專利名稱:酸性惡臭氣體吸附脫除的凈化方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種氣體吸附脫除的凈化方法,特別是氣體連續(xù)吸附脫除、吸附劑連續(xù)再生的方法。
各種工業(yè)脫臭裝置、生活設施等都經(jīng)常產(chǎn)生有害氣體,特別是含有硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等硫化物的氣體,對環(huán)境會產(chǎn)生毒害作用。對于這類有害氣體的凈化,通常是采用吸附脫除、燃燒、洗滌、催化氧化等方法。
吸附脫除是其中一種有效的凈化有害氣體的方法,有著多種工藝形式,如固定床吸附法、流動床吸附法、以及旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法。上述方法在實際使用中,雖然都有不同程度的凈化效果,但都有不同程度的缺陷。
固定床吸附法采用使有害氣體氣體通過固定的吸附床層、有害物質(zhì)因被吸附脫除而達到凈化目的的方法,其缺點在于當吸附劑需要再生時,必須使該吸附設備停止運轉(zhuǎn),才能進行吸附劑的再生或更換,如保證凈化過程能連續(xù)進行,就應同設置兩套以上的同類型吸附設備,交替進行吸附劑的吸附/再生(更換)過程,提高了設備投資,再生過程繁瑣、再生費用高。
流動床吸附法采用使吸附劑在吸附區(qū)與再生區(qū)之間呈循環(huán)流動狀態(tài),在吸附區(qū)內(nèi),呈流動狀態(tài)的吸附劑與大風量的有害氣體接觸,有害成分被吸附脫除而達到凈化目的,當吸附了有害成分的吸附劑流經(jīng)再生區(qū)時,使小風量的解吸氣體與吸附劑接觸的方法解吸而得到再生,含有有害成分的小風量解吸氣再進一步進行凈化處理。該方法可以在連續(xù)的凈化操作中實現(xiàn)吸附劑的再生,但由于吸附劑始終處于流動狀態(tài),吸附劑的磨損率高、消耗量大、操作難度大、并且解吸氣還需要用其他的氣體處理方法進行再處理,其設備投資大、再生費用高的問題十分突出。
旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法的特點是將吸附劑固定在旋轉(zhuǎn)吸附床上,如《工業(yè)涂裝》(日)NO.149P59及CN215637中所述,旋轉(zhuǎn)吸附床在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中,被分成吸附區(qū)與再生區(qū)兩部分,大風量的有害氣體經(jīng)吸附區(qū)通過旋轉(zhuǎn)吸附床,有害成分因吸附脫除而除去,達到凈化目的,當吸附了有害成分的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床移動至再生區(qū)時,使小風量的熱解吸氣通過再生區(qū),再生區(qū)內(nèi)的吸附劑因解吸而得到再生,含有有害成分的小風量解吸氣再進一步進行凈化處理。盡管該方法因吸附劑被固定于旋轉(zhuǎn)吸附床上,減少了吸附劑的磨損消耗,操作控制亦得到簡化,但同樣存在需要進一步處理解吸氣的問題,即需要處理小風量、高濃度有害成分的氣體處理設施,設備投資及再生費用高的問題依然存在。因此,需要開發(fā)一種不需要氣體的二次處理、設備投資及再生費用低、操作簡便,特別是能夠使用于含硫化氫等硫化物惡臭氣體的凈化處理工藝。
本發(fā)明提供了一種消除氣體的二次處理、設備投資及再生費用低、操作簡便的有害氣體凈化處理工藝。
本發(fā)明提供的有害氣體處理工藝為采用旋轉(zhuǎn)吸附床進行有害氣體的吸附,床層分為吸附區(qū)和再生區(qū),有害氣體通過吸附區(qū),隨著床層的旋轉(zhuǎn),吸附了有害氣體的吸附劑旋轉(zhuǎn)到再生區(qū),在再生區(qū)使用液相再生劑對吸附了有害氣的吸附劑進行噴淋洗滌再生,再生后的吸附劑又旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū),繼續(xù)對有害氣體進行吸附。
本發(fā)明的方法可以對各種有害氣體進行處理,如含硫化氫、硫醇、硫醚等硫化物的惡臭氣體,含二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫等的酸性氣體,本發(fā)明方法特別適用于低濃度含硫惡臭氣體的處理。
適用于本發(fā)明方法的吸附劑可以是活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹脂等具有吸附性的物質(zhì),也可以根據(jù)所處理的氣體的不同及再生劑種類的不同選擇不同類型的吸附劑、或者不同吸附劑的組合。
適用于本發(fā)明方法的再生劑為堿性溶液,可以選擇氫氧化鈉、氫氧化鉀或其他堿性溶液中的一種,或者將幾種堿性溶液組合使用。再生方式為噴淋洗滌式。
本發(fā)明方法中,處理的對象組分可以是單一種類的或多種類的;處理氣量與吸附劑用量的體積比為0.5~32∶1;處理有害成分的濃度可以達到800μL/L,如硫化氫0~100μL/L,硫醇0~20μL/L,硫醚0~10μL/L,硫氧化物0~800μL/L、鹵化氫類0~200μL/L。
旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式可以為連續(xù)式,旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積可以相同也可以不同,可用的比例為0.3~5∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)速度為0.6~60度/min。使用的再生劑是1~50%的堿液(如氫氧化鈉或氫氧化鉀);再生的方式可以采用再生劑噴淋洗滌形式,再生劑可以循環(huán)使用,當其中堿含量降到一定程度時進行更換。旋轉(zhuǎn)吸附床層為水平旋轉(zhuǎn)或其他方式的旋轉(zhuǎn)形式。使用的再生劑的噴淋洗滌強度可根據(jù)再生區(qū)尺寸確定,其用量可以是0.01~500m3/min。
本發(fā)明中,有害氣體的處理通過處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)吸附床連續(xù)進行。有害氣體通過旋轉(zhuǎn)吸附床,有害成分因吸附劑的吸附作用被脫除,達到凈化目的。隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn),吸附了有害成分的吸附劑被轉(zhuǎn)動到液體再生區(qū),在再生劑的噴淋洗滌下,有害成分通過物理或化學反應,從吸附劑中解吸下來,使吸附劑得到再生。再生后的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)轉(zhuǎn)動,又回到氣體吸附區(qū),再次對有害氣體進行吸附脫除。如此周而復始,有害氣體因有害成分被吸附脫除得到連續(xù)凈化,而吸附劑也因再生劑的噴淋洗滌得到連續(xù)再生。含有被除去成分的再生液,通過簡單的中和處理后,可引入目前普遍使用的水處理設施中進行處理,不需要再增設再生液處理設備,也克服了現(xiàn)有氣相再生方式需要對再生解吸氣體進行凈化處理的不足,從而減少了設備投資和操作費用。
總之,本發(fā)明方法可以進行有害氣體的連續(xù)吸附和再生,再生液可利用目前普遍使用的水處理設施進行處理,不需要氣體的二次處理,節(jié)省了氣體二次處理的設備投資和操作費用,本發(fā)明方法操作簡單,再生劑易于獲得,再生費用低,可以適用于多種低濃度有害氣體的凈化處理。
圖1是本發(fā)明方法使用的旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)示意圖。
下面通過實施例及附圖進一步說明本發(fā)明的方案和效果。
實施例1使用由活性炭吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床,凈化處理排放濃度為50μL/L、排氣量0.8m3/min的硫化氫惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑1m,厚0.1m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床1上,使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以6度/min的速度連續(xù)進行水平旋轉(zhuǎn)(如附圖所示)。將旋轉(zhuǎn)吸附床1的一側(cè)作為吸附區(qū)2,使含硫化氫的有害氣體3通過;旋轉(zhuǎn)吸附床1的另一側(cè)作為再生區(qū)4,用噴淋的方式使4%的氫氧化鈉再生劑5洗滌再生區(qū)4。吸附區(qū)2與再生區(qū)4中吸附劑的體積比為3∶1。在吸附區(qū)2中,有害氣體3含有的硫化氫有害成分被吸附劑吸附而脫除,成為凈化氣體6,凈化率達到100%;隨著旋轉(zhuǎn)吸附床1的連續(xù)旋轉(zhuǎn),吸附了硫化氫有害成分的吸附劑,不斷進入再生區(qū)4中,在4%氫氧化鈉再生劑5的噴淋洗滌(噴淋強度為4m3/min)下,因化學反應等因素,吸附在吸附劑上的硫化氫有害成分被解吸下來,吸附劑重新恢復了吸附性能,實現(xiàn)了再生;再生后的吸附劑,在旋轉(zhuǎn)吸附床1的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)中,回到吸附區(qū)2,再次對有害氣體3進行吸附脫除。這樣,有害氣體3在旋轉(zhuǎn)吸附床1的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除,同時,吸附了硫化氫的吸附劑也因為氫氧化鈉再生劑5的噴淋洗滌而得到連續(xù)的再生。使用過的氫氧化鈉再生劑成為再生液7,主要含有未完全反應的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-,經(jīng)過中和處理后,可以被引入目前普遍采用的水處理設施中進行處理,不需要進行氣體的二次凈化處理。
實施例2
