专利名称：含挥发性有机化合物废气的净化、回收方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含挥发性有机化合物废气的净化、回收方法及其应用，特别是涉及一种由印刷机、印染机和反应釜中排放出来的含有挥发性有机化合物废气的回收方法及其应用。
背景技术：
目前，由于在印刷油墨中含有挥发性有机溶剂，如乙醇、乙酸乙酯、乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮和油墨油、印钞油、煤油、汽油等等。在印刷厂的印刷车间，刚印刷的纸张要经过烘干过程，使印刷到纸张上的油墨干燥成膜，因此大量的挥发性有机溶剂随着温度的升高全部挥发，并与空气混合，然后进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复，印刷企业就要投入大量的资金购买这些有机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益，同时也造成了资源的浪费。
目前，染料中组分比较复杂，通常含有颜料、表面活性剂、酯类物质和溶解上述物质的挥发性有机溶剂，如烷类物质、醚类物质和醇类物质等。在印染厂的印染车间，刚印染出的织物要经过烘干过程，使印染到到织物上的颜色干燥定型，因此大量的挥发性有机溶剂随着温度的升高全部挥发，并与空气混合，然后进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复，印染企业就要投入大量的资金购买这些有机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益。
在化工业和制药业的反应釜(如萃取反应釜、精馏反应釜等)中，也会排放出挥发性有机溶剂，这些溶剂直接进行排空，这样不仅给空气造成了严重的污染，人们的健康带来了严重的损害，并且这些有机溶剂不能重复，化工和制药企业就要投入大量的资金购买这些有机溶剂，因此给企业带来了沉重的经济负担，严重地影响了企业的经济效益。
中国专利号ZL01109295.5公开了废气回收方法及装置，其中公开了用水吸收挥发性有机气体，然后再进行冷冻和分离，这种方法虽然回收成本较低，但是众所周知，很多有机溶剂不溶于水，或微溶于水，因此该方法只局限于对易溶解于水的挥发性有机气体的吸收效果较好。
中国专利号ZL02805902.6公开了由炭吸附床回收挥发性有机化合物，其中公开了将挥发性有机化合物通过活性炭吸附装置，使挥发性有机化合物回收的方法，如果用该方法和装置处理从印刷机和染料机中挥发出来的有机化合物的话，由于从印刷机和染料机中挥发出来的有机化合物带有大量纤维和高分子聚合物如树脂，这些挥发性有机化合物直接进入活性炭吸附装置会导致活性炭吸附装置不可逆性的破坏，并且从印刷机、染料机和反应釜中挥发出来的有机化合物的温度通常很高，这些挥发性有机化合物直接进入活性炭吸附装置会导致活性炭活性降低和寿命缩短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法及其应用，它克服了现有技术的缺陷。
为了实现本发明的目的，本发明的一种回收含有挥发性有机化合物的方法包括(1)收集含有挥发性有机化合物的废气；(2)将上述废气送入冷却器中冷却到35-40℃后，送入过滤器进行过滤；(3)测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入吸附器中进行吸附；(4)用饱和蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附后的气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却至40℃以下；(5)将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体送入步骤(2)的冷却器中，再将混合液中不溶于水的挥发性有机化合物和溶于水的挥发性有机化合物进行分离，分别回收不溶于水的和溶于水的挥发性有机化合物；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中将上述步骤(5)中的溶于水的挥发性有机化合物继续送入加热器升温后，送入精馏塔进行精馏，得到的气液混合物，然后将上述气液混合物依次送入冷凝冷却器、气液分离器中进行冷凝冷却和气液分离后，气体排入空气，测量气液分离后的混合液的浓度，当混合液的浓度达到要求时，将混合物冷却后储存，当混合液的浓度未达到要求时，该混合液返回精馏塔继续进行精馏；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中所述溶于水的挥发性有机化合物送入加热器升温到40-50℃后，送入精馏塔，精馏塔内的精馏温度大于溶于水的挥发性有机化合物的沸点，小于水的沸点；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中所述精馏塔用0.1-0.4MPa水蒸汽的过热蒸汽作为加热源；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中上述步骤(3)中的脱附是用0.1-0.4MPa的过热蒸汽吹入吸附器中，将吸附在吸附器中的挥发性有机化合物吹出，挥发性有机化合物随着蒸汽一起进入冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