CN111282433A - VOCs废气处理方法和VOCs废气处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种VOCs废气处理方法和VOCs废气处理***,所述VOCs废气处理方法为:在吸收塔内采用硅油作为贫吸收剂吸收VOCs废气中的VOCs,吸收了VOCs的硅油成为富吸收剂进入脱吸塔进行脱吸,使得硅油中的VOCs被加热蒸出以进行回收。经过脱吸之后的硅油进入生物处理单元中以降解硅油中残留的VOCs,去除了VOCs之后的硅油作为贫吸收剂再次进入吸收塔用于吸收VOCs;而且在吸收塔中被去除了VOCs的废气也进入生物处理单元中以降解废气中的VOCs,处理后的净化气被排放。本发明可以提高吸收剂再生水平,减小贫吸收剂中VOCs含量,适用于中高浓度、具有回收价值尤其是疏水性VOCs废气的回收处理。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染处理领域,尤其涉及一种VOCs废气处理方法和VOCs废气处理***。
背景技术
VOCs(挥发性有机物)废气处理是大气污染控制领域的一个难题。近年来,吸收回收法处理VOCs废气越来越受到人们的重视。吸收回收法利用贫吸收剂吸收废气中的VOCs,再对富吸收剂脱吸处理,实现吸收剂的再生和溶剂回收,是一种资源化处理VOCs废气的方法。与燃烧、氧化、光解等破坏式处理方法相比,这种方法的社会经济效益优势明显。但此法的主要缺陷在于:虽然各种新型吸收剂材料和强化传质方法被不断开发,但吸收剂再生不彻底、吸收效率低的问题始终得不到有效的解决。根据亨利定律和双膜理论,贫吸收剂中残留的VOCs含量与处理后的尾气中的VOCs浓度正相关。吸收剂再生不彻底,导致气液两相传质推动力减小,使VOCs吸收效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种VOCs废气处理方法和VOCs废气处理***,以解决现有工艺中吸收剂再生不彻底、吸收效率低的问题。
为解决上述问题,本发明提供一种VOCs废气处理方法,包括以下步骤:
吸收步骤,在吸收塔内采用硅油作为贫吸收剂吸收VOCs废气中的VOCs;
脱吸步骤,吸收了VOCs的硅油成为富吸收剂进入脱吸塔进行脱吸,使得硅油中的VOCs被加热蒸出以进行回收;
生物处理步骤,经过脱吸之后的硅油进入生物处理单元中以降解硅油中残留的VOCs,去除了VOCs之后的硅油作为贫吸收剂再次进入吸收塔用于吸收VOCs;而且在吸收塔中被去除了VOCs的废气也进入生物处理单元中以降解废气中的VOCs,处理后的净化气被排放。
根据本发明一实施例,所述VOCs废气处理方法还包括:
溶剂回收步骤:硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器冷凝成液态溶剂。
根据本发明一实施例,在生物处理步骤中,脱吸之后的硅油先进入一混合槽和通过一分层槽分离出来的水混合成为双液相混合液,双液相混合液再进入生物处理单元,以降解硅油中残留的VOCs。
根据本发明一实施例,双液相混合液经过处理之后其中一部分从生物处理单元底部排出至所述混合槽而另一部分则从生物处理单元底部排出至所述分层槽,在所述分层槽内所述双液相混合液的硅油和水分离,其中水进入所述混合槽,而硅油则进入吸收塔。
根据本发明的另一方面,本发明进一步提供一种VOCs废气处理***,包括吸收塔、脱吸塔以及生物处理单元。吸收塔具有VOCs废气进口,吸收塔内部装有硅油以吸收VOCs废气中的VOCs。脱吸塔和吸收塔连通,以使吸收了VOCs的硅油从吸收塔进入脱吸塔加热,VOCs被蒸出。吸收塔和脱吸塔均与生物处理单元连通,以使吸走了VOCs的废气和脱吸之后的硅油均进入生物处理单元对VOCs进行降解,去除了VOCs了之后的硅油返回所述吸收塔中。
根据本发明一实施例,所述VOCs废气处理***包括冷凝器,冷凝器和脱吸塔连通,硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器冷凝成液态溶剂。
根据本发明一实施例,所述VOCs废气处理***还包括混合槽和分层槽,混合槽连通于脱吸塔和生物处理单元之间,分层槽和混合槽连通以向混合槽输送分离后的水,在吸收塔内经过脱吸之后的硅油进入混合槽并和通过分层槽分离出来的水混合成为双液相混合液后进入生物处理单元。
根据本发明一实施例,混合槽和分层槽均与生物处理单元的底部连通,以使生物处理单元分别向混合槽和分层槽排出双液相混合液,分离槽和和吸收塔连通以向吸收塔输送分离之后的硅油。
与现有技术相比,本技术方案具有以下优点:
