一種甲醇廢氣回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及甲醇廢氣回收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種甲醇廢氣回收系統(tǒng)，特別涉及到一 種"吸收+吸附"集成的高效甲醇廢氣回收方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲醇裝車放空氣時，會排放出大量的甲醇和空氣混合氣體。該混合氣體若直接排 放到大氣中，不僅造成環(huán)境污染和能源浪費，還可能帶來火災(zāi)隱患，給人民生命財產(chǎn)安全帶 來隱患。采取甲醇廢氣回收后，95%以上的甲醇被回收，大大降低了甲醇外逸，很好地改善 了裝車場所的作業(yè)環(huán)境，并克服了甲醇排放帶來的安全隱患。并且回收后的甲醇可直接輸 送給用戶或裝桶，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0003] 根據(jù)本發(fā)明技術(shù)特點檢索了國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)有關(guān)甲醇廢氣回收的專利較少。 例如，中國專利CN200910075020. 4提到利用吸收法回收維生素C生產(chǎn)過程中甲醇廢氣，吸 收劑為水、醇類化合物的混配物，該發(fā)明不足之處在于：該方法回收后的尾氣含甲醇濃度 高；中國專利CN102380288A提到了一種吸收一吸附集成技術(shù)的油氣回收方法及裝置，該發(fā) 明不足之處在于：該方法所用到的油氣吸收劑開發(fā)難度大、成本高，不適用于甲醇廢氣回 收。經(jīng)檢索，目前還沒有用"吸收+吸附"集成回收甲醇及利用水作為吸收劑吸收甲醇廢氣 的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決甲醇廢氣回收系統(tǒng)中能源消耗大、回收率低等問題，開發(fā)出一種集 吸收和吸附于一體的高效、集成回收設(shè)備，并提出了直接利用水吸收甲醇廢氣。
[0005] (1)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)包括：風(fēng)機(jī)、吸收塔、變頻防爆水栗、吸附塔A、吸 附塔B、真空栗、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及氣體分析工作站以及流量計、液位計、壓力傳感 器、溫度傳感器、閥門、阻火器以及管道等配件。
[0007] ①所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)為變頻防爆風(fēng)機(jī)，根據(jù)進(jìn)氣壓力 大小，通過壓力傳感器來變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)機(jī)引風(fēng)量，一般設(shè)定進(jìn)氣壓力不低 于_500Pa(表壓）。
[0008] ②所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的吸收塔主體內(nèi)可布置管式分布器、槽 式分布器或管槽式分布器，吸收塔主體上沿吸收塔高度方向布置了液位計、若干個溫度傳 感器和壓力傳感器。
[0009] 進(jìn)一步，所述的吸收塔高度根據(jù)處理量而定，一般為1~15m，直徑為0. 5~2m。
[0010] 進(jìn)一步，所述的吸收塔內(nèi)的吸收劑為水。
[0011] 進(jìn)一步，所述的水溫度< 35°C，流量為1~10t/h，噴淋密度為0? 32~50. 96m3/ (m2 ?h) 〇
[0012] 進(jìn)一步，所述的液位計的液位來控制變頻防爆水栗的流量，從而使保證噴淋有效 適中。
[0013] 進(jìn)一步，所述的吸收設(shè)備吸收率為70%~90%。
[0014] ③所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的吸附塔A、B主體上沿吸附塔A、B高 度方向布置了若干個溫度傳感器和壓力傳感器。
[0015] 進(jìn)一步，所述的吸附塔A、B高度為1~10m，直徑為0? 5~2. 5m。
