專利名稱：一種酸性氣體吸附脫除的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體吸附脫除的凈化方法，特別是氣體連續(xù)吸附脫除、吸附劑連續(xù)再生的方法。
各種工業(yè)脫臭裝置、生活設(shè)施等都經(jīng)常產(chǎn)生有害氣體，特別是含有硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等硫化物的氣體，對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生毒害作用。對(duì)于這類有害氣體的凈化，通常是采用吸附脫除、燃燒、洗滌、催化氧化等方法。
吸附脫除是其中一種有效的凈化有害氣體的方法，有著多種工藝形式，如《臭氣對(duì)策技術(shù)的最新動(dòng)向》(日)，J.Odor Research and Eng.Vol.28 No.2 P27，1997、CN 2175637中提到固定床吸附法、流動(dòng)床吸附法、以及旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法。上述方法在實(shí)際使用中，雖然都有不同程度的凈化效果，但都有不同程度的缺陷。固定床吸附法采用使有害氣體氣體通過(guò)固定的吸附床層、有害物質(zhì)因被吸附脫除而達(dá)到凈化目的的方法，其缺點(diǎn)在于當(dāng)吸附劑需要再生時(shí)，必須使該吸附設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，才能進(jìn)行吸附劑的再生或更換，如保證凈化過(guò)程能連續(xù)進(jìn)行，就應(yīng)同時(shí)設(shè)置兩套以上的同類型吸附設(shè)備，交替進(jìn)行吸附劑的吸附/再生(更換)過(guò)程，提高了設(shè)備投資，再生過(guò)程繁瑣、再生費(fèi)用高。
流動(dòng)床吸附法采用使吸附劑在吸附區(qū)與再生區(qū)之間呈循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，在吸附區(qū)內(nèi)，呈流動(dòng)狀態(tài)的吸附劑與大風(fēng)量的有害氣體接觸，有害成分被吸附脫除而達(dá)到凈化目的，當(dāng)吸附了有害成分的吸附劑流經(jīng)再生區(qū)時(shí)，使小風(fēng)量的解吸氣體與吸附劑接觸的方法解吸而得到再生，含有有害成分的小風(fēng)量解吸氣再進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。該方法可以在連續(xù)的凈化操作中實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生，但由于吸附劑始終處于流動(dòng)狀態(tài)，吸附劑的磨損率高、消耗量大、操作難度大、并且解吸氣還需要用其他的氣體處理方法進(jìn)行再處理，其設(shè)備投資大、再生費(fèi)用高的問(wèn)題十分突出。
旋轉(zhuǎn)吸附床吸附法的特點(diǎn)是將吸附劑固定在旋轉(zhuǎn)吸附床上，如《工業(yè)涂裝》(日)NO.149 P59及CN215637中所述，旋轉(zhuǎn)吸附床在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，被分成吸附區(qū)與再生區(qū)兩部分，大風(fēng)量的有害氣體經(jīng)吸附區(qū)通過(guò)旋轉(zhuǎn)吸附床，有害成分因吸附脫除而除去，達(dá)到凈化目的，當(dāng)吸附了有害成分的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床移動(dòng)至再生區(qū)時(shí)，使小風(fēng)量的熱解吸氣通過(guò)再生區(qū)，再生區(qū)內(nèi)的吸附劑因解吸而得到再生，含有有害成分的小風(fēng)量解吸氣再進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。盡管該方法因吸附劑被固定于旋轉(zhuǎn)吸附床上，減少了吸附劑的磨損消耗，操作控制亦得到簡(jiǎn)化，但同樣存在需要進(jìn)一步處理解吸氣的問(wèn)題，即需要處理小風(fēng)量、高濃度有害成分的氣體處理設(shè)施，設(shè)備投資及再生費(fèi)用高的問(wèn)題依然存在。因此，需要開(kāi)發(fā)一種不需要?dú)怏w的二次處理、設(shè)備投資及再生費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便，特別是能夠使用于含硫化氫等硫化物惡臭氣體的凈化處理工藝。
本發(fā)明的目的是提供一種消除氣體的二次處理、設(shè)備投資及再生費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便的有害氣體凈化處理工藝。
