本發(fā)明屬于大氣污染治理領(lǐng)域,涉及一種voc尾氣中污染組分資源化回收,具體的說是一種基于苯乙烯組分能源利用的voc廢氣達(dá)標(biāo)治理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、根據(jù)vocs處理后最終的物質(zhì)形態(tài),可將vocs的處理技術(shù)分為回收利用技術(shù)和消除技術(shù)?;厥绽眉夹g(shù)主要利用選擇性的吸收劑或選擇性滲透膜等手段來分離vocs,典型方法包括吸附法、吸收法、膜分離法等。消除技術(shù)則是利用光、熱、催化劑和微生物等作用將有機(jī)物徹底轉(zhuǎn)化為h2o和co2【王曉麗等.vocs脫除技術(shù)的研究進(jìn)展.廣東化工,2014,41(016):106-107】,主要有燃燒法、生物法及光催化新興處理技術(shù)等。
2、吸附技術(shù)是目前應(yīng)用最多的vocs處理技術(shù)之一,是利用某些具有吸附能力的物質(zhì),如活性炭、沸石分子篩、活性氧化鋁等吸附材料,吸附有害成分而達(dá)到消除有害污染的目的。吸附劑是吸附技術(shù)處理的關(guān)鍵。一般要求吸附劑應(yīng)具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu),較大的比表面積,并且化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性好等。吸附劑總體上可以分為三類:含氧吸附劑、碳吸附劑與聚合物吸附劑。含氧吸附劑包含了如硅膠、沸石和金屬氧化物;碳吸附劑主要為活性炭吸附材料;聚合物吸附劑主要是利用聚合物的表面官能基來吸附不同的污染物質(zhì)。
3、在實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)用最廣的是活性炭(主要是粒狀活性炭),其多孔結(jié)構(gòu)與巨大的比表面積,可高效截留廢氣中vocs分子【余倩等.活性炭吸附技術(shù)對vocs凈化處理的研究進(jìn)展.材料研究與應(yīng)用,2010,004(004):368-371】,去除效率較高,運(yùn)行能耗低,工藝也相對成熟,脫附后溶劑還可回收,但活性炭制備成本較高。
4、吸收技術(shù)主要利用相似相溶的原理,通過采用吸收劑與廢氣進(jìn)行接觸反應(yīng),從而將vocs組分從廢氣中分離【張宏偉等.天然氣的凈化與液化工藝.煤氣與熱力,2004,024(003):170-172】。采用吸收技術(shù)來回收vocs,其關(guān)鍵為如何選擇合適的吸收劑。不同的vocs氣體,其理化性質(zhì)不同,與不同吸收劑的分離效果不一致【肖瀟等.幾種有機(jī)廢氣吸收液對甲苯吸收效果的對比.環(huán)境工程學(xué)報(bào),2013,7(3):1072-1078】。在實(shí)際工程應(yīng)用中,需要根據(jù)有機(jī)物性質(zhì)、種類及不同的生產(chǎn)工藝條件,來選擇如水、輕柴油、機(jī)油等合理的物質(zhì)來作吸收劑。
5、吸收技術(shù)最大不足是吸收劑的吸收容量不高、回收的經(jīng)濟(jì)性不高,對于采用加熱蒸餾回收vocs和再生吸收劑時(shí),還存在能耗大和二次污染等問題。
