专利名称：一种工业废气资源化利用治理方法
技术领域：
本发明涉及一种工业废气处理方法，尤其是涉及一种采用膜吸收设备对工业废气进行吸收操作，达到净化废气，同时获得可再利用成品目的的工业废气资源化利用治理方法。
背景技术：
在工业生产中，会产生各种各样含有有害物质的工业废气。对于含有多种有害物质的工业废气，尤其是所含污染物化学性质相似的废气，很难将各种污染物分别回收，达到再利用的目的。传统方法通常是将所含污染物通过催化氧化、化学吸收、燃烧、洗涤等方法进行转化，形成无害物质或脱离气相。但这样既增加了处理成本，又浪费了原本可加以利用的资源。而通过常规的吸收操作又无法有效分离性质相似的物质，从而不能获得单一组分的吸收液。再则，由于多组分气液平衡中，每个组分气液两相符合亨利定律，即“在等温等压下，某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡压力成正比”。因此，在多组分共存情况下，获得单一组分的高浓度吸收液存在理论上的难点。目前，有很多种处理工业废气的技术得到公开，如中国专利CN1186942公开了一种通过深度冷却，使工业废气中的污染物冷凝为液体的方法，该方法冷凝下来的液体分离难度较大，且能耗高，投资大。中国专利CN1302222公开了一种废气处理方法，该方法是将工业废气输入一个带有反应室的废气净化系统和将反应室排出的反应产物再输入带有附属洗涤剂循环系统的洗涤室或吸附室中进行后处理，该方法无法将废气中有利用价值的物质集中，形成可利用资源。如中国专利CN102266702A公开了一种处理含氨废气的方法，通过无机盐吸附、加热脱附、降温再处理的方法把废气中的氨气吸附后重新供给需要用氨气的系统再利用，该方法只能建设在自身需要再利用氨气的工厂内，产出的氨气无法长距离运输，不如氨水容易存放和销售。如中国专利CN102266702A公开了一种处理大气量工业废气中有机物的方法，通过采用对工业尾气进行洗涤处理、后进行膨胀作功；作功后的气体进入吸附床进行吸附处理与解吸，解吸后的气体在催化剂的存在下进行催化燃烧，燃烧后的工业废气经过碱洗处理，去除尾气中含有的含卤素化合物。该方法过程复杂，同样无法将所含污染物转变为可再利用的产品。
发明内容
本发明的目的是针对上述专利申请存在的问题，提供一种能够将工业废气中几种混合组分分别回收制成成品，以供再利用的工业废气资源化利用治理方法。本发明采用以下设备风机、膜吸收设备、吸收剂循环箱、吸收剂循环泵、制冷设备；所述膜吸收设备具备进气口、出气口、进液口、出液口、排污口、冲洗口以及各种仪表接口 ；膜材质为有机物或无机物，表面有涂层或无涂层，单层或多层复合膜。本发明包括以下步骤I)将一种含有至少2种组分的工业废气通过风机输送至膜吸收设备的第I级膜吸收组件中，所述至少2种组分记为第I组分、第2组分、第3组分、第4组分……第N组分等，所述工业废气的第I组分含量在O 99. 9%范围内，含量不为O ;2)将第I组分对应的第I吸收剂预先加入第I吸收剂循环箱中，第I吸收剂由第 I吸收剂循环泵经过第I制冷设备冷却后，打入第I级膜吸收组件中，吸收完后的第I吸收剂流回第I吸收剂循环箱；3)在第I级膜吸收组件中，工业废气中的第I组分透过膜，进入膜的另一端，被第 I吸收剂吸收，变为合格产品；4)工业废气中的其余组分进入下一级膜吸收组件，再进行吸收操作，被对应的吸收剂吸收,产生一种产品，以此类推；5)经过膜吸收设备的第I级膜吸收组件、第2级膜吸收组件、第3级膜吸收组件、……第N级膜吸收组件后，工业废气中绝大多数组分被吸收为各种成品，最终排放的尾气中各组分的含量满足大气污染物排放标准，达到尾气达标排放的目的，同时将废气中有害成分变为可再利用的产品，实现资源化利用。在步骤I)中，所述膜吸收设备的运行温度可为-20 120°C，膜吸收设备的工作压力可为常压 5MPa，气体流速可为O. I 100m/s。在步骤2)中，所述第I吸收剂的流速可为0.01 5m/s，第I吸收剂的温度可为-20 80°C。所述膜吸收设备的整体压降为O. I 50kPa。本发明能够处理含有无机物、有机物及无机、有机混合物的工业废气，废气处理效果好，速度快，同时能够生成可实现经济效益的产品。本发明设备投资少，运行成本低，无需人工值守，维护方便。处理后的废气能够满足当地环保部门规定的排放标准。本发明根据业主要求,设计处理废气量为I 1000m3/min。本发明采用目前先进的膜吸收技术，从根本上解决了多组分分别回收，形成高浓度吸收液的难题。对于性质相似的物质，选用选择性强的膜，使透过膜的某个组分分压满足形成高浓度吸收液的条件，从而达到分别吸收的目的。举例来说，废气中第I组分、第2组分和第3组分等3种组分在回收前摩尔比为I : I : 1，经过针对第I组分的膜吸收设备后，尾气中3种组分摩尔比变为O. 01 I 1，而在透过膜的气相中，第I组分的摩尔分数达到95%以上，因此可以形成浓度高达90%的吸收液。
