一种含氮有机废气的处理方法与流程

本发明属于有机废气净化处理，涉及一种含氮有机废气的处理方法。

背景技术：

1、挥发性有机化合物(volatile organic compouds，vocs)是一种气体污染物，大部分是有毒有害的恶臭类物质，还是形成pm2.5和臭氧的重要前体物质。在工厂生产过程中，会产生大量废气，是vocs的主要来源之一。vocs种类多，目前已经鉴定出的就有300多种，治理困难。

2、蓄热式热氧化炉(regenerative thermal oxidizer，rto)是处理vocs的一种设备，其工作原理是把有机废气加热到760～850℃，废气中的挥发性有机物(vocs)大多氧化分解为二氧化碳和水，回收废气分解时所释放出来的热量。三室rto废气分解效率达到99％以上，热回收效率达到95％以上。rto因具有热回收效率和净化效率高、抗污染物浓度波动强、处理风量范围广、安全可靠性高、运行成本低等优势，已成功应用于化工企业vocs废气净化处理中，在达标排放基础上实现了vocs减排，具有良好的环境效益。

3、《蓄热式热氧化炉固态二次污染物成分分析及形成机理初探》(胡志军，王志良。广州化学.2022(06))一文记载现状如下：目前化工企业部分废气中存在有机胺废气(如甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、乙醇胺等)，使用三室rto处理废气时，未参与燃烧反应的有机胺废气与含氯物质(如氯苯、氯仿、二氯甲烷)等经过高温焚烧产生的hcl在进出气室内相遇混合而产生氯化铵盐类物质，聚集在蓄热陶瓷体孔洞中，造成结盐现象，为淡黄色或白色粉末状固体。这些盐类物质堵塞废气在蓄热砖中的通过孔道，导致rto系统压降显著增加，热效率显著降低，并存在爆燃的安全隐患，对rto安全稳定运行造成影响。企业或设备厂家往往采取诸如停机人工清理、高温反吹、底部水喷淋等被动性处理措施，且处理产生的含氨废水、危废等又大大增加了后续处理成本，导致rto底部固态盐类物质问题严重阻碍其在化工企业的应用。

4、现有对于废气主要采用酸、碱洗吸收法的方式进行处理。目前废气固定程式使用的前处理方式为采用碱液，一般如naoh溶液进行吸收，但对于有机胺废气如甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、乙醇胺等使用碱性液体吸收不佳。

5、当使用稀h2so4溶液进行酸洗时，最终处理的废水中会产生大量的h2s废气，而使用hcl进行吸收，除处理后废气中挥发性hcl增加外，废水中会产生chcl3。且吸收有机胺的吸收液被作为污水进行处理，无法回收再利用。浪费了废气中的有机胺及作为吸收液的大量酸或碱以及水，并给污水站带来了大量的废水。

6、中国专利申请201510039628.7公开了一种用于处理复杂有机废气成分及资源回收的装置和方法。该装置包括吸收剂、储罐、吸收塔、换热器、精馏塔。吸收剂储罐通过一个吸收剂进料泵与吸收塔的溶剂进口连通；吸收塔塔顶气体排放口设有塔顶排放气体在线监测仪，当废气出口浓度大于排放标准时，顶排放气体在线监测仪将自动调整吸收剂进料阀的开度；吸收塔底部的液体出口与一个塔底离心泵的进口互相连通；塔底离心泵的出口与换热器的冷流体进口连通；经过换热器的液体出口与精馏塔的进料口相互连通；精馏塔进行精馏分离实现有机物的回收和吸收剂的循环利用。然而，该专利申请中，未使用三室rto对尾气进行处理，未对废气出口处留存的余量有机废气进行燃烧并利用其余热，不能达到进一步降低废气中余量有机物含量的同时将这些余量有机物进行燃烧并利用燃烧热的技术效果。

