一种用于废气处理的吸收液及其分离回收方法和装置与流程

本发明涉及废气处理领域，特别涉及一种用于废气处理的吸收液及其分离回收方法和装置。
背景技术：
废气中的挥发性有机化合物又简称voc（volatileorganiccompounds），多数具有毒性，能严重危害人体健康；其中的苯、甲苯、多环芳烃等被国际卫生组织列为致癌物。随着现代工业的迅速发展，向环境中排放的voc数量和种类正在急剧增加，voc已成为大气的主要污染物之一。因此，对工业废气进行voc处理是治理大气污染的有效方法之一。目前对废气中voc的处理方法主要分为化学销毁和物理吸附（吸收）。其中燃烧法、催化氧化法、生物法属于化学销毁方法，可以将voc氧化成二氧化碳和水，达到净化废气目的。然而在实际处理过程中，由于voc浓度不够高、流动速度太快，导致化学销毁工艺反应不充分或能耗太大，严重影响了voc化学销毁处理效果；因而，化学销毁常常需要结合物理方法对voc进行处理，物理方法起到提高voc浓度或延长化学销毁处理时间的作用，从而提高化学销毁处理对voc的净化效果。现有的物理吸收方法根据吸附材料的不同可分为固体吸收法和液体吸收法两大类。其中，固体吸收主要是采用活性炭吸收，但该方法存在吸附饱和度低、再生困难、运行费用高、运输过程易损坏的问题。液体吸收法主要是采用高沸点有机溶剂作为吸收剂，该方法能有效净化极性相似的疏水性voc，相比于活性炭吸附，具有吸收容量大、再生容易、寿命长、操作工艺简单等优势，也是现有技术中使用较多的方法。例如专利cn972357254中公开了采用柴油吸收三苯有机废气的装置，且吸收废气后的废油可以作为燃料烧掉；然而纯有机溶剂（油）吸收液存在易燃烧、粘度大、价格高的缺陷，严重限制了纯有机溶剂吸收液的大规模应用。为了克服上述问题，专利cn103537171a中则采用了将水与油相进行混合，并加入表面活性剂制备出乳液或微乳液作为吸收液的方法，从而降低了成本和提高了安全性，且保持了较好的voc吸收能力。然而，油水混合吸收液因含大量表面活性剂而表现出稳定的乳液状态，物理油水分离器无法对其有效分离，需先加入化学试剂进行破乳，再分离出油相，进而实现油相的再生，导致回收工序繁琐、成本高、再生较困难，并伴有二次污染；同样限制了油水混合吸收液的大规模应用。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有废气处理技术中油水吸收液分离困难的不足，提供一种用于废气处理的吸收液。该吸收液是特定比例下的油相和水相形成的亚稳态乳化液，不仅能与voc进行传质交换，对voc具有很好的吸收效果，还易于分离，便于吸收液的回收利用；该吸收液用于废气的voc吸收处理，能节约处理成本，且安全性好，适合在voc的吸收处理中大规模应用。本发一种用于废气处理的吸收液，该吸收液是由体积比为60-95︰5-40的水相和油相混合形成的亚稳态乳化液。其中，所述的亚稳态是指在没有表面活性剂的情况下，特定比例下的油相和水相形成的具有相对稳定状态的一种乳化状态，其储存稳定性低于含表面活性剂的乳液，在亚稳态下，油相和水相不会分层，但水相与油相在离心、油水分离膜等分离方法的作用下可快速分离。其中，优选的，所述的的吸收液中水相和油相的体积比为75-90︰10-25；最优选的，所述的的吸收液中水相和油相的体积比为80︰20；通过优选，吸收液中水相和油相的配比更合理，得到的吸收液对voc的吸收效果更好，分离回收更容易。其中，所述的油相是指对voc具有吸收作用的有机溶剂；优选的，所述的油相包括甲基硅油、聚乙二醇二丁醚中的一种或多种；优选的油相对甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮等voc有更好的吸收能力，能提高对废气中voc的处理效果。其中，所述的亚稳态乳化液是通过能将水相和油相混合形成亚稳态乳化液的制备方法制备得到的，包括高速搅拌、超声波处理或旋转震荡中的一种或多种结合；优选的，所述的制备方法包括：将所述的水相和油相在4000-6000r/min的转速下搅拌50-70min后，再用超声波处理20-40min；优选的制备方法简单、可靠，得到的亚稳态乳化液对voc的吸收效果更好，分离更容易。优选的，所述的超声波频率为20-60khz。