一种醇类混合物尾气处理装置及其处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种醇类混合物尾气处理装置及其处理方法，其装置包括冷凝系统、吸收单元、吸附单元、暂存罐、真空泵、进水泵、出水泵、管道，冷凝系统包括冷凝装置、制冷装置和管道，吸收单元采用吸收塔，吸附单元采用开关阀和吸附塔。本发明所提供的处理装置设计新颖、结构合理、使用方便，有机结合了“冷凝+吸收+吸附”的处理方法，对醇类混合物尾气具有显著的处理效果。
【专利说明】
一种醇类混合物尾气处理装置及其处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及尾气处理装置及其处理方法，特别是一种醇类混合物尾气处理装置及其处理方法。
【背景技术】
[0002]据有关资料介绍，低级的一元饱和醇为无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道。而水与醇均具有羟基，彼此可以形成氢键。因此，根据相似相溶的原则，甲醇、乙醇和丙醇可与水以任意比例混溶，但是混溶的结果还是有差别的。例如，4?11个碳原子的醇为油状液体，仅可以部分地溶于水;在同系列中，少于10个碳原子的相邻两个醇的沸点差为18?20°C，高于10个碳原子者，沸点差较小。本领域的技术人员一定知道，甲醇系结构最为简单的饱和一元醇，是无色有酒精气味易挥发的液体。人口服中毒最低剂量约100mg/kg体重，经口摄入0.3?I g/kg可致死。
[0003]环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2015年4月16日联合发布了《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015，其标准规定:石油炼制工业企业内的汽油储罐及发油过程油气排放控制按本标准规定执行，不再执行《储油库大气污染物排放标准》GB20950-2007，规定新建项目甲醇等的排放浓度为50mg/m3、非甲烷总烃为120mg/m3，而原有标准中，非甲烷总烃为25g/m3。
【申请人】认为，随着新标准的颁布和实施，有关化学品要求的排放量会更少，因而新标准相对于原有标准而言要求更严更高，新标准规定，醇类的排放为100mg/m3，老标准为25g/m3，二者相差有208倍。因此，必须采用新的回收治理工艺及装置。
[0004]
【申请人】通过研究发现:只有与水或吸收剂有良好互溶性的尾气才适合吸收工艺的处理，醇类中的低分子醇类如甲醇，采用冷凝+吸附+吸收工艺进行处理效果差，吸收工艺主要是对低分子醇有效果。现有的回收治理装置无法将冷凝、吸附、吸收三种工序很好地融合在一起，充分发挥其效益。
[0005]鉴于含有醇类混合物挥发产生的有害气体存在有向周围空间扩散的现象时有发生，加之现有的含有醇类混合物的油气产生的有害气体(如汽车尾气及其他含醇的有机气体)的回收处理装置在实际运用中效果并不理想的现状，
【申请人】认为，必须从根本上淘汰现有的不符合新标准要求的排放标准的醇类混合物产生的有害气体进行处理和回收的设备。而采用新的用于醇类混合物尾气处理的装置，才能从根本上实现和落实《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，针对上述现有技术存在的不足，进行改进，提出并研究一种醇类混合物尾气处理装置及其处理方法。
[0007]本发明的技术解决方案是:
醇类混合物尾气处理装置包括冷凝系统、吸收单元、吸附单元、暂存罐、真空栗、进水栗、出水栗、管道和引风机，其特征在于，冷凝系统包括冷凝装置、制冷装置和管道;吸收单元采用吸收塔，进水栗和出水栗与吸收塔分别配连;吸附单元采用开关阀和吸附塔，开关阀与吸附塔配连，吸附塔中设有活性炭碳床，活性炭碳床采用活性炭;冷凝装置分别与引风机、真空栗、制冷装置、吸收塔、暂存罐配连，冷凝装置设有气体输入通道、气体输出通道和冷凝液输出通道，冷凝装置采用冷凝组件，冷凝组件包括前置换热器、一级换热器和二级换热器，前置换热器与一级换热器和二级换热器配连，制冷装置包括有一级制冷机组和二级制冷机组，一级制冷机组配接一级换热器，二级制冷机组配接二级换热器;暂存罐配连回液栗，吸附单元分别配连真空栗、吸收塔和阻火透气帽，真空栗与吸收塔、暂存罐配连，吸收塔通过开关阀与阻火透气帽配连。
