一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法技术

本发明专利技术公开了一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，它将n级依次串联的吸收塔作为连续化吸收乙酸乙酯废气的处理装置，吸收塔内设有固体酸催化剂层，将乙酸乙酯废气与臭氧稀释气混合形成废气稀释气，废气稀释气以连续化进气的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔，同时以碱液作为吸收液并以连续化进料的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔；每一级吸收塔内废气稀释气与碱液逆流接触反应，乙酸乙酯在碱催化下发生水解反应生成乙醇和乙酸盐，乙醇被反应转化为乙酸盐。本发明专利技术工艺中乙酸乙酯经多级喷淋吸收后乙酸乙酯含量基本可达标排放(<60mg/m3)，产生的废液中只含有少量氢氧化钠和高浓度乙酸盐，通过简单处理技术，即可回收高纯度的乙酸盐。即可回收高纯度的乙酸盐。即可回收高纯度的乙酸盐。

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法


[0001]本专利技术属于废气处理
，具体涉及一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法。

技术介绍

[0002]涂布工艺作为一种改变和完善材料表面特性的重要加工工艺在许多工业部门如特种纸加工、印刷、胶粘剂、化妆品车间均得到广泛应用。而在纸加工、胶粘剂、化妆品车间等涂装工业部门中，其所用的溶剂大部分为乙酸乙酯。随着环保要求的不断提高，对乙酸乙酯的废气排放标准要求越来越高，例如挥发性有机物排放标准DB33/2146
‑
2018中规定VOCs的排放标准60mg/m3，因此针对涂装行业低浓度的乙酸乙酯废气进行净化治理势在必行。
[0003]目前工业中乙酸乙酯的治理方法主要有活性炭吸附法、催化燃烧法、光催化、生物过滤法以及液相吸收法，而液相吸收法主要分为添加表面活性剂增加水的饱和吸收容量和化学吸收剂（碱液）使乙酸乙酯发生水解进行吸收。专利CN112709998A利用两段催化燃烧室分别放置贵金属催化剂以及普通金属催化剂对乙酸乙酯等废气进行有效处理。专利CN109731433A提供了一种活性炭吸附与转轮吸附相结合的乙酸乙酯回收方法，并将中、高浓度的乙酸乙酯的吸附率提高到99.5%。专利CN111111368A采用光催化法脱除乙酸乙酯等有机废气，并采用二段换热法降低有机废气的温度和湿度，实现有机废气的无害化处理。专利CN108329208A公开了一种采用高效低损溶剂（N
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甲基吡咯烷酮、N，N
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二甲基乙酰胺、1，4
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丁内酯、邻苯二甲酸二辛脂、尼龙酸甲酯）对乙酸乙酯进行吸收处理的方法。
[0004]催化燃烧法以及RTO燃烧法多用于高浓度的乙酸乙酯废气，生物法由于其占地面积较大以及费用较高、光催化法转化率较低等等缺点还未能大规模运用，考虑到在纸加工、胶粘剂、化妆品车间等工段中大风量低浓度的乙酸乙酯废气治理的工艺安全性以及经济性，碱液吸收技术由于其较低的成本以及较高的吸收率被广泛使用，但乙酸乙酯废气经过单一的碱液吸收后还不能达到排放标准，原因是乙酸乙酯在碱液下作用下会水解产生乙醇以及乙酸钠，乙醇容易挥发，在碱液吸收一段时间后，尾气中乙醇排放就会增加，从而导致废气VOCs超标排放，因此采用单一的碱液吸收不能彻底净化乙酸乙酯的工业VOCs废气。
[0005]为了同步净化碱液吸收产生的乙醇废气，本专利技术公开了一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，在乙酸乙酯废气分子进入水相，并在碱（KOH和NaOH）催化反应下，发生水解反应生成乙酸和乙醇，乙酸与碱反应生成不可挥发的乙酸钠或乙酸钾的盐，而乙醇则被水中的臭氧在催化剂作用下进行深度氧化被转化为乙酸，继续与碱反应生成乙酸钠或乙酸钾的盐。这一工艺可产生更具有经济效益的副产物
‑
乙酸钠（CH3COONa）或乙酸钾（CH3COOK）。并进行结晶回收，实现资源化利用符合国家倡导的循环经济和可持续发展。