专利名称：一种从工业尾气中回收挥发性有机物的方法
技术领域：
本发明属化工分离与环保领域，具体涉及一种从工业尾气中回收挥发性有机物的方法。 技术背景化学工业乃至整个人类社会的可持续发展对节能减排提出了更高的要求。在这方面，工 业尾气作为主要的气体污染源，是值得关注的一个重点。在油气输运、精细化工、生物制药、 化纤等诸多行业排放的工业尾气中，普遍存在含量较高的挥发性有机物。例如，聚酯生产尾 气中的对二甲苯，己内酰胺生产尾气中的苯和甲苯，抗生素生产尾气中的乙酸乙酯，等等。 它们是有价值的工业原料，但排入大气会破坏生态环境，严重威胁人体健康。因此，充分地 回收挥发性有机物是工业尾气净化的关键之一。而出于经济技术上的考虑，人们希望找到长 时间运行稳定、可靠、廉价的处理方法。活性炭吸附是目前使用最广泛的挥发性有机物捕集方法。该方法的吸附速度快，对气体的 净化也比较彻底，很适合在日常生活中应用。但活性炭的吸附容量小，很容易中毒、失活， 在处理排量巨大的工业废气时难以胜任，往往沦为摆设。与之相比，溶剂吸收的容量大，溶 剂的使用寿命也要长得多。但传统的吸收方式很难达到十以上的理论级，而且为实现有效的 混合和传质， 一般不会使用高粘度的吸收剂。这就限制了回收率的提高和吸收剂的选择范围。 研究表明，较低粘度的吸收剂往往挥发度较大，运行中的损耗较大、成本较高，还可能造成 二次污染，若要使用高粘度的吸收剂，则需要解决传质强化问题，提出新的工业尾气处理工 艺。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的问题而提出一种从工业尾气中回收挥发性有机物的新 方法。本发明提出的一种从工业尾气中回收挥发性有机物的方法，其特征在于所述方法是用负 载吸收剂的聚合物微胶囊作为分离介质，将其装填在吸附柱内，工业尾气在压差作用下通过 吸附柱，运行后对分离介质进行柱内再生，回收得到挥发性有机物，再生后再进行工业尾气 的吸附，如次反复。在上述的方法中，所述吸收剂为四甘醇、环丁砜、硅油、液体石腊或离子液体。 在上述的方法中，所述聚合物为聚苯乙烯、聚砜或聚丙烯腈。在上述的方法中，所述微胶囊为直径50 u m至3mm的空心球体。 在上述的方法中，所述负载吸收剂的方法为浸渍法。 在上述的方法中，所述挥发性有机物为芳烃、脂肪烃或酯类。在上述的方法中，所述再生方法为水蒸汽吹扫、变温脱附或变压脱附。本发明的创新点在于将吸收剂固定在微胶囊内，装柱进行固定床式操作。与传统吸收过 程相比，该方法通过吸收剂的预分散和固定化，强化了相间传质，避免了吸收剂返混，分散 尺度可由微胶囊大小来调控，不受操作条件影响，不需要在操作时输入能量使吸收剂达到和 保持分散状态，不需要提供气液分离空间，基本上不存在气液夹带问题，突破了不能使用高 粘度吸收剂的限制，理论级数的大小及其影响因素与制备色谱类似，可实现对工业尾气的深 度净化。与活性炭吸附过程相比，该方法使用物化性质稳定的吸收剂捕集挥发性有机物，具 有容量大、使用寿命长的明显优点。将该方法用于从工业尾气中回收挥发性有机物，可以取得回收率高、尾气净化效果好、 操作能耗低、分离介质损耗低的良好效果。该方法是一种高效率、低运行成本的工业尾气处 理方法。
具体实施方式
本发明的具体实施方式
是1、 用浸渍法将吸收剂负载到聚合物微胶囊内，制成分离介质。2、 用湿法或干法将分离介质装填入吸附柱。3、 将吸附柱接入工业尾气回收管路系统和再生管路系统，将两系统均置于关闭状态。4、 打开工业尾气回收管路系统，尾气在压差作用下从吸附柱的一端通入，从另一端排出。5、 工业尾气通入吸附柱一定时间后，关闭工业尾气入口阀门。6、 开启再生管路系统，进行分离介质再生。7、 再生一定时间后，关闭再生管路系统，回到步骤4。实施例1用直径500pm的聚丙烯腈微胶囊负载硅油，装入直径50mm,长IOOO誦的不锈钢吸附柱， 将含甲苯5000ppm、苯3000卯m、压力8kg/cm2 (表压)、5'C的工业尾气以10L/min (标况) 通入吸附柱，IO小时后关闭工业尾气进气阀门，用常温常压脱附再生l小时，从吸附柱中脱 除的甲苯和苯经冷阱冷凝回收，再生周期结束后再打开工业尾气进气阀门，如此反复。排出 系统的工业尾气的甲苯含量低于60卯m,苯含量低于17卯m，甲苯和苯的冷凝回收率高于95%。