一種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法，屬于有機(jī)溶劑回收【技術(shù)領(lǐng)域】。其步驟為：首先將含中高濃度有機(jī)溶劑的有機(jī)廢氣經(jīng)冷凝器部分冷凝后，連續(xù)通過(guò)裝有吸收液的三級(jí)串聯(lián)填料吸收塔，其中第三級(jí)吸收塔內(nèi)裝有由冷凍機(jī)處理并輸送的過(guò)冷吸收液；接著，將吸收了揮發(fā)性有機(jī)物的吸收液經(jīng)過(guò)優(yōu)化的精餾工藝，使得吸收液和有機(jī)溶劑分離，吸收液重新進(jìn)入吸收塔進(jìn)行溶劑的再吸收，精餾得到的有機(jī)溶劑則置于回收溶劑儲(chǔ)罐，繼續(xù)用于生產(chǎn)車間。經(jīng)本發(fā)明處理后的吸收塔出口有機(jī)溶劑氣體濃度可降至60mg/m3以下，達(dá)到揮發(fā)性污染物排放國(guó)家控制標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)精餾后的有機(jī)溶劑可以繼續(xù)使用，回收率達(dá)90％以上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了中高濃度有機(jī)溶劑的高效回收利用。
【專利說(shuō)明】一種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種中高濃度有機(jī)溶劑的回收方法，具體而言，是指結(jié)合冷凝法和吸 收法采用精餾工藝進(jìn)行有機(jī)溶劑的回收和利用的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著有機(jī)化工產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)入大氣中的有機(jī)污染物越來(lái)越 多，主要是低沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs)。VOCs主要 來(lái)源于石油化工、制藥、印刷、造紙、涂料裝飾、表面防腐、交通運(yùn)輸、金屬電鍍和紡織等行業(yè) 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。這些污染物 的排放不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染了環(huán)境。VOCs通過(guò)呼吸道和皮膚進(jìn)入人 體后，對(duì)人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官也會(huì)造成暫時(shí)性或永久性損傷。因此，VOCs的 經(jīng)濟(jì)有效處理與回收具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、健康三重效益，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)具 有重要意義。
[0003] 回收技術(shù)，作為處理VOCs的其中一大類重要技術(shù)，是通過(guò)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(xué)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。任何可溶于吸收劑的有機(jī)物，都將從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，使氣 相有機(jī)污染物變成液相污染物。吸收液再進(jìn)一步處理，通常采用精餾進(jìn)行溶劑的精制回收， 當(dāng)用非水吸收劑時(shí)，還需要進(jìn)行吸收劑的再生。吸收法的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、吸收劑價(jià)格 便宜、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，適用于廢氣流量較大、濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下氣 相污染物的處理，在噴漆、絕緣材料、黏接、金屬清洗和化工等行業(yè)得到了比較廣泛的應(yīng)用。 冷凝過(guò)程可在恒定溫度下用增大壓力的辦法實(shí)現(xiàn)，也可在恒定壓力的條件下用降低溫度的 辦法實(shí)現(xiàn)。利用冷凝法，能使廢氣得到很高程度的凈化，但是冷凝法往往作為凈化高濃度有 機(jī)氣體的前處理方法，與吸附法、燃燒法或其他凈化手段聯(lián)合使用，以降低有機(jī)負(fù)荷，并回 收有價(jià)值的產(chǎn)品。吸附法則適用于低濃度混合物的高效分離與回收（如含碳?xì)浠衔飶U氣 的處理）。吸附法目前已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化工、石油化工和環(huán)境工程等領(lǐng)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(chǎn)工藝流程中均存在一定 的缺點(diǎn)和不足之處。