申请日2019.10.31
公开(公告)日2020.01.03
IPC分类号B01D53/75; B01D53/78; B01D53/54; C02F1/00; C02F103/24
摘要
本发明属于尾气处理领域，涉及一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，尾气在尾气处理塔中依次通过碱洗、酸洗、清水洗后，除去尾气中的二甲胺、甲酸、DMF和其他低沸有机物，排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后返回DMF废水回收工序，本发明有效去除DMF废水回收工艺无组织排放尾气中的二甲胺、甲酸、DMF和其他低沸有机物，消除尾气的恶臭、酸味等刺激性气味，解决过滤区和釜残区气味大的问题，保障良好的操作环境;处理效果好，处理过后的净化气达到环保标准，可直接排放，解决DMF废水回收工艺尾气无组织排放、尾气VOCs超标的问题。
权利要求书
1.DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，用于收集DMF回收过程中产生的尾气并进行处理，其特征在于：包括用于抽取尾气的抽吸管路以及与抽吸管路相连通的尾气处理塔;
所述尾气处理塔内设置有酸液区与碱液区，该酸液区与碱液区通过隔板隔开成两个腔室，所述酸液区在尾气处理塔上设置有酸液出料口，所述碱液区在尾气处理塔上设置有碱液出料口;
所述尾气塔内在高于碱液区的腔室内设有碱洗区，所述碱洗区在尾气处理塔上设置有与抽吸管路配合相接的尾气进料口，所述碱洗区在高于尾气进料口的位置设置有第一气液接触介质，所述第一气液接触介质远离尾气进料口的一侧设置有升气管;所述第一气液接触介质与升气管之间在尾气处理塔上设置有碱液进料口;
所述升气管连通有酸洗区，所述酸洗区与酸液区之间设置有用于连通酸洗区和酸液区的降液管;
所述酸洗区包括在尾气处理塔内高于升气管位置的第二气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第二气液接触介质的酸液进料口;
所述酸液进料口上方为水洗区，所述水洗区内设置有第三气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第三气液接触介质的清水进料口;
所述尾气处理塔顶部设置有净化气出料口。
2.根据权利要求1所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于：所述碱液进料口上连通有新鲜碱液管路，所述碱液出料口连通有碱液循环管路，所述碱液循环管路连通至所述新鲜碱液管路;所述酸液进料口上连通有新鲜酸液管路，所述酸液出料口连通有酸液循环管路，所述酸液循环管路连通至所述新鲜酸液管路。
3.根据权利要求2所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于：所述碱液循环管路上设置有碱液循环泵，该碱液循环泵与新鲜碱液管路之间还设置有碱液外排管路;所述酸液循环管路上设置有酸液循环泵，该酸液循环泵与新鲜酸液管路之间设置有酸液外排管路，所述酸液外排管路与碱液外排管路连通。
4.根据权利要求1所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于：所述抽吸管路上设置有风机。
5.根据权利要求1所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于：第一气液接触介质、第二气液接触介质和第三气液接触介质为丝网或填料。
6.根据权利要求1所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于：所述隔板与尾气处理塔内壁连接，形状为直板或S型板。
7.DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，应用如权利要求1～6任一项所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，其特征在于，包括以下步骤：
尾气碱洗：尾气经抽吸管路从尾气进料口进入尾气处理塔中的碱洗区，通过碱液进料口向碱洗区通入碱液，尾气与碱液在第一气液接触介质中发生化学反应及传质作用，尾气中的DMF、甲酸与碱反应转化为二甲胺和甲酸盐，二甲胺与其他尾气一起上升，甲酸盐与未反应的碱液一起流入碱液区并经碱液出料口采出，采出后的碱液一部分添加新鲜碱液后循环回尾气处理塔，一部分排出;