后，用空气吹干吸附器或者不用空气吹干而是直接进行下一个周期的吸附；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中所述吸附器至少包括两个，其中至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作，吸附器是装有颗粒活性炭或活性炭纤维的吸附器；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其中上述步骤(2)中的过滤包括先送入颗粒过滤器中进行颗粒过滤，和再送入高分子过滤器中进行高分子过滤的两步过滤，所述颗粒过滤器为布袋式过滤器，所述高分子过滤器为装有活性炭的过滤器；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其中该方法用于回收从印刷机、染料机和反应釜中排出的废气中含有的挥发性有机化合物；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其中所述印刷机包括凸版印刷机、凹版印刷机或胶印印刷机；本发明的一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其中所述印刷机为印钞机。
本发明的含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法与现有回收有机化合物废气的方法相比，其优点在于1.本发明的方法可以回收溶于水或不溶于水的含有挥发性有机化合物废气，回收含有挥发性有机化合物废气的范围较广；2.由于本发明在进行吸附步骤前增加了冷却和过滤步骤，因此增加了设备的回收效率，同时增加了设备的使用寿命.；3.气体脱附完成后，可以对吸附材料进行空气干燥，也可以不进行干燥而直接进行下一个周期的吸附，因此工艺选择灵活性高；4.该方法解决了长期困扰人们的印刷机、印染机和反应釜的废气污染问题，用该方法不仅解决了印刷机、印染机和反应釜造成的空气严重污染，而且回收的挥发性有机化合物可以重复循环使用，给企业带来了巨大的经济效益。
图1为本发明的含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的流程图。
具体实施例方式
实施例1如图1所示，本发明从印刷香烟水松纸的印刷机中回收、净化含有挥发性有机化合物废气的方法，水松纸是香烟过滤嘴外包专用纸，是卷烟生产工艺中必不可少的材料之一。水松纸主要用于包裹吸附焦油的醋酸纤维，起到美观和便于抽吸的作用。在印刷水松纸的印刷生产工艺中要使用大量的乙醇和少量的乙酸乙酯、乙二醇乙醚等有机溶剂，用于溶解高分子树脂，在涂料用热空气干燥成膜的过程中有机溶剂全部挥发，回收上述含有乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚的废气的方法包括用收集器收集上述含有乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚的废气，这些废气包括大量的乙醇和少量的乙酸乙酯、乙二醇乙醚及夹带的印刷纸屑和溶解的高分子树脂，将上述废气冷却到40℃左右后，先送入布袋式过滤器中进行颗粒过滤，过滤掉废气中夹带的纸屑及颗粒状物质，再送入活性炭过滤器中进行树脂过滤后，测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入活性炭纤维吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入炭纤维吸附器中进行吸附，乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚被吸附在活性炭纤维吸附器中，在吸附器吸满上述废气后，用过热水蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附是用0.4MPa过热蒸汽吹入吸附器中，将吸附在吸附器中的乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚吹出，乙醇、乙酸乙酯和乙二醇乙醚随着水蒸汽一起进入冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后，用空气吹干吸附器，为了使吸附过程连续不间断，最好包括至少两个吸附器，其中至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作，吸附器的数量取决于废气的处理量和吸附器的容量，脱附后的气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却至40℃以下；将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体与印刷机中收集的废气一起混合进入上述冷却器中，再将分离出来的混合液中不溶于水的乙酸乙酯和乙二醇乙醚和溶于水的乙醇进行分离，分别回收不溶于水的乙酸乙酯和二乙醇乙醚和溶于水的乙醇，由于乙醇溶于水，用水蒸汽吹出的含有乙醇的气相在冷凝过程中，凝结了大量的水，因此，此刻乙醇的含量较低，不适宜回收利用，应当再进行以下的浓缩步骤即将溶于水的乙醇继续送入加热器升温到50℃左右后，再送入精馏塔进行精馏，精馏塔用0.3MPa水蒸汽作为加热源，精馏塔内的蒸馏温度在83℃左右，在该温度下，乙醇大量蒸发，同时有少量的水也随之蒸发，得到乙醇和水的气液混合物，然后将上述气液混合物依次送入冷凝冷却器、气液分离器中进行冷凝冷却和气液分离后，气体排入空气，测量气液分离后混合液中的乙醇浓度，当混合液中的乙醇浓度达到85％时，将混合物冷却后储存，当混合液的乙醇浓度未达到85％时，该混合液返回精馏塔继续进行精馏。
