本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法。

背景技術(shù)：
我國(guó)現(xiàn)有的獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量工藝尾氣，如含氮、硫、氯和溴等有機(jī)化合物、滅活桿菌和中藥材揮發(fā)成分等，這些氣體若不采取合理適當(dāng)?shù)奶幚矸椒〞?huì)對(duì)工廠操作區(qū)域產(chǎn)生極大的危害，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)工人的身體健康，甚至長(zhǎng)此以往會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。據(jù)有關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，絕大多數(shù)獸藥企業(yè)未建立三廢處理工序，工藝廢氣主要通過(guò)簡(jiǎn)單的收集處理送至有處理?xiàng)l件的企業(yè)進(jìn)行焚燒處理，該處理方式產(chǎn)生HCl、HBr、SO2、NO、NO2以及大量的CO2等氣體而造成大氣污染。這與當(dāng)前世界各國(guó)致力于的節(jié)能減排和治理大氣污染的歷時(shí)任務(wù)背道而馳。我國(guó)政府在2012年的多哈氣候大會(huì)上表示將采取積極的態(tài)度參與應(yīng)對(duì)氣候變化，承擔(dān)到作為全球最大的發(fā)展中國(guó)家對(duì)氣候變化所應(yīng)承擔(dān)的歷史責(zé)任?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二·五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》中明確要求，到2015年全國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放量比2010年下降17%，嚴(yán)格控制非能源活動(dòng)CO2排放。因此，尋找一種新異的技術(shù)手段處理獸藥預(yù)混劑的工藝尾氣是迫在眉睫的事情。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法，以將獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備成甲醇，不僅可以避免能源的浪費(fèi)，而且還可以避免因?qū)⑷紵a(chǎn)生的CO2直接排放而造成環(huán)境污染及對(duì)氣候的影響。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法，其包括以下步驟：A.等離子體燃燒:將獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與過(guò)量O2混合后輸送至第一等離子體反應(yīng)器，并在所述第一等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體的作用下與所述O2發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成混合氣體；B.分離純化：將步驟A中的所述混合氣體通入氣體分離裝置進(jìn)行分離純化，分別得到CO2氣體和除去所述CO2氣體后的剩余的混合氣體；C.還原分離：將步驟B中的所述CO2氣體與H2混合，然后進(jìn)入裝填有第一催化劑的第二等離子體反應(yīng)器，并在所述第二等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體和所述第一催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，生成含有甲醇、CO和H2O的混合氣體；所述含有甲醇、CO和H2O的混合氣體經(jīng)冷卻分離后，分別得到CO氣體和甲醇；D.制備甲醇：將步驟C中的所述CO氣體和H2混合，然后進(jìn)入裝填有第二催化劑的第三等離子體反應(yīng)器，并在所述第三等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體和所述第二催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，制備得到甲醇。等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，一種由電子、離子、原子、分子和自由基等粒子組成的電離化混合體。等離子體是一種有效的分子活化手段，氣體放電產(chǎn)生的高能電子與穩(wěn)態(tài)反應(yīng)物分子通過(guò)非彈性碰撞方式將能量傳遞給氣體分子，氣體分子獲得能量后被激發(fā)、離解和電離成激發(fā)態(tài)物種、自由基和離子等，這些活性態(tài)粒子隨即發(fā)生等離子體化學(xué)反應(yīng)。等離子體不但能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，而且具有單位能耗低、操作條件簡(jiǎn)單和設(shè)備投資低等特點(diǎn)。等離子體根據(jù)能量密度、電子密度和溫度的不同分為低溫等離子體和高溫等離子體。冷等離子體是一種熱力學(xué)非平衡的非均相放電等離子體，其電子溫度(1~10eV)遠(yuǎn)高于等離子體的氣體溫度(幾百K)，電子密度1015~1020m-3。熱等離子體是一種熱力學(xué)平衡等離子體，其電子溫度(104~106K)與等離子體中氣體溫度(103~104K)相當(dāng)，電子密度1019~1020m-3，接近于局部熱力學(xué)平衡狀態(tài)。通過(guò)步驟A使獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與過(guò)量O2在第一等離子體反應(yīng)器內(nèi)，并在等離子體的作用下充分燃燒而產(chǎn)生含CO2的混合氣體，而且相對(duì)于在氧氣中直接燃燒，通過(guò)等離子體的作用更加有利于燃燒反應(yīng)的進(jìn)行。