[0008]其特征在于，吸附塔的上端和下端均装有开关阀。
[0009]其特征在于，阻火透气帽装在吸附单元的上方。
[0010]其特征在于，吸附塔有二个，并排设置。
[0011]其特征在于，阻火透气帽与吸附单元的开关阀配连，阻火透气帽通过开关阀实现与吸附单元的吸附塔配连。
[0012]其特征在于，暂存罐的底部设有积液输出口，积液输出口配有管道，通过管道与回液栗配连。
[0013]其特征在于，冷凝装置的进气口与吸附单元的出气口通过带电动阀的管道相接通，吸收单元的吸收塔上装有液位计。
[0014]醇类混合物尾气的回收处理方法，包括:
第一步冷凝，将醇类混合物尾气增压后导入冷凝装置，醇类混合物尾气在冷凝装置内顺次经过3 °C的冷凝组件和零下40°C的冷凝组件进行冷凝，冷凝液存入暂存罐；
第二步吸收，冷凝步骤未液化的低温气体导入前置换热器升至初温，升温后的尾气被导入吸收单元进行吸收，吸收尾气后的吸收剂被导入到指定的储存或处理装置内；
第三步吸附，吸收步骤所产生的尾气导入吸附单元进行吸附，在这里，除甲烷以外的有机气体分子被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空气等其它无害气体无法被吸附，直接透过吸附单元内的活性炭床排入大气。
[0015]其特征在于，所述吸附单元内吸附饱和的活性炭床通过真空脱附再生工艺再生，真空脱附出的气体导入冷凝装置或吸收装置重复循环。
[0016]
【申请人】提出的本发明的技术解决方案充分考虑到如下情况:
1、冷凝、吸附、吸收三种工艺各有特色，既可单独使用，又可以组合使用，而组合使用是有条件。
2、只有与水或吸收剂有良好互溶性的尾气才适合冷凝、吸附、吸收三种工艺的组合使用。
[0017]3、冷凝+吸附+吸收的组合工艺中的第二部分吸附具有一定的选择性，有些物料不能直接吸附。
4、醇类混合物尾气采用冷凝+吸附+吸收的组合工艺，其工艺效果不能达到新国标的排放标准。
5、醇类混合物尾气中的低分子醇类如甲醇，采用冷凝+吸附+吸收的组合工艺，会产生很坏的结果，其排放浓度非常高，完全无法达到新国标毫克级的排放要求。
[0018]6、若将冷凝、吸附、吸收三种工艺按照冷凝+吸收+吸附工艺顺序进行组合，情况就大不相同了，冷凝+吸收+吸附的组合工艺的第三部分吸附则是为了达到新国标mg级排放的要求而设定的。
[0019]试验结果证明，本发明装置的基本结构满足冷凝+吸收+吸附的组合工艺的要求。
[0020]本发明装置适用于冷凝+吸收+吸附的组合工艺，本发明装置的基本结构包括了实现冷凝工艺的结构一一冷凝系统、实现吸收工艺的结构一一吸收单元以及实现吸附工艺的结构一一吸附单元。本发明装置采用冷凝系统是基于醇类混合物中大部分物质经过冷凝后能够变成液体的客观事实，所以在本发明装置中采用满足冷凝工艺的结构是首选。同时，冷凝后未能能够变成液体的剩余气体中的大部分为一元醇，一元醇也能与水任意比混溶。这是适用吸收工艺的基本条件，因而采用满足吸收工艺的结构也是必需的。而吸收过程中产生的尾气由吸附工艺进行处理，效果更好，所以增加满足吸附工艺的结构会使得本发明装置整体结构更为合理，性能更好。更重要的是，本发明装置的冷凝系统、吸收单元、吸附单元通过合理连接，其能够吏好地冷凝+吸收+吸附的组合工艺的效果。
