專利名稱：采用疏水性高交聯(lián)吸附樹脂回收氣體中鹵代烴類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收氣體中揮發(fā)性卣代烴類化合物的方法，具體是通過疏水性高交 聯(lián)吸附樹脂來吸附分離揮發(fā)性有機(jī)物，達(dá)到可資源化的目的。
背景技術(shù)：
化工、電子等工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的低沸點(diǎn)揮發(fā)性鹵代烴類化合物(重要的化工中 間產(chǎn)品和有機(jī)溶劑，如氯苯、二氯苯、氯乙烯、氯甲烷等)，具有毒性大、難降解等特
性，排入環(huán)境中會對生物系統(tǒng)造成持久的、積累性的影響，而且破壞大氣的臭氧層；在 長周期、低劑量條件下，可對人體健康造成嚴(yán)重的、甚至是不可逆的影響。目前吸附法 被認(rèn)為是處理這類廢氣最有效的處理方法之一，其中使用炭質(zhì)吸附劑較為普遍。但是由 于炭質(zhì)吸附劑表面的催化特性，吸附鹵代烴類化合物時易生成鹽酸造成設(shè)備腐蝕，而且 被吸附的有機(jī)物易發(fā)生氧化反應(yīng)而蓄積熱量導(dǎo)致著火；表面大量親水性基團(tuán)的存在，致 使氣體中水分顯著影響炭質(zhì)吸附劑的吸附能力，上述諸多缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其推廣應(yīng)用。 而人工合成的高分子化合物，可以通過選擇適當(dāng)?shù)膯误w、交聯(lián)劑和致孔劑，根據(jù)需要對 孔結(jié)構(gòu)和表面特性進(jìn)行調(diào)控，這是活性炭等吸附材料所不可比擬的。已有的兩大類商品 化吸附樹脂用于鹵代烴類化合物吸附，但存在一定的缺陷，大孔吸附樹脂的孔徑主要分 布于中孔區(qū)，對卣代烴吸附容量低；超高交聯(lián)吸附樹脂孔徑雖主要分布于微孔區(qū)，但表 面含有大量的親水性基團(tuán)，氣體中水分會顯著影響其對鹵代烴的吸附。本發(fā)明就是以疏 水性高交聯(lián)吸附樹脂為吸附劑，分離回收廢氣中揮發(fā)性鹵代烴類化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用疏水性高交聯(lián)吸附樹脂回收廢氣中揮發(fā)性鹵代烴類有機(jī)物 的方法，氣體中有機(jī)物去除率達(dá)到99%以上，同時回收其中的鹵代經(jīng)類化合物，實(shí)現(xiàn)環(huán)
境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。 本發(fā)明技術(shù)方案如下
3一種采用疏水性高交聯(lián)吸附樹脂回收氣體中鹵代烴類化合物的方法，它由下列步驟 組成
步驟l.生產(chǎn)中產(chǎn)生的含鹵代烴類物質(zhì)的廢氣首先經(jīng)過控制閥門進(jìn)入氣體過濾器， 把廢氣中的纖維或粉塵等雜質(zhì)除去，再經(jīng)過冷卻器，對含揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣進(jìn)行適當(dāng) 冷卻，以利于下一步的吸附，
步驟2.經(jīng)過冷卻后的廢氣，在常溫常壓下，將氣體流速控制在0.1-0.5 m/s通過裝 有吸附樹脂的吸附柱，吸附后氣體中的有機(jī)物去除率可達(dá)到99%以上，
步驟3.當(dāng)步驟2中的吸附樹脂穿透后，原先進(jìn)氣的閥門關(guān)閉，蒸汽閥門打開，用 0.15-0.4MPa、 110-140'C水蒸汽進(jìn)行脫附。含有機(jī)物的高溫水蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝，冷 凝液進(jìn)入分離器進(jìn)行油水分離，油相中的有機(jī)物進(jìn)入儲罐，可作為生產(chǎn)原料循環(huán)使用，
步驟4.脫附后的吸附樹脂用冷空氣吹干后進(jìn)行下一次的吸附，無需其他特殊干燥，
上述的回收氣體中卣代烴類化合物的方法，步驟l中所述的含卣代烴類物質(zhì)的廢氣 可以是卣代烴類物質(zhì)的飽和蒸汽，也可以是含有此類有機(jī)物的氣體。
上述的回收氣體中鹵代烴類化合物的方法，步驟2中所述的疏水性高交聯(lián)吸附樹脂 是疏水性的苯乙烯類高交聯(lián)吸附樹脂，如國產(chǎn)的南大戈德環(huán)?？萍加邢薰镜?NDA-202V,美國陶氏公司的DOWEX OPTIPORE V493 、 V503 ， 或羅門哈斯公司的 AmberliteXAD-4、 XAD-1600,其中本發(fā)明優(yōu)選的是NDA-202V樹脂。
