一种VOCs废气的处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种VOCs废气的处理工艺，包括水溶性VOCs去除步骤、非水溶性VOCs去除步骤和废气处理步骤，去除步骤均包括至少两个串联设置的废气吸收单元，在同一所述去除步骤中，吸收剂由末端废气吸收单元进入，废气进入废气吸收单元并与吸收剂进行接触后，将产生的吸附有VOCs的吸收液一部分循环回本废气吸收单元作为吸收剂使用，其余循环回前一废气吸收单元，作为前一废气吸收单元的吸收剂使用,本工艺同时具有提高VOCs的净化效率、降低吸收剂的用量、减少能耗和降低了吸收塔高度的优势；此外，由于本工艺对废气中的吸收剂进行了回收再利用，由此最大程度地减少了吸收剂的用量。

A treatment process for VOCs waste gas

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs废气的处理工艺
本专利技术属于废气处理
，具体涉及一种VOCs废气的处理工艺。
技术介绍
挥发性有机物(简称VOCs)属于空气污染物，其包括水溶性VOCs与非水溶性VOCs，具体是指在常温常压下饱和蒸气压超过70.91Pa、沸点小于260℃的有机化合物，其主要成分为烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。一方面，多数VOCs具有毒性，其对人体具有致癌、致畸、致突变性和干扰人体分泌系统的危害，且多数VOCs易与大气中的一些氧化剂发生光化学反应，生成光化学烟雾，严重影响农作物生长且会危害人体健康；另一方面，一些VOCs会破快臭氧层，例如氯氟碳化物和氯氟烃；此外，多数VOCs属于易燃、易爆类化合物，给企业生产造成较大安全隐患。因此，VOCs废气的治理显的尤为重要。目前处理VOCs废气的主要方法为吸附法、冷凝法、膜分离法、氧化破坏法和吸收法。吸附法主要以活性炭为吸附剂，当吸附达到VOCs饱和后，活性炭需采用热风、蒸汽或变压的方法进行脱附，脱附后含VOCs的蒸汽或热风再进行精馏、萃取或渗透汽化操作，一方面，该工艺路线较长，运行费用较大，且上述工艺中使用的吸附床易产生高温热点，存在安全隐患；另一方面，上述活性炭吸附剂易失活，且失活后的活性炭存在二次污染问题，特别是高浓度的VOCS废气，脱附频繁，采用活性炭进行吸附时，能耗极高。冷凝法工艺技术成熟，可直观的看到液态的回收油品，系统配套简单且自动化水平高，但能耗较高，排放难以达标，不适合工业化应用。膜分离法气态膜尚未实现完全的国产化，需进口且价格昂贵。氧化破坏法根据破坏方式的不同，可分为直接燃烧、蓄热燃烧和催化燃烧等，采用氧化破坏法时，最终使VOCs转换成二氧化碳排放，会引发温室效应，且氧化破坏法投资较高、占地面积较大、需要预热，另外还会产生二次污染。吸收法具有投资少、运行成本低且安全有效等特点，且吸收法可以实现资源的回收利用，经济性能良好，因此成为人们关注的热点。现有的利用吸收法处理VOCs废气的主要方法为，将含有VOCs的废气依次输送至相互串联的水溶性VOCs吸收塔和非水溶性VOCs吸收塔，使得吸收塔内的VOCs废气与吸收剂进行逆向接触，然后将经过处理后的净化气直接外排至大气中，并分别将吸附有水溶性VOCs的吸收剂与吸附有非水溶性VOCs的吸收剂从吸收塔底部直接排出，上述处理方法存在VOCs的净化效率低、吸收剂用量大的缺陷，造成外排至大气中的VOCs尾气不达标且会严重浪费吸收剂，使得上述方法的工艺成本较高；此外上述方法未对VOCs进行回收再利用，无法实现零排放。为此，中国专利文献CN205216516U公开了一种工业废气中VOCs的处理装置，该装置包括空冷换热器、吸收塔、二级换热器、油水分离槽、塔顶冷凝器、精馏塔、一级换热器、加热室、分离室、蒸发冷凝器和泵，吸收塔的塔釜进气口与空冷换热器的出口相连，吸收塔为分段循环，每段底部设置有集液分布盘，集液分布盘出口连接下一段的泵进口，吸收塔塔顶设置尾气出口，吸收塔塔釜采出管线依次连接蒸发冷凝器和一级换热器，一级换热器出口连接精馏塔入口，精馏塔塔顶出口连接油水分离槽，油水分离槽油相连接储罐，油水分离槽水相出口连接加热室，加热室连接分离室。上述处理装置具有VOCs净化效率高，吸收剂用量少等优势，且实现了对VOCs的回收再利用。