[0021]本发明装置的工作情况是:将需要处理的废气通过与用户相连的收集/输送管道回收后送至本发明的气体(进)输入通道，经引风机增压，依次进入冷凝系统中冷凝装置的多级冷凝组件，各级冷凝组件的冷凝温度依次为3°C，-40°C，废气经分段连续冷却后，露点在-40°C以上的各成分被逐步冷凝析出，流入本发明的暂存罐。未能冷凝液化的低温气体，进入前级换热器，与初进入本发明的醇类气体换热后，温度提升至近初温，进入吸收单元继续处理。冷凝水定期从暂存罐排出，入用户排水管网。回收的液态化工品，经回液栗输送至指定的化工品回收罐，实现资源回收利用。冷凝系统的冷凝组件未冷凝的废气进入吸收单元采用的吸收塔，由进水栗向吸收塔提供吸收剂(水)，并在塔内充分吸收废气。由出水栗将充分吸收了废气的吸收剂(水)栗到指定的储存或处理装置内。吸收过程中产生的尾气再经过管道到达吸附单元。吸附单元是根据活性炭对不同物质的吸附选择性，通过活性炭炭床的吸附，使有机气体分子(甲烷除外)被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空气等其它无害气体则不被吸附，直接透过炭床而排出吸附单元，通过与吸附单元配连的阻火透气帽后进入大气。吸附饱和的活性炭炭床可以通过与吸附单元配连的真空栗抽真空的再生工艺，将吸附在活性炭里的有机气体分子脱附出来而重新恢复吸附能力。真空脱附出来的化工气体再进入吸收单元重复循环。两个采用了活性炭作为吸附材料的吸附罐交替使用，来完成吸附和再生的工艺过程，可以实现吸附单元的连续运行。
[0022]本发明的创新点是，普通常用的油气回收设备大多都只用了单一的冷凝法或吸收法工艺，或是单一的冷凝法和吸收法工艺两种的复合工艺，本发明则采用冷凝+吸收+吸附三种工艺复合的工况，而且能够很好地将冷凝、吸收和吸附三种工艺融合在起，从而能够实现更大的降低含醇类有毒物质的排放，达到新国标要求的排放标准。本发明既解决了冷凝吸附法中有些有机分子无法冷凝成液体，长期游离在系统中的问题，这些问题有可能导致活性炭饱和，从而使得活性炭没有吸附效果，又能解决吸附吸收，在本发明的工作过程中随活性炭温度的升高，进入吸附单元的尾气将会被更好的回收。
[0023]本发明的优点是，其装置设计新颖、结构合理、使用方便，有机结合了“冷凝+吸收+吸附”的处理方法，与现有用于尾气回收装置相比，其回收处理醇类混合物尾气的效果显著。
【附图说明】
[0024]图1、本发明的基本结构方框图。
[0025]图2、本发明的基本结构示意图。
[0026]图中，1、进水栗;2、出水栗;3、吸附塔;4、开关阀；5、阻火透气帽;6、吸附单元;7、真空栗;8、吸收单元;9、冷凝装置；10、引风机；11、前置换热器；12、制冷装置；13、一级制冷机组；14、二级制冷机组；15、一级换热器;16、二级换热器;17、回液栗；18、暂存罐。
【具体实施方式】
[0027]下面，根据附图，详细描述本发明的实施例。
[0028]如图1、图2所示，本发明的装置包括冷凝系统、吸收单元8、吸附单元6、暂存罐18、真空栗7、进水栗1、出水栗2、回液栗17、管道，冷凝系统包括冷凝装置9、制冷装置12和管道。吸收单元8采用吸收塔。吸附单元6采用开关阀4和吸附塔3。吸附塔3有二个，并排设置，为了区别，左边的吸附塔3称为A吸附塔，右边的吸附塔3称为B吸附塔。A吸附塔和B吸附塔中均设有活性炭炭床，活性炭炭床采用活性炭。冷凝装置9分别与制冷装置12、吸收塔和暂存罐18配连，冷凝装置9设有气体输入通道、气体输出通道和冷凝水输出通道，冷凝装置9设有的气体输入通道配接管道，冷凝装置9设有的气体输入通道通过所配接的管道与本发明外部要求接入的收集/输送管道相连。冷凝装置9采用冷凝组件和管道构成，冷凝组件包括前置换热器11、一级换热器15和二级换热器16。前置换热器11、一级换热器15和二级换热器16可以根据需要设定不同的温度。前置换热器11与一级换热器15和二级换热器16配连，一级换热器15和二级换热器16配连。本发明采用了阻火透气帽5和引风机10，引风机10配连冷凝装置9，引风机10与冷凝装置9设有的气体输入通道配连。本发明选用设定:TC冷凝温度的和设定-40°C冷凝温度的冷凝组件组合在一起，按照冷凝温度高低进行分级管理和操作，从而充分发挥其冷凝的作用。制冷装置12包括一级制冷机组13和二级制冷机组14，一级制冷机组13配接一级换热器15，二级制冷机组14分别配接二级换热器16，出水栗2和进水栗I与吸收塔分别配连，暂存罐18配连回液栗17，吸附单元6分别配连真空栗7和阻火透气帽5，真空栗7与吸收塔、暂存罐18和冷凝装置9配连，吸收塔通过开关阀4与阻火透气帽5配连;吸附单元6采用了六个开关阀4，每一个吸附塔3的上端和下端均装有开关阀4。阻火透气帽5与吸附单元6的开关阀4配连，阻火透气帽5通过开关阀4实现与吸附单元6的吸附塔3配连。