6、膜分離技術(shù)近年來提出的一種新的分離技術(shù),其原理是通過在膜的一側(cè)產(chǎn)生氣壓差使廢氣穿過具有選擇透過性的高分子膜,從而將vocs隔離達(dá)到凈化氣體的效果【張林等.揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的膜法處理工藝研究進(jìn)展.化工環(huán)保,2002,22(2):6】。在工業(yè)化應(yīng)用中,通過壓縮機(jī)或真空泵使膜兩側(cè)形成滲透所需壓力差,vocs污染物會(huì)優(yōu)先通過膜,在膜的另一側(cè)形成高濃度的vocs氣體,而在膜的截留面形成低濃度vocs氣體【閻勇.噴烤漆行業(yè)有機(jī)廢氣處理技術(shù).中國涂料,1999(1):5】。膜分離技術(shù)投資費(fèi)用高,一般僅用于高濃度有機(jī)廢氣的預(yù)處理,且難以應(yīng)用于大氣量的廢氣處理。
7、燃燒技術(shù)是通過采用燃燒氧化和高溫?zé)岱纸獾姆绞絹砥茐膙ocs污染物的結(jié)構(gòu),分解后的產(chǎn)物主要是co2和h2o,主要包括直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒三種形式【曹秋偉等.燃燒法處理有機(jī)廢氣的探討.科技視界,2012(27):2】。燃燒法存在一定的局限性,一般只能適用于處理可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質(zhì)。且由于在一定可燃?xì)怏w濃度范圍內(nèi)燃燒有可能會(huì)發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn),因此必須嚴(yán)格檢測氣體的成分與濃度,采取相應(yīng)的安全措施。
8、生物法就是利用微生物將有機(jī)污染物質(zhì)作為碳源而降解或轉(zhuǎn)化的過程。微生物處理技術(shù)與其他處理技術(shù)相比,運(yùn)行成本較低,且運(yùn)行設(shè)備投資較少,還不產(chǎn)生二次污染。由于生物法需采用填料層作為生物反應(yīng)床層,填料容易老化,反應(yīng)床易堵塞【唐沙穎稼,徐校良,黃瓊,等.生物法處理有機(jī)廢氣的研究進(jìn)展.現(xiàn)代化工,2012,32(010):29-33】,掛膜啟動(dòng)慢,對于高濃度疏水性vocs,直接采用生物法處理效果不好等。
9、光催化處理技術(shù)是目前新興起來的一種處理技術(shù),主要是采用紫外光照射光催化劑,從而產(chǎn)生高能電荷-電子空穴對,同時(shí)在光催化劑周圍空氣中的水分子、氧氣分子等物質(zhì)的共同作用下,使揮發(fā)性有機(jī)污染物質(zhì)被氧化為二氧化碳、水以及其他無機(jī)小分子物質(zhì)【濮一順.有機(jī)揮發(fā)性廢氣處理中光催化氧化法的應(yīng)用研究.科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(33):1】。為了提高催化效果,催化劑粒徑極為細(xì)小,沉降性較差,在光催化懸浮體系中回收困難;處理氣體時(shí),在進(jìn)氣速率較大的條件下也易造成過多流失,不利于重復(fù)利用,推廣應(yīng)用受到極大限制。
