一種含醇等氣體的去除裝置及方法
【專利摘要】一種含醇等氣體的去除裝置及方法，特別涉及從氣流中去除醇、醛和酮等氣體，其特征是在于所述裝置由冷凝器、除濕塔、濃硫酸吸收塔、溶液吸收塔和風(fēng)機(jī)依次組成，其處理方法是把所述的氣體經(jīng)過除濕后導(dǎo)入濃硫酸吸收塔，在吸收器內(nèi)所述的氣體與濃硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收，從而從氣流中得到除去，反應(yīng)后的吸收液可以進(jìn)一步處理后回收副產(chǎn)物，具有去除效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡單，適合推廣使用。
【專利說明】
一種含醇等氣體的去除裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種含醇等氣體的去除裝置及方法，屬于大氣污染控制和環(huán)境保護(hù)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 醇、醛和酮等有機(jī)化合物作為揮發(fā)性和惡臭性氣體，產(chǎn)生于化學(xué)、制藥和涂裝等各 種生產(chǎn)過程。這些污染物不僅對(duì)人體有害，大量排放還對(duì)局部區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。 但是由于這些氣體或具有化學(xué)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，不易降解的特點(diǎn)，給凈化處理帶來很大的困難。
[0003] -般地，處理上述污染物的主要方法有溶液吸收法、燃燒法和吸附法等。但是由于 這些有害氣體種類多，且濃度和氣量等參數(shù)等各不相同，因此，在應(yīng)用過程都有各自的局限 性。采用水溶液吸收法是去除這些有害氣體的主要方法之一，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，但此方法 的主要問題是吸收容量有限，吸收后的溶液如不進(jìn)一步處理，又會(huì)揮發(fā)出來形成二次污染。 燃燒法對(duì)運(yùn)行條件要求較高，一般要求在600°C以上運(yùn)行，投資和運(yùn)行費(fèi)用費(fèi)高。吸附法對(duì) 低濃度的污染物脫除效率較高，但吸附劑再生和后續(xù)處理系統(tǒng)復(fù)雜。因此，針對(duì)不同的有害 氣體尋找去除效率高、運(yùn)行可靠和操作簡單的處理技術(shù)，是相關(guān)工業(yè)過程急需解決的問題。
[0004] 本發(fā)明設(shè)計(jì)和提供了一種含醇等氣體的去除裝置及方法，用于從氣流中除去醇、 醛和酮等氣體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含醇等氣體的去除裝置及方法，且設(shè)備投 資成本低，處理效率高，操作運(yùn)行費(fèi)用低廉。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種含醇等氣體的去除裝置，其 特征是由冷凝器、除濕塔、濃硫酸吸收塔、溶液吸收塔和風(fēng)機(jī)依次組成，所述的冷凝器的氣 體進(jìn)口接需處理的含醇等氣體的氣流，所述的冷凝器的氣體出口與所述的除濕塔的氣體進(jìn) 口連通，所述的除濕塔的氣體出口與所述的濃硫酸吸收塔的氣體進(jìn)口連通，所述的濃硫酸 吸收塔的氣體出口與所述溶液吸收塔的氣體進(jìn)口連通，所述溶液吸收塔的氣體出口與風(fēng)機(jī) 的氣體進(jìn)口連通。所述的冷凝器有冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口和脫除水排出口，除濕塔有固體除濕劑 加入口和排出口，濃硫酸吸收塔有濃硫酸加入口和排液口，溶液吸收塔有水溶液加入口和 排出口。
[0007] 根據(jù)上述的一種含醇等氣體的去除裝置，其處理方法是把所述的含醇、醛和酮等 氣體的氣流經(jīng)冷凝器和/或除濕塔除濕后導(dǎo)入濃硫酸吸收塔，在濃硫酸吸收器內(nèi)所述氣體 與濃硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收，從氣流中得到除去，反應(yīng)后的吸收液可以經(jīng)進(jìn)一步處理 后回收副廣物。
