氣體處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開關(guān)于氣體處理方法及系統(tǒng)，尤其是含有有機(jī)揮發(fā)物的氣體的處理方法 及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 許多工業(yè)制程會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，如何有效處理該些廢氣以符合各國(guó)空氣污染物排 放規(guī)范，并達(dá)到節(jié)能、減排、污染防制的目的，是業(yè)界不斷努力的目標(biāo)。已有許多用于凈化高 溫廢氣或回收廢氣中有機(jī)揮發(fā)物的現(xiàn)有技術(shù)，例如，冷凝法、吸收法、吸附法等。
[0003] 冷凝法是將高溫氣體直接冷凝以回收廢氣中有機(jī)揮發(fā)物的方法。然而，有機(jī)揮發(fā) 物的冷凝回收率有限。再者，由于其冷凝液中通常具有大量水分，使得有機(jī)揮發(fā)物的濃度偏 低，因此增加了后續(xù)純化處理的能耗；并且，其處理后的尾氣通常仍含有一定濃度的有機(jī)揮 發(fā)物，使得后續(xù)仍需靠洗滌塔來(lái)處理尾氣，且洗滌時(shí)通常需添加大量酸/堿洗滌液，因而相 當(dāng)耗能、耗成本。此外，冷凝法只適用于回收高濃度的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)，對(duì)低沸點(diǎn)有機(jī)揮發(fā) 物的回收效果不佳。
[0004] 有許多使用吸收法的應(yīng)用被提出，例如添加吸收劑/洗滌劑（例如，水、乙二醇苯 醚、NMP等）、共凝劑（例如，水、乙醇、丙酮、丙醇等）等，以于吸收塔的塔底液中回收有機(jī) 揮發(fā)物。亦有許多同時(shí)利用吸收法及吸附法的技術(shù)被報(bào)導(dǎo)，利用吸收劑將有機(jī)揮發(fā)物吸收 后，再利用吸附劑（例如，分子篩）吸附有機(jī)揮發(fā)物。然而，該等方法需要額外添加吸收劑 或使用吸附劑，且需針對(duì)欲回收的有機(jī)揮發(fā)物選擇適當(dāng)?shù)奈談?，因而?duì)其應(yīng)用造成限制。 再者，使用吸收劑或吸附劑需要進(jìn)行耗能的再生程序，且會(huì)導(dǎo)致大量廢液等產(chǎn)生，不利地增 加了處理成本。又，吸收劑吸收廢氣中的有機(jī)物質(zhì)后，增加了對(duì)設(shè)備的腐蝕，不利地影響吸 收效率及廢氣處理能力。此外，使用水作為吸收劑/洗滌劑，亦使塔底液中回收的有機(jī)揮發(fā) 物濃度偏低，導(dǎo)致提高后續(xù)純化處理的能耗。另外，吸附劑的使用，也存在吸附選擇性差、吸 附容量小以及部分吸附劑再生困難的缺陷，并不適用于處理大量排放的工業(yè)廢氣。同時(shí)，許 多現(xiàn)有技術(shù)的吸收塔技術(shù)，回收率偏低；且其亦僅適用回收高沸點(diǎn)有機(jī)揮發(fā)物，對(duì)低沸點(diǎn)有 機(jī)揮發(fā)物的回收效果仍不佳。有鑒于此，尚需改良的氣體處理方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明公開一種提供氣體處理方法，包括：將含有有機(jī)揮發(fā)物的該氣體從饋入點(diǎn) 饋入分離裝置以進(jìn)行分離；以及于該饋入點(diǎn)上方獲得頂部流，于該饋入點(diǎn)下方獲得底部流。 一部分該頂部流回流以與該分離裝置中的該氣體接觸。該頂部流含有沸點(diǎn)較低的物質(zhì)，且 該底部流含有沸點(diǎn)較高的物質(zhì)。
[0006] 再者，本發(fā)明公開一種提供氣體處理系統(tǒng)，包括：分離裝置，包含填充床及用以饋 入該氣體的饋入點(diǎn)，其中，該饋入點(diǎn)位于該分離裝置下部；以及，熱交換器，用于進(jìn)行冷卻/ 冷凝以獲得頂部流。氣體饋入該分離裝置進(jìn)行分離，以于該饋入點(diǎn)上方獲得頂部流，于該饋 入點(diǎn)下方獲得底部流。該分離系統(tǒng)的分離裝置設(shè)計(jì)為使一部分該頂部流回流以與該分離裝 置中的該氣體接觸。
[0007] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)本發(fā)明所述的氣體處理方法，有機(jī)揮發(fā)物的回收率較高；且 產(chǎn)物流中的有機(jī)揮發(fā)物濃度較高，而尾氣中的有機(jī)揮發(fā)物濃度較低，可改善現(xiàn)有技術(shù)的缺 陷。另，本發(fā)明所述的氣體處理方法，不需額外添加吸收劑/共凝劑、吸附劑，且可分離獲得 氣體中沸點(diǎn)較高及沸點(diǎn)較低的物質(zhì)。
