同實施實例1，但將步驟中的甲苯換為1，2_二氯乙烷蒸汽，蒸汽濃度為 8466. 7mg/m3,其他條件不變，出口蒸汽濃度為25. 21mg/m3,吸收效率為99. 55%。
[0033] 實施例6
[0034] 步驟同實施實例6,但將步驟中的過冷乙醇吸收液溫度設定為-10°C，其他條件不 變，出口蒸汽濃度為308. 10mg/m3,吸收效率為96. 90 %。
[0035] 實施例7
[0036] 步驟同實施實例6,但將步驟中的過冷乙醇溫度吸收液設定為0°C，其他條件不 變，出口蒸汽濃度為311. 33mg/m3,吸收效率為96. 21%。
[0037] 實施例8
[0038] 步驟同實施實例6,但將步驟中的過冷乙醇吸收液溫度設定為20°C，其他條件不 變，出口蒸汽濃度為527. 09mg/m3,吸收效率為93. 48 %。
【權利要求】
1. 一種吸收回收中高濃度有機溶劑的方法，其步驟為： (1) 將含中高濃度有機溶劑的有機廢氣經冷凝器部分冷凝後，連續通過裝有吸收液的 三級串聯填料吸收塔，其中第三級吸收塔內裝有由冷凍機處理並輸送的過冷吸收液； (2) 接著，將步驟（1)中吸收了揮發性有機物的吸收液經過精餾工藝，使得吸收液和有 機溶劑分離，吸收液重新進入吸收塔進行溶劑的再吸收，精餾得到的有機溶劑則置於回收 溶劑儲罐，繼續用於生產車間。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的步驟（1)中將含中高濃度有機溶劑 的有機廢氣通過由冷凝器、冷凍機、吸收塔和風機組成的三級串級循環吸收塔裝置。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述的步驟（1)中首先有機廢氣在噴射泵 的抽吸下，經冷凝器部分冷凝，並在吸收塔與來自頂部的吸收液進行第一次逆流接觸，進行 反應、傳質、傳熱後，未吸收完全的含有機溶劑的氣體再通過第一級吸收塔頂進入第二級吸 收塔吸收，剩餘有機溶劑氣體進入第三級吸收塔由過冷吸收液進行最終吸收。
4. 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於所述的步驟（1)中處理後的廢氣由吸 收塔處理後經風機抽出排放。
5. 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於其中一、二級吸收塔吸收液溫度為 20°C，三級吸收塔內裝有由冷凍機冷卻並輸送的過冷乙醇吸收液。
【文檔編號】B01D53/14GK104083982SQ201410337602
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】馮明寶, 徐炳哲, 黃博陽, 魏忠波, 王遵堯 申請人:南京大學