[0008] 本發(fā)明所述的濃硫酸吸收塔可采用通用的氣液傳質(zhì)設(shè)備如鼓泡塔、填料塔和板式 塔等，具體可參看相關(guān)化工設(shè)備手冊(cè)。以鼓泡塔為例說明，結(jié)構(gòu)一般為圓筒形，材料為耐酸 材料，可采用陶瓷和玻璃鋼等。待處理氣體從鼓泡塔底部導(dǎo)入，通過氣體分布器，經(jīng)氣液反 應(yīng)區(qū)與濃硫酸發(fā)生吸收反應(yīng)后，由上部排出。濃硫酸在鼓泡塔內(nèi)的靜態(tài)液面高度一般為2cm 以上，優(yōu)選10_30cm。氣液接觸時(shí)間一般為0.2s以上，優(yōu)選0.5-30秒，具體可視所述氣體種類 和去除率等參數(shù)設(shè)定，接觸時(shí)間長，去除率高。當(dāng)所述氣體在氣流中的濃度為幾十到幾千毫 克/立方氣體，最高去除率可達(dá)95%以上。所述的濃硫酸吸收塔內(nèi)濃硫酸的濃度一般為60% 及以上，優(yōu)選80-98%，濃度越高，吸收效果越好，采用硫酸濃度為60%時(shí)，所述氣體去除率 約為硫酸濃度為80 %的70 %左右，硫酸與所述氣體的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量摩爾比可按1:1計(jì)算，反 應(yīng)溫度一般為常溫，適當(dāng)加熱有利于吸收反應(yīng)。
[0009] 本發(fā)明所述的濃硫酸吸收塔前還設(shè)有冷凝器和除濕塔，用于除去氣流中含有的水 分，使氣流以較小的含濕量進(jìn)入濃硫酸吸收塔，以提高濃硫酸與所述氣體的反應(yīng)效果和延 長吸收時(shí)間，二者可以同時(shí)使用，也可選擇使用，水汽含量越小對(duì)氣體的吸收效果越好，氣 流中水汽含量一般在20g/m 3以下為佳。
[0010] 冷凝器一般采用介質(zhì)冷凝脫水方法，介質(zhì)冷凝脫水可采用直接或間接冷卻方式， 也可采用制冷裝置冷卻，氣流溫度越低，空氣中的水分去除量越大，一般把含所述氣體的氣 流冷卻到20°C以下時(shí)，空氣中的含濕量在20g/m 3以下，氣流相對(duì)濕度等具體參數(shù)可根據(jù)有 關(guān)空氣參數(shù)計(jì)算，有關(guān)冷凝器的設(shè)計(jì)具體可參看相關(guān)化工設(shè)備手冊(cè)。除濕塔設(shè)置在冷凝器 后作為進(jìn)一步除濕選用，一般采用硅膠、分子篩、沸石和氧化鋁等固體顆粒除濕劑吸附除去 氣流中的水分，效果相當(dāng)，除濕塔為通用吸附塔，可采用流化床、移動(dòng)床或固定床吸附等形 式，除濕劑飽和后可通過變壓或加熱再生，加熱再生時(shí)，常壓下加熱溫度為100 °C以上。氣流 中含水量少時(shí)，可以不用冷凝器和除濕塔，也可兩者選其一。如含有所述氣體的氣體溫度在 20°C以下時(shí)，或氣流中的含濕量在20g/m 3以下時(shí)，可以不用冷凝器和除濕塔。如冷凝器把含 所述氣體的氣流冷卻到5°C以下時(shí)，可以不用除濕塔。濃硫酸吸收器后還設(shè)置有水或堿液吸 收裝置以除去氣流中帶出硫酸霧或其他生成的可溶性氣體產(chǎn)物，可視具體情況選用。
[0011] 本發(fā)明所述的含醇等氣體為各種醇、醛和酮類有機(jī)化合物，一般低級(jí)化合物與濃 硫酸反應(yīng)較快，高級(jí)化合物反應(yīng)時(shí)間長些。
[0012] 本發(fā)明所述的濃硫酸吸收醇后的產(chǎn)物為相關(guān)的酯類物質(zhì)，吸收醛和酮后的產(chǎn)物主 要為相關(guān)的羧酸。反應(yīng)后的吸收液經(jīng)進(jìn)一步處理后可回收副產(chǎn)物，通?？刹捎孟♂尯图訜?再生回收，如對(duì)吸收乙醇后的濃硫酸吸收液的硫酸濃度稀釋到約30%以下，乙醇與濃硫酸 反應(yīng)后生成的酯可重新轉(zhuǎn)化為乙醇，再可通過蒸餾加以回收。