專利名稱：一種工業廢氣資源化利用治理方法
技術領域：
本發明涉及一種工業廢氣處理方法，尤其是涉及一種采用膜吸收設備對工業廢氣進行吸收操作，達到凈化廢氣，同時獲得可再利用成品目的的工業廢氣資源化利用治理方法。
背景技術：
在工業生產中，會產生各種各樣含有有害物質的工業廢氣。對于含有多種有害物質的工業廢氣，尤其是所含污染物化學性質相似的廢氣，很難將各種污染物分別回收，達到再利用的目的。傳統方法通常是將所含污染物通過催化氧化、化學吸收、燃燒、洗滌等方法進行轉化，形成無害物質或脫離氣相。但這樣既增加了處理成本，又浪費了原本可加以利用的資源。而通過常規的吸收操作又無法有效分離性質相似的物質，從而不能獲得單一組分的吸收液。再則，由于多組分氣液平衡中，每個組分氣液兩相符合亨利定律，即“在等溫等壓下，某種氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的平衡壓力成正比”。因此，在多組分共存情況下，獲得單一組分的高濃度吸收液存在理論上的難點。目前，有很多種處理工業廢氣的技術得到公開，如中國專利CN1186942公開了一種通過深度冷卻，使工業廢氣中的污染物冷凝為液體的方法，該方法冷凝下來的液體分離難度較大，且能耗高，投資大。中國專利CN1302222公開了一種廢氣處理方法，該方法是將工業廢氣輸入一個帶有反應室的廢氣凈化系統和將反應室排出的反應產物再輸入帶有附屬洗滌劑循環系統的洗滌室或吸附室中進行后處理，該方法無法將廢氣中有利用價值的物質集中，形成可利用資源。如中國專利CN102266702A公開了一種處理含氨廢氣的方法，通過無機鹽吸附、加熱脫附、降溫再處理的方法把廢氣中的氨氣吸附后重新供給需要用氨氣的系統再利用，該方法只能建設在自身需要再利用氨氣的工廠內，產出的氨氣無法長距離運輸，不如氨水容易存放和銷售。如中國專利CN102266702A公開了一種處理大氣量工業廢氣中有機物的方法，通過采用對工業尾氣進行洗滌處理、后進行膨脹作功；作功后的氣體進入吸附床進行吸附處理與解吸，解吸后的氣體在催化劑的存在下進行催化燃燒，燃燒后的工業廢氣經過堿洗處理，去除尾氣中含有的含鹵素化合物。該方法過程復雜，同樣無法將所含污染物轉變為可再利用的產品。
發明內容
本發明的目的是針對上述專利申請存在的問題，提供一種能夠將工業廢氣中幾種混合組分分別回收制成成品，以供再利用的工業廢氣資源化利用治理方法。本發明采用以下設備風機、膜吸收設備、吸收劑循環箱、吸收劑循環泵、制冷設備；所述膜吸收設備具備進氣口、出氣口、進液口、出液口、排污口、沖洗口以及各種儀表接口 ；膜材質為有機物或無機物，表面有涂層或無涂層，單層或多層復合膜。本發明包括以下步驟I)將一種含有至少2種組分的工業廢氣通過風機輸送至膜吸收設備的第I級膜吸收組件中，所述至少2種組分記為第I組分、第2組分、第3組分、第4組分……第N組分等，所述工業廢氣的第I組分含量在O 99. 9%范圍內，含量不為O ;2)將第I組分對應的第I吸收劑預先加入第I吸收劑循環箱中，第I吸收劑由第 I吸收劑循環泵經過第I制冷設備冷卻后，打入第I級膜吸收組件中，吸收完后的第I吸收劑流回第I吸收劑循環箱；3)在第I級膜吸收組件中，工業廢氣中的第I組分透過膜，進入膜的另一端，被第 I吸收劑吸收，變為合格產品；4)工業廢氣中的其余組分進入下一級膜吸收組件，再進行吸收操作，被對應的吸收劑吸收,產生一種產品，以此類推；5)經過膜吸收設備的第I級膜吸收組件、第2級膜吸收組件、第3級膜吸收組件、……第N級膜吸收組件后，工業廢氣中絕大多數組分被吸收為各種成品，最終排放的尾氣中各組分的含量滿足大氣污染物排放標準，達到尾氣達標排放的目的，同時將廢氣中有害成分變為可再利用的產品，實現資源化利用。在步驟I)中，所述膜吸收設備的運行溫度可為-20 120°C，膜吸收設備的工作壓力可為常壓 5MPa，氣體流速可為O. I 100m/s。在步驟2)中，所述第I吸收劑的流速可為0.01 5m/s，第I吸收劑的溫度可為-20 80°C。所述膜吸收設備的整體壓降為O. I 50kPa。本發明能夠處理含有無機物、有機物及無機、有機混合物的工業廢氣，廢氣處理效果好，速度快，同時能夠生成可實現經濟效益的產品。本發明設備投資少，運行成本低，無需人工值守，維護方便。處理后的廢氣能夠滿足當地環保部門規定的排放標準。本發明根據業主要求,設計處理廢氣量為I 1000m3/min。本發明采用目前先進的膜吸收技術，從根本上解決了多組分分別回收，形成高濃度吸收液的難題。對于性質相似的物質，選用選擇性強的膜，使透過膜的某個組分分壓滿足形成高濃度吸收液的條件，從而達到分別吸收的目的。舉例來說，廢氣中第I組分、第2組分和第3組分等3種組分在回收前摩爾比為I : I : 1，經過針對第I組分的膜吸收設備后，尾氣中3種組分摩爾比變為O. 01 I 1，而在透過膜的氣相中，第I組分的摩爾分數達到95%以上，因此可以形成濃度高達90%的吸收液。
