一种含醇等气体的去除装置及方法
【专利摘要】一种含醇等气体的去除装置及方法，特别涉及从气流中去除醇、醛和酮等气体，其特征是在于所述装置由冷凝器、除湿塔、浓硫酸吸收塔、溶液吸收塔和风机依次组成，其处理方法是把所述的气体经过除湿后导入浓硫酸吸收塔，在吸收器内所述的气体与浓硫酸发生化学反应而被吸收，从而从气流中得到除去，反应后的吸收液可以进一步处理后回收副产物，具有去除效率高、运行费用低，操作简单，适合推广使用。
【专利说明】
一种含醇等气体的去除装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含醇等气体的去除装置及方法，属于大气污染控制和环境保护技 术领域。
【背景技术】
[0002] 醇、醛和酮等有机化合物作为挥发性和恶臭性气体，产生于化学、制药和涂装等各 种生产过程。这些污染物不仅对人体有害，大量排放还对局部区域环境产生了严重的影响。 但是由于这些气体或具有化学结构较稳定，不易降解的特点，给净化处理带来很大的困难。
[0003] -般地，处理上述污染物的主要方法有溶液吸收法、燃烧法和吸附法等。但是由于 这些有害气体种类多，且浓度和气量等参数等各不相同，因此，在应用过程都有各自的局限 性。采用水溶液吸收法是去除这些有害气体的主要方法之一，投资和运行费用低，但此方法 的主要问题是吸收容量有限，吸收后的溶液如不进一步处理，又会挥发出来形成二次污染。 燃烧法对运行条件要求较高，一般要求在600°C以上运行，投资和运行费用费高。吸附法对 低浓度的污染物脱除效率较高，但吸附剂再生和后续处理系统复杂。因此，针对不同的有害 气体寻找去除效率高、运行可靠和操作简单的处理技术，是相关工业过程急需解决的问题。
[0004] 本发明设计和提供了一种含醇等气体的去除装置及方法，用于从气流中除去醇、 醛和酮等气体。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种含醇等气体的去除装置及方法，且设备投 资成本低，处理效率高，操作运行费用低廉。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种含醇等气体的去除装置，其 特征是由冷凝器、除湿塔、浓硫酸吸收塔、溶液吸收塔和风机依次组成，所述的冷凝器的气 体进口接需处理的含醇等气体的气流，所述的冷凝器的气体出口与所述的除湿塔的气体进 口连通，所述的除湿塔的气体出口与所述的浓硫酸吸收塔的气体进口连通，所述的浓硫酸 吸收塔的气体出口与所述溶液吸收塔的气体进口连通，所述溶液吸收塔的气体出口与风机 的气体进口连通。所述的冷凝器有冷却介质进、出口和脱除水排出口，除湿塔有固体除湿剂 加入口和排出口，浓硫酸吸收塔有浓硫酸加入口和排液口，溶液吸收塔有水溶液加入口和 排出口。
[0007] 根据上述的一种含醇等气体的去除装置，其处理方法是把所述的含醇、醛和酮等 气体的气流经冷凝器和/或除湿塔除湿后导入浓硫酸吸收塔，在浓硫酸吸收器内所述气体 与浓硫酸发生化学反应而被吸收，从气流中得到除去，反应后的吸收液可以经进一步处理 后回收副广物。
[0008] 本发明所述的浓硫酸吸收塔可采用通用的气液传质设备如鼓泡塔、填料塔和板式 塔等，具体可参看相关化工设备手册。以鼓泡塔为例说明，结构一般为圆筒形，材料为耐酸 材料，可采用陶瓷和玻璃钢等。待处理气体从鼓泡塔底部导入，通过气体分布器，经气液反 应区与浓硫酸发生吸收反应后，由上部排出。浓硫酸在鼓泡塔内的静态液面高度一般为2cm 以上，优选10_30cm。气液接触时间一般为0.2s以上，优选0.5-30秒，具体可视所述气体种类 和去除率等参数设定，接触时间长，去除率高。当所述气体在气流中的浓度为几十到几千毫 克/立方气体，最高去除率可达95%以上。所述的浓硫酸吸收塔内浓硫酸的浓度一般为60% 及以上，优选80-98%，浓度越高，吸收效果越好，采用硫酸浓度为60%时，所述气体去除率 约为硫酸浓度为80 %的70 %左右，硫酸与所述气体的化学反应计量摩尔比可按1:1计算，反 应温度一般为常温，适当加热有利于吸收反应。
[0009] 本发明所述的浓硫酸吸收塔前还设有冷凝器和除湿塔，用于除去气流中含有的水 分，使气流以较小的含湿量进入浓硫酸吸收塔，以提高浓硫酸与所述气体的反应效果和延 长吸收时间，二者可以同时使用，也可选择使用，水汽含量越小对气体的吸收效果越好，气 流中水汽含量一般在20g/m 3以下为佳。
