一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)的制作方法

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本發(fā)明是一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，具體涉及粘膠纖維生產(chǎn)過程中對(duì)廢氣中二硫化碳和硫化氫的富集裝置，屬于粘膠化纖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在粘膠纖維生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)周期長以及從黃化工序到紡絲工序大量的使用化工原料，因此，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害的工業(yè)廢氣，其主要成分為來自黃化、紡絲及酸站的CS₂和H₂S氣體。

目前，處理粘膠纖維生產(chǎn)廢氣的方法主要有以下三種：

一，堿洗噴淋：用堿液（NaOH）對(duì)廢氣進(jìn)行噴淋吸收，生成Na₂S，再制片外銷，此方法對(duì)H₂S處理效果明顯，但對(duì)其中CS₂的處理效果較差；

二，活性炭吸附：用碳吸附工藝對(duì)大量尾氣進(jìn)行處理，解吸回收CS₂，例如專利文獻(xiàn)CN103721524A（一種粘膠纖維生產(chǎn)廢氣中的回收處理方法，2014.04.16）記載的，通過富集增濃過程在填裝有吸附劑的濃縮-反應(yīng)罐中對(duì)兩種氣體進(jìn)行吸收捕集，解吸再生過程再選用惰性氣體對(duì)CS₂和H₂S進(jìn)行分步脫附，存在運(yùn)行中操作、調(diào)整較為繁雜，循環(huán)利用程度小，運(yùn)行費(fèi)用高等缺陷；

三，冷凝：含CS₂濃度較高的廢氣經(jīng)過熱交換器（冷凝器），用低溫水直接或間接將廢氣溫度降至CS₂沸點(diǎn)以下，以回收液態(tài)CS₂，例如專利文獻(xiàn)CN1016599B（二硫化碳生產(chǎn)過程中反應(yīng)生成物的分離處理方法，1990.06.13）記載的，在壓力為1.5-10公斤/平方厘米和溫度為-10-+20℃條件下，一次使二硫化碳全部液化而完成與硫化氫的分離過程。但經(jīng)實(shí)踐證明，該方法在用于粘膠短纖維紡絲工序絲束固化、分解時(shí)釋放的小氣量、高溫度、高濃度CS₂的回收時(shí)，CS₂的效率最為明顯。

基于上述情況可知，現(xiàn)有粘膠纖維生產(chǎn)廢氣的處理方法還存在處理效果不理想、生產(chǎn)成本高等問題，特別是冷凝回收CS₂的方法中，要求高濃度CS₂的回收時(shí)其效率最為明顯，基于此，為提高粘膠行業(yè)廢氣的處理效率，本發(fā)明提出了一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，采用堿液噴淋塔中堿液和反應(yīng)罐中酸性廢水的配合使用，使來自粘膠生產(chǎn)廢氣中的二硫化碳和硫化氫得以富集，然后通過脫氣塔獲得高濃度二硫化碳和硫化氫廢氣，用于后續(xù)分離方法中，能提高二硫化碳的回收率，有利于粘膠纖維廢氣的處理，降低環(huán)保壓力。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接廢氣總管的堿液噴淋塔、反應(yīng)罐和脫氣塔，反應(yīng)罐入口連接堿液噴淋塔儲(chǔ)槽和酸性廢水儲(chǔ)罐，反應(yīng)罐出口連接脫氣塔，所述脫氣塔出口連接有冷卻除水裝置，冷卻除水裝置包括依次與脫氣塔出口相連的分液器和填料冷卻塔，分液器和填料冷卻塔頂部均設(shè)有絲網(wǎng)除沫器，所述填料冷卻塔還依次與壓縮機(jī)、冷凝器、克勞斯酸氣緩沖罐和高壓二硫化碳收集槽相連接。

所述填料冷卻塔設(shè)有收集冷凝液的二硫化碳收集槽。

所述的一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，其特征在于：還包括連接酸液儲(chǔ)罐的酸液脫氣塔，酸浴脫氣塔出口連接分液器。