图I为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施例方式以下实施例将结合图I对本发明作进一步的说明。实施例I一种A、B、C、……叭混合)工业废气主要含有順3、队、!12三种组分，順3、队、!12三种组分的摩尔比为4 : 4 : I。将工业废气由风机I送入第I级膜吸收组件I中，进气温度为20°C，通入速率为lOm/s ;将第I吸收剂水加入第I吸收剂循环箱2中，由第I吸收剂循环泵3经过第I制冷设备4送入第I级膜吸收组件I中，进水温度为20°C，通入速率为2. 5m/s ;在第I级膜吸收组件I中，工业废气中的NH3透过膜之后被第I吸收剂水吸收成为浓度为20%的氨水成品，其余组分以尾气的形式排出。由第I吸收剂循环箱2排出第I成品A。第I级膜吸收组件I工作温度为20°C，整体压降为5kPa，尾气中氨含量为O. 19mg/m3。过程中各参数的控制由电脑控制系统进行自动控制，无需人工操作。实施例2一种A、B、C、……N(混合)工业废气主要含有NH3、N2, H2O三种组分，NH3> N2, H2O 三种组分的摩尔比为4 : I : O. 5。将工业废气由风机I送入第I级膜吸收组件I中，进气温度为30°C，通入速率为8m/s ;将第I吸收剂水加入第I吸收剂循环箱2中，由第I吸收剂循环泵3经过第I制冷设备4送入第I级膜吸收组件I中，进水温度为11°C，通入速率为
I.8m/s ;在第I级膜吸收组件I中，工业废气中的NH3透过膜之后被第I吸收剂水吸收成为浓度为20%的氨水成品，其余组分以尾气的形式排出。由第I吸收剂循环箱2排出第I成品A。第I级膜吸收组件I工作温度为16°C，整体压降为8kPa，尾气中氨含量为O. 12mg/m3。过程中各参数的控制由电脑控制系统进行自动控制，无需人工操作。实施例3一种A、B、C、……N(混合)工业废气主要含有此1、503、0)2三种组分，!1(1、503、 CO2三种组分的摩尔比为2 : I : 2。将工业废气由风机I通入第I级膜吸收组件I中，进气温度为40°C，通入速率为llm/s ;将第I吸收剂水加入第I吸收剂循环箱2中，由第I吸收剂循环泵3经过第I制冷设备4送入第I级膜吸收组件I中，进水温度为11 °C，通入速率为I. 5m/s ;在第I级膜吸收组件I中，工业废气中的HCl透过膜之后被第I吸收剂水吸收成为浓度为37%的浓盐酸成品，其余组分进入第2级膜吸收组件II。由第I吸收剂循环箱 2排出第I成品A。膜吸收设备I排出的B、C、……N(混合)工业废气通入第2级膜吸收组件II中， 进气温度为22°C，通入速率为8. 5m/s ;将第2吸收剂10%稀硫酸加入第I吸收剂循环箱5 中，由第2吸收剂循环泵6经过第2制冷设备7送入第2级膜吸收组件II中，进液温度为 18°C，通入速率为I. 5m/s ;在第2级膜吸收组件II中，工业废气中的SO3透过膜之后被第2 吸收剂稀硫酸吸收，成为92. 5%工业级浓硫酸，其余组分(CO2)以尾气的形式排出。由第2 吸收剂循环箱5排出第2成品B。第I级膜吸收组件I工作温度为16°C，第2级膜吸收组件II工作温度为20°C，整体压降为8kPa，尾气中HCl含量为O. 09mg/m3, SO3含量未检出。过程中各参数的控制由电脑控制系统进行自动控制，无需人工操作。实施例4一种A、B、C、......N(混合)工业废气主要含有乙醇、甲醛、NH3三种组分，乙醇、甲