[0008] 此外，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)本發(fā)明所述的氣體處理系統(tǒng)，有機(jī)揮發(fā)物的回收率較 高；且產(chǎn)物流中的有機(jī)揮發(fā)物濃度較高，而尾氣中的有機(jī)揮發(fā)物濃度較低，可避免現(xiàn)有技術(shù) 的缺陷。另，本發(fā)明所述的氣體處理系統(tǒng)，不需額外添加吸收劑/共凝劑、吸附劑。且通過(guò) 本發(fā)明所述的氣體處理系統(tǒng)，可分離獲得氣體中沸點(diǎn)較高及沸點(diǎn)較低的物質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖IA及圖IB分別為根據(jù)一具體實(shí)施例的氣體處理方法的示意圖；
[0010] 圖2A及圖2B分別為根據(jù)一具體實(shí)施例的氣體處理方法的不意圖；
[0011] 圖3A及圖3B分別為根據(jù)一具體實(shí)施例的氣體處理系統(tǒng)的示意圖；以及
[0012] 圖4A及圖4B分別為根據(jù)一具體實(shí)施例的氣體處理系統(tǒng)的不意圖。
[0013] 其中，附圖標(biāo)記
[0014] 1 分離裝置 11填充床
[0015] 12 分散元件 13收集元件
[0016] 26 出口 27 入口
[0017] 28 饋入點(diǎn) 29出口
[0018] 30 出口 31 出口
[0019] 210入口 51熱交換器
[0020] 52 熱交換器
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明公開的實(shí)施方式，該領(lǐng)域技術(shù)人員可由本 說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容了解本發(fā)明公開的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明也可通過(guò)其他不同的具體 實(shí)施例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā) 明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0022] 除非文中另有說(shuō)明，否則說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式"一"及"該"包 括多個(gè)個(gè)體。
[0023] 除非文中另有說(shuō)明，否則說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語(yǔ)"或"包括"及/或" 的含義。
[0024] 氣體處理方法包括將氣體饋入分離裝置，以獲得頂部流及底部流。其中，一部分該 頂部流回流以與分離裝置中的氣體接觸，以及其中，該頂部流含有沸點(diǎn)較低的物質(zhì)，且該底 部流含有沸點(diǎn)較高的物質(zhì)。
[0025] 請(qǐng)參見(jiàn)圖IA及圖1B，其分別為根據(jù)一具體實(shí)施例的氣體處理方法的示意圖。欲處 理的氣體從饋入點(diǎn)饋入（SI)分離裝置以進(jìn)行分離，并于饋入點(diǎn)上方獲得頂部流（Dl)，于饋 入點(diǎn)下方獲得底部流（D2)。通過(guò)該氣體處理方法，氣體中沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（相對(duì)于氣體中 沸點(diǎn)較高的物質(zhì)而言）于頂部流獲得，而氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)則于底部流獲得。于一實(shí) 例中，含有有機(jī)揮發(fā)物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行分離，以分離有機(jī)揮發(fā)物。氣體中包括沸點(diǎn) 較低的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較低的有機(jī)揮發(fā)物），以及沸點(diǎn)較高的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較高的有機(jī) 揮發(fā)物），通過(guò)該氣體處理方法，氣體中沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（相對(duì)于氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)而 言）于頂部流獲得，而氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)則于底部流獲得。于一實(shí)例中，含有有機(jī)揮發(fā) 物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行分離，以獲得濃縮的有機(jī)揮發(fā)物。