实施例2用直径3mm的聚砜微胶囊负载石蜡油，装入直径50mm，长1000mm的不锈钢吸附柱，将 含正辛烷5000卯m、 30kPa (表压)、5'C的工业尾气以10L/min (标况)通入吸附柱，4小时 后关闭工业尾气进气阀门，水蒸汽吹扫脱附再生0.5小时，从吸附柱中脱除的正辛烷经冷凝 分相回收，再生周期结束后再打开工业尾气进气阀门，如此反复。排出系统的工业尾气的正辛烷含量低于100ppm，冷凝回收率高于95%。 实施例3用直径50pm的聚苯乙烯微胶囊负载四甘醇，装入直径20mm，长500腦的玻璃吸附柱， 将含乙酸乙酯5000ppm、 30kPa (表压)、5'C的工业尾气以10L/min (标况)通入吸附柱，4 小时后关闭工业尾气进气阔门，水蒸汽吹扫脱附再生0.5小时，从吸附柱中脱除的乙酸乙酯 经冷凝分相回收，再生周期结束后再打开工业尾气进气阀门，如此反复。排出系统的工业尾 气的乙酸乙酯含量低于100卯m，冷凝回收率高于95%。实施例4用直径500pm的聚苯乙烯微胶囊负载离子液体[Bmim]PF6，装入直径50mm，长1000mm的 不锈钢吸附柱，将含甲苯5000卯m、压力8kg/cm2 (表压)、5'C的工业尾气以10L/min (标况) 通入吸附柱，4小时后关闭工业尾气进气阀门，水蒸汽吹扫脱附再生0.5小时，从吸附柱中 脱除的甲苯经冷凝分相回收，再生周期结束后再打开工业尾气进气阀门，如此反复。排出系 统的工业尾气的甲苯含量低于100ppm，冷凝回收率高于95%。实施例5用直径500pm的聚丙烯腈微胶囊负载环丁砜，装入直径50mm，长1000mm的不锈钢吸附 柱，将含甲苯5000ppm、压力8kg/cm2 (表压)、5'C的工业尾气以10L/min (标况)通入吸附 柱，4小时后关闭工业尾气进气阀门，在4(TC下抽真空脱附再生0.5小时，从吸附柱中脱除 的甲苯经冷凝分相回收，再生周期结束后再打开工业尾气进气阀门，如此反复。排出系统的 工业尾气的甲苯含量低于100ppm，冷凝回收率高于95%。
权利要求
1、一种从工业尾气中回收挥发性有机物的方法，其特征在于所述方法是用负载吸收剂的聚合物微胶囊作为分离介质，将其装填在吸附柱内，工业尾气在压差作用下通过吸附柱，运行后对分离介质进行柱内再生，回收得到挥发性有机物，再生后再进行工业尾气的吸附，如次反复。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述吸收剂为四甘醇、环丁砜、硅油、液 体石腊或离子液体。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚合物为聚苯乙烯、聚砜或聚丙烯腈。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述微胶囊为直径50um至3mra的空心球体。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述负载吸收剂的方法为浸渍法。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述挥发性有机物为芳烃、脂肪烃或酯类。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述再生方法为水蒸汽吹扫、变温脱附或 变压脱附。
全文摘要
本发明公开了属于化工分离与环保领域的一种从工业尾气中回收挥发性有机物的方法。该方法使用负载吸收剂的聚合物微胶囊作为分离介质，将其装填在吸附柱内，工业尾气在压差作用下通过吸附柱，其中的挥发性有机物被分离介质吸收，尾气得到净化，可直接排放或做进一步处理。吸附柱操作一段时间后，采用蒸汽吹扫或减压脱附的方法对分离介质进行柱内再生，回收得到的挥发性有机物可循环使用。该方法对工业尾气中挥发性有机物的回收率高，对工业尾气的净化效果好，操作能耗低、压降低，分离介质损耗小，使用寿命长，是一种高效率、低运行成本的工业尾气处理方法。
文档编号B01D53/04GK101244357SQ20081010237
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者向梓颖, 吕阳成, 骆广生, 龚行楚 申请人:清华大学