但上述分段循环设计的吸收塔，并未对塔釜吸收段中的吸收剂进行循环再利用，导致新鲜吸收剂用量较多；此外，由于上述吸收塔内吸收剂与VOCs废气逆流接触，使得VOCs废气随吸收塔内吸收段数的增加气流阻力逐级增大，压降也逐级增加，为了保证废气从塔顶顺利排出，这无疑要对吸收塔进口处的废气进行增压处理，所需能耗较大；与此同时，通过将吸收液与废气进行逆流接触的吸收塔在竖向方向的高度较高，不利于工业化放大生产；更重要的是，经过上述装置外排的气体中带有部分吸收剂，若不经处理直接外排，会对吸收剂造成严重浪费；更重要的是，当废气中同时包含水溶性VOCs和非水溶性VOCs时，上述处理装置无法实现对水溶性VOCs和非水溶性VOCs的分别回收处理，导致单一组分的水溶性VOCs或非水溶性VOCs的再利用受阻。因此，如何对现有的VOCs废气的处理方法进行改进，使得提高VOCs净化效率的同时降低吸收剂用量和能耗，降低吸收塔高度使之更适用于工业化具有重要意义。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的VOCs废气处理方法无法在提高VOCs净化效率的同时降低吸收剂用量、减少能耗、降低吸收塔高度、实现水溶性VOCs和非水溶性VOCs的分别回收处理，进而提供一种VOCs废气的处理回收工艺。为此，本申请采取的技术方案为，一种VOCs废气的处理工艺，包括水溶性VOCs去除步骤、非水溶性VOCs去除步骤和尾气处理步骤，经水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为非水溶性VOCs去除步骤的预处理废气再次进行处理，非水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为尾气处理步骤的预处理废气再次进行处理，将经尾气处理步骤处理后的气体直接外排；所述去除步骤包括至少两个串联设置的废气吸收单元，在同一所述去除步骤中，废气由首端废气吸收单元进入，经前一废气吸收单元处理后的废气作为后一废气吸收单元的预处理废气，末端废气吸收单元处理后得到的气体排出该去除步骤；吸收剂由末端废气吸收单元进入，废气进入废气吸收单元并与吸收剂进行接触后，将产生的吸收液一部分循环回本废气吸收单元作为吸收剂使用，其余循环回前一废气吸收单元，作为前一废气吸收单元的吸收剂使用，其中，首端废气吸收单元中产生的吸收液一部分循环回所述首端废气吸收单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至末端废气吸收单元；所述尾气处理步骤包括至少一个尾气处理单元，废气进入尾气处理单元并与吸收剂溶剂进行接触后，将经过本尾气处理单元处理后得到的气体排出该步骤；将本尾气处理单元中产生的吸收液一部分循环回本尾气处理单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至非水溶性VOCs去除步骤的末端废气吸收单元。所述尾气处理步骤包括多个串联设置的尾气处理单元，废气由首端尾气处理单元进入，经前一尾气处理单元处理后的废气作为后一尾气处理单元的预处理废气，末端尾气处理单元处理后得到的气体排出该步骤；吸收剂溶剂由末端尾气处理单元进入，废气进入尾气处理单元并与吸收剂溶剂进行接触后，将产生的吸收液一部分循环回本尾气处理单元作为吸收剂溶剂使用，其余循环回前一尾气处理单元，作为前一尾气处理单元的吸收剂溶剂使用，其中，首端尾气处理单元中产生的吸收液一部分循环回所述首端尾气处理单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至非水溶性VOCs去除步骤的末端废气吸收单元。在所述水溶性VOCs去除步骤中，吸收剂为水；在所述非水溶性VOCs去除步骤中，吸收剂为为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮或γ-丁内酯中的一种或多种；在所述尾气处理步骤中，所述吸收剂溶剂为水。