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CN108261885A - 一种有机废气处理系统及溶剂回收工艺 - Google Patents

一种有机废气处理系统及溶剂回收工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机废气处理技术领域，公开了一种有机废气处理系统，包括预处理系统、尾气吸附系统、氮气脱附系统和溶剂精制系统，其中，预处理系统包括依次连通的表冷器(2)和过滤器(3)；尾气吸附系统包括活性炭颗粒吸附器(4)；氮气脱附系统包括换热器(5)、加热器(6)、脱附风机(7)、氮气缓冲罐(8)、冷凝器(9)、气液分离器(10)和溶剂缓冲罐(11)；溶剂精制系统包括依次连通的混合溶剂泵(12)、超重力精馏装置(13)、分子筛脱水罐(14)和精溶剂储罐(15)。还公开了有机废气处理及溶剂回收工艺，以加热后的氮气为脱附剂，得到的有机溶剂含水量较低，可回收高沸点的有机废气，氮气可直接循环使用，降低能耗。

Description

一种有机废气处理系统及溶剂回收工艺
技术领域
本发明涉及有机废气处理技术领域，尤其涉及了一种有机废气处理系统及溶剂回收工艺。
背景技术
目前，国内针对挥发性有机废气的主流处理技术主要有冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法等，冷凝法通常用于可通过常温冷凝回收的溶剂；吸收法一般采用水作吸收剂，用于回收附加值较高的溶剂；而燃烧法不能回收溶剂。因此，为了在处理中/低浓度有机废气的同时能较好地回收溶剂，一般采用吸附法处理有机废气。
传统的吸附法为吸附+蒸汽脱附+精馏分离+回收溶剂法。该方法适用于有机废气的处理，使用较普遍，其工艺流程为：有机废气经降温、过滤处理后，进入吸附器进行吸附，排出洁净气，吸附器吸附饱和后，采用蒸汽进行脱附，脱附后得到含水混合溶剂，然后转入精馏系统进行溶剂与水、溶剂与溶剂分离，得到纯溶剂后进行回收。该方法工艺成熟，有机废气处理效果好，还可回收溶剂，但是能耗相对较高，溶剂回收率不高，不适用于易溶于水、易水解的溶剂，对吸附剂的损伤较大。
发明内容
本发明针对现有技术中能耗相对较高、溶剂回收率不高以及有机废气处理效果不理想等缺点，提供了一种有机废气处理系统及溶剂回收工艺。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种有机废气处理系统，包括预处理系统、尾气吸附系统、氮气脱附系统和溶剂精制系统，其中，预处理系统包括依次连通的表冷器和过滤器；尾气吸附系统包括活性炭颗粒吸附器，过滤器与活性炭颗粒吸附器连通；氮气脱附系统包括换热器、加热器、脱附风机、氮气缓冲罐、冷凝器、气液分离器和溶剂缓冲罐，活性炭颗粒吸附器依次连通换热器、冷凝器、气液分离器和溶剂缓冲罐，冷凝器还与溶剂缓冲罐连通，气液分离器依次与氮气缓冲罐、脱附风机、加热器和活性炭颗粒吸附器连通；溶剂精制系统包括依次连通的混合溶剂泵、超重力精馏装置、分子筛脱水罐和精溶剂储罐，超重力精馏装置还与精溶剂储罐连通，溶剂缓冲罐与混合溶剂泵连通，超重力精馏装置还连接有密度仪。
作为优选，预处理系统还包括主风机，主风机与表冷器连通。
有机废气的处理及溶剂回收工艺，包括以下步骤：
(1)有机废气依次经表冷器和过滤器进入活性炭颗粒吸附器后，得到洁净气体，进行排放，表冷器和过滤器可以降低有机废气的温度，并除去废气中的大部分颗粒物质，活性炭颗粒吸附器可以除去废气中的大部分有机物质，得到洁净气体；
(2)氮气缓冲罐中注入氮气，氮气依次通过脱附风机和加热器加热后通入活性炭颗粒吸附器中进行脱附处理，得到混合气体，混合气体为氮气、含水和有机溶剂的混合物；
(3)步骤(2)中的混合气体依次经过换热器和冷凝器进入气液分离器后，气液分离，得到氮气、含水和有机溶剂的混合液体，混合液体进入溶剂缓冲罐，氮气进入氮气缓冲罐循环使用，溶剂缓冲罐中的混合液体的含水量不高于5％；
(4)步骤(3)中的混合液体通过混合溶剂泵输送至超重力精馏装置中，分离得到水和有机溶剂，水输送至污水处理站；
(5)对步骤(4)得到的有机溶剂的含水量利用密度仪进行监测后，根据含水量对有机溶剂进行回收，输送至精溶剂储罐。
作为优选，步骤(1)中的活性炭颗粒吸附器吸附饱和之后进行脱附处理。