醛、NH3三种组分的摩尔比为I : 4 : 0.4。将工业废气由风机I通入第I级膜吸收组件I 中，进气温度为20°C，通入速率为8m/s ;将第I吸收剂水加入第I吸收剂循环箱2中，由第 I吸收剂循环泵3经过第I制冷设备4送入第I级膜吸收组件I中，进水温度为15°C，通入速率为I. 5m/s ;在第I级膜吸收组件I中，废气中的乙醇透过膜之后被第I吸收剂水吸收成为浓度为75%的乙醇成品，其余组分进入第2级膜吸收组件II。由第I吸收剂循环箱2 排出第I成品A。膜吸收设备I排出的工业废气通入第2级膜吸收组件II中，进气温度为18°C，通入速率为8. 5m/s ;将第2吸收剂水加入第2吸收剂循环箱5中，由第2吸收剂循环泵6经过第2制冷设备7送入第2级膜吸收组件II中，进水温度为12°C，通入速率为I. 5m/s ;在第2级膜吸收组件II中，B、C、……N(混合)工业废气中的甲醛透过膜之后被第2吸收剂水吸收，成为40%福尔马林成品，其余组分进入第3级膜吸收组件III。由第2吸收剂循环箱5排出第2成品B。膜吸收组件II排出的工业废气通入第3级膜吸收组件III中，进气温度为16°C， 通入速率为lOm/s ;将第3吸收剂水加入第3吸收剂循环箱8中，由第3吸收剂循环泵9经过第3制冷设备10送入第3级膜吸收组件III中，进水温度为12°C，通入速率为2. 5m/s ； 在第3级膜吸收组件III中，C、……N(混合)工业废气中的NH3透过膜之后被第3吸收剂水吸收,成为20%氨水成品，尾气达标排出。由第3吸收剂循环箱8排出第3成品C。第I级膜吸收组件I工作温度为17°C，第2级膜吸收组件II工作温度为15°C，第 3级膜吸收组件III工作温度为14°C，整体压降为12kPa，尾气中乙醇含量为0. 25mg/m3,甲醛含量为 0. 12mg/m3, NH3 含量为 0. 16mg/m3。过程中各参数的控制由电脑控制系统进行自动控制，无需人工操作。以此类推，在图I中，还给出第N级膜吸收组件X、第N吸收剂循环箱11，第N吸收剂循环泵12和第N制冷设备13。由第N吸收剂循环箱11排出第N成品N。在图I中，还给出了相应的第I吸收剂、第2吸收剂、第3吸收剂和第N吸收剂。
权利要求
1.一种工业废气资源化利用治理方法，其特征在于包括以下步骤1)将一种含有至少2种组分的工业废气通过风机输送至膜吸收设备的第I级膜吸收组件中，所述至少2种组分记为第I组分、第2组分、第3组分、第4组分……第N组分，所述工业废气的第I组分含量在O 99. 9%范围内，含量不为O ;2)将第I组分对应的第I吸收剂预先加入第I吸收剂循环箱中，第I吸收剂由第I吸收剂循环泵经过第I制冷设备冷却后，打入第I级膜吸收组件中，吸收完后的第I吸收剂流回第I吸收剂循环箱；3)在第I级膜吸收组件中，工业废气中的第I组分透过膜，进入膜的另一端，被第I吸收剂吸收，变为合格产品；4)工业废气中的其余组分进入下一级膜吸收组件，再进行吸收操作，被对应的吸收剂吸收，产生一种产品，以此类推；5)经过膜吸收设备的第I级膜吸收组件、第2级膜吸收组件、第3级膜吸收组件、…… 第N级膜吸收组件后，工业废气中绝大多数组分被吸收为各种成品，最终排放的尾气中各组分的含量满足大气污染物排放标准，达到尾气达标排放的目的，同时将废气中有害成分变为可再利用的产品，实现资源化利用。
2.如权利要求I所述的一种工业废气资源化利用治理方法，其特征在于在步骤I)中， 所述膜吸收设备的运行温度为-20 120°C，膜吸收设备的工作压力为常压 5MPa，气体流速为 O. I 100m/s。
3.如权利要求I所述的一种工业废气资源化利用治理方法，其特征在于在步骤2)中， 所述第I吸收剂的流速为O. 01 5m/s，第I吸收剂的温度为-20 80°C。
4.如权利要求I所述的一种工业废气资源化利用治理方法，其特征在于在步骤I)、步骤5)中，所述膜吸收设备的整体压降为O. I 50kPa。
全文摘要
一种工业废气资源化利用治理方法，涉及一种工业废气处理方法。将一种含有至少2种组分的工业废气通过风机输送至膜吸收设备的第1级膜吸收组件中；将第1组分对应的第1吸收剂预先加入第1吸收剂循环箱中，第1吸收剂由第1吸收剂循环泵经过第1制冷设备冷却后，打入第1级膜吸收组件中，吸收完后的第1吸收剂流回第1吸收剂循环箱；在第1级膜吸收组件中，工业废气中的第1组分透过膜，进入膜的另一端，被第1吸收剂吸收，变为合格产品；工业废气中的其余组分进入下一级膜吸收组件，再进行吸收操作，被对应的吸收剂吸收，产生一种产品，以此类推，实现资源化利用。
文档编号B01D53/14GK102580472SQ20121005491
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者陈瑞坚 申请人:厦门国麟科技有限公司