本发明通过将经过脱吸之后的硅油输送进入生物处理单元对硅油中残留的VOCs进行降解,以进一步降低硅油中的VOCs含量,解决吸收剂再生不彻底的问题,避免硅油吸收剂中残留过多的VOCs而导致在吸收塔中气液两相传质推动力小,VOCs吸收效率低下的问题。另外,在吸收塔中被吸收去除了VOCs的废气也进一步输送至生物处理单元,以进一步降低废气中的VOCs含量,提高了废气处理效率。其中作为吸收剂的硅油具有不可生物利用、不具有生物毒性的特点,与生物处理单元中的水构成双液相生物反应器。与传统的单液相(水相)生物反应器相比,具有更高的传质速率和反应速率,能快速降解VOCs。
附图说明
图1是本发明实施例提供的VOCs废气处理***的流程图。
具体实施方式
以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本发明。以下描述中的实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。
如图1所示,本发明提供一种VOCs废气处理方法,包括吸收步骤、脱吸步骤以及生物处理步骤。
具体而言,在吸收步骤中,将待处理的VOCs废气输入吸收塔10中,在吸收塔10内采用硅油作为贫吸收剂吸收VOCs废气中的VOCs。吸收了VOCs之后的硅油成为富吸收剂。
在脱吸步骤中,吸收了VOCs之后的富吸收剂即硅油进入脱吸塔20中热脱吸,使得硅油中的VOCs被加热蒸出以进行回收。
进一步地,所述VOCs废气处理方法还包括溶剂回收步骤:硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器30冷凝成液态溶剂。冷凝器30和脱吸塔20连通,使得在脱吸塔20中和硅油分离之后的VOCs通过管道进入冷凝器30中进行冷凝变成液态溶剂,从而对VOCs进行回收。
由于脱吸后的吸收剂(即硅油)残留部分VOCs,在生物处理步骤中,在脱吸塔20中进行脱吸之后的硅油进入生物处理单元40中以降解硅油中残留的VOCs。硅油具有不可生物利用、不具有生物毒性的特点,与生物处理单元40中的水构成双液相生物反应器,与传统的单液相(水相)生物反应器相比,具有更高的传质速率和反应速率,能快速降解VOCs。这样去除了VOCs之后的硅油作为贫吸收剂再次进入吸收塔10中用于吸收VOCs废气中的VOCs,实现硅油吸收剂的循环利用。具体流程为:脱吸之后的硅油先进入一混合槽50和通过一分层槽60分离出来的水混合成为双液相混合液,双液相混合液再进入生物处理单元40,吸收剂(即硅油)中的VOCs被生物处理单元40中的微生物降解。双液相混合液在生物处理单元40中经过处理之后其中一部分从生物处理单元40底部排出至混合槽50而另一部分则从生物处理单元40的底部排出至分层槽60。在分层槽60内双液相混合液的硅油和水分离,其中水进入混合槽50用于再次和脱吸之后的硅油混合成双液相混合液,而硅油经过前述的生物处理之后大部分VOCs被微生物降解,VOCs含量大幅减少,从而得到彻底再生进入吸收塔10再次作为贫吸收剂用于吸收VOCs废气中的VOCs,吸收效率高。
另一方面,在吸收塔10中被去除了VOCs的废气也进入生物处理单元40以进一步降解废气中VOCs,从而进一步降低废气中的VOCs含量,提高废气的处理效率。处理后的净化气通过规范排放口进行排放。
根据本发明的另一方面,本发明进一步提供一种VOCs废气处理***,所述VOCs废气处理***包括吸收塔10、脱吸塔20以及生物处理单元30。
吸收塔10的一侧具有VOCs废气进口,VOCs废气由所述进口进入吸收塔10中。吸收塔10内装有硅油作为贫吸收剂以吸收VOCs废气中的VOCs。
脱吸塔20和吸收塔10的另一侧连通,以使吸收了VOCs的硅油作为富吸收剂从吸收塔10进入脱吸塔20中,吸收了VOCs的硅油在脱吸塔20内被加热,其中VOCs被加热蒸出并和硅油分离。
进一步地,所述VOCs废气处理***还包括冷凝器30,冷凝器30和脱吸塔20连通,脱吸塔20内硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器30冷凝成液态溶剂,从而实现VOCs的回收。
吸收塔10和脱吸塔20均与生物处理单元40直接或者间接连通,以使在吸收塔10中被去除了VOCs的废气和在脱吸塔20中脱吸之后的硅油均进入生物处理单元40以对VOCs进行降解,在生物处理单元40中进一步去除了VOCs之后的硅油则返回至吸收塔10中作为贫吸收剂用于再次吸收VOCs废气中的VOCs。