[0010] 冷凝器一般采用介质冷凝脱水方法，介质冷凝脱水可采用直接或间接冷却方式， 也可采用制冷装置冷却，气流温度越低，空气中的水分去除量越大，一般把含所述气体的气 流冷却到20°C以下时，空气中的含湿量在20g/m 3以下，气流相对湿度等具体参数可根据有 关空气参数计算，有关冷凝器的设计具体可参看相关化工设备手册。除湿塔设置在冷凝器 后作为进一步除湿选用，一般采用硅胶、分子筛、沸石和氧化铝等固体颗粒除湿剂吸附除去 气流中的水分，效果相当，除湿塔为通用吸附塔，可采用流化床、移动床或固定床吸附等形 式，除湿剂饱和后可通过变压或加热再生，加热再生时，常压下加热温度为100 °C以上。气流 中含水量少时，可以不用冷凝器和除湿塔，也可两者选其一。如含有所述气体的气体温度在 20°C以下时，或气流中的含湿量在20g/m 3以下时，可以不用冷凝器和除湿塔。如冷凝器把含 所述气体的气流冷却到5°C以下时，可以不用除湿塔。浓硫酸吸收器后还设置有水或碱液吸 收装置以除去气流中带出硫酸雾或其他生成的可溶性气体产物，可视具体情况选用。
[0011] 本发明所述的含醇等气体为各种醇、醛和酮类有机化合物，一般低级化合物与浓 硫酸反应较快，高级化合物反应时间长些。
[0012] 本发明所述的浓硫酸吸收醇后的产物为相关的酯类物质，吸收醛和酮后的产物主 要为相关的羧酸。反应后的吸收液经进一步处理后可回收副产物，通常可采用稀释和加热 再生回收，如对吸收乙醇后的浓硫酸吸收液的硫酸浓度稀释到约30%以下，乙醇与浓硫酸 反应后生成的酯可重新转化为乙醇，再可通过蒸馏加以回收。
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明采用气流中醇、醛和酮等气体与浓硫 酸发生化学反应而被吸收的原理，从气流中得到除去，进一步通过对气流除湿以提高浓硫 酸对所述气体的吸收效率，对反应吸收后的吸收液进行稀释和加热后可以回收副产物，具 有去除效率高、运行费用低，操作简单，适合推广使用。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例所用一种含醇等气体的去除装置示意图，其中：101冷凝器；1 冷凝器气体进口； 2冷凝器气体出口； 17冷凝器脱除水排出口； 18冷却介质进口； 19冷却介质 出口； 102除湿塔;3除湿塔气体进口； 4除湿塔除湿剂加入口； 5除湿塔气体出口； 16除湿塔除 湿剂排出口； 103浓硫酸吸收塔;6浓硫酸吸收塔气体进口； 7浓硫酸加入口； 15浓硫酸吸收液 排出口； 8浓硫酸吸收塔气体出口； 104溶液吸收塔;9溶液吸收塔气体进口； 10溶液吸收塔水 溶液加入口； 11溶液吸收塔气体出口； 14溶液吸收塔吸收液排出口； 105风机;12风机气体进 口； 13风机气体出口。所述的冷凝器气体出口（2)与所述的除湿塔气体进口（3)连通，所述的 除湿塔气体出口（5)与浓硫酸吸收塔气体进口（6)连通，所述的浓硫酸吸收塔气体出口（8) 与溶液吸收塔气体进口（9)连通，所述的溶液吸收塔气体出口（11)与风机气体进口（12)连 通。
[0015] 图2为本发明所述的鼓泡塔的结构示意图，其中：1气体进口；2气体分布器;3吸收 塔塔体;4除雾器;5气体出口； 6浓硫酸加入口； 7浓硫酸吸收液排出口。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017] 实施例1:本发明所述的一种含醇等气体的去除装置如图1所示，采用图2所示的鼓 泡塔作为浓硫酸吸收塔。采用图2所示的鼓泡塔作为浓硫酸吸收塔时，图1所述的浓硫酸吸 收塔气体进口（6)、浓硫酸加入口（7)、浓硫酸吸收液排出口（15)和浓硫酸吸收塔气体出口 (8)分别与图2所示的气体进口（1)、浓硫酸加入口（6)、浓硫酸吸收液排出口（7)和气体出口 (8)相同。
[0018] 处理工艺流程如下：先把所需的浓硫酸通过浓硫酸吸收塔浓硫酸加入口（7)(图1) 加入到浓硫酸吸收塔（103)中；除湿塔（102)中加入分子筛颗粒除湿剂;然后把被处理的含 醇等气体的气流通过冷凝器气体进口（1)导入所述的处理装置，经过冷凝器、除湿塔、浓硫 酸吸收塔和溶液吸收塔后，经风机气体出口（ 12)排出。
[0019] 本实施例采用约5°C的冷却水为介质的列管式冷凝器来脱除气流中的水分，冷凝 器换热面积约为0.5m2,气体经过冷凝器后的气体出口的温度约为15°C。除湿塔和溶液吸收 塔的尺寸均为Φ 60mm X 1000mm，为聚丙烯材质，其中除湿塔采用直径约为Φ 3mm的分子筛颗 粒填充床，填充高度约为500mm;浓硫酸鼓泡吸收塔采用陶瓷反应器，尺寸为Φ 200mm X 600mm，含所述气体的气流从陶瓷反应器下部经气体分布器导入，所述的气体分布器为多孔 板，孔径约为Φ 2mm，共30个均布，加入的浓硫酸在气体分布器上方高约150mm，除雾器为玻 璃纤维材质丝网；溶液吸收塔为清水顶部喷淋，喷淋量约〇. lm3/h。