在具體操作中，可采用雙柱的形式， 一柱用于吸附，另一柱經(jīng)脫附、冷卻后備用。 一柱吸附穿透后切換至另一吸附柱，可以保證整個裝置始終連續(xù)運(yùn)行。
有益效果
本發(fā)明公開了一種釆用樹脂吸附法回收廢氣中揮發(fā)性鹵代烴類有機(jī)物的方法，且回 收率可達(dá)95%以上，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明中所用樹脂具有吸附量大，脫附再生 容易的特點(diǎn)，且吸附基本不受水分影響，這就省去了樹脂脫附后的再干燥過程，另外工 藝簡單，操作簡便，有很好的實(shí)用性，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
4實(shí)施例1
A將5g NDA-202V吸附樹脂裝入帶有夾套的玻璃吸附柱(OL5cmx20cm)中，將含有 二氯乙烷100ppm,相對濕度為0%的廢氣通入吸附柱，廢氣流速為0.2m/s,吸附溫度為 3(TC,柱后廢氣中二氯乙垸濃度為O.lppm以下,穿透吸附量為380mg/g. B將上述達(dá)到穿透后的NDA-202V樹脂用約0.15MPa、 110。C的水蒸汽以流量1L/min 脫附2min,脫附液經(jīng)冷凝后進(jìn)入分離器進(jìn)行油水分離，油相進(jìn)入儲槽，二氯乙烷得以 回收，回收效率為95.5%。
C吸附柱經(jīng)流量為3L/min的冷空氣吹掃后進(jìn)入下一次的吸附，經(jīng)過IO次的吸附再生后， 穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例2
具體操作步驟同實(shí)施例1,只是將步驟A含有二氯乙烷的廢氣換成含有三氯乙烯約 100ppm的廢氣，廢氣流速為0.1m/s,其它操作不變。穿透吸附量為480mg/g,回收三氯 乙烯的效率為95.8%。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例3
具體操作步驟同實(shí)施例1,將步驟A含有二氯乙烷的廢氣換成含有三氯甲烷100ppm的 廢氣，廢氣流速為0.5m/s，其他操作不變，穿透吸附量為421mg/g,回收三氯甲烷的效 率為95.2%。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例4
具體操作步驟同實(shí)施例l，只是將步驟B中穿透后的NDA-202V樹脂用約0.4MPa、140。C 的水蒸汽以流量1L/min脫附lmin，其他操作不變，穿透吸附量為379mg/g,回收二氯 乙烷的效率為96%。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例5
具體操作步驟同實(shí)施例1,只是將步驟A中的吸附劑換為DOWEX OPTIPORE V493, 其他操作不變，穿透吸附量為340mg/g，回收二氯乙烷的效率為94.5%,單位穿透吸附 容量略低于NDA-202V。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不 變。
5實(shí)施例6
具體操作步驟同實(shí)施例1，只是將步驟A中的吸附劑換為DOWEX OPTIPORE V503, 其他操作不變，穿透吸附量為325mg/g，回收二氯乙烷的效率為94.5%，單位穿透吸附 容量略低于NDA-202V。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不 變。
實(shí)施例7
具體搡作步驟同實(shí)施例l，只是將步驟A中的吸附劑換為Amberlite XAD-4,其他操作 不變，穿透吸附量為80mg/g,回收二氯乙烷的效率為94.7%,單位穿透吸附容量遠(yuǎn)小于 NDA-202V。
實(shí)施例8
具體操作步驟同實(shí)施例l,只是將步驟A的吸附劑換為AmberliteXAD-1600,穿透吸附 量為96mg/g，回收二氯乙烷的效率為95.1%。單位穿透吸附容量也遠(yuǎn)小于NDA-202V。
實(shí)施例9
具體操作步驟同實(shí)施例1,只是將步驟A的相對濕度調(diào)成80%,穿透吸附量為372mg/g, 回收二氯乙烷的效率為95.2%。穿透吸附量與朋=0%時相比，差別很小，基本不受高 濕度的影響。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例10
