专利名称：从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，具体涉及从印刷行业废气中净化回收有机溶剂的方法，可 用于气体净化、有机溶剂回收和废水处理的场合。
技术背景有机溶剂是印刷行业油墨中必不可少的组成之一，且种类繁多如甲苯、丙酮、异丙醇 等，它们的沸点低，在生产过程中，极易挥发到空气中，形成有机废气，不仅对作业人员 的身体健康造成危害，而且有机溶剂与空气混合易产生爆炸，危及到生产安全和生命财产。 因此，随着人们对环保的重视，以及资源价格不断上涨的趋势，净化空气、回收有机溶剂 己成为当务之急。目前，对有机溶剂的回收和处理， 一般有吸收法、冷凝法和吸附法等。吸收法实质是 将气态污染物转为液态污染物，后续分离困难，易产生二次污染且能耗高。冷凝法在有机 溶剂含量较高的情况下使用比较经济合理。在溶剂浓度比较稀，为几百到几千ppm (体积) 时通常采用活性炭吸附法，工业中一般采用多床并联进行连续的吸附和脱附再生。活性炭 再生有加热再生和真空脱附再生。加热再生包括蒸气加热、惰性气体加热和电加热。惰性 气体加热会导致较高的操作费用，而电加热耗能高，所以不予工业上使用。目前广泛采用 的蒸气加热，在油水分离器中进行分离处理后，水相中一般含有少量的有机溶剂，使水变 色、变味，不易直接排放。因此需要对水相进行进一步的处理，回收其中的溶剂，改变水 质，使达到排放标准。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种回收效率高、操作简单、耗能少、 生产安全、价格便宜的印刷行业有机溶剂回收装置，可在油水分离后处理含少量有机溶剂，。 本发明的另一目的在于提供利用上述装置的印刷行业有机溶剂回收方法。本发明的目的通过如下技术方案实现从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的装置，包括依次连接的过滤器、阻火器、风机 和冷却器以及吸附与脱附装置和水处理装置；吸附与脱附装置包括吸附器之一、吸附器之；水处理装置包括冷凝器之一、倾析器之一、贮槽之一、萃取塔、吸附 器之三、冷凝器之二、倾析器之二和贮槽之二；吸附器之一、吸附器之二和吸附器之三内 分别设有活性炭；吸附器之一和吸附器之二分别通过阀门和管道与冷却器连接，使印刷业 废气进入吸附器，吸附器之一和吸附器之二还通过阀门和管道与冷凝器之一连接，冷凝器 之一与倾析器之一连接，倾析器之一与贮槽之一相接，贮槽之一分别通过阀门和管道与吸 附器之三和萃取塔连接，萃取塔还分别与吸附器之三和倾析器之一连接；吸附器之三还通 过管道和阀门与冷凝器之二、倾析器之二连接，倾析器之二与贮槽之二相接；水蒸气发生 器分别与吸附器之一、吸附器之二和吸附器之三相接，分别为其提供水蒸气。 从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的方法，包括如下步骤(1) 吸附过程从印刷车间出来的有机废气在风机的作用下经过过滤器除去其中的粉 尘、颗粒杂质，经阻火器进入冷却器进行降温，使其温度在4(TC以下，冷却后的废气通入 其中吸附器之一进行吸附，当吸附质的出口浓度达到预定值时，预定值小于国家排放标准， 此吸附器停止吸附，废气转入吸附器之二进行吸附；(2) 脱附过程采用水蒸气脱附解吸，将水蒸气发生器产生的水蒸气直接通入到吸附 器之一，水蒸气与溶剂的质量比为3 5: 1，有机溶剂从活性炭中脱附解吸出来，随蒸气 流排出吸附器；(3) 分离过程脱附出来的蒸气混合物经冷凝器之一冷凝，冷凝后的混合液体在倾析 器之一进行油水分离，油相即有机溶剂回收到贮槽中，水相进行进一步的处理，对有机溶 剂含量较低的水相或直接采用吸附器之三吸附，或先进行萃取再由吸附器之三吸附；(4) 水处理过程当有机溶剂的含量低于5wt^，直接将水送入吸附器之三进行进一 歩的吸附处理，活性炭达到饱和后停止吸附，通水蒸气进行脱附再生，脱附出来的混合气 再经过冷凝器之二冷凝，倾析器之二进行油水分离；若有机溶剂含量高于5wt%，则先将 水相通入到萃取塔中，并在萃取塔中加入甲苯，甲苯与废水的体积比为1: 2 8，经搅拌 静止分层后，所得的油相直接回流到前述的回收溶剂中，水相则通入到吸附器之三进行吸 附，吸附饱和后的活性炭通水蒸气进行脱附再生，脱附出来的混合气再经过冷凝器之二冷 凝，倾析器之二进行油水分离；被处理后的水溶液作为冷却水循环使用或直接排放。