一种生物滴流床以及甲苯废气回收处理系统、方法技术方案

本发明专利技术公开了一种生物滴流床，内设有填料，其所述填料包括聚氨酯负载麦饭石的复合填料，所述复合填料通过以下方法制备得到：(1)配制浓度1.0～5.0wt％，优选2～4wt％的聚乙烯醇水溶液，取粉体粒径不大于5μm，优选1～3μm的麦饭石超细粉体并加入到所述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合均匀，得到的浆料中，超细粉体浓度0.5～2.0wt％，优选1～1.5wt％％；(2)将聚氨酯泡沫在所述浆料中浸泡，当麦饭石的吸附量达到预定含量后；将聚氨酯泡沫浸入含有0.5～2.5wt％，优选1.0～2.0wt％的戊二醛和0.1～0.5wt％，优选0.2～0.4wt％的甲酸的水溶液中进行化学交联处理，得到复合填料。本发明专利技术还提供了利用上述生物滴流床的甲苯废气处理系统及方法，以提高废气处理效果。

A Biotrickle Bed and Toluene Waste Gas Recovery and Treatment System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种生物滴流床以及甲苯废气回收处理系统、方法
本专利技术涉及属于挥发性有机废气的处理领域，特别涉及一种生物滴流床以及甲苯废气回收处理系统、方法。
技术介绍
化学品储运是化工医药企业的重要生产环节，环境温度和大气压变化，物料装卸过程等均会产生一定量储罐呼吸气，主要包括大呼吸和小呼吸。大呼吸是指物料装卸时的呼吸。小呼吸是指因储罐温差压力变化而使油品蒸发损耗。呼吸损耗不仅降低企业的经济效益，而且会污染环境，损害职工及周围环境其他人员的身体健康。甲苯和甲醇的挥发性很强，甲苯对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用，长期接触可发生神经衰弱综合症，肝肿大；甲醇对神经系统和血液系统毒害性很大，长期接触可发生神经衰弱综合症，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等。传统的油气回收方法主要有吸附法、吸收法、冷凝法、催化焚烧法，单独采用某种处理工艺，废气难以达到新环保标准(GB31571-2015)，因此，目前使用较为广泛的工艺均为组合工艺，如：深冷-吸附法、吸附-燃烧法、吸附-吸收法等等。2017年石油化工行业实行新的环保标准，废气中甲苯含量要求<15mg/m3，甲醇<50mg/m3。传统的组合处理工艺很难达到新的环保标准。中国专利CN1597051A公开了甲苯废气回收方法，采用活性炭吸附废气中甲苯，饱和活性炭采用水蒸气再生，甲苯及蒸汽混合液经过冷凝和分层后回收甲苯。此方法的缺点是产生的甲苯废水需进一步处理，而且活性炭经过频繁的热再生，吸附性能衰减非常快，需定期更换，处理成本高。中国专利CN105056706A公开了二级吸收法回收废气中甲醇的系统和方法，但为了保证出口废气达标排放，需采用大量水喷淋，吸收液中甲醇含量低，采用精馏回收吸收液中甲醇不经济，只能作为废水处理，造成甲醇和水资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物滴流床以及甲苯废气处理系统、方法，以提高废气处理效果。为实现上述目的的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种生物滴流床，所述生物滴流床内设有填料，其中，所述填料包括聚氨酯负载麦饭石的复合填料，所述复合填料通过以下方法制备得到：(1)配制浓度1.0～5.0wt％，优选2～4wt％的聚乙烯醇水溶液，取粉体粒径不大于5μm，优选1～3μm的麦饭石超细粉体并加入到所述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合均匀，得到的浆料中，超细粉体浓度0.5～2.0wt％，优选1～1.5wt％；(2)将聚氨酯泡沫在所述浆料中浸泡，当麦饭石的吸附量达到预定含量后；将聚氨酯泡沫浸入含有0.5～2.5wt％，优选1.0～2.0wt％的戊二醛和0.1～0.5wt％，优选0.2～0.4wt％的甲酸的水溶液中进行化学交联处理，得到复合填料。