所述堿液噴淋塔為兩級(jí)均使用相同吸收液的噴淋裝置。

所述反應(yīng)罐為壓力滿足-50kpa～-90kpa的真空反應(yīng)裝置。

所述冷凝器的一端設(shè)置有進(jìn)水口，另一端設(shè)置有出水口，用于降溫的冷凍鹽水從進(jìn)水口流入冷凝器，從出水口流出冷凝器。

所述高壓二硫化碳收集槽為耐高壓耐腐蝕的收集槽。

本發(fā)明中，匯集的粘膠纖維廢氣通過廢氣總管送入堿液噴淋塔，噴淋塔使用半纖含量3~20%的堿液在堿液噴淋塔中噴淋，得到含硫氫化鈉、硫化鈉及半纖維素磺酸鈉的溶液，送入堿液噴淋塔儲(chǔ)槽，該溶液通過泵從堿液噴淋塔儲(chǔ)槽送至反應(yīng)罐，與來自酸性廢水儲(chǔ)罐的酸性廢水反應(yīng)，反應(yīng)后的混合溶液進(jìn)入脫氣塔中脫氣，得到高濃度的二硫化碳和硫化氫廢氣，其中，二硫化碳濃度含量≥25%、硫化氫濃度含量≥23%。

進(jìn)一步的，本發(fā)明在脫氣塔出口連接有冷卻除水裝置，冷卻除水裝置包括依次與脫氣塔出口相連的分液器和填料冷卻塔，分液器和填料冷卻塔頂部均設(shè)有絲網(wǎng)除沫器。

本發(fā)明中，填料冷卻塔使用0～5℃的洗滌液循環(huán)洗滌冷卻，可將廢氣冷卻至0～10℃后，再經(jīng)塔頂?shù)慕z網(wǎng)除沫器送出，廢氣中部分二硫化碳被冷凝下來，因此，在所述填料冷卻塔設(shè)有收集冷凝液的二硫化碳收集槽。

為進(jìn)一步提高本工藝系統(tǒng)對(duì)二硫化碳和硫化氫的回收率，本發(fā)明還包括連接酸液儲(chǔ)罐的酸液脫氣塔，酸液脫氣塔出口連接分液器，酸液儲(chǔ)罐內(nèi)貯存有來自酸浴的酸液，將這部分酸液收集至酸液儲(chǔ)罐，在-20kPa～-90 kPa壓力下經(jīng)酸液脫氣塔分離出含有二硫化碳和硫化氫的廢氣，送至分液器，與增濃后的粘膠纖維廢氣一并進(jìn)行冷卻除水處理。

所述堿液噴淋塔為兩級(jí)均使用相同吸收液的噴淋裝置，吸收液可使用濃度為70-150g/l的氫氧化鈉和濃度為30-110g/l的堿纖維素組成的吸收液。

所述反應(yīng)罐為壓力滿足-50kpa～-90kpa的真空反應(yīng)裝置。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）本發(fā)明可用于粘膠工業(yè)多站點(diǎn)廢氣和酸液中二硫化碳和硫化氫的富集，通過后續(xù)分離步驟，提高二硫化碳和硫化氫的回收率，回收的二硫化碳可返回粘膠工業(yè)生產(chǎn)，硫化氫能制備硫酸或硫磺產(chǎn)品，有利于生產(chǎn)成本的控制。

（2）本發(fā)明采用吸收液噴淋、酸性水處理相結(jié)合的方式，對(duì)來自紡絲、酸浴散排等廢氣進(jìn)行處理，可產(chǎn)生高濃度的含二硫化碳和硫化氫的富集廢氣，為下一步回收循環(huán)利用墊定了基礎(chǔ)。

（3）本發(fā)明在堿液噴淋塔中利用吸收液對(duì)廢氣中的二硫化碳和硫化氫同時(shí)進(jìn)行吸收，吸收后的尾氣達(dá)標(biāo)直接排放，吸收過程無環(huán)保壓力，利于環(huán)境保護(hù)。

（4）本發(fā)明涉及堿液噴淋塔所使用的吸收液可采用包含有濃度為70-150g/l的氫氧化鈉和濃度為30-110g/l的堿纖維素，具有制備簡單、低廉的特點(diǎn)，堿纖維素主要來自于制膠過程中浸漬工序的廢堿，對(duì)于粘膠生產(chǎn)而言也是一種廢物利用，降低企業(yè)環(huán)保壓力。