一般来说，若溶于水的混合液中含有多种成分的有机化合物的话，精馏温度通常要大于所有成分中沸点最高的成分的沸点，上述操作数据均根据具体的工艺要求进行选择，这些选择对于本领域的普通技术人员来说，是很容易做到的。
实施例2如图1所示，本发明从普通印刷机中回收、净化含有挥发性有机化合物废气的方法，根据不同的印刷要求，印刷用的油墨的种类各不同，从印刷机中排出的含有挥发性有机化合物废气的种类也不相同，在该实施例中仅举例说明。在印刷生产工艺中要使用大量的丙酮和少量的甲苯和二甲苯等有机溶剂，用于溶解油墨中高分子树脂，在涂料用热空气干燥成膜的过程中有机溶剂全部挥发，回收上述含有挥发性有机化合物废气的方法包括用收集器收集上述的丙酮、甲苯和二甲苯的废气，这些废气包括大量大量的丙酮、少量的甲苯和二甲苯及夹带的印刷纸屑、溶解的高分子树脂和钛白粉，将上述废气冷却到40℃左右后，先送入布袋式过滤器中进行颗粒过滤，过滤掉废气中夹带的纸屑和钛白粉，再送入活性炭过滤器中进行树脂过滤后，测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入活性炭吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入活性炭吸附器中进行吸附，丙酮、甲苯和二甲苯被吸附在活性炭吸附器中，在吸附器吸满上述废气后，用饱和蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附是用0.3MPa水蒸汽吹入吸附器中，将吸附在吸附器中的丙酮、甲苯和二甲苯吹出，丙酮、甲苯和二甲苯随着饱和蒸汽一起进入冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后，用0.2MPa的压缩空气吹干吸附器，为了使吸附过程连续不间断，最好包括至少两个吸附器，吸附器的数量取决于废气的处理量和吸附器的容量，其中至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作，脱附后的丙酮、甲苯和二甲苯气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却至40℃以下；将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体与印刷机中收集的废气一起混合进入冷却器中，再将分离出来的混合液中不溶于水的甲苯和二甲苯和溶于水的丙酮进行分离，分别回收不溶于水的甲苯和二甲苯和溶于水的丙酮，由于丙酮溶于水，用饱和蒸汽吹出的含有丙酮的废气在冷凝过程中，凝结了大量的水，因此，此刻丙酮的含量较低，不适宜回收利用，应当再进行以下的浓缩步骤即将溶于水的丙酮继续送入加热器升温到40℃左右后，再送入精馏塔进行精馏，精馏塔用1.5MPa饱和蒸汽作为加热源，精馏塔内的蒸馏温度在65℃左右，在该温度下，丙酮大量蒸发，同时有少量的水也随之蒸发，得到丙酮和水的气液混合物，然后将上述气液混合物依次送入冷凝冷却器、气液分离器中进行冷凝冷却和气液分离后，气体排入空气，测量气液分离后混合液中的丙酮浓度，当混合液中的丙酮浓度达到90％时，将混合物冷却后储存，当混合液中的丙酮浓度未达到90％时，该混合液返回精馏塔继续进行精馏。
实施例3如图1所示，本发明从印钞机中回收、净化含有挥发性有机化合物废气的方法，印钞机中通常使用不溶于水的印钞油来溶解油墨，印钞油属于矿物油石油的馏分，它含有煤油、直链烷烃、环烷烃类等易于挥发的有机化合物，在涂料干燥成膜的过程中有机溶剂全部挥发，印钞车间气味较大，回收上述含有印钞油的废气的方法包括用收集器收集上述含有印钞油的废气，这些废气包括印钞油及夹带的印刷纸屑和溶解的高分子树脂，将上述废气冷却到40℃左右后，先送入布袋式过滤器中进行颗粒过滤，过滤掉废气中夹带的纸屑，再送入活性炭过滤器中进行树脂过滤后，测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入炭纤维吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入活性炭吸附器中进行吸附，印钞油被吸附在颗粒状活性炭吸附器中，在吸附器吸满上述废气后，用饱和蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附是用0.4MPa水蒸汽吹入吸附器中，将吸附在吸附器中的印钞油吹出，印钞油随着饱和蒸汽一起进入冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后，用0.2MPa的压缩空气吹干吸附器，为了使吸附过程连续不间断，最好包括至少两个吸附器，吸附器的数量取决于废气的处理量和吸附器的容量，其中至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作；脱附后的气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却至40℃以下；将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体与印钞机中收集的废气一起混合进入冷却器中，再将分离出来混合液中不溶于水的印钞油从水中分离出来储存，进行重复使用。