所述的有机废气中包含甲苯、丙酮、异丙醇溶剂。 相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果由于从印刷行业排出的有机废气中甲苯含量通常较高，因此水相中溶剂浓度通常不会 超过10wt^，若对水相中的溶剂采用蒸馏法回收则得不偿失。本发明采用活性炭吸附器吸附水相中少量的溶剂，不仅改善了目前直接排放造成的环境污染，而且在低成本、低能耗 的条件下有效的回收了水相中有机溶剂。此工艺利用原吸附工艺的水蒸气对饱和的活性炭 进行脱附解吸，工艺简单，操作方便，设备占地面积小，回收效率高。通过对废水的处理， 可回收其中的少量有机物，补偿操作费用，同时由于活性炭除色脱臭的特性，还能使废水 脱色、脱臭，可直接排放。
图1是本发明从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，如下实施方式并不 是对本发明保护范围的限制。如图1所示，从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的装置包括吸附与脱附装置以及水 处理装置；吸附与脱附装置包括吸附器之一 5A、吸附器之二 5B和水蒸气发生器6;水处 理装置包括冷凝器之一7、倾析器之一8、贮槽之一9、萃取塔13、吸附器之三5C、冷凝 器之二IO、倾析器之二 11和贮槽之二 12。吸附器之一5A、吸附器之二5B和吸附器之三 5C内分别设有活性炭。该回收有机溶剂的装置还包括依次连接过滤器l、阻火器2、风机 3和冷却器4。吸附器之一 5A和吸附器之二 5B分别通过阀门一 VI 、阀门三V3和管道与 冷却器4连接，使印刷行业废气进入吸附器，吸附器之一5A和吸附器之二5B还通过阀门 二V2、阀门四V4和管道与冷凝器之一7连接，冷凝器之一7与倾析器之一8连接，倾析 器之一8与贮槽之一9相接，贮槽之一9分别通过阀门十一V11、阀门十V10及管道与吸 附器之三5 C和萃取塔13连接，萃取塔13还通过阀门九V9与吸附器之三5 C连接，并通 过管道与倾析器之一 8连接；吸附器之三5 C还通过阀门十四V14与冷凝器之二 10连接； 冷凝器之二 10与倾析器之二 11通过管道连接，倾析器之二 11与贮槽之二 12相接；水蒸 气发生器6分别通过阀门五V5、阀门七V7、阀门十二V12与吸附器之一5A、吸附器之 二 5B和吸附器之三5 C相接，分别为其提供水蒸气。阀门六V6、阀门八V8和阀门十三 V13分别安装在吸附器之一5A、吸附器之二5B和吸附器之三5 C的出口端，用于排放净 化后的气体或水。应用本发明从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂时，可假设吸附器之一 5A进行吸附， 吸附器之二5B进行脱附。其过程如下1、 打开阀门一 VI、阀门六V6、阀门七V7、阀门四V4，关闭阀门三V3、阀门八 V8、阀门五V5、阀门二V2，并打开风机3，将废气抽入到过滤器1中过滤，除去其中的6颗粒、粉尘等杂质，经安全装置阻火器2后通入到冷却器4中冷却，使其温度在4(TC以下， 得到的低温废气通入吸附器之一 5A中进行吸附，同时水蒸气通入吸附器之二 5B中脱附解 吸有机溶剂，再生活性炭，当吸附器之一 5A达到饱和时，上述有关阀门进行切换，即阀 门一V1、阀门六V6、阀门七V7、阀门四V4关闭，阀门三V3、阀门八V8、阀门五V5、 阀门二V2打开，废气通入到吸附器之二5B中进行吸附，水蒸气通入到吸附器之一 5A中 进行脱附解吸，再生活性炭，完成一次吸附、再生阶段的循环。