本發(fā)明涉及有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置及方法，尤其適用于高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復(fù)雜的含低沸點揮發(fā)性有機物的廢氣的處理。

背景技術(shù)：

隨著社會的不斷發(fā)展，在經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提高的同時，所面臨的生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴重。其中，揮發(fā)性有機廢氣是一種較為嚴重的污染物，其具有危害性大、傳播范圍廣、污染源多等特點。因廢氣中含有的揮發(fā)性有機物成份繁多，性質(zhì)復(fù)雜，對大氣污染危害嚴重。這些廢氣未經(jīng)處理排進大氣，在一定條件下會形成光化學(xué)污染，影響大氣質(zhì)量，影響動植物生長和人類的健康。其污染主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是多數(shù)vocs本身具有毒理特性，危害人體健康，有機廢氣是有害人體健康的污染物質(zhì)，可形成光化學(xué)煙霧，并伴隨著異味、惡臭散發(fā)到空氣中，對人的眼、鼻和呼吸道有刺激作用，對心、肺、肝等內(nèi)臟及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，有些則是影響人體某些器官和機體的變態(tài)反應(yīng)源，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突變；另一方面是一些vocs物種具有較強的光化學(xué)反應(yīng)活性，能在環(huán)境中進行二次轉(zhuǎn)化。其光化學(xué)反應(yīng)主導(dǎo)著光化學(xué)煙霧的進程，對城市和區(qū)域臭氧的生成至關(guān)重要，也是導(dǎo)致霧霾天氣的重要原因之一，同時可導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。

目前市場上的揮發(fā)性有機廢氣處理裝置如申請公布號為cn103551008a的中國專利，其揭示了一種揮發(fā)性氣體的清洗裝置，其包括殼體和形成于殼體內(nèi)的內(nèi)部空間，所述殼體包括底部、頂部，以及連接底部和頂部的側(cè)壁，所述內(nèi)部空間自所述殼體的底部向頂部依次設(shè)置有過濾液體，濾料，噴淋裝置和干燥裝置；所述過濾液體分別與連接于殼體上的進氣管道和排污管道相連通，所述濾料用于過濾經(jīng)過所述過濾液體處理后上升的氣體并降低氣體的流動速度，所述噴淋裝置包括噴淋管路和螺旋狀的噴嘴，所述干燥裝置對氣體進行干燥處理，干燥處理后的氣體從所述排氣管道排出。由上述可知，目前的氣體清洗大多采用一個噴淋裝置進行洗滌，洗滌效果差，排出的氣體中仍可能存在高含量的有機物質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供能高效處置回收有機廢氣中揮發(fā)性有機物的廢氣處理裝置和處理方法。

為了達到目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明涉及的一種有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置，其特征在于：其包括兩相分離器、多級噴淋洗滌立管、氣液分離塔、低溫液體罐和引風機，所述的多級噴淋洗滌立管為一根豎向布置的空心管，多級噴淋洗滌立管內(nèi)部設(shè)有若干噴頭，所述的兩相分離器通過氣體管道與多級噴淋洗滌立管頂部連通，多級噴淋洗滌立管底部與氣液分離塔底部側(cè)壁連通；所述的氣液分離塔內(nèi)從下到上依次設(shè)有內(nèi)部封頭、盤管冷卻器和填料，內(nèi)部封頭上設(shè)有內(nèi)部氣體出口，內(nèi)部封頭為拱形結(jié)構(gòu)，氣液分離塔的底部以及內(nèi)部封頭的最低處均設(shè)有有機液回收管道口，有機液回收管道口均通過有機液管道與低溫液體罐連通，低溫液體罐又通過有機液管道與噴頭連通，有機液管道上設(shè)有有機液噴淋循環(huán)泵；所述的氣液分離塔的頂部設(shè)有氣體出口，氣體出口通過氣體管道與引風機連接。

本發(fā)明的處理對象可以處理所有高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復(fù)雜的含低沸點揮發(fā)性有機物的廢氣?？筛鶕?jù)待處理廢氣的揮發(fā)性有機物含量不同選擇相應(yīng)的溶劑和相應(yīng)的冷凝溫度。