以上仅举了三个实例来说明回收含有挥发性有机化合物废气的方法，但是实际上，该方法不仅限于上述三个实例所提到的应用，它也可以用于从印染机和从制药业、化工业反应釜中排放出来的废气的回收，虽然，从上述各个设备中排出的废气的种类各不相同，但是其回收原理是相同的。
以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1.一种含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于它包括(1)收集含有挥发性有机化合物的废气；(2)将上述废气送入冷却器中冷却到35-40℃后，送入过滤器进行过滤；(3)测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入吸附器中进行吸附；(4)用0.1-0.4MPa水蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附后的气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却至40℃以下；(5)将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体送入步骤(2)的冷却器中，再将混合液中不溶于水的挥发性有机化合物和溶于水的挥发性有机化合物进行分离，分别回收不溶于水的和溶于水的挥发性有机化合物。
2.如权利要求1所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于将上述步骤(5)中的溶于水的挥发性有机化合物继续送入加热器升温后，送入精馏塔进行精馏，得到气液混合物，然后将上述气液混合物依次送入冷却器、气液分离器中进行冷凝冷却和气液分离后，气体排入空气，测量气液分离后的混合液的浓度，当混合液的浓度达到要求时，将混合物冷却后储存，当混合液的浓度未达到要求时，该混合液返回精馏塔继续进行精馏。
3.如权利要求2所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于所述溶于水的挥发性有机化合物送入加热器升温到40-50℃后，送入精馏塔，精馏塔内的蒸馏温度大于溶于水的含有挥发性有机化合物的沸点，小于水的沸点。
4.如权利要求3所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于所述精馏塔用0.1-0.4MPa的水蒸汽作为加热源。
5.如权利要求1或4所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于上述步骤(3)中的脱附是用0.1-0.4MPa水蒸汽吹入吸附器中，将吸附在吸附器中的挥发性有机化合物吹出，含有挥发性有机化合物随着水蒸汽一起进入冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后，用空气吹干吸附器或者不用空气吹干而是直接进行下一个周期的吸附。
6.如权利要求5所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于所述吸附器至少包括两个，其中至少一个进行吸附操作，另外的吸附器进行脱附操作，吸附器是装有活性炭或活性炭纤维的吸附器。
7.如权利要求6所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法，其特征在于上述步骤(2)中的过滤包括先送入颗粒过滤器中进行颗粒过滤，和再送入高分子过滤器中进行高分子过滤的两步过滤，所述颗粒过滤器为布袋式过滤器，所述高分子过滤器为装有活性炭的过滤器。
8.如权利要求7所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其特征在于该方法用于回收从印刷机、染料机和反应釜中排出的废气中含有的挥发性有机化合物。
9.如权利要求8所述含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其特征在于所述印刷机包括凸版印刷机，平版印刷机，凹版印刷机，孔版印刷机或胶印印刷机。
10.如权利要求8所述的含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法的应用，其特征在于所述印刷机为印钞机。
全文摘要
本发明涉及含挥发性有机化合物的废气的净化、回收方法及其应用，包括收集含有挥发性有机化合物的废气，废气冷却后送入过滤器进行过滤；测量过滤后废气的温度，若废气的温度大于30℃，将废气送入冷却器中继续冷却，冷却后的废气送入吸附器中进行吸附；若废气温度小于30℃，将废气直接送入吸附器中进行吸附，用水蒸汽将吸附的废气进行脱附，脱附后的气液混合物送入冷凝冷却器中冷凝冷却后，将上述冷凝冷却后的混合物在气液分离器中进行气液分离，分离出来的气体与收集的废气混合送入冷却器中，再分别回收不溶于水的和溶于水的含有挥发性有机化合物，该方法不仅解决了印刷机、印染机和反应釜造成的空气严重污染，并给企业带来了巨大经济效益。
文档编号B01D53/04GK1986028SQ20061016101
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月4日 优先权日2006年12月4日
发明者迟广俊, 何金星, 范君 申请人:何金星