（5）本發(fā)明涉及的酸性廢水儲(chǔ)罐用于收集含硫酸廢水，該含硫酸廢水正是生產(chǎn)中產(chǎn)生的含酸廢水，如塑化槽與給纖槽排放含的硫酸廢水，屬于粘膠生產(chǎn)廢物利用。

（6）本發(fā)明中，酸性廢水儲(chǔ)罐內(nèi)的含硫酸廢水通過真空吸入反應(yīng)罐，堿液噴淋塔儲(chǔ)槽內(nèi)的混合溶液通過泵送至反應(yīng)罐，反應(yīng)在真空環(huán)境中進(jìn)行，杜絕空氣進(jìn)入，一方面，能保證反應(yīng)進(jìn)程的安全，另一方面，將真空度控制在-50kpa～-90kpa范圍內(nèi)，有利于連續(xù)穩(wěn)定的獲得富集廢氣，進(jìn)一步提高二硫化碳和硫化氫的濃度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖（一）；

圖2為本發(fā)明的工藝流程圖（二）；

圖3為本發(fā)明的工藝流程圖（三）。

附圖標(biāo)記

1廢氣總管、2堿液噴淋塔、3反應(yīng)罐、4脫氣塔、5堿液噴淋塔儲(chǔ)槽、6酸性廢水儲(chǔ)罐、7分液器、8填料冷卻塔、9二硫化碳收集槽、10酸液儲(chǔ)罐、11酸液脫氣塔、12壓縮機(jī)、13冷凝器、14克勞斯酸氣緩沖罐、15高壓二硫化碳收集槽

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例涉及一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，如圖1結(jié)構(gòu)所示，包括依次連接廢氣總管1的堿液噴淋塔2、反應(yīng)罐3、脫氣塔4和冷卻除水裝置，其中，反應(yīng)罐3入口連接堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5和酸性廢水儲(chǔ)罐6，反應(yīng)罐3出口連接脫氣塔4，冷卻除水裝置包括依次與脫氣塔4出口相連的分液器7和填料冷卻塔8，分液器7和填料冷卻塔8頂部均設(shè)有絲網(wǎng)除沫器。

本實(shí)施例涉及的工藝流程如下：

（1）收集粘膠纖維廢氣，如紡練堿噴淋廢氣（含地溝廢氣），紡練塑化槽進(jìn)出口、給纖槽等廢氣，玻璃紙廢氣，酸站散排氣等等，通過廢氣總管1送入堿液噴淋塔2，使用濃度為120g/l的氫氧化鈉和濃度為100g/l的堿纖維素組成的吸收液對(duì)該廢氣進(jìn)行兩級(jí)噴淋，堿液噴淋塔2采用湍流塔，噴淋得到含硫氫化鈉、硫化鈉及半纖維素磺酸鈉的溶液，送入堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5。

（2）通過泵從堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5將溶液送至反應(yīng)罐3，流量控制在8m³/h，反應(yīng)罐3采用真空反應(yīng)裝置，真空度控制在-80kpa，酸性廢水儲(chǔ)罐6內(nèi)收集的pH值2、濃度10g/l的含硫酸廢水由真空吸入反應(yīng)罐3，與來自堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5的溶液反應(yīng)，反應(yīng)后的混合溶液進(jìn)入脫氣塔4中脫氣，得到高濃度的二硫化碳和硫化氫廢氣，其中，二硫化碳濃度含量26%、硫化氫濃度含量≥24%。

（3）將上述高濃度廢氣送入分液器7，分液器7頂部設(shè)絲網(wǎng)除沫器；由分液器7出來的廢氣送入填料冷卻塔8，填料冷卻塔8使用2℃的洗滌液循環(huán)洗滌冷卻，將廢氣冷卻至4℃后，經(jīng)塔頂?shù)慕z網(wǎng)除沫器送出，所得廢氣中二硫化碳濃度含量25%、硫化氫濃度含量23%、水分含量0.5%，冷凝液送入二硫化碳收集槽9。

