一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统的制作方法

本实用新型是一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统，具体涉及粘胶纤维生产过程中对废气中二硫化碳和硫化氢的富集装置，属于粘胶化纤生产技术领域。

背景技术：

在粘胶纤维生产过程中，由于生产工序多，生产周期长以及从黄化工序到纺丝工序大量的使用化工原料，因此，不可避免的会产生一些有毒有害的工业废气，其主要成分为来自黄化、纺丝及酸站的CS₂和H₂S气体。

目前，处理粘胶纤维生产废气的方法主要有以下三种：

一，碱洗喷淋：用碱液（NaOH）对废气进行喷淋吸收，生成Na₂S，再制片外销，此方法对H₂S处理效果明显，但对其中CS₂的处理效果较差；

二，活性炭吸附：用碳吸附工艺对大量尾气进行处理，解吸回收CS₂，例如专利文献CN103721524A（一种粘胶纤维生产废气中的回收处理方法，2014.04.16）记载的，通过富集增浓过程在填装有吸附剂的浓缩-反应罐中对两种气体进行吸收捕集，解吸再生过程再选用惰性气体对CS₂和H₂S进行分步脱附，存在运行中操作、调整较为繁杂，循环利用程度小，运行费用高等缺陷；

三，冷凝：含CS₂浓度较高的废气经过热交换器（冷凝器），用低温水直接或间接将废气温度降至CS₂沸点以下，以回收液态CS₂，例如专利文献CN1016599B（二硫化碳生产过程中反应生成物的分离处理方法，1990.06.13）记载的，在压力为1.5-10公斤/平方厘米和温度为-10-+20℃条件下，一次使二硫化碳全部液化而完成与硫化氢的分离过程。但经实践证明，该方法在用于粘胶短纤维纺丝工序丝束固化、分解时释放的小气量、高温度、高浓度CS₂的回收时，CS₂的效率最为明显。

基于上述情况可知，现有粘胶纤维生产废气的处理方法还存在处理效果不理想、生产成本高等问题，特别是冷凝回收CS₂的方法中，要求高浓度CS₂的回收时其效率最为明显，基于此，为提高粘胶行业废气的处理效率，本实用新型提出了一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统，采用碱液喷淋塔中碱液和反应罐中酸性废水的配合使用，使来自粘胶生产废气中的二硫化碳和硫化氢得以富集，然后通过脱气塔获得高浓度二硫化碳和硫化氢废气，用于后续分离方法中，能提高二硫化碳的回收率，有利于粘胶纤维废气的处理，降低环保压力。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统，包括依次连接废气总管的碱液喷淋塔、反应罐和脱气塔，反应罐入口连接碱液喷淋塔储槽和酸性废水储罐，反应罐出口连接脱气塔。

本实用新型中，汇集的粘胶纤维废气通过废气总管送入碱液喷淋塔，喷淋塔使用半纤含量3~20%的碱液在碱液喷淋塔中喷淋，得到含硫氢化钠、硫化钠及半纤维素磺酸钠的溶液，送入碱液喷淋塔储槽，该溶液通过泵从碱液喷淋塔储槽送至反应罐，与来自酸性废水储罐的酸性废水反应，反应后的混合溶液进入脱气塔中脱气，得到高浓度的二硫化碳和硫化氢废气，其中，二硫化碳浓度含量≥25%、硫化氢浓度含量≥23%。

进一步的，本实用新型在脱气塔出口连接有冷却除水装置，冷却除水装置包括依次与脱气塔出口相连的分液器和填料冷却塔，分液器和填料冷却塔顶部均设有丝网除沫器。

本实用新型中，填料冷却塔使用0～5℃的洗涤液循环洗涤冷却，可将废气冷却至0～10℃后，再经塔顶的丝网除沫器送出，废气中部分二硫化碳被冷凝下来，因此，在所述填料冷却塔设有收集冷凝液的二硫化碳收集槽。

