專利名稱：酸性惡臭氣體吸附脫除的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體吸附脫除的凈化方法，特別是氣體連續(xù)吸附脫除、吸附劑連續(xù)再生的方法。
各種工業(yè)脫臭裝置、生活設(shè)施等都經(jīng)常產(chǎn)生有害氣體，特別是含有硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等硫化物的氣體，對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生毒害作用。對(duì)于這類有害氣體的凈化，通常是采用吸附脫除、燃燒、洗滌、催化氧化等方法。
吸附脫除是其中一種有效的凈化有害氣體的方法，有著多種工藝形式，如固定床吸附法、流動(dòng)床吸附法、以及旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法。上述方法在實(shí)際使用中，雖然都有不同程度的凈化效果，但都有不同程度的缺陷。
固定床吸附法采用使有害氣體氣體通過固定的吸附床層、有害物質(zhì)因被吸附脫除而達(dá)到凈化目的的方法，其缺點(diǎn)在于當(dāng)吸附劑需要再生時(shí)，必須使該吸附設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，才能進(jìn)行吸附劑的再生或更換，如保證凈化過程能連續(xù)進(jìn)行，就應(yīng)同設(shè)置兩套以上的同類型吸附設(shè)備，交替進(jìn)行吸附劑的吸附/再生(更換)過程，提高了設(shè)備投資，再生過程繁瑣、再生費(fèi)用高。
流動(dòng)床吸附法采用使吸附劑在吸附區(qū)與再生區(qū)之間呈循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，在吸附區(qū)內(nèi)，呈流動(dòng)狀態(tài)的吸附劑與大風(fēng)量的有害氣體接觸，有害成分被吸附脫除而達(dá)到凈化目的，當(dāng)吸附了有害成分的吸附劑流經(jīng)再生區(qū)時(shí)，使小風(fēng)量的解吸氣體與吸附劑接觸的方法解吸而得到再生，含有有害成分的小風(fēng)量解吸氣再進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。該方法可以在連續(xù)的凈化操作中實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生，但由于吸附劑始終處于流動(dòng)狀態(tài)，吸附劑的磨損率高、消耗量大、操作難度大、并且解吸氣還需要用其他的氣體處理方法進(jìn)行再處理，其設(shè)備投資大、再生費(fèi)用高的問題十分突出。
旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法的特點(diǎn)是將吸附劑固定在旋轉(zhuǎn)吸附床上，如《工業(yè)涂裝》(日)NO.149P59及CN215637中所述，旋轉(zhuǎn)吸附床在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，被分成吸附區(qū)與再生區(qū)兩部分，大風(fēng)量的有害氣體經(jīng)吸附區(qū)通過旋轉(zhuǎn)吸附床，有害成分因吸附脫除而除去，達(dá)到凈化目的，當(dāng)吸附了有害成分的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床移動(dòng)至再生區(qū)時(shí)，使小風(fēng)量的熱解吸氣通過再生區(qū)，再生區(qū)內(nèi)的吸附劑因解吸而得到再生，含有有害成分的小風(fēng)量解吸氣再進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。盡管該方法因吸附劑被固定于旋轉(zhuǎn)吸附床上，減少了吸附劑的磨損消耗，操作控制亦得到簡化，但同樣存在需要進(jìn)一步處理解吸氣的問題，即需要處理小風(fēng)量、高濃度有害成分的氣體處理設(shè)施，設(shè)備投資及再生費(fèi)用高的問題依然存在。因此，需要開發(fā)一種不需要?dú)怏w的二次處理、設(shè)備投資及再生費(fèi)用低、操作簡便，特別是能夠使用于含硫化氫等硫化物惡臭氣體的凈化處理工藝。
本發(fā)明提供了一種消除氣體的二次處理、設(shè)備投資及再生費(fèi)用低、操作簡便的有害氣體凈化處理工藝。
本發(fā)明提供的有害氣體處理工藝為采用旋轉(zhuǎn)吸附床進(jìn)行有害氣體的吸附，床層分為吸附區(qū)和再生區(qū)，有害氣體通過吸附區(qū)，隨著床層的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害氣體的吸附劑旋轉(zhuǎn)到再生區(qū)，在再生區(qū)使用液相再生劑對(duì)吸附了有害氣的吸附劑進(jìn)行噴淋洗滌再生，再生后的吸附劑又旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū)，繼續(xù)對(duì)有害氣體進(jìn)行吸附。
本發(fā)明的方法可以對(duì)各種有害氣體進(jìn)行處理，如含硫化氫、硫醇、硫醚等硫化物的惡臭氣體，含二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫等的酸性氣體，本發(fā)明方法特別適用于低濃度含硫惡臭氣體的處理。
適用于本發(fā)明方法的吸附劑可以是活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹脂等具有吸附性的物質(zhì)，也可以根據(jù)所處理的氣體的不同及再生劑種類的不同選擇不同類型的吸附劑、或者不同吸附劑的組合。
適用于本發(fā)明方法的再生劑為堿性溶液，可以選擇氫氧化鈉、氫氧化鉀或其他堿性溶液中的一種，或者將幾種堿性溶液組合使用。再生方式為噴淋洗滌式。