10、從全球工程案例來看【席勁瑛等.工業(yè)vocs氣體處理技術(shù)應(yīng)用狀況調(diào)查分析.中國環(huán)境科學(xué),2012,32(11):1955-1960】,催化燃燒技術(shù)市場占有率分別為26%,吸附技術(shù)市場占有率分別為25%,生物處理技術(shù)市場占有率分別為24%,這三種技術(shù)是目前對vocs處理應(yīng)用最普遍的技術(shù);熱力燃燒和等離子體技術(shù)市場占有率分別為10%和9%,居其次;而吸收技術(shù)僅為3%,膜分離與冷凝兩者之和約為4%。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題,提供一種系統(tǒng)簡單、投資和運(yùn)行成本低、尾氣凈化效果好、將吸收和吸附有效偶合、節(jié)能降耗、苯乙烯回收率高的基于苯乙烯組分能源利用的voc廢氣達(dá)標(biāo)治理系統(tǒng)。
2、本發(fā)明系統(tǒng)包括依次連接轉(zhuǎn)輪單元、吸收塔和閃蒸解析單元,其中,廢氣管道連接轉(zhuǎn)輪單元的尾氣進(jìn)口,轉(zhuǎn)輪單元的濃縮氣出口連接吸收塔底部的氣相進(jìn)口,所述吸收塔的氣相出口連接吸附塔組;所述吸收塔的富液出口連接閃蒸解析單元,所述閃蒸解析單元的貧液出口經(jīng)持液柱分別連接吸收塔頂部的吸收劑進(jìn)口以及吸附塔組的吸收劑進(jìn)口。
3、所述轉(zhuǎn)輪單元包括串聯(lián)的兩級轉(zhuǎn)輪及對應(yīng)的脫附氣換熱器,其中,一級轉(zhuǎn)輪的凈化氣出口經(jīng)二級轉(zhuǎn)輪連接外排管道;一級轉(zhuǎn)輪的濃縮氣出口經(jīng)一級脫附風(fēng)機(jī)、入塔冷卻器連接吸收塔的氣相進(jìn)口;二級轉(zhuǎn)輪的濃縮氣出口連接焚燒爐。
4、所述一級脫附風(fēng)機(jī)出口分為兩路,一路連接入塔冷卻器,另一路連接焚燒爐。
5、所述閃蒸單元包括閃蒸釜,所述閃蒸釜從上往下至少具有兩級閃蒸室和底部儲(chǔ)液槽。
6、所述閃蒸釜上段為一級閃蒸室,下段為二級閃蒸室,底部儲(chǔ)液槽通過至少一塊溢流板分隔成貧液槽和半貧液槽,所述一級閃蒸室上部設(shè)一級閃蒸霧化器,底部為一級閃蒸導(dǎo)流板;所述二級閃蒸室上部設(shè)二級閃蒸霧化器,所述二級閃蒸室下部一部分位于半貧液槽上方區(qū)域設(shè)二級閃蒸導(dǎo)流板,其余區(qū)域與所述貧液槽相通;所述二級閃蒸導(dǎo)流板的前端插入貧液槽中;所述二級閃蒸導(dǎo)流板與溢流板將半貧液槽與所述二級閃蒸室分隔開;所述半貧液槽上方氣相空間與一級閃蒸室經(jīng)氣提氣導(dǎo)氣管連通,所述一級閃蒸室經(jīng)一級閃蒸導(dǎo)流管連通半貧液槽;
7、所述吸收塔的富液出口經(jīng)富液中間槽、貧-富液換熱器、富液-煙氣換熱器、富液電輔熱加熱器連接所述一級閃蒸霧化器;所述閃蒸釜的半貧液槽經(jīng)半貧液-煙氣換熱器、半貧液電輔加熱器連接二級閃蒸霧化器;所述貧液槽連接持液柱。
8、所述閃蒸單元包括閃蒸釜和富液回流洗滌塔,所述閃蒸釜的一級閃蒸室的上段還設(shè)有回流富液霧化器;
9、吸收塔的富液出口分為兩路,一路經(jīng)富液中間槽、貧-富液換熱器、富液-煙氣換熱器、富液電輔熱加熱器連接所述一級閃蒸霧化器,另一路連接富液回流洗滌塔的洗滌液進(jìn)口;
10、所述富液回流洗滌塔底部的富液出口連接閃蒸釜的富液霧化器;所述閃蒸釜的氣相出口經(jīng)富液回流洗滌塔連接閃蒸汽冷凝器。
11、所述持液柱底部的貧液出口分出兩路,一路經(jīng)貧-富液換熱器連接吸收塔的吸收液進(jìn)口,另一路連接吸收塔組的吸收劑進(jìn)口;頂部的溢流口經(jīng)貧液溢流管連接閃蒸釜內(nèi)的貧液槽。