具體操作步驟同實(shí)施例1,只是將步驟A含有二氯乙烷的廢氣換成二氯乙烷的飽和蒸汽 (飽和溫度為30°C),其他搡作不變。穿透吸附量為496mg/g,回收二氯乙烷的效率為 95.8%。經(jīng)過10次的吸附再生后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
實(shí)施例11
建立中試裝置
A將150kgNDA201吸附樹脂裝入聚四氟乙烯吸附柱(0> 0.3mx 1.5m )中，含有二氯乙 烷約100ppm廢氣首先進(jìn)入過濾器，然后通入冷卻器冷卻再通入吸附柱，廢氣流速為 0.2m/s，吸附溫度為20°C,柱后廢氣中二氯乙烷濃度為O.lppm以下,穿透吸附量為378g/kg,與實(shí)施例l基本一致。
B將上述達(dá)到穿透后的NDA201樹脂用約0.2MPa、 120°C的水蒸汽以流量0.2m3/min脫 附10min,脫附液經(jīng)冷凝后進(jìn)入分離器進(jìn)行油水分離，油相進(jìn)入儲槽，二氯乙烷得以回 收，回收效率為95.3%。
C吸附柱經(jīng)流量為lm3/min的冷空氣吹掃后進(jìn)入下一次的吸附。經(jīng)過10次的吸附再生 后，穿透吸附量和回收效率基本保持不變。
權(quán)利要求
1. 一種采用疏水性高交聯(lián)吸附樹脂回收氣體中鹵代烴類化合物的方法，其特征是它由下列步驟組成步驟1. 生產(chǎn)中產(chǎn)生的含鹵代烴類物質(zhì)的廢氣首先經(jīng)過控制閥門進(jìn)入氣體過濾器，把廢氣中的纖維或粉塵等雜質(zhì)除去，再經(jīng)過冷卻器，對含揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣進(jìn)行適當(dāng)冷卻，以利于下一步的吸附，步驟2. 經(jīng)過冷卻后的廢氣，在常溫常壓下，將氣體流速控制在0.1-0.5m/s通過裝有吸附樹脂的吸附柱，吸附后氣體中的有機(jī)物去除率可達(dá)到99％以上，步驟3. 當(dāng)步驟2中的吸附樹脂穿透后，用0.15-0.4MPa、110-140℃水蒸汽進(jìn)行脫附，含有機(jī)物的高溫水蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝，冷凝液進(jìn)入分離器進(jìn)行油水分離，油相中的有機(jī)物進(jìn)入回收儲罐，步驟4. 脫附后的吸附樹脂用冷空氣吹干后進(jìn)行下一次的吸附。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氣體中卣代烴類化合物的方法，其特征是 步驟1中所述的含鹵代烴類物質(zhì)的廢氣是卣代烴類物質(zhì)的飽和蒸汽或是含有卣 代烴類物質(zhì)的氣體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氣體中卣代烴類化合物的方法，其特征是 步驟2中所述的疏水性高交聯(lián)吸附樹脂是疏水性的苯乙烯類高交聯(lián)吸附樹脂，包 括南大戈德環(huán)?？萍加邢薰镜腘DA-202V,美國陶氏公司的DOWEX OPTIPORE V493或V503，或者羅門哈斯公司的Amberlite XAD-4或XAD-1600。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氣體中鹵代烴類化合物的方法，其特征是 步驟2中所述的疏水性高交聯(lián)吸附樹脂是疏水性的苯乙烯類高交聯(lián)吸附樹脂 NDA-202V樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用疏水性高交聯(lián)吸附樹脂分離回收氣體中揮發(fā)性鹵代烴類化合物的方法，具體步驟為廢氣經(jīng)過濾、冷卻后，在常溫常壓下，以0.1-0.5m/s的流速通過裝有疏水性高交聯(lián)吸附樹脂的吸附柱，吸附柱后氣體濃度降至進(jìn)口濃度0.1％以下。脫附采用0.15～0.4MPa、110～140℃水蒸氣脫附，脫附率可達(dá)99％以上。脫附液經(jīng)冷凝分層，使得油水分離，有機(jī)物回收率可達(dá)到90％～96％。本發(fā)明操作簡單，且樹脂用水蒸氣脫附再生后無需干燥即可再次吸附，再生時間大為縮短，具有很好的回收效果和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C07C17/389GK101496978SQ200810235749
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者于偉華, 鵬 劉, 張全興, 瑩 李, 李愛民, 錢洪明, 陶為華, 超 龍 申請人:南京大學(xué);江蘇南大戈德環(huán)?？萍加邢薰?br>