本發(fā)明提供的有害氣體處理工藝為采用旋轉(zhuǎn)吸附床進(jìn)行有害氣體的吸附，床層分為吸附區(qū)和再生區(qū)，有害氣體通過(guò)吸附區(qū)，隨著床層的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害氣體的吸附劑旋轉(zhuǎn)到再生區(qū)，在再生區(qū)使用液相再生劑對(duì)吸附了有害氣的吸附劑進(jìn)行浸泡再生，再生后的吸附劑又旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū)，繼續(xù)對(duì)有害氣體進(jìn)行吸附。
本發(fā)明的方法可以對(duì)各種有害氣體進(jìn)行處理，如含硫化氫、硫醇、硫醚等硫化物的惡臭氣體，含二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫等的酸性氣體，本發(fā)明方法特別適用于低濃度含硫惡臭氣體的處理。
適用于本發(fā)明方法的吸附劑可以是活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹(shù)脂等具有吸附性的物質(zhì)，也可以根據(jù)所處理的氣體的不同及再生劑種類的不同選擇不同類型的吸附劑、或者不同吸附劑的組合。
適用于本發(fā)明方法的再生劑為堿性溶液，可以選擇氫氧化鈉、氫氧化鉀或其他堿性溶液中的一種，或者將幾種堿性溶液組合使用。再生方式為浸泡式。
本發(fā)明方法中，處理的對(duì)象組分可以是單一種類的或多種類的；處理氣量與吸附劑用量的體積比為0.5～32∶1；處理有害成分的總濃度可以達(dá)到800μL/L，如硫化氫0～100μL/L，硫醇0～20μL/L，硫醚0～10μL/L，硫氧化物0～800μL/L、鹵化氫類0～200μL/L等。
旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式可以為連續(xù)式，旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積可以相同也可以不同，可用的比例為0.3～5∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)速度為0.6～60度/min。使用的再生劑是1～50％的堿液(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)；再生的方式可以采用再生劑浸泡形式，再生劑濃度降到1％以下后應(yīng)更換。旋轉(zhuǎn)吸附床層為垂直旋轉(zhuǎn)形式。使用的再生劑的體積可根據(jù)再生區(qū)尺寸確定，其用量可以是0.01～500m3/次。
本發(fā)明中，有害氣體的處理通過(guò)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)吸附床連續(xù)進(jìn)行。有害氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)吸附床，有害成分因吸附劑的吸附作用被脫除，達(dá)到凈化目的。隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害成分的吸附劑被轉(zhuǎn)動(dòng)到液體再生區(qū)，在再生劑的浸泡下，有害成分通過(guò)物理或化學(xué)反應(yīng)，從吸附劑中解吸下來(lái)，使吸附劑得到再生。再生后的吸附劑隨旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，又回到氣體吸附區(qū)，再次對(duì)有害氣體進(jìn)行吸附脫除。如此周而復(fù)始，有害氣體因有害成分被吸附脫除得到連續(xù)凈化，而吸附劑也因再生劑的浸泡得到連續(xù)再生。含有被除去成分的再生液，通過(guò)簡(jiǎn)單的中和處理后，可引入目前普遍使用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要再增設(shè)再生液處理設(shè)備，也克服了現(xiàn)有氣相再生方式需要對(duì)再生解吸氣體進(jìn)行凈化處理的不足，從而減少了設(shè)備投資和操作費(fèi)用。
總之，本發(fā)明方法可以進(jìn)行有害氣體的連續(xù)吸附和再生，再生液可利用目前普遍使用的水處理設(shè)施進(jìn)行處理，不需要?dú)怏w的二次處理，節(jié)省了氣體二次處理的設(shè)備投資和操作費(fèi)用，本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，再生劑易于獲得，再生費(fèi)用低，可以適用于多種低濃度有害氣體的凈化處理。


圖1是本發(fā)明方案的旋轉(zhuǎn)床操作示意圖。
下面通過(guò)實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方案和效果。