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：所述的一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，将n级依次串联的吸收塔作为连续化吸收乙酸乙酯废气的处理装置，每一级吸收塔的塔体自上而下均包括丝网除雾层、喷淋层、填料层、固体酸催化剂层以及储液层，具体处理方法包括以下步骤：1）将乙酸乙酯废气与臭氧稀释气混合形成废气稀释气，废气稀释气以连续化进气的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔，同时以碱液作为吸收液并以连续化进料的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔；每一级吸收塔内均包括以下过程：吸收液自吸收塔塔顶内的喷淋层喷淋而下，废气稀释气自吸收塔的塔底进气口通入，废气稀释气在吸收塔内不断上升，通过填料层与喷淋而下的碱液充分接触，乙酸乙酯在碱催化下发生水解反应生成乙醇和乙酸盐，一部分乙醇被臭氧氧化成乙酸，未反应的乙醇随着吸收液向下流入到固体酸催化剂层，在固体酸催化下乙醇被臭氧氧化为乙酸，乙酸与碱反应生成乙酸盐，吸收液最后向下流入到储液层；其中，前一级吸收塔的塔顶出气口排出的废气稀释气均通入到相邻下一级吸收塔的塔底进气口中，前一级吸收塔的塔底储液层中的吸收液均通入至相邻下一级吸收塔塔顶内的喷淋层进行喷淋；2）第n级吸收塔的塔顶出气口排出的尾气进行达标排放，第n级吸收塔的塔底储液层中的经过n级循环吸收后吸收液排出塔外，所述吸收液溶质基本为乙酸钠以及少量碱，经过后续处理以及提纯可产生更具有经济价值的副产物高纯度乙酸盐。
[0008]进一步地，每一级吸收塔内的反应温度均控制在30
‑
50℃。
[0009]进一步地，所述固体酸催化剂层填充的固体酸催化剂为氧化铝载体负载的金属氧化物，即为ABOx/Al2O3催化剂，其中的AB为Mn
2+
，Cu
2+
，Fe
3+
中的一种或二种，ABOx负载量为5%～20%。
[0010]进一步地，所述填料层填充的填料为丝网、陶瓷环、玻璃、PP多面空心球、鲍尔环、阶梯环、塑料花环填料中的一种或多种。
[0011]进一步地，新鲜通入的碱液为质量浓度为1~4%的NaOH水溶液，相应的乙酸盐为乙酸钠。
[0012]进一步地，所述填料层高1000
‑
4000mm，所述丝网除雾层高100
‑
500mm；所述吸收塔可以采用喷淋塔、填料塔、鼓泡塔及其他高效吸收塔，通过多塔串联组合的形式进行多级吸收。
[0013]进一步地，所述填料层中填充粒径10~40mm的填料颗粒，所述固体酸催化剂层填充的固体酸催化剂粒径为50~200mm，优选为80~120mm。
[0014]进一步地，所述臭氧由制氧系统或者液氧经臭氧发生器制备的臭氧结合稀释风机，用空气将臭氧稀释后与乙酸乙酯废气混合，混合气体中乙酸乙酯废气的浓度为5000mg/m3以下，臭氧的浓度为100～200ppm。
[0015]进一步地，第n级吸收塔的塔顶出气口排出的尾气中乙酸乙酯含量<60mg/m3。
[0016]所述方法采用n个吸收塔，依次为第一级吸收塔、第二级吸收塔、
…
、 第n级吸收塔，n为2～6的整数；所述n个吸收塔的塔体由上至下都包括依次设置的丝网除雾层、喷淋层、填料层、固体酸催化剂层以及储液层，所述的固体酸催化剂层可用以填装固体酸催化剂，固体酸催化剂层上方为填料层，所述填料层可用以填装填料，塔底设有进气口，进气口
位于固体酸催化剂层的下方，塔顶设有出气口。
[0017]所述前n
‑
1个吸收喷淋塔旁均设有循环水泵，所述循环水泵的进口连接有进液管，所述进液管远离循环水泵进口的一端与前一级吸收塔的塔底储液层靠近底部部位连接，所述循环水泵的出口通过管路与后一级吸收塔的喷淋层中的喷淋头连接。第n级吸收塔的塔底储液层上部设有溢流口，溢流口连通溢流池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，其特征在于将n级依次串联的吸收塔作为连续化吸收乙酸乙酯废气的处理装置，每一级吸收塔的塔体自上而下均包括丝网除雾层、喷淋层、填料层、固体酸催化剂层以及储液层，具体处理方法包括以下步骤：1）将乙酸乙酯废气与臭氧稀释气混合形成废气稀释气，废气稀释气以连续化进气的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔，同时以碱液作为吸收液并以连续化进料的方式从第一级吸收塔流到第n级吸收塔；每一级吸收塔内均包括以下过程：吸收液自吸收塔塔顶内的喷淋层喷淋而下，废气稀释气自吸收塔的塔底进气口通入，废气稀释气在吸收塔内不断上升，通过填料层与喷淋而下的碱液充分接触，乙酸乙酯在碱催化下发生水解反应生成乙醇和乙酸盐，一部分乙醇被臭氧氧化成乙酸，未反应的乙醇随着吸收液向下流入到固体酸催化剂层，在固体酸催化下乙醇被臭氧氧化为乙酸，乙酸与碱反应生成乙酸盐，吸收液最后向下流入到储液层；其中，前一级吸收塔的塔顶出气口排出的废气稀释气均通入到相邻下一级吸收塔的塔底进气口中，前一级吸收塔的塔底储液层中的吸收液均通入至相邻下一级吸收塔塔顶内的喷淋层进行喷淋；2）第n级吸收塔的塔顶出气口排出的尾气进行达标排放，第n级吸收塔的塔底储液层中的经过n级循环吸收后吸收液排出塔外，所述吸收液溶质基本为乙酸钠以及少量碱，经过后续处理以及提纯可产生更具有经济价值的副产物高纯度乙酸盐。2.如权利要求1所述的一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，其特征在于每一级吸收塔内的反应温度均控制在30
‑
50℃。3.如权利要求1所述的一种臭氧催化辅助碱液多级吸收乙酸乙酯废气的方法，其特征在于所述固体酸催化剂层填充的固体酸催化剂为氧化铝载体负载的金属氧化物，即为ABOx/Al2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晗锋，徐鑫，柯权力，汤华国，陈建孟，
申请(专利权)人：江苏绿塔环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：