生物滴滤床中填充聚氨酯负载麦饭石复合填料，该填料是由聚氨酯泡沫经过聚乙烯醇和麦饭石超细粉改性而成，一方面使填料表面亲水性和粗糙度大大提高，极大提高了微生物挂膜的速度，另一方面，麦饭石具有多孔性，可以吸附甲苯，麦饭石吸附的有机物会逐渐释放并被微生物降解，麦饭石含有Si、Fe、Mn、Ca、Mg、P等微生物必需的微量元素，会逐渐溶出，为微生物生长提供必需的微量元素。使用聚氨酯负载麦饭石复合填料，大大提高了生物滴滤床微生物系统的稳定性和活性，增强了废气中有机物与微生物膜的接触，提高了废气处理效果。本领域技术人员理解，所述符合填料中麦饭石的含量可以根据需要进行调整，例如，在本专利技术中，以所述复合填料的干基重量计，所述复合填料中麦饭石的含量可以为1wt％～5wt％，比如2wt％、3wt％或4wt％。本专利技术的所述的生物滴流床，优选地，在步骤(2)中，交联处理后取出的填料在空气中静置1～10min，随后放入烘箱中，例如40～60℃，比如50℃烘箱处理30～60min，以保证交联效果。在一种实施方式中，配制一定量的聚乙烯醇(PVA)水溶液，浓度1.0～5.0wt％。采用万能粉碎机和球磨机制备麦饭石超细粉体，粉体粒径1～5μm。将麦饭石超细粉体加入到聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合均匀，超细粉体浓度0.5～2.0wt％。将聚氨酯泡沫浸泡在含有麦饭石超细粉体的聚乙烯醇溶液中，浸泡时间5～30min，比如10或20min，然后取出在空气中静置2min，随后将聚氨酯泡沫浸入含有0.5～2.5wt％戊二醛和0.1～0.5wt％甲酸的水溶液中进行化学交联处理，交联时间20min，然后取出在空气中静置2min，随后放入50℃烘箱中，30min后取出浸入清水24h以上。聚乙烯醇在甲酸催化下与戊二醛发生交联，形成不溶于水的聚乙烯醇缩醛，在聚氨酯泡沫表面形成一层网络状的薄层，同时麦饭石超细粉体被固定在聚氨酯泡沫表面，得到聚氨酯负载麦饭石复合填料。由于聚乙烯醇含有大量羟基，具有很强的亲水性，有利于微生物在填料表面挂膜，麦饭石超细颗粒具有丰富的孔道，有利于甲苯和甲醇吸附在孔道内，增强了废气中有机物与微生物膜的接触，麦饭石含有微生物所需的微量元素，增强了微生物活性，提高了废气处理效果。根据本专利技术所述的生物滴流床，优选地，所述的生物滴滤床装填装有三层填料，其中，所述填料的顶层和底层装填有塑料填料，优选为聚丙烯和/或聚乙烯填料；中间层为设置在悬浮球填中的聚氨酯负载麦饭石的复合填料。顶层和底层装填有塑料填料，材质可以是聚丙烯或聚乙烯等，填料形状可以是拉西环、鲍尔环、花环、阶梯环、多面空心球等，尺寸具有均匀分布喷淋液的作用；中间层装填塑料悬浮球填料，尺寸球体内部装填聚氨酯负载麦饭石复合填料，聚氨酯泡沫外形尺寸10～20mm正方体，比表面积800～1200m2/m3，比如900m2/m3、1000m2/m3或1100m2/m3。根据本专利技术所述的生物滴流床，优选地，所述聚氨酯泡沫通过以下方法制备：首先按配比将聚醚多元醇和任选的助剂置于容器内,搅拌均匀,静置20～30min，再将甲苯二异氰酸酯倒入容器内并混合均匀，发泡、脱膜后,得到泡孔较粗的网络型软泡；将软质泡沫在网化液中浸泡一次或多次，以便调节聚氨酯的比表面积，取出后挤压去除网化液,然后用弱酸中和,清水清洗，挤压干燥后得到的网状泡沫；优选地，聚氨酯泡沫的比表面积800～1200m2/m3。所述聚氨酯泡沫的制备为本领域熟知，在一种实施方式中，各原料用量配比如下：具体地，可以首先按照以下配方量将聚醚多元醇和各种助剂置于容器内,搅拌均匀，静置20～30min，再将甲苯二异氰酸酯(TDI)倒入容器内,在一定的搅拌转速下混合均匀,迅速倒入自制发泡箱中发泡,泡沫在室温下熟化，24h后脱膜、切片,得到泡孔较粗的网络型软泡。