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明采用氣流中醇、醛和酮等氣體與濃硫 酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收的原理，從氣流中得到除去，進(jìn)一步通過對(duì)氣流除濕以提高濃硫 酸對(duì)所述氣體的吸收效率，對(duì)反應(yīng)吸收后的吸收液進(jìn)行稀釋和加熱后可以回收副產(chǎn)物，具 有去除效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡單，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用一種含醇等氣體的去除裝置示意圖，其中：101冷凝器；1 冷凝器氣體進(jìn)口； 2冷凝器氣體出口； 17冷凝器脫除水排出口； 18冷卻介質(zhì)進(jìn)口； 19冷卻介質(zhì) 出口； 102除濕塔;3除濕塔氣體進(jìn)口； 4除濕塔除濕劑加入口； 5除濕塔氣體出口； 16除濕塔除 濕劑排出口； 103濃硫酸吸收塔;6濃硫酸吸收塔氣體進(jìn)口； 7濃硫酸加入口； 15濃硫酸吸收液 排出口； 8濃硫酸吸收塔氣體出口； 104溶液吸收塔;9溶液吸收塔氣體進(jìn)口； 10溶液吸收塔水 溶液加入口； 11溶液吸收塔氣體出口； 14溶液吸收塔吸收液排出口； 105風(fēng)機(jī);12風(fēng)機(jī)氣體進(jìn) 口； 13風(fēng)機(jī)氣體出口。所述的冷凝器氣體出口（2)與所述的除濕塔氣體進(jìn)口（3)連通，所述的 除濕塔氣體出口（5)與濃硫酸吸收塔氣體進(jìn)口（6)連通，所述的濃硫酸吸收塔氣體出口（8) 與溶液吸收塔氣體進(jìn)口（9)連通，所述的溶液吸收塔氣體出口（11)與風(fēng)機(jī)氣體進(jìn)口（12)連 通。
[0015] 圖2為本發(fā)明所述的鼓泡塔的結(jié)構(gòu)示意圖，其中：1氣體進(jìn)口；2氣體分布器;3吸收 塔塔體;4除霧器;5氣體出口； 6濃硫酸加入口； 7濃硫酸吸收液排出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017] 實(shí)施例1:本發(fā)明所述的一種含醇等氣體的去除裝置如圖1所示，采用圖2所示的鼓 泡塔作為濃硫酸吸收塔。采用圖2所示的鼓泡塔作為濃硫酸吸收塔時(shí)，圖1所述的濃硫酸吸 收塔氣體進(jìn)口（6)、濃硫酸加入口（7)、濃硫酸吸收液排出口（15)和濃硫酸吸收塔氣體出口 (8)分別與圖2所示的氣體進(jìn)口（1)、濃硫酸加入口（6)、濃硫酸吸收液排出口（7)和氣體出口 (8)相同。
[0018] 處理工藝流程如下：先把所需的濃硫酸通過濃硫酸吸收塔濃硫酸加入口（7)(圖1) 加入到濃硫酸吸收塔（103)中；除濕塔（102)中加入分子篩顆粒除濕劑;然后把被處理的含 醇等氣體的氣流通過冷凝器氣體進(jìn)口（1)導(dǎo)入所述的處理裝置，經(jīng)過冷凝器、除濕塔、濃硫 酸吸收塔和溶液吸收塔后，經(jīng)風(fēng)機(jī)氣體出口（ 12)排出。
[0019] 本實(shí)施例采用約5°C的冷卻水為介質(zhì)的列管式冷凝器來脫除氣流中的水分，冷凝 器換熱面積約為0.5m2,氣體經(jīng)過冷凝器后的氣體出口的溫度約為15°C。除濕塔和溶液吸收 塔的尺寸均為Φ 60mm X 1000mm，為聚丙烯材質(zhì)，其中除濕塔采用直徑約為Φ 3mm的分子篩顆 粒填充床，填充高度約為500mm;濃硫酸鼓泡吸收塔采用陶瓷反應(yīng)器，尺寸為Φ 200mm X 600mm，含所述氣體的氣流從陶瓷反應(yīng)器下部經(jīng)氣體分布器導(dǎo)入，所述的氣體分布器為多孔 板，孔徑約為Φ 2mm，共30個(gè)均布，加入的濃硫酸在氣體分布器上方高約150mm，除霧器為玻 璃纖維材質(zhì)絲網(wǎng)；溶液吸收塔為清水頂部噴淋，噴淋量約〇. lm3/h。
[0020] 其他操作控制參數(shù)如下：
[0021] 氣體流量約1.5m3/h，濃硫酸初始濃度90 %，被處理氣體溫度約25 °C，含所述氣體 的氣流為空氣，相對(duì)濕度約80%，處理約30分鐘后檢測(cè)氣體。分析方法:氣相色譜儀。
[0022]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0023]表1相關(guān)氣體去除效果
[0024]
[0025] 注:進(jìn)口濃度為冷凝器進(jìn)口氣流中氣體濃度。
[0026]實(shí)施例2:氣體吸入量約3m3/h，濃硫酸初始濃度70%。其他條件同實(shí)施例1。
[0027]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
[0028]表2相關(guān)氣體去除效果
[0029]