通過(guò)步驟B使含有CO2的混合氣經(jīng)過(guò)氣體分離裝置的分離純化而將CO2氣體分離出來(lái)，避免因混合氣體中的其他氣體對(duì)后續(xù)步驟產(chǎn)生影響，提高后續(xù)各步驟的轉(zhuǎn)換率，并最終提高甲醇的產(chǎn)率。通過(guò)步驟C將CO2在等離子體和催化劑的作用下與H2反應(yīng)生產(chǎn)含有甲醇、CO和H2O的混合氣體，該混合氣體經(jīng)冷卻分離后分別得到CO氣體和甲醇，其中的CO2的轉(zhuǎn)化率>80%。通過(guò)步驟D將分離的CO和H2在等離子體和催化劑的作用下，反應(yīng)生產(chǎn)甲醇，其中甲醇的產(chǎn)率>70%。因此，通過(guò)上述方法，將經(jīng)燃燒的獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣而產(chǎn)生的溫室氣體CO2制備成甲醇，不僅避免了能源的浪費(fèi)，而且還避免了因?qū)⑷紵a(chǎn)生的CO2直接排放而造成環(huán)境污染及溫室效應(yīng)對(duì)氣候的影響。進(jìn)一步，步驟A中的所述獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與所述過(guò)量O2分別通入氣體混合器內(nèi)進(jìn)行混合。通過(guò)混合器，便于將藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與O2按計(jì)量快速混合均勻，而有利于燃燒反應(yīng)的進(jìn)行。進(jìn)一步，步驟A中的所述獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣經(jīng)過(guò)緩沖罐收集處理后通入所述氣體混合器。為了使獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的尾氣能夠平穩(wěn)、安全地與O2混合，優(yōu)選地，獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣經(jīng)過(guò)緩沖罐收集處理后進(jìn)入氣體混合器，這樣，經(jīng)過(guò)緩沖罐的緩沖作用，使得獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的尾氣能夠平穩(wěn)、安全地進(jìn)入氣體混合器與O2混合。進(jìn)一步，所述第一等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體為高溫等離子體、輝光電離等離子體或微波等離子體；所述第二等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體為高溫等離子體、輝光等離子體或微波等離子體；所述第三等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體為高溫等離子體、輝光等離子體或微波等離子體。進(jìn)一步，所述第一等離子體反應(yīng)器、所述第二等離子體反應(yīng)器以及所述第三等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體均為高溫等離子體。因高溫等離子體的重粒子和電子的溫度都很高而且?guī)缀跸嗟榷欣诟鞑糠磻?yīng)分子的電離及活化等，從而有利于各步反應(yīng)的進(jìn)行，因此，優(yōu)選為高溫等離子體。進(jìn)一步，步驟C中的所述CO2氣體與H2按體積比0.5~2.0:1混合；步驟D中的所述CO氣體和H2按體積比0.5~2.5:2混合。優(yōu)選地，步驟C中的所述CO2氣體與H2按體積比1.5:1混合；步驟D中的所述CO氣體和H2按體積比1.5:2混合。進(jìn)一步，所述步驟B還包括：將所述剩余的混合氣體通入氣體吸收器進(jìn)行吸收處理而生成可溶性鹽溶液，再將所述可溶性鹽溶液排放至廢水處理池進(jìn)行后續(xù)處理以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步，所述剩余的混合氣體含有HCl、HBr、SO2、NO和NO2。獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣燃燒后不僅會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體CO2，還會(huì)產(chǎn)生少量的HCl、HBr、SO2、NO和NO2等氣體，為了避免分離后的HCl、HBr、SO2、NO和NO2等氣體造成環(huán)境污染及酸雨，優(yōu)選地，通過(guò)上述步驟B的氣體分離裝置將這些氣體與CO2分離，并通入氣體吸收器進(jìn)行吸收處理而生成可溶性鹽溶液，再將所述可溶性鹽溶液排放至廢水處理池進(jìn)行后續(xù)處理，使其達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步，所述第一催化劑選用Cu/Al2O3、Cu/ZnO-Al2O3或者Ru-Cu/SiO2；所述第二催化劑選用Cu/HZSM-5分子篩、Cu/ZnO或者Cu-Pd/ZnO。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所提供的采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法，依次通過(guò)等離子體燃燒步驟、分離純化步驟、還原分離步驟、制備甲醇步驟以及在各步驟相應(yīng)的等離子體反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離子體的作用下，將燃燒步驟產(chǎn)生的溫室氣體CO2最終制備成甲醇，不僅避免了能源的浪費(fèi)，而且還避免了因CO2的直接排放而造成環(huán)境污染及溫室氣體對(duì)氣候的影響。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例中所述的采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法的流程圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例本實(shí)施例提供了一種采用獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣制備甲醇的方法，其包括以下步驟：A.將獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與過(guò)量O2混合均勻后輸送至第一等離子體反應(yīng)器，并在第一等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體的作用下與O2發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成含有HX（X=Cl，Br）、SO2、NOx（X=1，2）以及CO2的混合氣體；B.將步驟A中的混合氣體通入氣體分離裝置進(jìn)行分離純化，分別得到CO2氣體和含有HX（X=Cl，Br）、SO2、NOx（X=1，2）的剩余的混合氣體；C.將步驟B中的CO2氣體與H2按體積比0.5~2.0:1混合均勻，然后進(jìn)入裝填有第一催化劑的第二等離子體反應(yīng)器，并在第二等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體和第一催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，生成含有甲醇、CO和H2O的混合氣體；含有甲醇、CO和H2O的混合氣體經(jīng)冷卻分離后，分別得到CO氣體和甲醇；D.將步驟C中的CO氣體和H2按體積比0.5~2.5:2混合均勻，然后進(jìn)入裝填有第二催化劑的第三等離子體反應(yīng)器，并在第三等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生的等離子體和第二催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，制備得到甲醇。優(yōu)選地，步驟C中的CO2氣體與H2按體積比1.5：1混合均勻；步驟D中的CO氣體和H2按體積比1.5:2混合均勻。優(yōu)選地，將經(jīng)上述步驟B分離純后的含有HX（X=Cl，Br）、SO2、NOx（X=1，2）的剩余的混合氣體通入氣體吸收器進(jìn)行吸收處理而生成可溶性鹽溶液，再將可溶性鹽溶液排放至廢水處理池進(jìn)行后續(xù)處理以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，上述步驟A中的獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣與過(guò)量O2分別通入氣體混合器內(nèi)進(jìn)行混合，以便于其按計(jì)量快速混合均勻，優(yōu)選地，按體積換算，O2過(guò)量30~60%。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)化，步驟A中的獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣經(jīng)過(guò)緩沖罐收集處理后通入氣體混合器，通過(guò)緩沖罐的作用，使獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣能夠平穩(wěn)、安全地通入氣體混合器內(nèi)。本實(shí)施例中的第一等離子體反應(yīng)器、第二等離子體反應(yīng)器和第三等離子體反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離子體均分別為高溫等離子體、輝光等離子體或微波等離子體等中的一種，優(yōu)選地為高溫等離子體。本實(shí)施例中的第一催化劑可以選用Cu/Al2O3、Cu/ZnO-Al2O3或者Ru-Cu/SiO2，第二催化劑可以選用Cu/HZSM-5分子篩、Cu/ZnO或者Cu-Pd/ZnO。如圖1所示，為本實(shí)施例的方法的流程圖，獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣通過(guò)緩沖罐后通入氣體混合器，并與通入氣體混合器的過(guò)量O2按計(jì)量混合均勻，然后將混合均勻的獸藥預(yù)混劑生產(chǎn)工藝的尾氣和過(guò)量O2通入第一等離子體反應(yīng)器中，在第一等離子體反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離子體的作用下進(jìn)行等離子體燃燒反應(yīng)，并生產(chǎn)含有HX（X=Cl，Br）、SO2、NOx（X=1，2）以及CO2的混合氣體。上述含有HX（X=Cl，Br）、SO2、NOx（X=1，2）以及CO2的混合氣體通入氣體分離裝置，通過(guò)氣體分離裝置將CO2從混合氣體中分離，分別得到CO2氣體以及含有HX（X=Cl，Br）、SO2、和NOx（X=1，2）的剩余的混合氣體。上述含有HX（X=Cl，Br）、SO2、和NOx（X=1，2）的混合氣體通入氣體吸收器進(jìn)行吸收處理而生成可溶性鹽溶液，再將可溶性鹽溶液排放至廢水處理池進(jìn)行后續(xù)處理以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。上述CO2氣體則通入第二等離子體反應(yīng)器中與通入第二等離子體反應(yīng)器中的H2按計(jì)量混合，并在第二等離子體反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離子體的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，生成含有甲醇、CO和H2O的混合氣體，然后將含有甲醇、CO和H2O的混合氣體通入冷卻分離器中進(jìn)行分離，分別得到CO氣體和甲醇。上述CO氣體通入第三等離子體反應(yīng)器中與通入第三等離子體反應(yīng)器中的H2按計(jì)量混合，并在第三等離子體反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離子體的作用下發(fā)生反應(yīng)而最終生成甲醇，甲醇的產(chǎn)率>70%。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。