本发明另一目的是提供一种所述吸收液分离回收方法，包括以下步骤：（1）将吸收了voc的吸收液用进行油、水分离，分别得到水相吸收液和油相吸收液；（2）将油相吸收液加热到110-130℃蒸发除去voc后，回收得到可再次利用的油相。本发明一种用于废气处理的吸收液的分离回收方法，能将吸收了voc的吸收液快速分离回收，步骤简单、可靠，实用性高，实现了吸收液的循环利用，对本发明吸收液在废气处理中的大规模应用具有积极作用。本发明另一目的是提供一种所述吸收液分离回收装置，便于实现所述吸收液的回收利用；所述吸收液的分离回收装置，包括吸收液存储箱（2）、油水分离器（3）和油相回收装置（4）；其中，所述的吸收液存储箱（2）中设置有搅拌器和超声波发生器（6），能将油相和水相搅拌混合形成亚稳态的乳化液；所述的油水分离器（3）中倾斜设置有多孔分离板（5），能使油相和水相分离；所述的油相回收装置（4）中设置有加热器（7）和voc出口（9），能将油相吸收液加热从而使其中的voc气化分离出来，并通过voc出口（9）排出，得到可再次利用的油相；所述的吸收液存储箱（2）、油水分离器（3）和油相回收装置（4）分别通过管道（10）连接。本发明一种用于废气处理的吸收液的分离回收装置，能将吸收了voc的吸收液快速分离成水相和油相，并通过对油相的加热处理，对油相进行快速回收；本发明装置对吸收液的分离和回收效率高，实现了吸收液的循环利用，对本发明吸收液在废气处理中的大规模应用具有积极作用。其中，所述的吸收液存储箱（2）与废气处理中的吸收装置相连接，为吸收装置提供所需的吸收液（8）；优选的，所述的吸收装置为喷淋吸收塔（1）。其中，所述的的多孔分离板（5）表面具有亲水层；亲水层能使分离板具有亲水-疏油功能，才能实现油水分离功能；在对吸收液进行油、水分离时，油相在分离板表面形成液珠，与亲水层的接触角大于90°，无法渗入多孔板，而水可以渗入多孔板，从而实现了吸收液中水、油分离。优选的；所述的亲水层为亲水二氧化钛涂层；该涂层在水下表现出憎油性，与油的接触角>130度，对油-水的分离效果更好。其中，优选的，所述的多孔分离板（5）的孔径为0.2-0.5mm；在该孔径范围内，多孔分离板具有更好的分离效果和分离速度。其中，将多孔分离板（5）倾斜设置，能提高油、水分离效率；优选的，所述的多孔分离板（5）与水平面的倾斜角为15-45°，在该倾斜角范围内，对吸收液的油、水分离效率最好。与现有技术相比，本发明的有益效果：1、本发明吸收液是特定比例下的油相和水相形成的亚稳态乳化液，不仅能与voc进行传质交换，对voc具有很好的吸收效果，还易于分离，便于吸收液的回收利用。2、本发明吸收液的分离回收方法，能将吸收了voc的吸收液快速分离回收，步骤简单、可靠，实用性高，可对吸收液进行循环利用，对本发明吸收液在废气处理中的大规模应用具有积极作用。3、本发明吸收液的分离回收装置，能将吸收了voc的吸收液快速分离成水相和油相，并通过对油相的加热处理，对油相进行快速回收，对吸收液的分离和回收效率高，实现了吸收液的循环利用。附图说明：图1为本发明吸收液的分离回收装置示意图。附图标记：1-喷淋吸收塔；2-吸收液存储箱；3-油水分离器；4-油相回收装置；5-多孔分离板；6-搅拌器和超声波发生器；7-加热器；8-吸收液；9-voc出口；10-管道；11-水相吸收液；12-油相吸收液。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1吸收液：由水和甲基硅油以80:20的体积比构成，在5000rpm的转速下搅拌1小时，再用频率为40khz的超声波处理30分钟得到的亚稳态乳化液；分离回收装置：由吸收液存储箱（2）、油水分离器（3）和油相回收装置（4）组成；其中，所述的吸收液存储箱（2）中设置有搅拌器和超声波发生器（6）；所述的油水分离器（3）中倾斜设置有多孔分离板（5）；所述的油相回收装置（4）中设置有加热器（7）和voc出口（9）；所述的吸收液存储箱（2）、油水分离器（3）和油相回收装置（4）分别通过管道（10）连接；所述的吸收液存储箱（2）与喷淋吸收塔（1）相连；所述的多孔分离板（5）具有亲水层；分离回收过程：在喷淋吸收塔（1）中吸收了voc的吸收液（8）进入吸收液存储箱（2）中，通过管道（10）进入油水分离器（3）；在倾斜设置的多孔分离板（5）的作用下，分离为油相吸收液（12）和水相吸收液（11）；水相吸收液（11）经管道（10）回收入吸收液存储箱（2）；油相吸收液（12）经管道（10）进入油相回收装置（4），在加热器（7）的作用下加热，油相吸收液（12）中的voc蒸发出来通过voc出口（9）排出，加热处理后的油相吸收液（12）通过管道（10）回收进入吸收液存储箱（2），并与水相吸收液（11）在搅拌器和超声波发生器（6）作用下，混合生成吸收液（8）并被喷淋吸收塔使用，形成回收循环利用。