[0016] 進(jìn)一步，所述的吸附塔A、B直徑由式（1)確定，所述的吸附塔A、B高度由式⑵確 定：
[0019] 式中：
[0020] D--活性炭的填充直徑，m;
[0021]Q一一甲醇一空氣混合氣的進(jìn)氣流量，m3/s(STP);
[0022] V--固定床吸附器的空塔氣速，一般取0. 1~0. 3m/s;
[0023] H--活性炭的填充尚度，m;
[0024]Cin--進(jìn)料中甲醇?xì)怏w摩爾分?jǐn)?shù)，mol/mol;
[0025]T一一活性炭吸附時間，s;
[0026]n--甲醇?xì)怏w（質(zhì)量）回收率，％ ;
[0027] p--活性炭填充密度，kg/m3;
[0028]q一一活性炭吸附容量，g(甲醇?xì)怏w）/g(炭）。
[0029] 進(jìn)一步，一般吸附塔高度直徑比H/D= 2~4,如果H/D超過應(yīng)適當(dāng)調(diào)整H、D值。
[0030] 進(jìn)一步，所述的吸附塔A、B內(nèi)填裝的吸附劑為活性炭、硅膠、疏水硅膠、樹脂、沸 石、AdsFOV-II、復(fù)合吸附劑吸附劑。
[0031] ④所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的真空栗為干式真空栗。
[0032] 進(jìn)一步，所述的干式真空栗真空度在85kPa以上。
[0033] ⑤所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的控制系統(tǒng)是對整個回收系統(tǒng)的動力 設(shè)備進(jìn)行自動控制，以適時進(jìn)行集氣、吸收、吸附及解吸操作。
[0034] ⑥所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理及氣體分析工作站是 通過在線監(jiān)測取氣口、吸收塔內(nèi)、吸附塔內(nèi)、排氣口的廢氣濃度等數(shù)據(jù)來確定吸收、吸附、解 吸操作。
[0035] 甲醇廢氣通過上述甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)，可以實現(xiàn)甲醇廢氣達(dá)標(biāo)排放 (如《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31571-2015要求尾氣甲醇濃度< 50mg/m3)。
[0036] (2)甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的回收方法為：
[0037] ①現(xiàn)場來氣（來自槽罐車或汽車槽車裝車放空等過程產(chǎn)生的甲醇-空氣混合氣， 氣體流量為100~1500Nm3/h，氣體溫度為常溫（環(huán)境溫度），混合氣體甲醇濃度為0. 05~ 500g/m3)利用風(fēng)機(jī)引到集氣管道，經(jīng)過阻火器、壓力傳感器、溫度傳感器、控制閥、流量計， 從吸收塔主體下的混合氣進(jìn)口進(jìn)入吸收塔。該混合氣體在吸收塔中自下而上流動。同時， 純凈水通過控制閥、流量計到規(guī)整填料吸收塔頂部，大部分（70%~90%)的甲醇蒸氣被水 所吸收。
[0038] ②從吸收塔頂部出來的含少量甲醇蒸氣（一般小于70g/m3)和少量水蒸氣（一般 小于50g/m3)的尾氣經(jīng)過壓力傳感器、溫度傳感器、自吸式濃度取氣口、控制閥，再通入吸附 塔A(或B)主體下的混合氣進(jìn)口而被吸附塔A(或B)吸附回收處理。從吸附塔A(或B)頂 部出來的混合氣經(jīng)過溫度傳感器、壓力傳感器、自吸式濃度取氣口、控制閥、阻火器，進(jìn)入尾 氣放空管線達(dá)標(biāo)排入大氣。
[0039] ③當(dāng)從吸附塔A(或B)頂部出來的的尾氣在自吸式濃度取氣口采集的甲醇濃度 (如尾氣濃度>50mg/m3)不滿足要求時，通過自動控制系統(tǒng)將吸附塔A(或B)主體上下部 連接的控制閥關(guān)閉，打開吸附塔B(或A)主體上下部連接的控制閥。
[0040] ④吸收塔內(nèi)吸收甲醇廢氣后的水通過變頻防爆水栗送至業(yè)主進(jìn)行水處理。