12、所述閃蒸釜內(nèi)的貧液槽和半貧液槽設(shè)有內(nèi)均設(shè)有曝氣頭。
13、所述一級閃蒸室和二級閃蒸室的氣相出口均經(jīng)對應(yīng)的除霧器連接閃蒸汽冷凝器或富液回流洗滌塔。
14、所述閃蒸汽冷凝器的冷凝液出口連接泵前油水分離器,泵前油水分離器的冷凝水出口經(jīng)抽氣泵前冷凝水槽、冷凝水泵、冷凝水-煙氣汽化器連接閃蒸釜內(nèi)貧液槽和半貧液槽中的曝氣頭。
15、所述閃蒸汽冷凝器的不凝性氣體出口經(jīng)抽氣泵連接連接廢氣管道或者一級脫附風(fēng)機(jī)進(jìn)口。
16、所述焚燒爐的高溫?zé)煔獬隹谶B接轉(zhuǎn)輪單元的脫附氣換熱器,出脫附氣換熱器的煙氣出口經(jīng)高溫?zé)煔獬轱L(fēng)機(jī)后分為三路,第一路經(jīng)半貧液-煙氣換熱器連接外排管道,第二路經(jīng)冷凝水-煙氣氣化器連接外排管道,第三路經(jīng)富液-煙氣換熱器后再分為兩路,一路經(jīng)煙氣循環(huán)閥連接rto焚燒爐,另一路連接外排管道。
17、所述轉(zhuǎn)輪單元包括串聯(lián)的兩級轉(zhuǎn)輪及對應(yīng)的脫附氣換熱器,所述焚燒爐的高溫?zé)煔獬隹诜譃閮陕?,分別經(jīng)兩級轉(zhuǎn)輪對應(yīng)的脫附氣換熱器后匯成一路,再經(jīng)高溫?zé)煔獬轱L(fēng)機(jī)后分為三路。
18、所述焚燒爐的低溫?zé)煔獬隹谝策B接富液-煙氣換熱器。
19、所述吸附塔組包括至少兩臺(tái)并聯(lián)的吸附塔,每臺(tái)吸附塔的尾氣進(jìn)口并聯(lián)、凈化尾氣出口并聯(lián)、吸收劑進(jìn)口并聯(lián)、吸收劑出口并聯(lián);每個(gè)所述吸附塔設(shè)冷卻氣進(jìn)、出口,冷卻氣進(jìn)口與吸附塔頂?shù)膬艋矚獬隹谶B接,冷卻氣出口連接吸收塔的尾氣進(jìn)口。
20、針對背景技術(shù)中存在的問題,發(fā)明人通過設(shè)置轉(zhuǎn)輪單元,將吸收與吸附偶合,結(jié)合蒸閃解析單元,實(shí)現(xiàn)廢氣凈化達(dá)標(biāo)排放及尾氣中苯乙烯組分的回收,具體改進(jìn)如下:
21、(1)設(shè)置兩級轉(zhuǎn)輪單元,適應(yīng)不同環(huán)境下的voc(苯乙烯)尾氣的凈化,根據(jù)廢氣中苯乙烯濃度不同,可以選擇全部開啟,或單獨(dú)開啟,靈活性好。冬季氣溫低,voc(苯乙烯)尾氣中的voc(苯乙烯)濃度低,只需啟動(dòng)一級轉(zhuǎn)輪,夏季氣溫高,voc(苯乙烯)尾氣中的voc(苯乙烯)濃度高,需啟動(dòng)兩級轉(zhuǎn)輪;另一方面,在夏季一級轉(zhuǎn)輪吸附濃縮產(chǎn)生高濃度的一級濃縮氣進(jìn)入吸收塔,有利于提高單位吸收劑對苯乙烯的吸收量,節(jié)省吸收單元的動(dòng)力消耗,減少富液解析量,降低解析過程的能耗;二級轉(zhuǎn)輪吸附確保外排廢氣達(dá)標(biāo);