[0029]阻火透气帽5装在吸附单元6的上方。暂存罐18的底部设有积液输出口，积液输出口配有管道，通过管道与回液栗17配连。
【主权项】
1.一种醇类混合物尾气处理装置，包括冷凝系统、吸收单元(8)、吸附单元(6)、暂存罐(18)、真空栗(7)、进水栗(1)、出水栗(2)、管道和引风机(10)，其特征在于，冷凝系统包括冷凝装置(9)、制冷装置(12)和管道;吸收单元(8)采用吸收塔，进水栗(I)和出水栗(2)与吸收塔分别配连;吸附单元(6)采用开关阀(4)和吸附塔(3)，开关阀(4)与吸附塔(3)配连，吸附塔(3)中设有活性炭碳床，活性炭碳床采用活性炭;冷凝装置(9)分别与引风机(10)、真空栗(7)、制冷装置(12)、吸收塔、暂存罐(18)配连，冷凝装置(9)设有气体输入通道、气体输出通道和冷凝液输出通道，冷凝装置(9)采用冷凝组件，冷凝组件包括前置换热器(11)、一级换热器(15)和二级换热器(16)，前置换热器(11)与一级换热器(15)和二级换热器(16)配连，制冷装置(12)包括有一级制冷机组(13)和二级制冷机组(14)，一级制冷机组(13)配接一级换热器(15)，二级制冷机组(14)配接二级换热器(16);暂存罐(18)配连回液栗(17)，吸附单元(6)分别配连真空栗(7)、吸收塔和阻火透气帽(5)，真空栗(7)与吸收塔、暂存罐(18)配连，吸收塔通过开关阀(4)与阻火透气帽(5)配连。2.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，吸附塔(3)的上端和下端均装有开关阀(4)。3.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，阻火透气帽(5)装在吸附单元(6)的上方。4.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，吸附塔(3)有二个，并排设置。5.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，阻火透气帽(5)与吸附单元(6)的开关阀(4)配连，阻火透气帽(5)通过开关阀(4)实现与吸附单元(6)的吸附塔(3)配连。6.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，暂存罐(18)的底部设有积液输出口，积液输出口配有管道，通过管道与回液栗(17 )配连。7.根据权利要求1所述的一种醇类混合物尾气处理装置，其特征在于，冷凝装置(9)的进气口与吸附单元(6)的出气口通过带电动阀的管道相接通，吸收单元(8)的吸收塔上装有液位计。8.利用权利要求1至7任意一项处理装置对醇类混合物尾气的回收处理方法，包括: 第一步冷凝，将醇类混合物尾气增压后导入冷凝装置(9)，醇类混合物尾气在冷凝装置(9)内顺次经过3°C的冷凝组件和零下40°C的冷凝组件进行冷凝，冷凝液存入暂存罐(18); 第二步吸收，冷凝步骤未液化的低温气体导入前置换热器(11)升至初温，升温后的尾气被导入吸收单元(8)进行吸收，吸收尾气后的吸收剂被导入到指定的储存或处理装置内； 第三步吸附，吸收步骤所产生的尾气导入吸附单元(6)进行吸附，在这里，除甲烷以外的有机气体分子被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空气等其它无害气体无法被吸附，直接透过吸附单元(6)内的活性炭床排入大气。9.根据权利要求8所述的醇类混合物尾气的回收处理方法，其特征在于:所述吸附单元(6)内吸附饱和的活性炭床通过真空脱附再生工艺再生，真空脱附出的气体导入冷凝装置或吸收装置重复循环。
【文档编号】B01D53/04GK105833657SQ201610323471
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】雷斌, 向少白, 陈同山, 陆秋节
【申请人】湖北楚天蓝环保设备工程有限公司