2、解吸出来的有机溶剂蒸气与水蒸气在冷凝器之一 7中冷凝，水蒸气与溶剂的质量 比为3 5: 1，得到的冷凝液被送到倾析器之一 8中进行油水分离，上层为油层，下层为 水层，因有机废气中甲苯含量较高，因此水相中溶剂含量较少，不超过10wt^，因此采用 活性炭吸附法进行回收。3 、水相分离出来存储在贮槽之一9中，废气中有机溶剂的比例不同，则水相中有机 溶剂的含量不同，可选用不用的处理工艺。当水中溶剂含量少，低于5wtX时，直接通入 吸附器之三5C吸附。阀门i"^一Vll、阀门十三V13打开，关闭阀门九V9、阀门十VIO、 阀门十二V12、阔门十四V14，水相通入到吸附器之三5C进行吸附，吸附饱和后，关闭阀 门i^一Vll、阀门十三V13，打开阔门十二V12、阀门十四V14，通水蒸气进行脱附解吸， 排除的混合气再通过冷凝器之二 IO冷凝，冷凝液经倾析器之二 11进行油水分离，分离的 油层回到贮槽之二 12。若水中甲苯含量大于或等于5wt%，则先采用甲苯萃取而后活性炭 吸附的工艺，甲苯与废水的体积比为l: 2 8;打开阀门十VIO，关闭阀门九V9、阀门十 一￥11、阀门十二V12、阀门十三V13、阀门十四V14，先用甲苯对水相中的有机溶剂在 萃取塔13中进行萃取，搅拌分层后，打开阀门九V9、阀门十三V13，使萃取后的水相进 入吸附器之三5C中进行吸附，回收其中的有机溶剂，油相则通入到倾析器之一8中进行回 收；吸附器近于饱和后，关闭阀门九V9、阀门十三V13，打开阀门十二12、阀门十四14， 通水蒸气进行脱附解吸，解吸后的混合蒸气通过冷凝器之二 IO冷凝，倾析器之二ll进行 油水分离，分离后的油相回收到贮槽之二12，水相可直接排放。实施例1净化回收印刷厂排放的有机废气，废气成份主要为甲苯、丙酮、异丙醇，三者之间的 质量比为5: 2: 1，厂房的排气量为10000m3/h，有机废气的浓度为1000ppm，从印刷车间 出来的有机废气在风机的作用下经过过滤器除去其中的粉尘、颗粒杂质，经阻火器进入冷 却器进行降温，温度达到35'C，冷却后的废气通入吸附器之一进行吸附，当吸附质的出口 浓度达到30ppm时，此吸附器停止吸附，废气转入吸附器之二进行吸附；吸附近于饱和吸附器采用水蒸气加热脱附解吸，水蒸气与溶剂的质量比为3: 1，脱附出来的混合蒸气经 冷凝器之一冷凝，冷凝后的混合液体在倾析器之一进行油水分离，分离后水相中甲苯含量 为3.5wt%，直接采用吸附器之三吸附，吸附近于饱和的吸附器重复上述的脱附、冷凝以及油水分离步骤，经处理后，废水达到排放标准直接排放，溶剂的回收率为97%。 实施例2净化回收印刷厂排放的有机废气，废气成份主要为甲苯、丙酮、异丙醇，三者之间的 质量比为6: 3: 2，厂房的排气量为10000m3/h，有机废气的浓度为1000ppm，从印刷车间 出来的有机废气在风机的作用下经过过滤器除去其中的粉尘、颗粒杂质，经阻火器进入冷 却器进行降温，温度达到3(TC，冷却后的废气通入吸附器之一进行吸附，当吸附质的出口 浓度达到32ppm时，此吸附器停止吸附，废气转入吸附器之二进行吸附；吸附近于饱和吸 附器采用水蒸气加热脱附解吸，水蒸气与溶剂的质量比为5: 1,脱附出来的混合蒸气经 冷凝器之一冷凝，冷凝后的混合液体在倾析器之一进行油水分离，分离后水相中甲苯含量 为2.3wt%，直接采用吸附器之三吸附，吸附近于饱和的吸附器重复上述的脱附、冷凝以 及油水分离步骤，经处理后，废水达到排放标准直接排放，溶剂的回收率为98%。 实施例3净化回收印刷厂排放的有机废气，废气成份主要为甲苯、丙酮、异丙醇，三者之间的 质量比为5: 2: 1，厂房的排气量为10000m3/h,有机废气的浓度为1000ppm，从印刷车间 出来的有机废气在风机的作用下经过过滤器除去其中的粉尘、颗粒杂质，经阻火器进入冷 却器进行降温，温度达到38'C，冷却后的废气通入吸附器之一进行吸附，当吸附质的出口 浓度达到28ppm时，此吸附器停止吸附，废气转入吸附器之二进行吸附；吸附近于饱和吸 附器采用水蒸气加热脱附解吸，水蒸气与溶剂的质量比为4: 1，脱附出来的混合蒸气经 冷凝器之一冷凝，冷凝后的混合液体在倾析器之一进行油水分离，分离后水相中甲苯含量 为2.9wt%，直接采用吸附器之三吸附，吸附近于饱和的吸附器重复上述的脱附、冷凝以 及油水分离歩骤，经处理后，废水达到排放标准直接排放，溶剂的回收率为97%。