實(shí)施例1使用由活性炭吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床，凈化處理排放濃度為50μL/L、排氣量0.8m3/min的硫化氫惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑1m，厚0.1m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床1上，使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以6度/min的速度連續(xù)進(jìn)行垂直旋轉(zhuǎn)(如附圖所示)。將旋轉(zhuǎn)吸附床的上部作為吸附區(qū)2，使含硫化氫的有害氣體3通過(guò)；旋轉(zhuǎn)吸附床的下部作為再生區(qū)4，浸泡在1m34％的氫氧化鈉溶液中。吸附區(qū)2與再生區(qū)4中吸附劑的體積比為3∶1。在吸附區(qū)2中，有害氣體3含有的硫化氫有害成分被吸附劑吸附而脫除，有害氣體3被凈化，成為凈化氣體5，凈化率達(dá)到100％。在再生區(qū)4中，隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸附了硫化氫有害成分的吸附劑不斷進(jìn)入氫氧化鈉溶液浸泡液6中，在氫氧化鈉溶液的浸泡下，因化學(xué)反應(yīng)等因素，吸附在吸附劑上的硫化氫有害成分被解吸下來(lái)，吸附劑重新恢復(fù)了吸附性能，實(shí)現(xiàn)了再生；再生后的吸附劑，在旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)中，回到氣體吸附區(qū)，再次對(duì)硫化氫有害氣體進(jìn)行吸附脫除。這樣，硫化氫有害氣體在旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除，同時(shí)，吸附了硫化氫的吸附劑也因?yàn)闅溲趸c溶液的浸泡而得到連續(xù)的再生。使用過(guò)的氫氧化鈉溶液成為再生液7，主要含有未完全反應(yīng)的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-，經(jīng)過(guò)中和處理后，可以被引入目前普遍采用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行氣體的二次凈化處理。
實(shí)施例2
使用由活性炭與硅藻土組成吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床，凈化處理排放濃度為硫化氫10μL/L、甲硫醇4μL/L、甲硫醚1.6μL/L、排氣量10m3/min的惡臭氣體。
將吸附劑裝填于直徑3m，厚0.2m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床上，使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以1度/min的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。吸附區(qū)與再生區(qū)吸附劑的體積比為0.7∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床的上部，作為氣體吸附區(qū)，使含上述有害成分的有害氣體通過(guò)，有害成分被吸附劑吸附而脫除，有害氣體得到凈化，凈化率達(dá)到100％；旋轉(zhuǎn)吸附床層的下部，作為液體再生區(qū)，浸泡在5m320％的氫氧化鈉溶液中。隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸附了硫化氫有害成分的吸附劑不斷進(jìn)入氫氧化鈉溶液浸泡液中，通過(guò)氫氧化鈉溶液的浸泡使吸附劑實(shí)現(xiàn)再生；再生后的吸附劑，在旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)中，又回到氣體吸附區(qū)，再次對(duì)硫化氫有害氣體進(jìn)行吸附脫除。這樣，硫化氫有害氣體在旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除，同時(shí)，吸附了硫化氫的吸附劑也因?yàn)闅溲趸c溶液的浸泡而得到連續(xù)的再生。使用過(guò)的氫氧化鈉溶液主要含有未完全反應(yīng)的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、S2O32-、SO32-，經(jīng)過(guò)中和處理后，可以被引入目前普遍采用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行氣體的二次凈化處理。
實(shí)施例3使用由活性炭與硅藻土組成吸附劑構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)吸附床，凈化處理排放濃度為硫化氫50μL/L、甲硫醇20μL/L，氣量20m3/min的酸性氣體。
