一种变压吸附法回收尾气中甲苯的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种变压吸附法回收尾气中甲苯的方法。
【背景技术】
[0002]甲苯是有机化合物，属芳香烃，分子式为C6H5CH3,甲苯在常温下呈液体状，无色、易燃。它的沸点为110.8°C，凝固点为_95°C，密度为0.866克/厘米3。它的凝固点比水低，沸点又比水的沸点高，甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯的蒸汽有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害，使用和生产时要防止它进入呼吸器官。但是现有的回收甲苯的方法存在着诸如回收率低、成本高、效果差等缺陷。
[0003]CN03159299公开了一种将工业生产中的甲苯废气作为原料回收，综合处理环境污染的方法。工艺步骤为:1)由排风机排出的甲苯废气经管道进入过滤器；2)经过滤器的甲苯废气进入冷却器；3)排出冷却器的甲苯废气经引风机进入装有活性炭的吸附装置；4)经吸附装置吸附后的净化气直接排入大气；5)当吸附装置中的活性炭吸附甲苯至饱和时，进入吸附装置的甲苯废气切换进入另外吸收装置，同时关闭原吸附饱和的吸附装置的进气阀、出气阀和排空阀；6)对吸附饱和的吸附装置进行脱附操作:即开启吸附装置的水蒸汽阀门让其升温至110?115°C ;7)经脱附的甲苯、热水及水蒸汽进入冷却器冷却至常温；8)冷却后的混合液体进入自动分层器自动分层后，上层甲苯由上部出口流入甲苯中间储槽，下层清水排放；9)中间储槽的甲苯抽送至甲苯原料槽，以供使用。具体实施时车间各涂层机I散发出来的含甲苯废气由排风机2经控制装置3，不含甲苯的气体A直接排放，含甲苯废气的经支管进入过滤器4和冷却器5，出冷却器5的废气温度在25°C左右，此种含甲苯废气由高压离心风机6抽送进入装有活性炭的吸附罐7内。甲苯废气在通过活性炭层时，甲苯被具有高比表面积、高选择吸附性的活性炭所吸附，进而附着在活性炭缝隙中，排出吸附罐7的气体为净化气B，可直接通过排气烟囱排入大气。吸附罐7吸附一定时间(一般设定120分钟，可根据废气中甲苯的深度高低进行调节)，活性炭吸附甲苯至饱和后，废气经自控系统自动切换进入另外吸附罐继续吸附。关闭吸附饱和罐废气进口阀、出口阀和排空阀。开启脱附再生系统相关阀门，进行饱和罐的脱附操作，即开启水蒸汽阀门8，让其升温到110?115°C，保持一定时间(一般设定脱附时间为115分钟)，从活性炭表面被脱附下来的甲苯和热水及小部分蒸汽进入冷却器9冷却到25°C后，混合液体进入自动分层器10自动分层后，上层甲苯由上部出口流入甲苯中间储槽11，下层清水C自动定期排放。中间储槽11的甲苯由齿轮栗12抽送至甲苯原料大储槽13重新使用。吸附脱附交替进行，如此循环往复，保证了甲苯的连续回收。该方法根据其特有的物理、化学物质对甲苯废气进行回收、综合处理其环境污染的方法，其回收率高于65%。更重要的是净化了生产车间的环境，净化后的净化气的甲苯含量< 40mg/m3，达到国标GB16297-1996《大气污染物排放标准》二级标准，苯< 17mg/m3，甲苯< 60mg/m3。设备回收治理效率达97%以上。系统回收成本较低，每吨甲苯的回收总成本约为800元，仅为市场价的四分之一，因此有很好的经济效益。系统的工艺自动化程度高，操作简单，基本无人工费用，若设置异常保护报警装置，则系统的运行十分安全可靠。