將上述濃度含量的廢氣，使用冷凝法（加壓至0.25～1.6MPa，冷凝溫度控制在-15～0℃）分別對(duì)其回收液態(tài)二氧化硫，二氧化硫的回收率可達(dá)到80～95%。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例涉及一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，如圖2結(jié)構(gòu)所示，除包括依次連接廢氣總管1的堿液噴淋塔2、反應(yīng)罐3、脫氣塔4和冷卻除水裝置外，還包括連接酸液儲(chǔ)罐10的酸液脫氣塔11。其中，反應(yīng)罐3入口連接堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5和酸性廢水儲(chǔ)罐6，反應(yīng)罐3出口連接脫氣塔4，冷卻除水裝置包括依次相連的分液器7和填料冷卻塔8，分液器7和填料冷卻塔8頂部均設(shè)有絲網(wǎng)除沫器，脫氣塔4出口和酸液脫氣塔11出口均連接分液器7

本實(shí)施例涉及的工藝流程如下：

（1）收集粘膠纖維廢氣，如紡練堿噴淋廢氣（含地溝廢氣），紡練塑化槽進(jìn)出口、給纖槽等廢氣，玻璃紙廢氣，酸站散排氣等等，通過廢氣總管1送入堿液噴淋塔2，使用濃度為135g/l的氫氧化鈉和濃度為98g/l的堿纖維素組成的吸收液對(duì)該廢氣進(jìn)行兩級(jí)噴淋，堿液噴淋塔2采用湍流塔，噴淋得到含硫氫化鈉、硫化鈉及半纖維素磺酸鈉的溶液，送入堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5。

（2）通過泵從堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5將溶液送至反應(yīng)罐3，流量控制在8m³/h，反應(yīng)罐3采用真空反應(yīng)裝置，真空度控制在-70kpa，酸性廢水儲(chǔ)罐6內(nèi)收集的pH值1.5、濃度20g/l的含硫酸廢水由真空吸入反應(yīng)罐3，與來自堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5的溶液反應(yīng)，反應(yīng)后的混合溶液進(jìn)入脫氣塔4中脫氣，得到高濃度的二硫化碳和硫化氫廢氣，其中，二硫化碳濃度含量26.5%、硫化氫濃度含量≥28%。

（3）將酸浴產(chǎn)生的酸液送至酸液儲(chǔ)罐10，在-90 kPa壓力下經(jīng)酸液脫氣塔11分離出含有二硫化碳和硫化氫的廢氣。

（4）將步驟（2）和（3）獲得的廢氣送入分液器7，分液器7頂部設(shè)絲網(wǎng)除沫器；由分液器7出來的廢氣送入填料冷卻塔8，填料冷卻塔8使用2℃的洗滌液循環(huán)洗滌冷卻，將廢氣冷卻至4℃后，經(jīng)塔頂?shù)慕z網(wǎng)除沫器送出，所得廢氣中二硫化碳濃度含量28%、硫化氫濃度含量32%、水分含量0.3%，冷凝液送入二硫化碳收集槽9。

將上述濃度含量的廢氣，使用冷凝法（加壓至0.25～1.6MPa，冷凝溫度控制在-15～0℃）分別對(duì)其回收液態(tài)二硫化碳，二硫化碳的回收率可達(dá)到93%。

實(shí)施例3：

一種粘膠纖維生產(chǎn)中廢氣的治理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接廢氣總管1的堿液噴淋塔2、反應(yīng)罐3和脫氣塔4，反應(yīng)罐3入口連接堿液噴淋塔儲(chǔ)槽5和酸性廢水儲(chǔ)罐6，反應(yīng)罐3出口連接脫氣塔4，所述脫氣塔4出口連接有冷卻除水裝置，冷卻除水裝置包括依次與脫氣塔4出口相連的分液器7和填料冷卻塔8，分液器7和填料冷卻塔8頂部均設(shè)有絲網(wǎng)除沫器，所述填料冷卻塔8還依次與壓縮機(jī)12、冷凝器13、克勞斯酸氣緩沖罐14和高壓二硫化碳收集槽15相連接。

實(shí)施例4：