本發(fā)明方法中，處理的對(duì)象組分可以是單一種類的或多種類的；處理氣量與吸附劑用量的體積比為0.5～32∶1；處理有害成分的濃度可以達(dá)到800μL/L，如硫化氫0～100μL/L，硫醇0～20μL/L，硫醚0～10μL/L，硫氧化物0～800μL/L、鹵化氫類0～200μL/L。
旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式可以為連續(xù)式，旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積可以相同也可以不同，可用的比例為0.3～5∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)速度為0.6～60度/min。使用的再生劑是1～50％的堿液(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)；再生的方式可以采用再生劑噴淋洗滌形式，再生劑可以循環(huán)使用，當(dāng)其中堿含量降到一定程度時(shí)進(jìn)行更換。旋轉(zhuǎn)吸附床層為水平旋轉(zhuǎn)或其他方式的旋轉(zhuǎn)形式。使用的再生劑的噴淋洗滌強(qiáng)度可根據(jù)再生區(qū)尺寸確定，其用量可以是0.01～500m3/min。
本發(fā)明中，有害氣體的處理通過處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)吸附床連續(xù)進(jìn)行。有害氣體通過旋轉(zhuǎn)吸附床，有害成分因吸附劑的吸附作用被脫除，達(dá)到凈化目的。隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害成分的吸附劑被轉(zhuǎn)動(dòng)到液體再生區(qū)，在再生劑的噴淋洗滌下，有害成分通過物理或化學(xué)反應(yīng)，從吸附劑中解吸下來，使吸附劑得到再生。再生后的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，又回到氣體吸附區(qū)，再次對(duì)有害氣體進(jìn)行吸附脫除。如此周而復(fù)始，有害氣體因有害成分被吸附脫除得到連續(xù)凈化，而吸附劑也因再生劑的噴淋洗滌得到連續(xù)再生。含有被除去成分的再生液，通過簡單的中和處理后，可引入目前普遍使用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要再增設(shè)再生液處理設(shè)備，也克服了現(xiàn)有氣相再生方式需要對(duì)再生解吸氣體進(jìn)行凈化處理的不足，從而減少了設(shè)備投資和操作費(fèi)用。
總之，本發(fā)明方法可以進(jìn)行有害氣體的連續(xù)吸附和再生，再生液可利用目前普遍使用的水處理設(shè)施進(jìn)行處理，不需要?dú)怏w的二次處理，節(jié)省了氣體二次處理的設(shè)備投資和操作費(fèi)用，本發(fā)明方法操作簡單，再生劑易于獲得，再生費(fèi)用低，可以適用于多種低濃度有害氣體的凈化處理。


圖1是本發(fā)明方法使用的旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)示意圖。
下面通過實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果。
實(shí)施例1使用由活性炭吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床，凈化處理排放濃度為50μL/L、排氣量0.8m3/min的硫化氫惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑1m，厚0.1m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床1上，使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以6度/min的速度連續(xù)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)(如附圖所示)。將旋轉(zhuǎn)吸附床1的一側(cè)作為吸附區(qū)2，使含硫化氫的有害氣體3通過；旋轉(zhuǎn)吸附床1的另一側(cè)作為再生區(qū)4，用噴淋的方式使4％的氫氧化鈉再生劑5洗滌再生區(qū)4。吸附區(qū)2與再生區(qū)4中吸附劑的體積比為3∶1。在吸附區(qū)2中，有害氣體3含有的硫化氫有害成分被吸附劑吸附而脫除，成為凈化氣體6，凈化率達(dá)到100％；隨著旋轉(zhuǎn)吸附床1的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸附了硫化氫有害成分的吸附劑，不斷進(jìn)入再生區(qū)4中，在4％氫氧化鈉再生劑5的噴淋洗滌(噴淋強(qiáng)度為4m3/min)下，因化學(xué)反應(yīng)等因素，吸附在吸附劑上的硫化氫有害成分被解吸下來，吸附劑重新恢復(fù)了吸附性能，實(shí)現(xiàn)了再生；再生后的吸附劑，在旋轉(zhuǎn)吸附床1的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)中，回到吸附區(qū)2，再次對(duì)有害氣體3進(jìn)行吸附脫除。這樣，有害氣體3在旋轉(zhuǎn)吸附床1的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除，同時(shí)，吸附了硫化氫的吸附劑也因?yàn)闅溲趸c再生劑5的噴淋洗滌而得到連續(xù)的再生。使用過的氫氧化鈉再生劑成為再生液7，主要含有未完全反應(yīng)的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-，經(jīng)過中和處理后，可以被引入目前普遍采用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行氣體的二次凈化處理。