將吸附劑裝填于直徑6m，厚1m的圓形旋轉(zhuǎn)吸附床上，使旋轉(zhuǎn)吸附床圍繞直徑0.2m的旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域、以60度/min的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。吸附區(qū)與再生區(qū)吸附劑的體積比為1∶1。旋轉(zhuǎn)吸附床的上部，作為氣體吸附區(qū)，使含上述有害成分的有害氣體通過(guò)，有害成分被吸附劑吸附而脫除，有害氣體得到凈化，凈化率達(dá)到100％；旋轉(zhuǎn)吸附床層的下部，作為液體再生區(qū)，浸泡在30m340％的氫氧化鈉溶液中。隨著旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸附了硫化氫有害成分的吸附劑不斷進(jìn)入氫氧化鈉溶液浸泡液中，通過(guò)氫氧化鈉溶液的浸泡使吸附劑實(shí)現(xiàn)再生；再生后的吸附劑，在旋轉(zhuǎn)吸附床的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)中，又回到氣體吸附區(qū)，再次對(duì)硫化氫有害氣體進(jìn)行吸附脫除。這樣，硫化氫有害氣體在旋轉(zhuǎn)吸附床的連續(xù)旋轉(zhuǎn)中得到了連續(xù)的吸附脫除，同時(shí)，吸附了硫化氫的吸附劑也因?yàn)闅溲趸c溶液的浸泡而得到連續(xù)的再生。使用過(guò)的氫氧化鈉溶液主要含有未完全反應(yīng)的氫氧化鈉和再生產(chǎn)物SO42-、SO32-，經(jīng)過(guò)中和處理后，可以被引入目前普遍采用的水處理設(shè)施中進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行氣體的二次凈化處理。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)吸附床氣體吸附脫除的凈化方法，旋轉(zhuǎn)吸附床層分為吸附區(qū)和再生區(qū)，有害氣體通過(guò)吸附區(qū)，隨著床層的旋轉(zhuǎn)，吸附了有害氣體的吸附劑隨床層轉(zhuǎn)到再生區(qū)，在再生區(qū)使用液相再生劑對(duì)吸附了有害氣的吸附劑進(jìn)行浸泡再生，再生后的吸附劑繼續(xù)旋轉(zhuǎn)回到吸附區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的有害氣體為酸性有害氣體，含硫化氫、硫醇、硫醚、二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、溴化氫中的一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的吸附劑選自活性炭、沸石、硅藻土顆粒、離子交換樹(shù)脂。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的再生劑為堿性溶液。
5.按照權(quán)利要求1或4的方法，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)吸附床為垂直旋轉(zhuǎn)。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)吸附床的旋轉(zhuǎn)方式為連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
7.按照權(quán)利要求1或6的方法，其特征在于旋轉(zhuǎn)吸附床采用0.6～60度/min的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
8.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所處理的有害成分的濃度為硫化氫0～50μL/L，硫醇0～10μL/L，硫醚0～5μL/L，二氧化硫0～800μL/L，三氧化硫0～600μL/L，氟化氫0～200μL/L，氯化氫0～200μL/L，溴化氫濃度0～200μL/L。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于在旋轉(zhuǎn)吸附床層中的吸附區(qū)與再生區(qū)的體積比為0.3～5∶1。
10.按照權(quán)利要求1或4的方法，其特征在于所述的再生劑是1～50W％的氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)吸附床吸附凈化酸性有害氣體的方法,采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式使液相再生劑進(jìn)行再生,克服了現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)吸附床采用氣相再生方式需要?dú)怏w二次處理的不足,再生液可以采用普遍使用的水處理設(shè)備處理,設(shè)備投資和操作費(fèi)用都大大降低。本發(fā)明方法適用于各種低濃度氣體的凈化處理,特別適用于含硫化氫、硫醇、硫醚等的惡臭氣體的凈化處理。
文檔編號(hào)B01D53/40GK1350878SQ0012315
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者王玉亭, 曾向東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院