[0030] 注:進(jìn)口濃度為冷凝器進(jìn)口氣流中氣體濃度。
[0031] 實(shí)施例3:取實(shí)施例1所述的吸收乙醇后的濃硫酸吸收液約100ml放入蒸餾燒瓶中， 然后把硫酸濃度稀釋到約20%左右，把吸收液加熱到約80°C蒸餾1小時(shí)，通過冷凝回收乙 醇。
[0032]應(yīng)該說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不 限于此。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對(duì)各實(shí)施例所記載的 技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中的部分技術(shù)特征進(jìn)行任何等同替換、修改、變化和改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含醇等氣體的去除裝置，其特征在于所述的裝置由冷凝器、除濕塔、濃硫酸吸收 塔、溶液吸收塔和風(fēng)機(jī)依次組成，所述冷凝器的氣體進(jìn)口接被處理氣體的氣流，所述冷凝器 的氣體出口與所述除濕塔的氣體進(jìn)口連通，所述濃硫酸吸收塔的氣體進(jìn)口與所述除濕塔的 氣體出口連通，所述濃硫酸吸收塔的氣體出口與所述溶液吸收塔的氣體進(jìn)口連通，所述溶 液吸收塔的氣體出口與風(fēng)機(jī)的氣體進(jìn)口連通，所述的冷凝器有冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口和脫除水 排出口，除濕塔有固體除濕劑加入口和排出口，濃硫酸吸收塔有濃硫酸加入口和排液口，溶 液吸收塔有水溶液加入口和排出口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的濃硫酸吸收塔采用通用的氣液傳質(zhì) 設(shè)備，包括鼓泡塔、填料塔或板式塔，所述的濃硫酸的濃度為60% (含）以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的除濕塔為通用吸附塔，包括流化床、 移動(dòng)床或固定床吸附塔，除濕劑采用硅膠、分子篩、沸石或氧化鋁固體顆粒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在所述的冷凝器的冷卻方式包括冷卻介質(zhì)直接 或間接冷卻。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其處理方法是把含所述氣體的氣流經(jīng)除濕 后導(dǎo)入濃硫酸吸收塔，在吸收器內(nèi)所述氣體與濃硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收，從氣流中得 到去除。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣流中含水量少時(shí)，可以不用冷凝器和除濕 塔，也可兩者選其一。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的裝置或處理方法，其特征在于含所述氣體的氣流溫度在20 °C以下，或氣流中的含濕量在20g/m 3以下時(shí)，可以不用冷凝器和除濕塔。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的裝置或處理方法，其特征在于所述的含醇等氣體包括醇、 醛和酮類有機(jī)化合物的一種或一種以上。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的裝置或處理方法，其特征在于所述的鼓泡塔內(nèi)濃硫酸與氣 流的接觸時(shí)間為〇.2s以上。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的裝置或處理方法，其特征在于所述的氣體與濃硫酸發(fā)生 化學(xué)吸收反應(yīng)后的吸收液經(jīng)稀釋和加熱處理后回收產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK105944525SQ201610457485
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】黃立維
【申請(qǐng)人】黃立維