22、(2)配制焚燒爐回收voc廢氣中污染組分的余能供系統(tǒng)內(nèi)部脫附、蒸餾等單元的熱焓需求。通過焚燒爐提供高溫和低溫?zé)煔?,高溫?zé)煔庥糜跒檗D(zhuǎn)輪自帶的脫附氣換熱器供熱外并進(jìn)一步回用外,第三股煙氣還經(jīng)煙氣循環(huán)閥控制返回焚燒爐循環(huán),其作用如下:①有利于提高進(jìn)入焚燒爐尾氣燃燒的穩(wěn)定性。合適的循環(huán)量可保證有足夠的低溫?zé)煔猱a(chǎn)生量,從而保證焚燒爐內(nèi)的蓄熱量充足,進(jìn)而提高進(jìn)入爐堂尾氣的溫度;②合理調(diào)節(jié)循環(huán)量,有效控制從焚燒爐引出的800℃左右高溫?zé)煔饬亢?10℃左右低溫?zé)煔饬?,保證轉(zhuǎn)輪吸附單元、閃蒸解析單元各換熱設(shè)備所需熱量優(yōu)化分配(合理的循環(huán)量,可以實(shí)現(xiàn)從焚燒爐引出的800℃以上高溫?zé)煔夂?10℃-120℃低溫?zé)煔馑闹禎M足各自加熱介質(zhì)的熱量需求);③降低入焚燒爐濃縮氣中苯乙烯濃度,提高苯乙烯組分的焚燒效果,有利于降低外排煙氣voc濃度高溫?zé)煔庥糜跒檗D(zhuǎn)輪自帶的脫附氣換熱器供熱,并實(shí)現(xiàn)煙氣的的多級利用,低溫?zé)煔獾臒崮芤驳玫接行Щ厥绽谩?/p>
23、(3)閃蒸解析單元設(shè)置富液回流洗滌塔,實(shí)現(xiàn)富液回流。閃蒸解析單元包括閃蒸釜和富液回流洗滌塔,富液回流洗滌塔設(shè)置在閃蒸釜?dú)庀喑隹谙掠危诔闅獗玫某槲饔孟麻W蒸釜霧化閃蒸后的閃蒸蒸汽經(jīng)閃蒸釜?dú)庀喑隹谶M(jìn)入富液回流洗滌塔內(nèi),與從塔上部噴淋進(jìn)入的來自吸收塔的富液經(jīng)填料層逆流接觸,換熱、捕集微細(xì)霧滴。
24、富液回流具有以下作用:1)降溫,回收冷源。在富液回流洗滌塔內(nèi),低溫富液與閃蒸蒸汽逆流直接接觸,對閃蒸蒸汽降溫,降溫效率高,低溫富液的冷量回收效率高;2)霧滴捕捉,降低吸收劑損耗。受表面張力作用,噴淋進(jìn)入塔內(nèi)的富液遇到微細(xì)霧滴時(shí),微細(xì)霧滴極易在噴淋形成的液滴表面融合;3)具有提餾功效。富液進(jìn)入富液回流洗滌塔內(nèi),閃蒸蒸汽溫度高于富液,閃蒸蒸汽壓力低于富液吸收飽和時(shí)的壓力(即富液已是有常壓下吸收達(dá)到飽和的吸收液),入塔富液從上向下流動(dòng)過程中,由于與閃蒸蒸汽直接接觸換熱,溫度越來越高,富液中的苯乙烯組分不斷揮發(fā)出來;從塔下部進(jìn)入的閃蒸蒸汽向上流動(dòng)過程中,溫度越來越低,苯乙烯濃度越來越高;4)提高冷凝器冷凝回收苯乙烯效率。閃蒸蒸汽經(jīng)過富液回流洗滌塔后,提高的苯乙烯濃度,同時(shí)蒸汽溫度大幅降低,有利于冷凝器后對苯乙烯組分的冷凝回收;5)形成一段水分富集層,提高苯乙烯閃蒸效果。富液進(jìn)入富液回流洗滌塔后,相對于整個(gè)閃蒸蒸汽管路,在塔內(nèi)形成了低溫區(qū),由于閃蒸蒸汽中的水蒸汽分壓遠(yuǎn)高于苯乙烯分壓,且水的飽和蒸汽壓在操作溫度區(qū)間內(nèi),受溫度影響較大(40℃時(shí),7.381kpa;60℃時(shí),19.932kpa),大量水分冷凝下來進(jìn)入富液中,富液經(jīng)一級閃蒸霧化器進(jìn)入閃蒸釜內(nèi)進(jìn)行一級閃蒸,富液中的水分幾乎全部汽化進(jìn)入閃蒸蒸汽,經(jīng)富液回流洗滌塔后大部分又被冷凝下來,水分的如此循環(huán),一級閃蒸蒸汽中的水蒸汽濃度越來越高,回流富液冷凝吸收的水分越來越多,直至形成一個(gè)回流富液吸收水分的平衡態(tài)。根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證,吸收苯乙烯的鄰苯二甲酸二乙酯溶液進(jìn)行蒸餾時(shí),吸收液中摻入一定的水分,可顯著提高蒸餾效果。