具体地,所述VOCs废气处理***还包括混合槽50和分层槽60,混合槽50连通于脱吸塔20和生物处理单元40之间,也就是说,混合槽50既和脱吸塔20通过管道连通,混合槽50也和生物处理单元40通过管道连通。分层槽60和混合槽50连通以向混合槽50输送分离之后的水,即分层槽60内分离出来的水进入混合槽50。在脱吸塔20内经过脱吸之后的硅油进入混合槽50内并和通过分层槽60分离出来的水混合成为双液相混合液,然后双液相混合液进入生物处理单元40对VOCs进行降解。混合槽50和分层槽60均与生物处理单元40的底部连通,以使生物处理单元40分别向混合槽50和分层槽60排出处理之后的双液相混合液。换句话说,经过处理之后的双液相混合液其中一部分从生物处理单元40的底部排入混合槽50内,而另一部分则从生物处理单元40的底部排入分层槽60内。分层槽60还和吸收塔10通过管道连通。双液相混合液在分层槽60内被分离成为硅油和水两个部分,其中双液相混合液中的水进入混合槽50内以再次和脱吸之后的硅油混合成为双液相混合液,分层槽60内的双液相混合液中的硅油则通过管道进入吸收塔10内以作为贫吸收剂再次用于吸收VOCs。
本发明提供一种优化的VOCs废气处理方法和VOCs废气处理***,在吸收回收工艺中引入生物处理单元40,并利用硅油吸收剂,协同发挥吸收回收和生物处理的优势,提高吸收剂再生水平,减小贫吸收剂中VOCs含量。此种方法吸收剂再生彻底,废气吸收效率高,适用于中高浓度、具有回收价值的VOCs废气处理,尤其适用于疏水性VOCs废气的回收处理,对吸收回收法在VOCs废气处理领域的进一步推广应用具有十分重要的意义。
本领域技术人员应当理解,上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例,并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理情况下,本发明的实施方式可以有任何变形和修改。
Claims (8)
1.一种VOCs废气处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
吸收步骤,在吸收塔内采用硅油作为贫吸收剂吸收VOCs废气中的VOCs;
脱吸步骤,吸收了VOCs的硅油成为富吸收剂进入脱吸塔进行脱吸,使得硅油中的VOCs被加热蒸出以进行回收;
生物处理步骤,经过脱吸之后的硅油进入生物处理单元中以降解硅油中残留的VOCs,去除了VOCs之后的硅油作为贫吸收剂再次进入吸收塔用于吸收VOCs;而且在吸收塔中被去除了VOCs的废气也进入生物处理单元中以降解废气中的VOCs,处理后的净化气被排放。
2.根据权利要求1所述的VOCs废气处理方法,其特征在于,所述VOCs废气处理方法还包括:
溶剂回收步骤:硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器冷凝成液态溶剂。
3.根据权利要求1所述的VOCs废气处理方法,其特征在于,在生物处理步骤中,脱吸之后的硅油先进入一混合槽和通过一分层槽分离出来的水混合成为双液相混合液,双液相混合液再进入生物处理单元,以降解硅油中残留的VOCs。
4.根据权利要求3所述的VOCs废气处理方法,其特征在于,双液相混合液经过处理之后其中一部分从生物处理单元底部排出至所述混合槽而另一部分则从生物处理单元底部排出至所述分层槽,在所述分层槽内所述双液相混合液的硅油和水分离,其中水进入所述混合槽,而硅油则进入吸收塔。
5.一种VOCs废气处理***,其特征在于,包括:
吸收塔,具有VOCs废气进口,所述吸收塔内部装有硅油以吸收VOCs废气中的VOCs;
脱吸塔,和所述吸收塔连通,以使吸收了VOCs的硅油从吸收塔进入所述脱吸塔加热,VOCs被蒸出;
生物处理单元,所述吸收塔和所述脱吸塔均与所述生物处理单元连通,以使吸走了VOCs的废气和脱吸之后的硅油均进入所述生物处理单元对VOCs进行降解,去除了VOCs之后的硅油返回所述吸收塔中。
6.根据权利要求5所述的VOCs废气处理***,其特征在于,所述VOCs废气处理***包括冷凝器,所述冷凝器和所述脱吸塔连通,硅油中的VOCs被加热蒸出后进入冷凝器冷凝成液态溶剂。
7.根据权利要求5所述的VOCs废气处理***,其特征在于,所述VOCs废气处理***还包括混合槽和分层槽,所述混合槽连通于所述脱吸塔和所述生物处理单元之间,所述分层槽和所述混合槽连通以向所述混合槽输送分离后的水,在所述吸收塔内经过脱吸之后的硅油进入所述混合槽并和通过所述分层槽分离出来的水混合成为双液相混合液后进入所述生物处理单元。
8.根据权利要求7所述的VOCs废气处理***,其特征在于,所述混合槽和所述分层槽均与所述生物处理单元的底部连通,以使所述生物处理单元分别向所述混合槽和所述分层槽排出双液相混合液,所述分离槽和所述吸收塔连通以向所述吸收塔输送分离之后的硅油。
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