圖I為本發明實施例的工藝流程示意圖。
具體實施例方式以下實施例將結合圖I對本發明作進一步的說明。實施例I一種A、B、C、……叭混合)工業廢氣主要含有順3、隊、!12三種組分，順3、隊、!12三種組分的摩爾比為4 : 4 : I。將工業廢氣由風機I送入第I級膜吸收組件I中，進氣溫度為20°C，通入速率為lOm/s ;將第I吸收劑水加入第I吸收劑循環箱2中，由第I吸收劑循環泵3經過第I制冷設備4送入第I級膜吸收組件I中，進水溫度為20°C，通入速率為2. 5m/s ;在第I級膜吸收組件I中，工業廢氣中的NH3透過膜之后被第I吸收劑水吸收成為濃度為20%的氨水成品，其余組分以尾氣的形式排出。由第I吸收劑循環箱2排出第I成品A。第I級膜吸收組件I工作溫度為20°C，整體壓降為5kPa，尾氣中氨含量為O. 19mg/m3。過程中各參數的控制由電腦控制系統進行自動控制，無需人工操作。實施例2一種A、B、C、……N(混合)工業廢氣主要含有NH3、N2, H2O三種組分，NH3> N2, H2O 三種組分的摩爾比為4 : I : O. 5。將工業廢氣由風機I送入第I級膜吸收組件I中，進氣溫度為30°C，通入速率為8m/s ;將第I吸收劑水加入第I吸收劑循環箱2中，由第I吸收劑循環泵3經過第I制冷設備4送入第I級膜吸收組件I中，進水溫度為11°C，通入速率為
I.8m/s ;在第I級膜吸收組件I中，工業廢氣中的NH3透過膜之后被第I吸收劑水吸收成為濃度為20%的氨水成品，其余組分以尾氣的形式排出。由第I吸收劑循環箱2排出第I成品A。第I級膜吸收組件I工作溫度為16°C，整體壓降為8kPa，尾氣中氨含量為O. 12mg/m3。過程中各參數的控制由電腦控制系統進行自動控制，無需人工操作。實施例3一種A、B、C、……N(混合)工業廢氣主要含有此1、503、0)2三種組分，!1(1、503、 CO2三種組分的摩爾比為2 : I : 2。將工業廢氣由風機I通入第I級膜吸收組件I中，進氣溫度為40°C，通入速率為llm/s ;將第I吸收劑水加入第I吸收劑循環箱2中，由第I吸收劑循環泵3經過第I制冷設備4送入第I級膜吸收組件I中，進水溫度為11 °C，通入速率為I. 5m/s ;在第I級膜吸收組件I中，工業廢氣中的HCl透過膜之后被第I吸收劑水吸收成為濃度為37%的濃鹽酸成品，其余組分進入第2級膜吸收組件II。由第I吸收劑循環箱 2排出第I成品A。膜吸收設備I排出的B、C、……N(混合)工業廢氣通入第2級膜吸收組件II中， 進氣溫度為22°C，通入速率為8. 5m/s ;將第2吸收劑10%稀硫酸加入第I吸收劑循環箱5 中，由第2吸收劑循環泵6經過第2制冷設備7送入第2級膜吸收組件II中，進液溫度為 18°C，通入速率為I. 5m/s ;在第2級膜吸收組件II中，工業廢氣中的SO3透過膜之后被第2 吸收劑稀硫酸吸收，成為92. 5%工業級濃硫酸，其余組分(CO2)以尾氣的形式排出。由第2 吸收劑循環箱5排出第2成品B。第I級膜吸收組件I工作溫度為16°C，第2級膜吸收組件II工作溫度為20°C，整體壓降為8kPa，尾氣中HCl含量為O. 09mg/m3, SO3含量未檢出。過程中各參數的控制由電腦控制系統進行自動控制，無需人工操作。實施例4一種A、B、C、......N(混合)工業廢氣主要含有乙醇、甲醛、NH3三種組分，乙醇、甲