7、中国专利申请202121160636.4公开了一种用于浓度变化大的vocs废气处理装置。其包括第一单元、第二单元、第三单元、加热单元。其中，所述第一单元包括用于对待处理的vocs废气进行吸收的吸收塔、喷淋泵、喷头、吸附器、烟气排放装置，以及上述部分的连接装置；所述第二单元包括蒸馏塔、排出泵、第一换热器、第二换热器，以及上述部分连接装置；所述第三单元包括分液塔、第三换热器、有机物处理装置，以及上述部分的连接装置。该专利申请中，虽然使用了有机物处理装置，但利用该有机物处理装置无法同时实现回收废气中的有机物和燃烧除去尾气中余量有机物废气的技术效果，也不能实现抑制燃烧装置底部盐类沉积的技术效果。

8、综上，现有废气处理技术，难以实现在对含氮有机废气的高效吸收分离回收的同时、利用尾气中余量有机物燃烧产生的热能、并且在燃烧过程中抑制rto底部盐类沉积的技术效果，难以实现污染治理、资源回收和装置可持续利用的统一。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种含氮有机废气的处理方法，该含氮有机废气的处理方法具有对尾气中含氮有机物高效吸收分离回收的同时、利用rto对余量有机物进行处理并回用热能、并且抑制氯化铵等盐类沉积在rto底部的优点。

2、为了实现本发明目的，采用的技术方案如下：

3、一种含氮有机废气的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、s1、含氮有机废气经吸收剂吸收，得富液和废气a；

5、s2、将步骤s1中得到的富液回收含氮有机物，得贫液；

6、s3、将步骤s1中得到的废气a水洗，得废液a和废气b；

7、s4、将步骤s3中得到的废气b除雾，得废液b和废气c；

8、s5、将步骤s4中得到的废气c经rto处理，排放尾气；

9、其中，步骤s1中所述吸收剂为有机物。

10、上述处理方法的流程图为图1。

11、其中，所述含氮有机废气中含有的含氮有机物包括但不限于胺、醇胺、氨基酯、氨基醚、氨基醛、氨基酮等。

12、优选地，所述含氮有机废气中含有的含氮有机物包括胺、醇胺、氨基酯、氨基醚、氨基醛、氨基酮。

13、优选地，所述含氮有机废气中含有的含氮有机物选自甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、乙醇胺、己胺、己二胺、n，n-二甲基甲酰胺、n、n-二甲基乙酰胺中的至少一种。

14、更优选地，所述含氮有机废气中含有的含氮有机物选自二乙胺、三乙胺、乙二胺、乙醇胺、己胺、己二胺、n，n-二甲基甲酰胺、n、n-二甲基乙酰胺中的一种。

15、再优选地，所述含氮有机废气中含有的含氮有机物为n，n-二甲基甲酰胺。

16、其中，所述吸收剂包括但不限于烃类、醇类、醚类、酮类、酯类等。

17、优选地，步骤s1中，所述吸收剂包括烃类、醇类、醚类、酮类、酯类。

18、优选地，步骤s1中，所述吸收剂为多元醇。

19、更优选地，所述多元醇为二元醇、三元醇中的至少一种。

20、更优选地，所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、环戊二醇、己二醇、环己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇中的至少一种。

21、再优选地，所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、环戊二醇、己二醇、环己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇中的一种。