比如，吸收法的缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備要求較高，需要定期更換吸收劑，同時(shí)設(shè) 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(fā)造成二次污染；對(duì)冷凝法而言，在對(duì)廢氣的凈化程度要求高時(shí)，室溫下的冷卻 水往往達(dá)不到要求，凈化要求愈高，所需的冷卻溫度愈低，必要時(shí)還得增大壓力，這樣就會(huì) 增加處理的難度和費(fèi)用；吸附法的不足之處在于由于吸附劑的吸附容量有限，再生成本也 相對(duì)較高，不適于處理高濃度有機(jī)氣體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 1.要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有的中高濃度有機(jī)溶劑回收中存在的吸收效率低以及有機(jī)溶劑回收利用 差等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法，可高效、低成本回收中高濃 度的有機(jī)溶劑，使得氣態(tài)污染物能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
[0007] 2.技術(shù)方案
[0008] -種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法，其步驟為：
[0009] (1)將含中高濃度有機(jī)溶劑的有機(jī)廢氣經(jīng)冷凝器部分冷凝后，連續(xù)通過(guò)裝有吸收 液的三級(jí)串聯(lián)填料吸收塔，其中第三級(jí)吸收塔內(nèi)裝有由冷凍機(jī)處理并輸送的過(guò)冷吸收液； [0010] (2)接著，將步驟（1)中吸收了揮發(fā)性有機(jī)物的吸收液經(jīng)過(guò)優(yōu)化的精餾工藝，使得 吸收液和有機(jī)溶劑分離，吸收液重新進(jìn)入吸收塔進(jìn)行溶劑的再吸收，精餾得到的有機(jī)溶劑 則置于回收溶劑儲(chǔ)罐，繼續(xù)用于生產(chǎn)車間。
[0011] 所述的步驟（1)中將含中高濃度有機(jī)溶劑的有機(jī)廢氣通過(guò)由冷凝器、冷凍機(jī)、吸 收塔和風(fēng)機(jī)組成的三級(jí)串級(jí)循環(huán)吸收塔裝置。
[0012] 所述的步驟（1)中首先有機(jī)廢氣在噴射泵的抽吸下，經(jīng)冷凝器部分冷凝，并在吸 收塔與來(lái)自頂部的吸收液進(jìn)行第一次逆流接觸，進(jìn)行反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱后，未吸收完全的含 有機(jī)溶劑的氣體再通過(guò)第一級(jí)吸收塔頂進(jìn)入第二級(jí)吸收塔吸收，剩余有機(jī)溶劑氣體進(jìn)入第 三級(jí)吸收塔由過(guò)冷吸收液進(jìn)行最終吸收。
[0013] 所述的步驟（1)中處理后的廢氣由吸收塔后的風(fēng)機(jī)抽出排放。步驟（1)吸收塔出 口有機(jī)溶劑濃度可降至60mg/m 3以下，達(dá)到揮發(fā)性污染物排放國(guó)家控制標(biāo)準(zhǔn)；步驟（2)回到 回收溶劑儲(chǔ)罐的有機(jī)溶劑可以繼續(xù)使用，這時(shí)的有機(jī)溶劑回收率達(dá)90%以上。
[0014] 3.有益效果
[0015] 本發(fā)明具體有益效果在于：
[0016] (1)根據(jù)中高濃度有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，集吸收法與冷凝法于一體的多級(jí)串聯(lián)吸收工 藝，采用過(guò)冷吸收液吸收有機(jī)溶劑，并耦合優(yōu)化的精餾工藝回收有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)中高濃度有 機(jī)溶劑的高效回收利用；
[0017] (2)回到回收溶劑儲(chǔ)罐的有機(jī)溶劑可以繼續(xù)使用，這時(shí)的有機(jī)溶劑回收率達(dá)90% 以上；
[0018] (3)吸收塔出口有機(jī)溶劑濃度可降至60mg/m3以下，達(dá)到揮發(fā)性污染物排放國(guó)家控 制標(biāo)準(zhǔn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明采用過(guò)冷吸收液集合冷凝吸收的三級(jí)串聯(lián)吸收工藝吸收去除有機(jī) 廢氣流程圖，其中1有機(jī)廢氣；2冷凝液；3冷凝器；4、4'風(fēng)機(jī)；5吸收液；6-級(jí)吸收塔；7二 級(jí)吸收塔；8冷凍機(jī)；9三級(jí)吸收塔；10精餾回收。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下通過(guò)具體實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 首先，準(zhǔn)備分析純乙醇用作三級(jí)串聯(lián)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(jìn)風(fēng)及出風(fēng)管徑為50mm，進(jìn)液與出液管徑為15mm，填料層高 度為500mm，陶瓷拉西環(huán)填料為10mm X 10mm ；