尾气酸洗：与碱液反应后的尾气通过升气管上升至酸洗区，通过酸液进料口向酸洗区通入酸液，尾气在第二气液接触介质中与酸液发生化学反应及传质作用，尾气中的二甲胺与酸发生反应转化为二甲胺盐，与未反应的酸液一起经降液管流入酸液区并经酸液出料口采出，采出后的酸液一部分添加新鲜酸液后循环回尾气处理塔，一部分排出;
尾气水洗：与酸液反应后的尾气上升至水洗区，在第三气液接触介质中与从清水进料口送入的清水发生传质作用，尾气中的其他低沸有机物以及夹带的酸沫被除去，得到净化气并从净化气出料口排出。
8.根据权利要求7所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，其特征在于：排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后返回DMF废水回收工序;新鲜碱液的添加量通过碱液区的PH确定，新鲜酸液的添加量通过酸液区的PH确定。
9.根据权利要求7所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，其特征在于：尾气处理塔的操作温度为25-80℃，操作压力为0.1-0.2MPa。
10.根据权利要求7所述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，其特征在于：新鲜碱液为氢氧化钠水溶液，浓度为5%-32%;新鲜酸液为硫酸或盐酸水溶液，浓度为5%-30%。
说明书
DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法
技术领域
本发明属于尾气处理领域，涉及一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法。
背景技术
聚氨酯(PU)合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业中被广泛使用，其应用领域遍及人们日常生活的方方面面。合成革的生产普遍采用聚氨酯作为基层和面层的基本原料，通过N，N-二甲基酰胺(DMF)等作为主要溶剂以溶液聚合法制得。合成革的生产过程中会产生大量的DMF废水。DMF废水成分复杂，除了主要的水和DMF，还含有木粉、碳酸钙粉、涤纶纤维等悬浮物、沉淀物，聚氨酯低聚物以及少量合成革生产过程中加入的低沸有机助剂。
为了消除DMF废水对环境的影响，也为了降低生产成本，需要对DMF废水进行回收处理。在DMF回收过程中，为防止设备堵塞，需要使用过滤设备对废水进行处理，废水中含有的木粉、碳酸钙粉、涤纶纤维等悬浮物、沉淀物将会在过滤过程中除去，形成滤渣;废水中的聚氨酯低聚物溶解在DMF中，将会在回收了DMF后富集形成釜残。该滤渣和釜残需要交由有相关资质的单位进行处理。在将滤渣和釜残由DMF回收装置卸料装车的过程中，由于滤渣和釜残中含有DMF以及DMF在回收过程中水解产生的二甲胺和甲酸，部分二甲胺、甲酸和少量DMF挥发至空气中，形成无组织排放尾气，导致过滤区和釜残区充斥二甲胺的恶臭味以及甲酸的酸味等刺激性气味，使得操作环境恶劣。此外，DMF回收过程中，各换热器、各中间罐及储罐等设备的呼吸阀排出的尾气中，会夹带有少量二甲胺和其他低沸有机物，若不进行收集处理，也会成为无组织排放尾气并造成尾气VOCs超标。同时，生态环境部和国家市场监督管理总局联合印发的《挥发性有机物无组织排放控制标准》的实施，对挥发性有机物的无组织排放控制提出了更严格的要求。因此，必须对合成革DMF废水回收工艺中无组织排放尾气进行处理，以满足环保以及劳动安全的要求。
目前，合成革领域的尾气处理技术主要针对合成革生产线上产生的尾气，主要成分为DMF以及甲苯、丁酮等助剂，而DMF废水回收工艺尾气组成主要为空气、二甲胺、甲酸、DMF、其他低沸有机物以及水，目前尚未有针对合成革DMF废水回收工艺中无组织排放尾气处理的相关技术，同时也缺乏相关处理装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，用于收集并处理DMF回收过程中的尾气，解决尾气无组织排放以及刺激性气味问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，用于收集DMF回收过程中产生的尾气并进行处理，包括用于抽取尾气的抽吸管路以及与抽吸管路相连通的尾气处理塔;
尾气处理塔内设置有酸液区与碱液区，该酸液区与碱液区通过隔板隔开成两个腔室，酸液区在尾气处理塔上设置有酸液出料口，碱液区在尾气处理塔上设置有碱液出料口;