作为优选，步骤(5)中，含水量小于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂直接输送至精溶剂储罐。
作为优选，步骤(5)中，含水量大于等于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂经分子筛脱水罐处理后再输送至精溶剂储罐内。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明在常规废气吸附处理系统的基础上，对常规方法进行优化，提供了一种回收周期短、设备寿命长、能耗低、经济效益显著且可以实现无污染运行的有机废气处理系统及溶剂回收工艺，保证了有机废气的净化效率。
(1)表冷器可以降低有机废气的温度，过滤器可以除去废气中的大部分颗粒物质，活性炭颗粒吸附器可以除去废气中的大部分有机物质，得到洁净气体，洁净气体中有机溶剂的含量较有机废气降低了97％，净化效率高；
(2)以水蒸气作为脱附介质进行脱附处理时，回收的有机溶剂含水量高，可利用率不高，且脱附剂再生需要进行干燥处理，需要一定能耗。本发明设置了氮气脱附系统，采用加热后的氮气作为脱附剂，由于氮气的加热温度可以达到400℃，加热后的氮气回收得到的有机溶剂含水量较低，还能回收高沸点的有机废气，同时氮气还可直接循环使用，不需要先经过回收后再利用，避免了干燥处理，降低能耗，可以实现无污染运；
(3)经废气脱附系统处理之后得到混合溶剂，经过超重力精馏装置和分子筛脱水罐，使水和有机溶剂进一步分离，可以得到高浓度的有机溶剂，进一步提高有机溶剂的回收利用率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—主风机、2—表冷器、3—过滤器、4—活性炭颗粒吸附器、5—换热器、6—加热器、7—脱附风机、8—氮气缓冲罐、9—冷凝器、10—气液分离器、11—溶剂缓冲罐、12—混合溶剂泵、13—超重力精馏装置、14—分子筛脱水罐、15—精溶剂储罐。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种有机废气处理系统，如图1所示，包括预处理系统、尾气吸附系统、氮气脱附系统和溶剂精制系统，其中，预处理系统包括依次连通的表冷器2和过滤器3；尾气吸附系统包括活性炭颗粒吸附器4，过滤器3与活性炭颗粒吸附器4连通；氮气脱附系统包括换热器5、加热器6、脱附风机7、氮气缓冲罐8、冷凝器9、气液分离器10和溶剂缓冲罐11，活性炭颗粒吸附器4依次连通换热器5、冷凝器9、气液分离器10和溶剂缓冲罐11，冷凝器9还与溶剂缓冲罐11连通，气液分离器10依次与氮气缓冲罐8、脱附风机7、加热器6和活性炭颗粒吸附器4连通；溶剂精制系统包括依次连通的混合溶剂泵12、超重力精馏装置13、分子筛脱水罐14和精溶剂储罐15，超重力精馏装置13还与精溶剂储罐15连通，超重力精馏装置13还连接有密度仪，溶剂缓冲罐11与混合溶剂泵12连通。
预处理系统还包括主风机1，主风机1与表冷器2连通。
有机废气排放量为96000m3/h，有机废气中含有回收利用价值高的有机溶剂，包括乙醇、乙酸乙酯、正丙醇和乙二醇，有机废气经有机废气处理系统进行有机废气处理及溶剂回收工艺，包括以下步骤：
(1)有机废气依次经表冷器2和过滤器3进入活性炭颗粒吸附器4后，得到洁净气体，进行排放，表冷器2可以降低有机废气的温度，过滤器3可以除去废气中的大部分颗粒物质，活性炭颗粒吸附器4可以除去废气中的大部分有机物质；
步骤(1)中的活性炭颗粒吸附器4吸附饱和之后进行脱附处理；
(2)氮气缓冲罐8中注入氮气，氮气依次通过脱附风机7和加热器6加热后通入活性炭颗粒吸附器4中进行脱附处理，得到混合气体；
(3)步骤(2)中的混合气体依次经过换热器5和冷凝器9进入气液分离器10后，气液分离，得到氮气、含水和有机溶剂的混合液体，混合液体进入溶剂缓冲罐11，氮气进入氮气缓冲罐8循环使用，溶剂缓冲罐11中的混合液体的含水量不高于5％；
(4)步骤(3)中的混合液体通过混合溶剂泵12输送至超重力精馏装置13中，分离得到水和有机溶剂，水输送至污水处理站；
(5)对步骤(4)得到的有机溶剂的含水量利用密度仪进行监测后，根据含水量对有机溶剂进行回收，输送至精溶剂储罐15。
步骤(5)中，含水量小于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂直接输送至精溶剂储罐15。
