[发明专利]一种VOCs废气的处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种VOCs废气的处理工艺。

背景技术

挥发性有机物(简称VOCs)属于空气污染物，其包括水溶性VOCs与非水溶性VOCs，具体是指在常温常压下饱和蒸气压超过70.91Pa、沸点小于260℃的有机化合物，其主要成分为烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。一方面，多数VOCs具有毒性，其对人体具有致癌、致畸、致突变性和干扰人体分泌系统的危害，且多数VOCs易与大气中的一些氧化剂发生光化学反应，生成光化学烟雾，严重影响农作物生长且会危害人体健康；另一方面，一些VOCs会破快臭氧层，例如氯氟碳化物和氯氟烃；此外，多数VOCs属于易燃、易爆类化合物，给企业生产造成较大安全隐患。因此，VOCs废气的治理显的尤为重要。

目前处理VOCs废气的主要方法为吸附法、冷凝法、膜分离法、氧化破坏法和吸收法。吸附法主要以活性炭为吸附剂，当吸附达到VOCs饱和后，活性炭需采用热风、蒸汽或变压的方法进行脱附，脱附后含VOCs的蒸汽或热风再进行精馏、萃取或渗透汽化操作，一方面，该工艺路线较长，运行费用较大，且上述工艺中使用的吸附床易产生高温热点，存在安全隐患；另一方面，上述活性炭吸附剂易失活，且失活后的活性炭存在二次污染问题，特别是高浓度的VOCS废气，脱附频繁，采用活性炭进行吸附时，能耗极高。冷凝法工艺技术成熟，可直观的看到液态的回收油品，系统配套简单且自动化水平高，但能耗较高，排放难以达标，不适合工业化应用。膜分离法气态膜尚未实现完全的国产化，需进口且价格昂贵。氧化破坏法根据破坏方式的不同，可分为直接燃烧、蓄热燃烧和催化燃烧等，采用氧化破坏法时，最终使VOCs转换成二氧化碳排放，会引发温室效应，且氧化破坏法投资较高、占地面积较大、需要预热，另外还会产生二次污染。吸收法具有投资少、运行成本低且安全有效等特点，且吸收法可以实现资源的回收利用，经济性能良好，因此成为人们关注的热点。

现有的利用吸收法处理VOCs废气的主要方法为，将含有VOCs的废气依次输送至相互串联的水溶性VOCs吸收塔和非水溶性VOCs吸收塔，使得吸收塔内的VOCs废气与吸收剂进行逆向接触，然后将经过处理后的净化气直接外排至大气中，并分别将吸附有水溶性VOCs的吸收剂与吸附有非水溶性VOCs的吸收剂从吸收塔底部直接排出。上述处理方法存在VOCs的净化效率低、吸收剂用量大的缺陷，造成外排至大气中的VOCs尾气不达标且会严重浪费吸收剂，使得上述方法的工艺成本较高；此外上述方法未对VOCs进行回收再利用，无法实现零排放。为此，中国专利文献CN205216516U公开了一种工业废气中VOCs的处理装置，该装置包括空冷换热器、吸收塔、二级换热器、油水分离槽、塔顶冷凝器、精馏塔、一级换热器、加热室、分离室、蒸发冷凝器和泵，吸收塔的塔釜进气口与空冷换热器的出口相连，吸收塔为分段循环，每段底部设置有集液分布盘，集液分布盘出口连接下一段的泵进口，吸收塔塔顶设置尾气出口，吸收塔塔釜采出管线依次连接蒸发冷凝器和一级换热器，一级换热器出口连接精馏塔入口，精馏塔塔顶出口连接油水分离槽，油水分离槽油相连接储罐，油水分离槽水相出口连接加热室，加热室连接分离室。上述处理装置具有VOCs净化效率高，吸收剂用量少等优势，且实现了对VOCs的回收再利用。但上述分段循环设计的吸收塔，并未对塔釜吸收段中的吸收剂进行循环再利用，导致新鲜吸收剂用量较多；此外，由于上述吸收塔内吸收剂与VOCs废气逆流接触，使得VOCs废气随吸收塔内吸收段数的增加气流阻力逐级增大，压降也逐级增加，为了保证废气从塔顶顺利排出，这无疑要对吸收塔进口处的废气进行增压处理，所需能耗较大；与此同时，通过将吸收液与废气进行逆流接触的吸收塔在竖向方向的高度较高，不利于工业化放大生产；更重要的是，当废气中同时包含水溶性VOCs和非水溶性VOCs时，上述处理装置无法实现对水溶性VOCs和非水溶性VOCs的分别回收处理，导致单一组分的水溶性VOCs或非水溶性VOCs的再利用受阻。

因此，如何对现有的VOCs废气的处理方法进行改进，使得提高VOCs净化效率的同时降低吸收剂用量和能耗，降低吸收塔高度使之更适用于工业化具有重要意义。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有的VOCs废气处理方法无法在提高VOCs净化效率的同时降低吸收剂用量、减少能耗和降低吸收塔高度、实现水溶性VOCs和非水溶性VOCs的分别回收处理，进而提供一种VOCs废气的处理回收工艺。

为此，本申请采取的技术方案为，