尾气塔内在高于碱液区的腔室内设有碱洗区，碱洗区在尾气处理塔上设置有与抽吸管路配合相接的尾气进料口，碱洗区在高于尾气进料口的位置设置有第一气液接触介质，第一气液接触介质远离尾气进料口的一侧设置有升气管;第一气液接触介质与升气管之间在尾气处理塔上设置有碱液进料口;
升气管连通有酸洗区，酸洗区与酸液区之间设置有用于连通酸洗区和酸液区的降液管;
酸洗区包括在尾气处理塔内高于升气管位置的第二气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第二气液接触介质的酸液进料口;
酸液进料口上方为水洗区，水洗区内设置有第三气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第三气液接触介质的清水进料口;
尾气处理塔顶部设置有净化气出料口。
可选的，碱液进料口上连通有新鲜碱液管路，碱液出料口连通有碱液循环管路，碱液循环管路连通至新鲜碱液管路;酸液进料口上连通有新鲜酸液管路，酸液出料口连通有酸液循环管路，酸液循环管路连通至新鲜酸液管路。
可选的，碱液循环管路上设置有碱液循环泵，该碱液循环泵与新鲜碱液管路之间还设置有碱液外排管路;酸液循环管路上设置有酸液循环泵，该酸液循环泵与新鲜酸液管路之间设置有酸液外排管路，酸液外排管路与碱液外排管路连通。
可选的，抽吸管路上设置有风机。
可选的，第一气液接触介质、第二气液接触介质和第三气液接触介质为丝网或填料。
可选的，隔板与尾气处理塔内壁连接，形状为直板或S型板。
DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，应用如上述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，包括以下步骤：
尾气碱洗：尾气经抽吸管路从尾气进料口进入尾气处理塔中的碱洗区，通过碱液进料口向碱洗区通入碱液，尾气与碱液在第一气液接触介质中发生化学反应及传质作用，尾气中的DMF、甲酸与碱反应转化为二甲胺和甲酸盐，二甲胺与其他尾气一起上升，甲酸盐与未反应的碱液一起流入碱液区并经碱液出料口采出，采出后的碱液一部分添加新鲜碱液后循环回尾气处理塔，一部分排出;
尾气酸洗：与碱液反应后的尾气通过升气管上升至酸洗区，通过酸液进料口向酸洗区通入酸液，尾气在第二气液接触介质中与酸液发生化学反应及传质作用，尾气中的二甲胺与酸发生反应转化为二甲胺盐，与未反应的酸液一起经降液管流入酸液区并经酸液出料口采出，采出后的酸液一部分添加新鲜酸液后循环回尾气处理塔，一部分排出;
尾气水洗：与酸液反应后的尾气上升至水洗区，在第三气液接触介质中与从清水进料口送入的清水发生传质作用，尾气中的其他低沸有机物以及夹带的酸沫被除去，得到净化气并从净化气出料口排出。
可选的，排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后返回DMF废水回收工序;新鲜碱液的添加量通过碱液区的PH确定，新鲜酸液的添加量通过酸液区的PH确定;碱液区的PH控制在9-12，酸液区的PH控制在1-4。
可选的，尾气处理塔的操作温度为25-80℃，操作压力为0.1-0.2MPa(绝压)。
可选的，新鲜碱液为氢氧化钠水溶液，浓度为5%-32%;新鲜酸液为硫酸或盐酸水溶液，浓度为5%-30%。
本发明的有益效果在于：
1、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，通过尾气处理塔的处理，有效去除了尾气中的二甲胺、甲酸、DMF和其他低沸有机物，消除了尾气的恶臭、酸味等刺激性气味，解决了过滤区和釜残区气味大的问题，保障了良好的操作环境;
2、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，处理效果好，处理过后的净化气主要成分为空气，含少量水汽，达到环保标准，可直接排放，解决了DMF废水回收工艺尾气无组织排放、尾气VOCs超标的问题;
3、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，尾气处理塔中，酸洗和碱洗分区域进行，未反应的酸液和碱液可实现循环利用，减少了新鲜酸液和碱液的用量，降低物耗从而降低处理成本;
4、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，尾气处理塔集成了多个尾气处理步骤，在一个塔设备中实现了碱洗、酸洗、水洗三个过程，减少了设备占地面积，节约了设备投资。（发明人鲍艳;吴嘉;张相端）