所述的有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置設(shè)有溫度和壓力聯(lián)鎖。

優(yōu)選地，所述的內(nèi)部封頭下方的氣液分離塔側(cè)壁上設(shè)有內(nèi)部導(dǎo)液管，內(nèi)部導(dǎo)液管外壁與氣液分離塔側(cè)壁無縫連接，多級噴淋洗滌立管的底部與內(nèi)部導(dǎo)液管連通。

優(yōu)選地，所述的多級噴淋洗滌立管高度不小于4m，若干噴頭等間距布設(shè)，噴頭均向上，所述的噴頭采用旋轉(zhuǎn)噴霧式噴頭。多級噴淋洗滌立管內(nèi)的噴頭級數(shù)根據(jù)廢氣的量和所含有機揮發(fā)性氣體的沸點決定。

優(yōu)選地，所述的盤管冷卻器的兩端設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口和冷媒出口均設(shè)在氣液分離塔的側(cè)壁上，且冷媒入口位于冷媒出口的上方。冷媒可繼續(xù)回用或作為它用，盤管的面積、根數(shù)和層數(shù)根據(jù)廢氣量而定。

優(yōu)選地，所述的兩相分離器采用浮頭式或列管式換熱器，底部設(shè)有集液包，集液包通過輸液管與外部連通。集液包用來收集預(yù)冷的揮發(fā)性有機物和氣體中所含的大部分水份。

采用上述有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的廢氣處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)啟動引風機，使整套裝置內(nèi)部形成負風壓狀態(tài)，含揮發(fā)性有機物的廢氣首先經(jīng)過兩相分離器進行預(yù)冷，回收部分高沸點的有機物和大部分水分；

(2)經(jīng)過預(yù)冷的廢氣進入多級噴淋洗滌立管，有機液噴淋循環(huán)泵從低溫液體罐內(nèi)抽取有機液，有機液通過若干噴頭噴射到多級噴淋洗滌立管內(nèi)，對廢氣進行冷凝洗滌，洗滌后的有機液通過內(nèi)部導(dǎo)液管流到氣液分離塔內(nèi)，然后通過氣液分離塔底部的有機液回收管道口流回低溫液體罐；

(3)洗滌后的廢氣經(jīng)過內(nèi)部氣體出口向上運輸，在盤管冷卻器位置深度冷凝，然后在填料的作用下，氣體分子動能被削弱，氣體進一步冷凝，冷凝產(chǎn)生的液體經(jīng)過內(nèi)部封頭處的有機液回收管道口流回低溫液體罐內(nèi)，氣體最終從引風機位置排出。

優(yōu)選地，廢氣在兩相分離器中預(yù)冷至4℃。

優(yōu)選地，所述的盤管冷卻器中的冷媒采用液氮、液氨或液態(tài)金屬。

優(yōu)選地，所述的低溫液體罐內(nèi)的溫度為-196℃～2℃。

所述的有機液采用n-二甲基甲酰胺或n-甲基吡咯烷酮，也可以根據(jù)廢氣中有機物成份的變化選擇相應(yīng)的有機溶劑。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明能處理所有高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復(fù)雜的含低沸點揮發(fā)性有機物的廢氣，通過多級噴淋洗滌立管對有機廢氣進行洗滌，洗滌效果好，具有設(shè)備模塊化、運行成本低、處理效果高、自動化程度高、有機液體可回用、尾氣處理完全的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明多級噴淋洗滌立管和氣液分離塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示說明：1兩相分離器，2多級噴淋洗滌立管，3氣液分離塔，4低溫液體罐，5有機液噴淋循環(huán)泵，6引風機，7有機液管道，8氣體管道，11集液包，21噴頭，31內(nèi)部導(dǎo)液管，32內(nèi)部封頭，33內(nèi)部氣體出口，34盤管冷卻器，35填料，36有機液回收管道口，37氣體出口，38擋板。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細描述，以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