[0020] 其他操作控制参数如下：
[0021] 气体流量约1.5m3/h，浓硫酸初始浓度90 %，被处理气体温度约25 °C，含所述气体 的气流为空气，相对湿度约80%，处理约30分钟后检测气体。分析方法:气相色谱仪。
[0022]实验结果如表1所示。
[0023]表1相关气体去除效果
[0024]
[0025] 注:进口浓度为冷凝器进口气流中气体浓度。
[0026]实施例2:气体吸入量约3m3/h，浓硫酸初始浓度70%。其他条件同实施例1。
[0027]实验结果如表2所示。
[0028]表2相关气体去除效果
[0029]
[0030] 注:进口浓度为冷凝器进口气流中气体浓度。
[0031] 实施例3:取实施例1所述的吸收乙醇后的浓硫酸吸收液约100ml放入蒸馏烧瓶中， 然后把硫酸浓度稀释到约20%左右，把吸收液加热到约80°C蒸馏1小时，通过冷凝回收乙 醇。
[0032]应该说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，本发明的保护范围不 限于此。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，对各实施例所记载的 技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行任何等同替换、修改、变化和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种含醇等气体的去除装置，其特征在于所述的装置由冷凝器、除湿塔、浓硫酸吸收 塔、溶液吸收塔和风机依次组成，所述冷凝器的气体进口接被处理气体的气流，所述冷凝器 的气体出口与所述除湿塔的气体进口连通，所述浓硫酸吸收塔的气体进口与所述除湿塔的 气体出口连通，所述浓硫酸吸收塔的气体出口与所述溶液吸收塔的气体进口连通，所述溶 液吸收塔的气体出口与风机的气体进口连通，所述的冷凝器有冷却介质进、出口和脱除水 排出口，除湿塔有固体除湿剂加入口和排出口，浓硫酸吸收塔有浓硫酸加入口和排液口，溶 液吸收塔有水溶液加入口和排出口。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的浓硫酸吸收塔采用通用的气液传质 设备，包括鼓泡塔、填料塔或板式塔，所述的浓硫酸的浓度为60% (含）以上。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的除湿塔为通用吸附塔，包括流化床、 移动床或固定床吸附塔，除湿剂采用硅胶、分子筛、沸石或氧化铝固体颗粒。4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在所述的冷凝器的冷却方式包括冷却介质直接 或间接冷却。5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于其处理方法是把含所述气体的气流经除湿 后导入浓硫酸吸收塔，在吸收器内所述气体与浓硫酸发生化学反应而被吸收，从气流中得 到去除。6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于气流中含水量少时，可以不用冷凝器和除湿 塔，也可两者选其一。7. 根据权利要求1或5所述的装置或处理方法，其特征在于含所述气体的气流温度在20 °C以下，或气流中的含湿量在20g/m 3以下时，可以不用冷凝器和除湿塔。8. 根据权利要求1或5所述的装置或处理方法，其特征在于所述的含醇等气体包括醇、 醛和酮类有机化合物的一种或一种以上。9. 根据权利要求1或5所述的装置或处理方法，其特征在于所述的鼓泡塔内浓硫酸与气 流的接触时间为〇.2s以上。10. 根据权利要求1或5所述的装置或处理方法，其特征在于所述的气体与浓硫酸发生 化学吸收反应后的吸收液经稀释和加热处理后回收产物。
【文档编号】B01D53/78GK105944525SQ201610457485
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】黄立维
【申请人】黄立维