[0026] 于一實(shí)例中，含有有機(jī)揮發(fā)物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行精餾，以分離有機(jī)揮發(fā)物。 氣體中包括沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較低的有機(jī)揮發(fā)物），以及沸點(diǎn)較高的物質(zhì)（例如， 沸點(diǎn)較高的有機(jī)揮發(fā)物），通過(guò)該氣體處理方法，氣體中沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（相對(duì)于氣體中沸 點(diǎn)較高的物質(zhì)而言）于頂部流獲得，而氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)則于底部流獲得。于一實(shí)例 中，含有有機(jī)揮發(fā)物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行精餾，以獲得濃縮的有機(jī)揮發(fā)物。
[0027] 如圖所示，將氣體饋入分離裝置后，上升氣相經(jīng)熱交換器冷凝（S5)成液體后成為 頂部流（D1)，其中，一部分頂部流往饋入點(diǎn)方向回流（S2)而與饋入分離裝置中的氣體接 觸，以通過(guò)液相與氣相的逆流接觸，達(dá)成氣體混合物的分離。下行液相與上升氣相通過(guò)逆流 接觸進(jìn)行質(zhì)傳與熱傳，使沸點(diǎn)較低（或蒸氣壓較高或較易揮發(fā)）的物質(zhì)往分離裝置頂部移 動(dòng)，而沸點(diǎn)較高（或蒸氣壓較低或較不易揮發(fā)）的物質(zhì)往分離裝置底部移動(dòng)，以達(dá)到分離目 的。往分離裝置頂部移動(dòng)的氣相物質(zhì)（文中有時(shí)稱為氣相成分）經(jīng)熱交換器冷凝（S5)成 液體后成為頂部流（Dl)，往分離裝置底部移動(dòng)的液相成分則成為底部流（D2)而收集（S7)。 于一實(shí)例中，含有有機(jī)揮發(fā)物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行分離，以分離有機(jī)揮發(fā)物。氣體中包 括沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較低的有機(jī)揮發(fā)物），以及沸點(diǎn)較高的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較高 的有機(jī)揮發(fā)物），通過(guò)該氣體處理方法，氣體中沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（相對(duì)于氣體中沸點(diǎn)較高的 物質(zhì)而言）于頂部流獲得，而氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)則于底部流獲得。于一實(shí)例中，含有有 機(jī)揮發(fā)物的氣體饋入分離裝置進(jìn)行精餾，以分離有機(jī)揮發(fā)物。氣體中包括沸點(diǎn)較低的物質(zhì) (例如，沸點(diǎn)較低的有機(jī)揮發(fā)物），以及沸點(diǎn)較高的物質(zhì)（例如，沸點(diǎn)較高的有機(jī)揮發(fā)物），通 過(guò)該氣體處理方法，氣體中沸點(diǎn)較低的物質(zhì)（相對(duì)于氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)而言）于頂部 流獲得，而氣體中沸點(diǎn)較高的物質(zhì)則于底部流獲得。
[0028] 一部分頂部流往饋入點(diǎn)方向回流（S2)，另一部分頂部流則排出（S3)而收集。頂部 流中，用于回流的部分與非用于回流的部分的量的比例（例如，S2/S3)，稱為回流比。根據(jù) 一具體實(shí)施例，回流比為〇. 1至100。
[0029] 將氣體饋入分離裝置后，上升氣相（往分離裝置頂部移動(dòng)的氣相物質(zhì)）經(jīng)熱交換 器冷凝（S5)成液體后成為頂部流（Dl)。根據(jù)一具體實(shí)施例，上升氣相通過(guò)熱交換器冷凝成 溫度為5°C至50°C的液體后成為頂部流。
[0030] 上述用于冷凝（卻）上升氣相（往分離裝置