實(shí)施例2
使用由活性炭、硅藻土、離子交換樹脂及沸石組成吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床，凈化處理排氣量20m3/min、排放濃度為硫化氫40μL/L、甲硫醇0.6μL/L、甲硫醚2μL/L、二氧化硫500μL/L、氟化氫100μL/L、氯化氫180μL/L的惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑5m，厚0.5m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床上，使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以40度/min的速度連續(xù)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)。吸附區(qū)與再生區(qū)吸附劑的體積比為0.44∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床被分為吸附區(qū)與再生區(qū)兩部分，使含上述有害成分的有害氣體通過氣體吸附區(qū)，上述有害成分被吸附劑吸附，有害氣體得到凈化，凈化率達(dá)到100％；在再生區(qū)中，用25％氫氧化鈉再生劑噴淋洗滌再生區(qū)，噴淋強(qiáng)度為120m3/min，使吸附在吸附劑上的有害成分被解吸下來，吸附劑重新恢復(fù)了吸附性能，實(shí)現(xiàn)了再生；再生后的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，回到吸附區(qū)，再次對(duì)有害氣體中進(jìn)行凈化。這樣，上述有害成分在旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除，同時(shí)，吸附了有害成分的吸附劑也因?yàn)樵偕鷦┑膰娏芟礈於玫竭B續(xù)的再生。使用過的再生劑主要含有未完全反應(yīng)的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-，經(jīng)過中和處理后，可被引入目前普遍采用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行氣體的二次凈化處理。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)吸附床氣體吸附脫除的凈化方法，旋轉(zhuǎn)吸附床層分為吸附區(qū)和再生區(qū)，有害氣體通過吸附區(qū)，隨著床層的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害氣體的吸附劑隨床層轉(zhuǎn)到再生區(qū)，在再生區(qū)使用液相再生劑對(duì)吸附了有害氣的吸附劑進(jìn)行噴淋洗滌再生，再生后的吸附劑繼續(xù)旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式為水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)或其他旋轉(zhuǎn)方式。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于旋轉(zhuǎn)吸附床采用0.6～60度/min的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的再生劑為堿性溶液。
6.按照權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于所述的再生劑是1～50W％的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的吸附劑選自活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹脂。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的有害氣體含硫化氫、硫醇、硫醚、二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫中的一種或幾種。
9.按照權(quán)利要求1或8的方法，其特征在于所處理的有害成分的濃度為硫化氫0～50μL/L，硫醇0～10μL/L，硫醚0～5μL/L，二氧化硫0～800μL/L，三氧化硫0～600μL/L，氟化氫0～200μL/L，氯化氫0～200μL/L，溴化氫濃度0～200μL/L。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于在旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積比為0.3～5∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)吸附床吸附凈化酸性有害氣體的方法，采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式使液相再生劑進(jìn)行噴淋洗滌再生，克服了現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)吸附床采用氣相再生方式需要?dú)怏w二次處理的不足，再生液可以采用普遍使用的水處理設(shè)備處理，設(shè)備投資和操作費(fèi)用都大大降低。本發(fā)明方法適用于各種低濃度氣體的凈化處理，特別適用于含硫化氫、硫醇、硫醚等的惡臭氣體的凈化處理。
文檔編號(hào)B01D53/04GK1393278SQ01114180
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者王玉亭, 曾向東 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院