权利要求
1、从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的装置，其特征在于该装置包括依次连接的过滤器、阻火器、风机和冷却器以及吸附与脱附装置和水处理装置；吸附与脱附装置包括吸附器之一、吸附器之二和水蒸气发生器；水处理装置包括冷凝器之一、倾析器之一、贮槽之一、萃取塔、吸附器之三、冷凝器之二、倾析器之二和贮槽之二；吸附器之一、吸附器之二和吸附器之三内分别设有活性炭；吸附器之一和吸附器之二分别通过阀门和管道与冷却器连接，使印刷业废气进入吸附器，吸附器之一和吸附器之二还通过阀门和管道与冷凝器之一连接，冷凝器之一与倾析器之一连接，倾析器之一与贮槽之一相接，贮槽之一分别通过阀门和管道与吸附器之三和萃取塔连接，萃取塔还分别与吸附器之三和倾析器之一连接；吸附器之三还通过管道和阀门与冷凝器之二、倾析器之二连接，倾析器之二与贮槽之二相接；水蒸气发生器分别与吸附器之一、吸附器之二和吸附器之三相接，分别为其提供水蒸气。
2、 采用权利要求1所述的从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的装置实现的从印刷行 业废气中吸附回收有机溶剂的方法，其特征在于，包括如下步骤(1) 吸附过程从印刷车间出来的有机废气在风机的作用下经过过滤器除去其中的粉 尘、颗粒杂质，经阻火器进入冷却器进行降温，使其温度在4(TC以下，冷却后的废气通入 其中吸附器之一进行吸附，当吸附质的出口浓度达到预定值时，预定值小于国家排放标准， 此吸附器停止吸附，废气转入吸附器之二进行吸附；(2) 脱附过程采用水蒸气脱附解吸，将水蒸气发生器产生的水蒸气直接通入到吸附 器之一，水蒸气与溶剂的质量比为3 5: 1，有机溶剂从活性炭中脱附解吸出来，随蒸气 流排出吸附器；(3) 分离过程脱附出来的蒸气混合物经冷凝器之一冷凝，冷凝后的混合液体在倾析 器之一进行油水分离，油相即有机溶剂回收到贮槽中，水相进行进一步的处理，对有机溶 剂含量较低的水相或直接采用吸附器之三吸附，或先进行萃取再由吸附器之三吸附；(4) 水处理过程当有机溶剂的含量低于5wt。/。，直接将水送入吸附器之三进行进一 步的吸附处理，活性炭达到饱和后停止吸附，通水蒸气进行脱附再生，脱附出来的混合气 再经过冷凝器之二冷凝，倾析器之二进行油水分离；若有机溶剂含量高于5wt%，则先将水相通入到萃取塔中，并在萃取塔中加入甲苯，甲苯与废水的体积比为1: 2 8，经搅拌静止分层后，所得的油相直接回流到前述的回收溶剂中，水相则通入到吸附器之三进行吸附，吸附饱和后的活性炭通水蒸气进行脱附再生，脱附出来的混合气再经过冷凝器之二冷 凝，倾析器之二进行油水分离；被处理后的水溶液作为冷却水循环使用或直接排放。
3、根据权利要求2所述的从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的方法，其特征在于所 述的有机废气中包含甲苯、丙酮、异丙醇溶剂。
全文摘要
本发明涉及从印刷行业废气中吸附回收有机溶剂的方法及装置，该装置的吸附器之一和吸附器之二分别通过阀门和管道与冷却器连接，使印刷业废气进入吸附器，吸附器之一和吸附器之二还通过阀门和管道与冷凝器之一连接，冷凝器之一与倾析器之一连接，倾析器之一与贮槽之一相接，贮槽之一分别通过阀门和管道与吸附器之三和萃取塔连接，萃取塔还分别与吸附器之三和倾析器之一连接。该方法包括吸附过程、脱附过程、分离过程和水处理过程，含甲苯、丙酮、异丙醇的有机废气通过活性炭吸附器吸附，当活性炭吸附饱和后，辅以水蒸气进行脱附解吸，解吸出来的混合液在倾析器中进行油水分离。本发明具有工艺简单、操作方便、价格低廉、净化回收效率高等优点。
文档编号B01D53/04GK101259357SQ200710032540
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者张会平 申请人:华南理工大学