[0004]CN200610051688公开了一种回收甲苯的方法。主要技术措施具体包括下列步骤:
1、生产中产生的废气经过控制阀门先进入气体过滤器，由无纺布构成的过滤器把废气中的纤维、粉尘等杂质分离出来。2、再经过冷却器，冷却器由铜管串铝片构成，冷却器中有可循环利用的冷却水对包括甲苯气体在内的废气进行冷却。3、经过冷却后的废气，经高压风机加压并通过送气风管分别进入三个吸附槽，吸附槽填充有活性炭，活性炭由于内部充满了空隙，活性炭的作用是能吸附废气中的甲苯，可大量吸收甲苯气体。剩余的废气从管道排空。4、因为随着活性炭吸附的甲苯的增加，排出的气体中甲苯的含量也会增加，因此，吸附进行一段时间(比如二个小时)后，就要将吸附程序切换为脱附程序。脱附时，原先废气进出的阀门被关闭，蒸汽阀门打开，蒸汽进入活性炭填充层，活性炭温度随之升高，甲苯脱离了活性炭，随着水蒸汽从吸附槽的底部排出。脱附后的活性炭又可以重新进入吸附工序。5、解脱出来的高浓度的甲苯气体随着水蒸汽进入冷凝器，冷凝器的冷却水来源于玻璃钢冷却塔，冷凝器由上下两个列管式换热器组成，管程为甲苯和水蒸汽通道，壳程为冷却水通道。经冷却水降温，成为甲苯和水的混合液。6、混合液通过管体流入分离器，分离器是一个长方体容器，内有一个隔板把容器内一分为二。混合液进入分离器内，水的比重大沉在底部并通过隔板下的间隙流到隔板的另一侧，甲苯比水轻，浮在水的上部，留在原来一侧，把水的排出口与甲苯排出口设计成一定的高度差，就能保证甲苯在分离器内积存一定的高度后才流出。7、甲苯流入储罐，可作为生产原料循环使用。其优点在于采用三个吸附槽轮流切换，比如，可以把吸附槽调试为吸附2个小时后，再脱附I个小时，三个吸附槽每小时进行一次切换。这样，使吸附槽的吸附与脱附保持平稳持续的工作状态。利用甲苯与水的比重不同而设计的分离器，简单有效，使甲苯与水可连续分离。当甲苯与水的混合液进入分离器，水的比重大，沉入底部，甲苯比重小，在水的上部，水经过分离器内隔板下部进入另一空腔，经水的溢流口排出，甲苯液体则从另一溢流口汇入储槽。通过自行设计的工业可编程控制器与触摸屏组成的自动控制装置，人机界面良好，控制方便，配以现场的温度、压力、流量等检测仪表与气动控制装置使整个装置达到一定的自动化程度。
[0005]膨润土在我国储量大，应用非常广泛，它的比表面积大，热稳定性高，吸附性能好，是一种潜在的高效廉价的环保吸附剂，但膨润土也存在溶胀性较大、难于沉降等缺点，为解决实际应用的问题，制备一种吸附效果更高、沉降性能好和价格低廉的膨润土净水剂成为研究的热点。现有技术中，丙烯酰胺与膨润土的复合物几乎全部作为一种高吸水性复合材料来研制的，这种复合材料的制备方法主要有溶液聚合法、反相悬浮聚合法、辐射聚合法。①溶液聚合法是指将反应单体和引发剂等溶于适当的溶剂中而进行的聚合方法(季鸿渐等在《含膨润土的部分水解交联聚丙烯酰胺高吸水性树脂的研究中》)。这种制备方法单体的转化率低，聚合速度慢；产物干燥困难；反应釜内易形成块状凝胶难以处理；②反相悬浮聚合法是以有机溶剂为分散介质，水溶性单体在悬浮剂和强烈搅拌作用下，分散成悬浮水相液滴，引发剂溶解在水相液滴中而进行的聚合方法。(张小红等在《聚丙烯酸钠/蒙脱石复合高吸水性树脂的合成与性能》，CN1769191用于水处理的膨润土基复合材料及其制备方法)。其最大缺点是工艺过程复杂，产品的后处理较困难，必须去掉产物中低分子反应物和所夹带的溶剂，同时