步骤(5)中，含水量大于等于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂经分子筛脱水罐14处理后再输送至精溶剂储罐15。
有机废气中含有的有机溶剂主要为乙醇、乙酸乙酯、正丙醇和乙二醇，本实施例可回收95％的有机溶剂，处理前后有机废气中有机溶剂的监测值如表1所示，处理前后有机废气中各有机溶剂浓度和经过本实施例工艺处理之后最终回收的各有机溶剂浓度见表2。
表1有机废气中有机溶剂的监测值
监测项目 处理前浓度均值(g/m3) 处理后浓度均值(g/m3)
有机溶剂 1.44 0.0432
表2处理前后及回收的各有机溶剂的浓度
有机溶剂 乙醇 乙酸乙酯 正丙醇 乙二醇
处理前浓度(g/m3) 0.33 0.52 0.52 0.07
处理后浓度(mg/m3) 9.90 15.6 15.6 2.10
回收浓度(kg/h) 29.19 46.0 46.0 6.19
由表1可知，有机废气经该有机废气处理及溶剂回收工艺后，得到有机废气中有机溶剂的浓度由1.44g/m3下降到0.0432g/m3，洁净气体中有机溶剂的含量较有机废气降低了97％，洁净气体有机溶剂含量少，净化效率高；
由表2可知，经该工艺处理后，有机废气中乙醇、乙酸乙酯、正丙醇和乙二醇浓度均降低了97％，回收浓度分别为29.19kg/h，46.0kg/h，46.0kg/h和6.19kg/h。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种有机废气处理系统，包括预处理系统、尾气吸附系统、氮气脱附系统和溶剂精制系统，其特征在于：预处理系统包括依次连通的表冷器(2)和过滤器(3)；尾气吸附系统包括活性炭颗粒吸附器(4)，过滤器(3)与活性炭颗粒吸附器(4)连通；氮气脱附系统包括换热器(5)、加热器(6)、脱附风机(7)、氮气缓冲罐(8)、冷凝器(9)、气液分离器(10)和溶剂缓冲罐(11)，活性炭颗粒吸附器(4)依次连通换热器(5)、冷凝器(9)、气液分离器(10)和溶剂缓冲罐(11)，冷凝器(9)还与溶剂缓冲罐(11)连通，气液分离器(10)依次与氮气缓冲罐(8)、脱附风机(7)、加热器(6)和活性炭颗粒吸附器(4)连通；溶剂精制系统包括依次连通的混合溶剂泵(12)、超重力精馏装置(13)、分子筛脱水罐(14)和精溶剂储罐(15)，超重力精馏装置(13)还与精溶剂储罐(15)连通，溶剂缓冲罐(11)与混合溶剂泵(12)连通，超重力精馏装置(13)还连接有密度仪。
2.根据权利要求1所述的一种有机废气处理系统，其特征在于：预处理系统还包括主风机(1)，主风机(1)与表冷器(2)连通。
3.根据权利要求2所述的一种有机废气处理系统的有机废气处理及溶剂回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)有机废气依次经表冷器(2)和过滤器(3)进入活性炭颗粒吸附器(4)后，得到洁净气体，进行排放；
(2)氮气缓冲罐(8)中注入氮气，氮气依次通过脱附风机(7)和加热器(6)加热后通入活性炭颗粒吸附器(4)中进行脱附处理，得到混合气体；
(3)步骤(2)中的混合气体依次经过换热器(5)和冷凝器(9)进入气液分离器(10)后，气液分离，得到氮气、含水和有机溶剂的混合液体，混合液体进入溶剂缓冲罐(11)，氮气进入氮气缓冲罐(8)循环使用；
(4)步骤(3)中的混合液体通过混合溶剂泵(12)输送至超重力精馏装置(13)中，分离得到水和有机溶剂；
(5)对步骤(4)得到的有机溶剂的含水量利用密度仪进行监测后，根据含水量对有机溶剂进行回收，输送至精溶剂储罐(15)。
4.根据权利要求3所述的有机废气处理及溶剂回收工艺，其特征在于：步骤(1)中的活性炭颗粒吸附器(4)吸附饱和之后进行脱附处理。
5.根据权利要求3所述的有机废气处理及溶剂回收工艺，其特征在于：步骤(5)中，含水量小于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂直接输送至精溶剂储罐(15)。
6.根据权利要求3所述的有机废气处理及溶剂回收工艺，其特征在于：步骤(5)中，含水量大于等于0.3％时，步骤(4)得到的有机溶剂经分子筛脱水罐(14)处理后再输送至精溶剂储罐(15)。
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