[0041] ⑤當(dāng)吸附塔A(或B)停止吸附工作時，通過自動控制系統(tǒng)打開吸附塔A(或B)與 真空栗連接的控制閥、啟動真空栗，使吸附甲醇后的吸附劑解吸到設(shè)定時間（20~60min， 具體解吸時間根據(jù)調(diào)試時再調(diào)整、確定），在真空栗運(yùn)行最后5~IOmin時，打開吸附塔 A(或B)與氮氣管線連接的控制閥自動通入氮氣，促進(jìn)解吸。真空栗停止工作后，關(guān)閉吸附 塔A(或B)與真空栗連接的控制閥，繼續(xù)通入氮氣直至吸附塔A(或B)內(nèi)壓力為常壓，關(guān)閉 吸附塔A(或B)與氮氣管線連接的控制閥。
[0042] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
[0043] (1)本發(fā)明采用"吸收+吸附"集成的高效甲醇廢氣回收方法，利用兩種方法優(yōu)勢 的同時，有效克服吸附劑吸附熱，延長吸附劑使用壽命，安全性好。解決了尾氣排放濃度不 達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵問題。
[0044] (2)本發(fā)明利用水吸收甲醇廢氣，能耗較低。
[0045] (3)本發(fā)明吸附塔設(shè)為兩個，可以進(jìn)行自動切換吸附，保證回收的連續(xù)性。
[0046] (4)回收過程中濃度、溫度、流量和壓力均進(jìn)行在線采集，通過數(shù)據(jù)采集處理和氣 體分析工作站在線分析，來指導(dǎo)何時進(jìn)行集氣、吸收、吸附及解吸操作，并利用自動控制系 統(tǒng)控制集氣、吸收、吸附及解吸操作。
【附圖說明】
[0047] 附圖1甲醇廢氣"吸收+吸附"回收工藝流程圖
[0048] 附圖標(biāo)記列示如下：
[0049] 1、38-阻火器，2、8、12、19、21、31-壓力傳感器，3、9、17、22、32-溫度傳感器，4、 5、11、13、15、23、24、25、27、28、34、35、36-控制閥，41、43-球閥，6-風(fēng)機(jī)，7-變頻防爆水 栗，20-真空栗，10、16-流量計，42-液位計，18、29、30、37-自吸式濃度取氣口，14-吸收 塔，26、33-吸附塔，39-控制系統(tǒng)，40-數(shù)據(jù)采集處理氣體分析工作站。
【具體實施方式】
[0050] 以下結(jié)合附圖1對本發(fā)明的實施例做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受實施例的限制：
[0051] 現(xiàn)場來氣（來自槽罐車或汽車槽車裝車放空等過程產(chǎn)生的甲醇-空氣混合氣，氣 體流量為900Nm3/h，氣體溫度為常溫（環(huán)境溫度），混合氣體甲醇濃度為lOOg/m3)被回收 后，要求尾氣濃度< 50mg/m3,利用本發(fā)明技術(shù)方案對其進(jìn)行回收，利用附圖1進(jìn)行說明。
[0052] (1)甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)包括：風(fēng)機(jī)6,吸收塔14,變頻防爆水栗7,吸 附塔A26、B33,真空栗20,控制系統(tǒng)39,數(shù)據(jù)采集處理及氣體分析工作站40,流量計10、16， 液位計 42,溫度傳感器 3、9、17、22、32,控制閥 4、5、11、13、15、23、24、25、27、28、34、35、36， 阻火器1、38,球閥41、43,壓力傳感器2、8、12、19、21、31以及管道等配件。
[0053] ①所述的甲醇廢氣"吸收+吸附"回收系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)6為變頻防爆風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)6根據(jù) 進(jìn)氣壓力大小，通過壓力傳感器來變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)機(jī)引風(fēng)量，設(shè)定進(jìn)氣壓力 不低于_500Pa(表壓）。
[0054] 進(jìn)一步，所述的風(fēng)機(jī)6流量為：1500Nm3/h。
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