为进一步提高本工艺系统对二硫化碳和硫化氢的回收率，本实用新型还包括连接酸液储罐的酸液脱气塔，酸液脱气塔出口连接分液器，酸液储罐内贮存有来自酸浴的酸液，将这部分酸液收集至酸液储罐，在-20kPa～-90 kPa压力下经酸液脱气塔分离出含有二硫化碳和硫化氢的废气，送至分液器，与增浓后的粘胶纤维废气一并进行冷却除水处理。

所述碱液喷淋塔为两级均使用相同吸收液的喷淋装置，吸收液可使用浓度为70-150g/l的氢氧化钠和浓度为30-110g/l的碱纤维素组成的吸收液。

所述反应罐为压力满足-50kpa～-90kpa的真空反应装置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型可用于粘胶工业多站点废气和酸液中二硫化碳和硫化氢的富集，通过后续分离步骤，提高二硫化碳和硫化氢的回收率，回收的二硫化碳可返回粘胶工业生产，硫化氢能制备硫酸或硫磺产品，有利于生产成本的控制。

（2）本实用新型采用吸收液喷淋、酸性水处理相结合的方式，对来自纺丝、酸浴散排等废气进行处理，可产生高浓度的含二硫化碳和硫化氢的富集废气，为下一步回收循环利用垫定了基础。

（3）本实用新型在碱液喷淋塔中利用吸收液对废气中的二硫化碳和硫化氢同时进行吸收，吸收后的尾气达标直接排放，吸收过程无环保压力，利于环境保护。

（4）本实用新型涉及碱液喷淋塔所使用的吸收液可采用包含有浓度为70-150g/l的氢氧化钠和浓度为30-110g/l的碱纤维素，具有制备简单、低廉的特点，碱纤维素主要来自于制胶过程中浸渍工序的废碱，对于粘胶生产而言也是一种废物利用，降低企业环保压力。

（5）本实用新型涉及的酸性废水储罐用于收集含硫酸废水，该含硫酸废水正是生产中产生的含酸废水，如塑化槽与给纤槽排放含的硫酸废水，属于粘胶生产废物利用。

（6）本实用新型中，酸性废水储罐内的含硫酸废水通过真空吸入反应罐，碱液喷淋塔储槽内的混合溶液通过泵送至反应罐，反应在真空环境中进行，杜绝空气进入，一方面，能保证反应进程的安全，另一方面，将真空度控制在-50kpa～-90kpa范围内，有利于连续稳定的获得富集废气，进一步提高二硫化碳和硫化氢的浓度。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程图（一）。

图2为本实用新型的工艺流程图（二）。

其中，1—废气总管，2—碱液喷淋塔，3—反应罐，4—脱气塔，5—碱液喷淋塔储槽，6—酸性废水储罐，7—分液器，8—填料冷却塔，9—二硫化碳收集槽，10—酸液储罐，11—酸液脱气塔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例涉及一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统，如图1结构所示，包括依次连接废气总管1的碱液喷淋塔2、反应罐3、脱气塔4和冷却除水装置，其中，反应罐3入口连接碱液喷淋塔储槽5和酸性废水储罐6，反应罐3出口连接脱气塔4，冷却除水装置包括依次与脱气塔4出口相连的分液器7和填料冷却塔8，分液器7和填料冷却塔8顶部均设有丝网除沫器。

本实施例涉及的工艺流程如下：

（1）收集粘胶纤维废气，如纺练碱喷淋废气（含地沟废气），纺练塑化槽进出口、给纤槽等废气，玻璃纸废气，酸站散排气等等，通过废气总管1送入碱液喷淋塔2，使用浓度为120g/l的氢氧化钠和浓度为100g/l的碱纤维素组成的吸收液对该废气进行两级喷淋，碱液喷淋塔2采用湍流塔，喷淋得到含硫氢化钠、硫化钠及半纤维素磺酸钠的溶液，送入碱液喷淋塔储槽5。