結(jié)合附圖1所示，本發(fā)明涉及的有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置包括兩相分離器1、多級噴淋洗滌立管2、氣液分離塔3、低溫液體罐4和引風機6，所述的兩相分離器1采用浮頭式或者列管式換熱器，底部設(shè)有一個集液包11，集液包通過輸液管與外部連通，氣體預(yù)冷形成的有機物及水分收集在集液包中，通過輸液管排出系統(tǒng)。兩相分離器1的出氣口通過氣體管道8與多級噴淋洗滌立管2頂部連通，多級噴淋洗滌立管2的高度為4m，內(nèi)部等間距地設(shè)有四個噴頭21，噴射方向朝上，多級噴淋洗滌立管2底部通過內(nèi)部導(dǎo)液管31與氣液分離塔3底部連通，噴頭噴出的有機液通過內(nèi)部導(dǎo)液管31流回氣液分離塔3中。本實施例中的有機液為根據(jù)廢氣中有機物成份的變化選擇相應(yīng)的有機溶劑。

結(jié)合附圖1和附圖2，所述的氣液分離塔3內(nèi)部從下到上依次設(shè)有內(nèi)部封頭32、盤管冷卻器34和填料35，內(nèi)部封頭上設(shè)有內(nèi)部氣體出口33，內(nèi)部封頭32為拱形結(jié)構(gòu)，氣液分離塔3的底部以及內(nèi)部封頭32的最低處均設(shè)有有機液回收管道口36，內(nèi)部封頭32下方有機液回收管道口36下還設(shè)有擋板38。有機液回收管道口36均通過有機液管道7與低溫液體罐4連通，低溫液體罐4又通過有機液管道7與噴頭21連通，有機液管道上設(shè)有有機液噴淋循環(huán)泵5，氣液分離塔3的頂部設(shè)有氣體出口37，氣體出口37通過氣體管道8與引風機6連接。經(jīng)過洗滌的廢氣從氣液分離塔3的底部向上運輸，透過內(nèi)部封頭32上的內(nèi)部氣體出口33，在盤管冷卻器34處深冷冷凝，形成的液體滴落在內(nèi)部封頭32上側(cè)，在拱形面上順流到最低處，并最終從有機液回收管道口36流回低溫液體罐4，氣體則通過上方的填料進一步冷凝，除去殘余有機物后排出，洗滌廢氣用的有機液則從氣液分離塔3下方的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4后降溫循環(huán)使用。本發(fā)明中的所有有機液管道和氣體管道上均設(shè)有溫度和壓力聯(lián)鎖，實現(xiàn)自動化處理。

采用上述有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的廢氣處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一：啟動引風機6使整套裝置內(nèi)部形成負風壓狀態(tài)，在負風壓下含揮發(fā)性有機物的廢氣首先經(jīng)過兩相分離器1進行預(yù)冷，預(yù)冷至4℃左右，回收部分高沸點的有機物和大部分水分，有機物和大部分水分收集在集液包11中統(tǒng)一排放；

步驟二：經(jīng)過預(yù)冷的廢氣進入多級噴淋洗滌立管2，有機液噴淋循環(huán)泵5從低溫液體罐4內(nèi)抽取有機液，有機液通過四個噴頭21噴射到多級噴淋洗滌立管2內(nèi)，對廢氣進行逐級冷凝洗滌，洗滌后的有機液通過內(nèi)部導(dǎo)液管31流到氣液分離塔3內(nèi)，然后通過氣液分離塔底部的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4，低溫液體罐4對有機液降溫至-196℃～2℃(根據(jù)廢氣中有機物的種類及有機液的種類確定溫度)；

步驟三：洗滌后的廢氣經(jīng)過內(nèi)部氣體出口向上運輸，盤管冷卻器上端的冷媒進口充入液氮，液氮再從冷媒出口流出，以此對廢氣進行深度冷凝，冷媒可繼續(xù)回用或作為它用，盤管的面積、根數(shù)和層數(shù)根據(jù)廢氣量而定。

步驟四：廢氣在填料的作用下，氣體分子動能被削弱，氣體進一步冷凝，冷凝產(chǎn)生的液體經(jīng)過內(nèi)部封頭32處的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4內(nèi)，氣體最終從引風機位置排出。

以上結(jié)合實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。