在所述非水溶性VOCs去除步骤和尾气处理步骤中，其余吸收液均送入同一精馏塔中进行分离得到非水溶性VOCs、吸收剂溶剂和吸收剂，所述精馏塔的的压力为20～120Kpa，塔釜温度为80～210℃；在所述水溶性VOCs去除步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种VOCs废气的处理工艺，包括水溶性VOCs去除步骤、非水溶性VOCs去除步骤和尾气处理步骤，其特征在于，经水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为非水溶性VOCs去除步骤的预处理废气再次进行处理，非水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为尾气处理步骤的预处理废气再次进行处理，将经尾气处理步骤处理后的气体直接外排；所述去除步骤包括至少两个串联设置的废气吸收单元，在同一所述去除步骤中，废气由首端废气吸收单元进入，经前一废气吸收单元处理后的废气作为后一废气吸收单元的预处理废气，末端废气吸收单元处理后得到的气体排出该去除步骤；吸收剂由末端废气吸收单元进入，废气进入废气吸收单元并与吸收剂进行接触后，将产生的吸收液一部分循环回本废气吸收单元作为吸收剂使用，其余循环回前一废气吸收单元，作为前一废气吸收单元的吸收剂使用，其中，首端废气吸收单元中产生的吸收液一部分循环回所述首端废气吸收单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至末端废气吸收单元；所述尾气处理步骤包括至少一个尾气处理单元，废气进入尾气处理单元并与吸收剂溶剂进行接触后，将经过本尾气处理单元处理后得到的气体排出该步骤；将本尾气处理单元中产生的吸收液一部分循环回本尾气处理单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至非水溶性VOCs去除步骤的末端废气吸收单元。...

【技术特征摘要】
1.一种VOCs废气的处理工艺，包括水溶性VOCs去除步骤、非水溶性VOCs去除步骤和尾气处理步骤，其特征在于，经水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为非水溶性VOCs去除步骤的预处理废气再次进行处理，非水溶性VOCs去除步骤处理后排出的气体作为尾气处理步骤的预处理废气再次进行处理，将经尾气处理步骤处理后的气体直接外排；所述去除步骤包括至少两个串联设置的废气吸收单元，在同一所述去除步骤中，废气由首端废气吸收单元进入，经前一废气吸收单元处理后的废气作为后一废气吸收单元的预处理废气，末端废气吸收单元处理后得到的气体排出该去除步骤；吸收剂由末端废气吸收单元进入，废气进入废气吸收单元并与吸收剂进行接触后，将产生的吸收液一部分循环回本废气吸收单元作为吸收剂使用，其余循环回前一废气吸收单元，作为前一废气吸收单元的吸收剂使用，其中，首端废气吸收单元中产生的吸收液一部分循环回所述首端废气吸收单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至末端废气吸收单元；所述尾气处理步骤包括至少一个尾气处理单元，废气进入尾气处理单元并与吸收剂溶剂进行接触后，将经过本尾气处理单元处理后得到的气体排出该步骤；将本尾气处理单元中产生的吸收液一部分循环回本尾气处理单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至非水溶性VOCs去除步骤的末端废气吸收单元。2.根据权利要求1所述的VOCs废气的处理工艺，其特征在于，所述尾气处理步骤包括多个串联设置的尾气处理单元，废气由首端尾气处理单元进入，经前一尾气处理单元处理后的废气作为后一尾气处理单元的预处理废气，末端尾气处理单元处理后得到的气体排出该步骤；吸收剂溶剂由末端尾气处理单元进入，废气进入尾气处理单元并与吸收剂溶剂进行接触后，将产生的吸收液一部分循环回本尾气处理单元作为吸收剂溶剂使用，其余循环回前一尾气处理单元，作为前一尾气处理单元的吸收剂溶剂使用，其中，首端尾气处理单元中产生的吸收液一部分循环回所述首端尾气处理单元，其余吸收液进行分离得到吸收剂，并将所述分离得到的吸收剂循环至非水溶性VOCs去除步骤的末端废气吸收单元。3.根据权利要求1或2所述的VOCs废气的处理工艺，其特征在于，在所述水溶性VOCs去除步骤中，吸收剂为水；在所述非水溶性VOCs去除步骤中，吸收剂为为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11