将软质泡沫在30℃网化液中浸泡时间1～15min，取出后反复挤压去除网化液,然后用弱酸中和,清水清洗2～3次,挤压干燥后得到的网状泡沫，比表面积800～1200m2/m3。在本专利技术中，利用网化液对聚氨酯泡沫进行调节，优选地，所述网化液以重量份计组成如下：为实现更好的物料分布效果，所述生物滴流床的顶层填料之上还可以设有液体分布器，底层填料之下还可以设有曝气盘，以便进气形成微小气泡，均匀分散。为实现上述专利技术目的的另一方面，本专利技术采用如下技术方案：一种甲苯废气回收处理系统，包括：甲苯深冷单元，用于对甲苯废气进行深冷处理以回收冷凝出来的甲苯；优选地，所述甲苯深冷单元包括依次连接的三级冷凝器和甲苯气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物滴流床，所述生物滴流床内设有填料，其特征在于，所述填料包括聚氨酯负载麦饭石的复合填料，所述复合填料通过以下方法制备得到：(1)配制浓度1.0～5.0wt％，优选2～4wt％的聚乙烯醇水溶液，取粉体粒径不大于5μm，优选1～3μm的麦饭石超细粉体并加入到所述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合均匀，得到的浆料中，超细粉体浓度0.5～2.0wt％，优选1～1.5wt％；(2)将聚氨酯泡沫在所述浆料中浸泡，当麦饭石的吸附量达到预定含量后；将聚氨酯泡沫浸入含有0.5～2.5wt％，优选1.0～2.0wt％的戊二醛和0.1～0.5wt％，优选0.2～0.4wt％的甲酸的水溶液中进行交联处理，得到复合填料。

【技术特征摘要】
1.一种生物滴流床，所述生物滴流床内设有填料，其特征在于，所述填料包括聚氨酯负载麦饭石的复合填料，所述复合填料通过以下方法制备得到：(1)配制浓度1.0～5.0wt％，优选2～4wt％的聚乙烯醇水溶液，取粉体粒径不大于5μm，优选1～3μm的麦饭石超细粉体并加入到所述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合均匀，得到的浆料中，超细粉体浓度0.5～2.0wt％，优选1～1.5wt％；(2)将聚氨酯泡沫在所述浆料中浸泡，当麦饭石的吸附量达到预定含量后；将聚氨酯泡沫浸入含有0.5～2.5wt％，优选1.0～2.0wt％的戊二醛和0.1～0.5wt％，优选0.2～0.4wt％的甲酸的水溶液中进行交联处理，得到复合填料。2.根据权利要求1所述的生物滴流床，其特征在于，所述的生物滴滤床装填装有三层填料，其中，所述填料的顶层和底层装填有塑料填料，优选为聚丙烯和/或聚乙烯填料；中间层为设置在悬浮球填中的聚氨酯负载麦饭石的复合填料。3.根据权利要求1或2所述的生物滴流床，其特征在于，所述聚氨酯泡沫通过以下方法制备：首先按配比将聚醚多元醇和任选的助剂置于容器内,搅拌均匀，静置20～30min，再将甲苯二异氰酸酯倒入容器内并混合均匀，发泡、脱膜后,得到网络型软质泡沫；将得到的软质泡沫在网化液中浸泡一次或多次，取出后挤压去除网化液,然后用弱酸中和,清水清洗，挤压干燥后得到所述聚氨酯泡沫；优选地，聚氨酯泡沫的比表面积800～1200m2/m3。4.根据权利要求3所述的生物滴流床，其特征在于，优选地，所述网化液以重量份计组成如下：5.一种甲苯废气回收处理系统，包括：甲苯深冷单元，用于对甲苯废气进行深冷处理以回收冷凝出来的甲苯；优选地，所述甲苯深冷单元包括依次连接的三级冷凝器和甲苯气液分离罐，所述甲苯气液分离罐用于对依次经三级冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：段美荣，王俊俊，张海峰，范珍龙，张宏科，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37