22、进一步优选地，且作为本发明的具体实施例，所述多元醇选自乙二醇、丙三醇。

23、优选地，步骤s1具体为：

24、采用布液系统在洗涤塔内产生吸收剂雾滴，含氮有机废气从洗涤塔底部进入，自下而上通过洗涤塔。其中，所述布液系统包括循环泵和与之相连的喷淋器。

25、更优选地，所述洗涤塔还包括填料。

26、优选地，步骤s2中，所述回收含氮有机物包括以下过程：加热使含氮有机物汽化，回收挥发出来的含氮有机物。

27、更优选地，所述加热包括以下过程：

28、对富液加热，加热的时机为，当步骤s1中所述富液中含氮有机物达到饱和吸收量的5-15％时进行加热；热源包括步骤s5中rto处理产生的余热。

29、更优选地，所述对富液加热具体为：使用加热蒸发器对富液加热。

30、进一步优选地，所述富液中含氮有机物达到饱和吸收量的5％时进行加热。

31、更优选地，步骤s2中所述贫液并入步骤s1中所述吸收剂。

32、优选地，步骤s3具体为：

33、采用布水系统在水洗塔内产生水雾，废气a从洗涤塔底部进入，自下而上通过水洗塔。其中，所述布水系统包括循环泵和与之相连的喷淋器；当废液a中含氮有机物的含量过高时，更换新的水并将废液a排至污水站。

34、更优选地，所述水洗塔包括填料。

35、优选地，步骤s4具体为：

36、废气b流经除雾器，雾气中液体进一步汇集落入收集池形成废液b，气体为废气c；所述废液b排至污水站。

37、进一步地，步骤s4具体为：

38、废气b以一定的速度流经除雾器，废气b被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，废气b内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来，雾滴汇集形成废液b，因重力的作用，下落至收集池内，将废气b分离为废气c和废液b；收集池内的废液b达到一定体积后，通过管路输送至废水站处理

39、再进一步地，步骤s4还包括以下过程：

40、除雾器上有许多除雾网，废气b到达除雾器，以一定速度流经除雾器时，由于气体的惯性撞击作用，废气b中的雾沫与波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，废液b从波形板表面上被分离下来。

41、除雾器波形板的多折向结构增加了雾沫被捕集的机会，未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集，这样反复作用，从而大大提高了除雾效率。

42、优选地，步骤s5中，所述经rto处理为经rto充分燃烧。

43、另一方面，本发明还提供了一种处理含氮有机废气的装置，包括第一单元，第二单元，第三单元，第四单元，第五单元，尾气排放单元；

44、所述第一单元为洗涤塔，洗涤塔内部设有布液系统，洗涤塔底部设有含氮有机废气的入口；所述布液系统包括设于洗涤塔内部下方的第一循环泵，以及与之通过管道相连的、设于洗涤塔内部上方的第一喷淋器；洗涤塔通过管道与水洗塔相连；洗涤塔通过贫液输送管与加热蒸发器相连，贫液由加热蒸发器流回洗涤塔；同时洗涤塔通过富液输送管与加热蒸发器相连，富液由洗涤塔流入加热蒸发器；

45、所述第二单元为加热蒸发器，加热蒸发器上部设有用于回收含氮有机物的开口；加热蒸发器通过管道分别与洗涤塔、rto、烟囱连接；

46、所述第三单元为水洗塔，水洗塔内部设有布液系统，水洗塔底部设有废气a的入口；所述布水系统包括设于水洗塔内部下方的第二循环泵，以及与之相连的、设于洗涤塔内部上方的第二喷淋器；洗涤塔通过管道分别与水洗塔、污水站和rto相连；

47、所述第四单元为除雾器和收集池，收集池在除雾器的下方，除雾器设有废气b的入口；除雾器与水洗塔、rto分别通过管道相连；收集池与污水站通过管道相连；

48、所述第五单元为rto，rto与除雾器、加热蒸发器、烟囱分别通过管道相连；

49、所述尾气排放装置为烟囱，烟囱与rto和加热蒸发器分别通过管道相连。

50、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

51、(1)实现回收废气中的含氮有机物，减少了工艺物料的损耗；同时，实现了废气中余量有机物的彻底燃烧处理并回用余热，减少了能源的损耗；

52、(2)该方法通过对吸收剂种类的合理选择，实现了对废气中含氮有机物的高效吸收；通过吸收剂回用，降低废气处理成本；

53、(3)实际生产中应用该方法处理含氮有机废气，能够有效防止氯化铵盐类在rto中的沉积阻塞，延长废气处理工艺的持续工作时间，避免后续处理成本。