实施例2吸收液：由水和甲基硅油以60:40的体积比构成，在4000rpm的转速下搅拌70min，再用频率为60khz的超声波处理20分钟得到的亚稳态乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。实施例3吸收液：由水和聚乙二醇二丁醚以95:5的体积比构成，在6000rpm的转速下搅拌50min，再用频率为20khz的超声波处理40分钟得到的亚稳态乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。实施例4吸收液：由水和聚乙二醇二丁醚以75:25的体积比构成，在4000rpm的转速下搅拌50min，再用频率为20khz的超声波处理20分钟得到的亚稳态乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。实施例5吸收液：由水和聚乙二醇二丁醚以90:25的体积比构成，在6000rpm的转速下搅拌70min，再用频率为60khz的超声波处理40分钟得到的亚稳态乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。对比例1吸收液：由水和甲基硅油以80:20的体积比构成，且加入了烷基磺酸盐作为乳化剂，在5000rpm的转速下搅拌1小时，再用频率为40khz的超声波处理30分钟得到的乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。对比例2吸收液：由水和甲基硅油以55:45的体积比构成，在5000rpm的转速下搅拌1小时，再用频率为40khz的超声波处理30分钟得到的乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。对比例3吸收液：由水和甲基硅油以97:3的体积比构成，在5000rpm的转速下搅拌1小时，再用频率为40khz的超声波处理30分钟得到的乳化液；分离回收装置和过程与实施例1相同。对比例4吸收液：与实施例1中相同；分离回收装置和过程：采用不具有亲水层的多孔分离板进行分离回收。将上述实施例1-5和对比例1-4中得到的吸收液对风量为600m3/h、浓度为60ppm的甲苯废气进行吸附处理，并对吸收液进行分离回收处理，记录数据如下：序号吸收液表观稳定性甲苯排放浓度（ppm）对甲苯气体的去除率（%）油水分离效率（%）再生吸收液对甲苯气体的去除率（%）实施例1良好788.394.085.8实施例2良好886.792.084.6实施例3良好985.093.083.2实施例4良好886.792.083.9实施例5良好985.094.084.2对比例1很好690.074.073.3对比例2差1673.392.076.7对比例3差1476.773.060.7对比例4良好886.782.073.0通过上述实验数据可知：本发明实施例1-5的吸收液对甲苯的吸收效果好，易于分离回收，在本发明分离回收装置和方法的作用下，实现了吸收液的循环使用；对比例1的吸收液中添加了表面活性剂，吸收液表观稳定性更好，对甲苯的吸收效果有所增加，但分离回收困难，吸收液不能进行循环使用；对比例2中水相和油相不在本发明范围内，油相比例过大，得到的吸收液不具有亚稳态状态，表观稳定性差，对甲苯的吸收效果显著降低，不利于废气的吸收处理；对比例3中水相和油相不在本发明范围内，水相比例过大，得到的吸收液不具有亚稳态状态，表观稳定性差，对甲苯的吸收效果显著降低；对比例4中在分离回收装置中的多孔分离板具有亲水层，对吸收液的分离效果显著降低，不利于吸收液的分离回收。当前第1页12