25、(4)設(shè)置一臺(tái)吸收塔對應(yīng)至少兩臺(tái)并聯(lián)的吸附塔,并聯(lián)的吸附塔交替進(jìn)行吸附、脫附、冷卻過程。具體為:來自吸收塔的濃縮氣送入處于吸附階段的吸附塔中吸附后得到凈化尾氣排出;當(dāng)吸附塔飽和后進(jìn)入待脫附、冷卻階段,同時(shí),將濃縮氣切換到已脫附、冷卻完成后的吸附塔。如此交替,實(shí)現(xiàn)人造石產(chǎn)線廢氣的連續(xù)高效凈化。
26、(5)熱態(tài)貧液脫附。采用熱態(tài)貧液對待脫附、冷卻的吸附塔進(jìn)行洗滌脫附,熱態(tài)貧液從塔頂噴入,對吸附填料層進(jìn)行洗滌脫附;脫附完成后,采用凈化尾氣從塔頂部凈化尾氣出口進(jìn)入對填料層進(jìn)行冷卻,冷卻氣從吸附塔下部氣相進(jìn)口排出,引入吸收塔內(nèi)進(jìn)一步吸收。凈化尾氣冷卻過程中,對填料層還具有深度脫附效果。凈化尾氣冷卻后的吸附塔進(jìn)行待脫附階段,如此交替,實(shí)現(xiàn)人造石產(chǎn)線廢氣中苯乙烯組分的高效回收。
27、用于脫附、冷卻的吸附塔階段填料層的洗滌脫附的吸收劑貧液及用于冷卻的氣體來自于系統(tǒng)自身,除補(bǔ)充吸附劑外,不需要外引新的吸附劑,實(shí)現(xiàn)了吸附劑的循環(huán)使用。
28、(6)閃蒸釜內(nèi)設(shè)置多層結(jié)構(gòu),進(jìn)行多級閃蒸,設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊安全。閃蒸釜內(nèi)設(shè)置多級閃蒸室,釜下部設(shè)置氣提段,將多級閃蒸與氣提有機(jī)結(jié)合,提高富液蒸餾效果,節(jié)省空間,提高抽氣泵的抽真空效果,節(jié)省抽氣泵運(yùn)行成本。
29、閃蒸解析單元的閃蒸釜具有至少兩級閃蒸室,并對應(yīng)設(shè)置連通的貧液槽和半貧液槽,富液先通入上段的一級閃蒸室中由一級閃蒸霧化器噴出閃蒸,閃蒸后的半貧液由一級閃蒸導(dǎo)流管落入半貧液槽中,然后再抽出經(jīng)半貧液加熱器加熱后送入下段二級閃蒸室的二級閃蒸霧化器噴出,進(jìn)行二級閃蒸,貧液經(jīng)二級閃蒸導(dǎo)流板落入貧液槽,二級閃蒸導(dǎo)流板的前端插入貧液槽的液面以下,形成液封,將二級閃蒸室與半貧液槽上方的氣提區(qū)隔開。一方面,通過在一個(gè)閃蒸釜內(nèi)設(shè)置兩級閃蒸,強(qiáng)化解析效果,另一方面一級閃蒸室和二級閃蒸室之間互不相通,保證閃蒸效果。
30、在貧液槽和半貧液槽中設(shè)置曝氣頭,將閃蒸后分離出不凝性氣體和苯乙烯組分的冷凝液經(jīng)加熱器加熱汽化后,以水蒸汽形式通入上述曝氣頭中,可對貧液槽和半貧液槽進(jìn)行氣提,真正意見實(shí)現(xiàn)了冷凝液的回用;同時(shí)閃蒸汽冷凝器分離出的不凝性氣體也分為兩股,分別回送吸收塔和曝氣頭,同樣實(shí)現(xiàn)了不凝性氣體的回用,節(jié)能降耗,對環(huán)境友好。
31、(7)設(shè)置持液柱,消除“氣蝕”??紤]到所述閃蒸釜的底部的貧液引出存在“氣蝕”的問題,設(shè)置持液柱進(jìn)行增壓抽出貧液的泵前壓力。由于閃蒸釜工作壓力維持在4kpa(絕對壓力)以下,遠(yuǎn)低于大氣壓,從閃蒸釜底部直接通過泵引出進(jìn)入常壓狀態(tài)的吸收-吸附單元時(shí),泵前后壓差大,貧液中殘留的苯乙烯組分及溶解的水分會(huì)產(chǎn)生“氣蝕”,既影響泵運(yùn)行穩(wěn)定性,還導(dǎo)致泵葉片受沖擊、腐蝕。設(shè)置持液柱,從持液柱底部引出貧液進(jìn)入吸收塔,增加了泵入口處液相壓力,有效克服“氣蝕”現(xiàn)象。