[0023] 接著，采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(jīng)由 冷凝器3中冷凝液2初步冷凝后由一級(jí)吸收塔6下端風(fēng)機(jī)4進(jìn)氣，在塔頂采用乙醇進(jìn)行噴 淋吸收，空塔氣速為70m/h，液氣比為2. 5L/m3,蒸汽連續(xù)通過(guò)一、二級(jí)吸收塔7后進(jìn)入三級(jí) 吸收塔9,其中一、二級(jí)吸收塔吸收液5溫度為20°C，三級(jí)吸收塔內(nèi)裝有由冷凍機(jī)8冷卻并 輸送的過(guò)冷乙醇吸收液（_20°C)，經(jīng)三級(jí)串聯(lián)吸收塔吸收后的蒸汽由風(fēng)機(jī)4'排出。出口的 甲苯蒸汽濃度為14. 84mg/m3,吸收效率為99. 66% ;
[0024] 最后，將吸收了甲苯蒸汽的乙醇吸收液采用精餾回收10工藝進(jìn)行分離，甲苯置于 回收溶劑儲(chǔ)罐中繼續(xù)利用，回收效率達(dá)到90%以上，而回收的乙醇則繼續(xù)用作吸收塔吸收 液進(jìn)行甲苯吸收。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 步驟同實(shí)施實(shí)例1，但將步驟中的過(guò)冷乙醇吸收液溫度設(shè)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(shí)施例3
[0028] 步驟同實(shí)施實(shí)例1，但將步驟中的過(guò)冷乙醇吸收液溫度設(shè)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(shí)施例4
[0030] 步驟同實(shí)施實(shí)例1，但將步驟中的過(guò)冷乙醇吸收液溫度設(shè)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(shí)施例5
[0032] 步驟同實(shí)施實(shí)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(shí)施例6
[0034] 步驟同實(shí)施實(shí)例6,但將步驟中的過(guò)冷乙醇吸收液溫度設(shè)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(shí)施例7
[0036] 步驟同實(shí)施實(shí)例6,但將步驟中的過(guò)冷乙醇溫度吸收液設(shè)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(shí)施例8
[0038] 步驟同實(shí)施實(shí)例6,但將步驟中的過(guò)冷乙醇吸收液溫度設(shè)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(quán)利要求】
1. 一種吸收回收中高濃度有機(jī)溶劑的方法，其步驟為： (1) 將含中高濃度有機(jī)溶劑的有機(jī)廢氣經(jīng)冷凝器部分冷凝后，連續(xù)通過(guò)裝有吸收液的 三級(jí)串聯(lián)填料吸收塔，其中第三級(jí)吸收塔內(nèi)裝有由冷凍機(jī)處理并輸送的過(guò)冷吸收液； (2) 接著，將步驟（1)中吸收了揮發(fā)性有機(jī)物的吸收液經(jīng)過(guò)精餾工藝，使得吸收液和有 機(jī)溶劑分離，吸收液重新進(jìn)入吸收塔進(jìn)行溶劑的再吸收，精餾得到的有機(jī)溶劑則置于回收 溶劑儲(chǔ)罐，繼續(xù)用于生產(chǎn)車間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟（1)中將含中高濃度有機(jī)溶劑 的有機(jī)廢氣通過(guò)由冷凝器、冷凍機(jī)、吸收塔和風(fēng)機(jī)組成的三級(jí)串級(jí)循環(huán)吸收塔裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的步驟（1)中首先有機(jī)廢氣在噴射泵 的抽吸下，經(jīng)冷凝器部分冷凝，并在吸收塔與來(lái)自頂部的吸收液進(jìn)行第一次逆流接觸，進(jìn)行 反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱后，未吸收完全的含有機(jī)溶劑的氣體再通過(guò)第一級(jí)吸收塔頂進(jìn)入第二級(jí)吸 收塔吸收，剩余有機(jī)溶劑氣體進(jìn)入第三級(jí)吸收塔由過(guò)冷吸收液進(jìn)行最終吸收。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述的步驟（1)中處理后的廢氣由吸 收塔處理后經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出排放。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于其中一、二級(jí)吸收塔吸收液溫度為 20°C，三級(jí)吸收塔內(nèi)裝有由冷凍機(jī)冷卻并輸送的過(guò)冷乙醇吸收液。
【文檔編號(hào)】B01D53/14GK104083982SQ201410337602
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】馮明寶, 徐炳哲, 黃博陽(yáng), 魏忠波, 王遵堯 申請(qǐng)人:南京大學(xué)