使用由活性炭、硅藻土、離子交換樹脂及沸石組成吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床,凈化處理排氣量20m3/min、排放濃度為硫化氫40μL/L、甲硫醇0.6μL/L、甲硫醚2μL/L、二氧化硫500μL/L、氟化氫100μL/L、氯化氫180μL/L的惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑5m,厚0.5m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床上,使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以40度/min的速度連續(xù)進行水平旋轉(zhuǎn)。吸附區(qū)與再生區(qū)吸附劑的體積比為0.44∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床被分為吸附區(qū)與再生區(qū)兩部分,使含上述有害成分的有害氣體通過氣體吸附區(qū),上述有害成分被吸附劑吸附,有害氣體得到凈化,凈化率達到100%;在再生區(qū)中,用25%氫氧化鈉再生劑噴淋洗滌再生區(qū),噴淋強度為120m3/min,使吸附在吸附劑上的有害成分被解吸下來,吸附劑重新恢復了吸附性能,實現(xiàn)了再生;再生后的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)旋轉(zhuǎn),回到吸附區(qū),再次對有害氣體中進行凈化。這樣,上述有害成分在旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除,同時,吸附了有害成分的吸附劑也因為再生劑的噴淋洗滌而得到連續(xù)的再生。使用過的再生劑主要含有未完全反應的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-,經(jīng)過中和處理后,可被引入目前普遍采用的水處理設施中進行處理,不需要進行氣體的二次凈化處理。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)吸附床氣體吸附脫除的凈化方法,旋轉(zhuǎn)吸附床層分為吸附區(qū)和再生區(qū),有害氣體通過吸附區(qū),隨著床層的旋轉(zhuǎn),吸附了有害氣體的吸附劑隨床層轉(zhuǎn)到再生區(qū),在再生區(qū)使用液相再生劑對吸附了有害氣的吸附劑進行噴淋洗滌再生,再生后的吸附劑繼續(xù)旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式為水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)或其他旋轉(zhuǎn)方式。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法,其特征在于旋轉(zhuǎn)吸附床采用0.6~60度/min的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
5.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述的再生劑為堿性溶液。
6.按照權(quán)利要求1或5的方法,其特征在于所述的再生劑是1~50W%的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。
7.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述的吸附劑選自活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹脂。
8.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述的有害氣體含硫化氫、硫醇、硫醚、二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫中的一種或幾種。
9.按照權(quán)利要求1或8的方法,其特征在于所處理的有害成分的濃度為硫化氫0~50μL/L,硫醇0~10μL/L,硫醚0~5μL/L,二氧化硫0~800μL/L,三氧化硫0~600μL/L,氟化氫0~200μL/L,氯化氫0~200μL/L,溴化氫濃度0~200μL/L。
10.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于在旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積比為0.3~5∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)吸附床吸附凈化酸性有害氣體的方法,采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式使液相再生劑進行噴淋洗滌再生,克服了現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)吸附床采用氣相再生方式需要氣體二次處理的不足,再生液可以采用普遍使用的水處理設備處理,設備投資和操作費用都大大降低。本發(fā)明方法適用于各種低濃度氣體的凈化處理,特別適用于含硫化氫、硫醇、硫醚等的惡臭氣體的凈化處理。
文檔編號B01D53/04GK1393278SQ01114180
公開日2003年1月29日 申請日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者王玉亭, 曾向東 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院