醛、NH3三種組分的摩爾比為I : 4 : 0.4。將工業廢氣由風機I通入第I級膜吸收組件I 中，進氣溫度為20°C，通入速率為8m/s ;將第I吸收劑水加入第I吸收劑循環箱2中，由第 I吸收劑循環泵3經過第I制冷設備4送入第I級膜吸收組件I中，進水溫度為15°C，通入速率為I. 5m/s ;在第I級膜吸收組件I中，廢氣中的乙醇透過膜之后被第I吸收劑水吸收成為濃度為75%的乙醇成品，其余組分進入第2級膜吸收組件II。由第I吸收劑循環箱2 排出第I成品A。膜吸收設備I排出的工業廢氣通入第2級膜吸收組件II中，進氣溫度為18°C，通入速率為8. 5m/s ;將第2吸收劑水加入第2吸收劑循環箱5中，由第2吸收劑循環泵6經過第2制冷設備7送入第2級膜吸收組件II中，進水溫度為12°C，通入速率為I. 5m/s ;在第2級膜吸收組件II中，B、C、……N(混合)工業廢氣中的甲醛透過膜之后被第2吸收劑水吸收，成為40%福爾馬林成品，其余組分進入第3級膜吸收組件III。由第2吸收劑循環箱5排出第2成品B。膜吸收組件II排出的工業廢氣通入第3級膜吸收組件III中，進氣溫度為16°C， 通入速率為lOm/s ;將第3吸收劑水加入第3吸收劑循環箱8中，由第3吸收劑循環泵9經過第3制冷設備10送入第3級膜吸收組件III中，進水溫度為12°C，通入速率為2. 5m/s ； 在第3級膜吸收組件III中，C、……N(混合)工業廢氣中的NH3透過膜之后被第3吸收劑水吸收,成為20%氨水成品，尾氣達標排出。由第3吸收劑循環箱8排出第3成品C。第I級膜吸收組件I工作溫度為17°C，第2級膜吸收組件II工作溫度為15°C，第 3級膜吸收組件III工作溫度為14°C，整體壓降為12kPa，尾氣中乙醇含量為0. 25mg/m3,甲醛含量為 0. 12mg/m3, NH3 含量為 0. 16mg/m3。過程中各參數的控制由電腦控制系統進行自動控制，無需人工操作。以此類推，在圖I中，還給出第N級膜吸收組件X、第N吸收劑循環箱11，第N吸收劑循環泵12和第N制冷設備13。由第N吸收劑循環箱11排出第N成品N。在圖I中，還給出了相應的第I吸收劑、第2吸收劑、第3吸收劑和第N吸收劑。
權利要求
1.一種工業廢氣資源化利用治理方法，其特征在于包括以下步驟1)將一種含有至少2種組分的工業廢氣通過風機輸送至膜吸收設備的第I級膜吸收組件中，所述至少2種組分記為第I組分、第2組分、第3組分、第4組分……第N組分，所述工業廢氣的第I組分含量在O 99. 9%范圍內，含量不為O ;2)將第I組分對應的第I吸收劑預先加入第I吸收劑循環箱中，第I吸收劑由第I吸收劑循環泵經過第I制冷設備冷卻后，打入第I級膜吸收組件中，吸收完后的第I吸收劑流回第I吸收劑循環箱；3)在第I級膜吸收組件中，工業廢氣中的第I組分透過膜，進入膜的另一端，被第I吸收劑吸收，變為合格產品；4)工業廢氣中的其余組分進入下一級膜吸收組件，再進行吸收操作，被對應的吸收劑吸收，產生一種產品，以此類推；5)經過膜吸收設備的第I級膜吸收組件、第2級膜吸收組件、第3級膜吸收組件、…… 第N級膜吸收組件后，工業廢氣中絕大多數組分被吸收為各種成品，最終排放的尾氣中各組分的含量滿足大氣污染物排放標準，達到尾氣達標排放的目的，同時將廢氣中有害成分變為可再利用的產品，實現資源化利用。
2.如權利要求I所述的一種工業廢氣資源化利用治理方法，其特征在于在步驟I)中， 所述膜吸收設備的運行溫度為-20 120°C，膜吸收設備的工作壓力為常壓 5MPa，氣體流速為 O. I 100m/s。
3.如權利要求I所述的一種工業廢氣資源化利用治理方法，其特征在于在步驟2)中， 所述第I吸收劑的流速為O. 01 5m/s，第I吸收劑的溫度為-20 80°C。
4.如權利要求I所述的一種工業廢氣資源化利用治理方法，其特征在于在步驟I)、步驟5)中，所述膜吸收設備的整體壓降為O. I 50kPa。
全文摘要
一種工業廢氣資源化利用治理方法，涉及一種工業廢氣處理方法。將一種含有至少2種組分的工業廢氣通過風機輸送至膜吸收設備的第1級膜吸收組件中；將第1組分對應的第1吸收劑預先加入第1吸收劑循環箱中，第1吸收劑由第1吸收劑循環泵經過第1制冷設備冷卻后，打入第1級膜吸收組件中，吸收完后的第1吸收劑流回第1吸收劑循環箱；在第1級膜吸收組件中，工業廢氣中的第1組分透過膜，進入膜的另一端，被第1吸收劑吸收，變為合格產品；工業廢氣中的其余組分進入下一級膜吸收組件，再進行吸收操作，被對應的吸收劑吸收，產生一種產品，以此類推，實現資源化利用。
文檔編號B01D53/14GK102580472SQ20121005491
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者陳瑞堅 申請人:廈門國麟科技有限公司