（2）通过泵从碱液喷淋塔储槽5将溶液送至反应罐3，流量控制在8m³/h，反应罐3采用真空反应装置，真空度控制在-80kpa，酸性废水储罐6内收集的pH值2、浓度10g/l的含硫酸废水由真空吸入反应罐3，与来自碱液喷淋塔储槽5的溶液反应，反应后的混合溶液进入脱气塔4中脱气，得到高浓度的二硫化碳和硫化氢废气，其中，二硫化碳浓度含量26%、硫化氢浓度含量≥24%。

（3）将上述高浓度废气送入分液器7，分液器7顶部设丝网除沫器；由分液器7出来的废气送入填料冷却塔8，填料冷却塔8使用2℃的洗涤液循环洗涤冷却，将废气冷却至4℃后，经塔顶的丝网除沫器送出，所得废气中二硫化碳浓度含量25%、硫化氢浓度含量23%、水分含量0.5%，冷凝液送入二硫化碳收集槽9。

将上述浓度含量的废气，使用冷凝法（加压至0.25～1.6MPa，冷凝温度控制在-15～0℃）分别对其回收液态二氧化硫，二氧化硫的回收率可达到80～95%。

实施例2：

本实施例涉及一种富集粘胶纤维废气中二硫化碳和硫化氢的工艺系统，如图2结构所示，除包括依次连接废气总管1的碱液喷淋塔2、反应罐3、脱气塔4和冷却除水装置外，还包括连接酸液储罐10的酸液脱气塔11。其中，反应罐3入口连接碱液喷淋塔储槽5和酸性废水储罐6，反应罐3出口连接脱气塔4，冷却除水装置包括依次相连的分液器7和填料冷却塔8，分液器7和填料冷却塔8顶部均设有丝网除沫器，脱气塔4出口和酸液脱气塔11出口均连接分液器7

本实施例涉及的工艺流程如下：

（1）收集粘胶纤维废气，如纺练碱喷淋废气（含地沟废气），纺练塑化槽进出口、给纤槽等废气，玻璃纸废气，酸站散排气等等，通过废气总管1送入碱液喷淋塔2，使用浓度为135g/l的氢氧化钠和浓度为98g/l的碱纤维素组成的吸收液对该废气进行两级喷淋，碱液喷淋塔2采用湍流塔，喷淋得到含硫氢化钠、硫化钠及半纤维素磺酸钠的溶液，送入碱液喷淋塔储槽5。

（2）通过泵从碱液喷淋塔储槽5将溶液送至反应罐3，流量控制在8m³/h，反应罐3采用真空反应装置，真空度控制在-70kpa，酸性废水储罐6内收集的pH值1.5、浓度20g/l的含硫酸废水由真空吸入反应罐3，与来自碱液喷淋塔储槽5的溶液反应，反应后的混合溶液进入脱气塔4中脱气，得到高浓度的二硫化碳和硫化氢废气，其中，二硫化碳浓度含量26.5%、硫化氢浓度含量≥28%。

（3）将酸浴产生的酸液送至酸液储罐10，在-90 kPa压力下经酸液脱气塔11分离出含有二硫化碳和硫化氢的废气。

（4）将步骤（2）和（3）获得的废气送入分液器7，分液器7顶部设丝网除沫器；由分液器7出来的废气送入填料冷却塔8，填料冷却塔8使用2℃的洗涤液循环洗涤冷却，将废气冷却至4℃后，经塔顶的丝网除沫器送出，所得废气中二硫化碳浓度含量28%、硫化氢浓度含量32%、水分含量0.3%，冷凝液送入二硫化碳收集槽9。

将上述浓度含量的废气，使用冷凝法（加压至0.25～1.6MPa，冷凝温度控制在-15～0℃）分别对其回收液态二硫化碳，二硫化碳的回收率可达到93%。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。