32、(8)控制閃蒸室、閃蒸汽冷凝器和泵前油水分離器的負(fù)壓在絕對壓力4kpa以下。之所以選擇4kpa以下的閃蒸壓力,是因?yàn)橐韵聨讉€(gè)因素:首先,減少回收下來的苯乙烯組分聚合。苯乙烯溫度達(dá)60℃,聚合速度加劇,在4kpa以下時(shí),苯乙烯沸點(diǎn)低于55℃,該溫度苯乙烯聚合可忽略;其次,4kpa的絕對壓力下,富液溫度只需控制在60℃左右,就可以達(dá)到較高的解析效果,對設(shè)備及其密封材料的耐溫要求不高,降低設(shè)備投資;第三,4kpa的操作壓力,可節(jié)省投資和運(yùn)行成本。操作壓力過低時(shí),采用的抽氣泵負(fù)荷加大,同時(shí)對真空系統(tǒng)的設(shè)備強(qiáng)度及密封要求更高。操作壓力高于4kpa時(shí),不利于苯乙烯的解析。
33、(9)設(shè)置泵前油水分離器??刂票们坝退蛛x器排往冷凝水槽的冷凝水量衡定,提高泵前油水分離器內(nèi)油-水界面液位,實(shí)現(xiàn)多余水分從冷凝液排出。由于吸收過程中尾氣帶入的水氣部分被吸收劑一同吸收,閃蒸解析時(shí),水的沸點(diǎn)低于苯乙烯沸點(diǎn),水分優(yōu)先氣化,隨同通入的水蒸汽一同起進(jìn)入閃蒸蒸汽中,經(jīng)冷凝后進(jìn)入冷凝液,打破了系統(tǒng)的水平衡,多余水分需排出。保持從泵前油水分離器排往冷凝水槽的冷凝水量衡定,提高油-水界面處在較高位置,有利于排出吸收液從尾氣吸收的水分隨油相一同排出,進(jìn)而減少水相中苯乙烯濃度;有利于提高苯乙烯回收率。因?yàn)橛?水界面的液位越高,水相排出口液位處的油相分離越徹底,從而降低循環(huán)進(jìn)入閃蒸釜的水蒸汽中苯乙烯濃度。
34、(10)冷凝水槽經(jīng)冷凝水-煙氣汽化器連接曝氣頭。將冷凝水汽化后作為氣提氣回送閃蒸釜,實(shí)驗(yàn)顯示:當(dāng)富液含有一定的水分時(shí),苯乙烯解吸率明顯升高。由于閃蒸蒸汽中的水蒸汽分壓遠(yuǎn)高于苯乙烯分壓,且水的飽和蒸汽壓在操作溫度區(qū)間內(nèi),受溫度影響較大(40℃時(shí),7.381kpa;60℃時(shí),19.932kpa),旋蒸實(shí)驗(yàn)顯示,富液中水分全部蒸出時(shí)(即水相消失時(shí))達(dá)到最大解析率??砷L期向貧液、半貧液曝氣水蒸汽(約75kg/h,3000m3),氣液比高,200-300:1,有利于進(jìn)一步降低貧液中殘留的苯乙烯濃度。
35、有益效果:
36、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)人造石產(chǎn)線廢氣超凈化外排,同時(shí)回收廢氣的voc組分,投資和運(yùn)行成本低、尾氣凈化效果好、將吸收和吸附有效偶合、節(jié)能降耗、苯乙烯回收率高、對環(huán)境友好。采用本發(fā)明對人造石產(chǎn)線廢氣中污染物脫除率99.9%以上,回收苯乙烯尾氣中98%以上的苯乙烯組分,凈化尾氣超凈排放,吸收劑消耗低于0.1kg/t-苯乙烯,與精餾工藝相比,節(jié)省能耗50%以上,降低運(yùn)行成本50%以上。