CN107008133B - 苯甲醇生产废气及废水综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明其特征是处理装置包括废气缓冲罐、常温喷淋塔、冷冻喷淋塔、换热器、冷冻机、盐水箱，活性炭吸收塔，液碱吸收塔，其特征是所述废气缓冲罐与常温喷淋塔底部连接，常温喷淋塔顶部出口与冷冻喷淋塔底部连接，冷冻喷淋塔顶部出口与活性炭吸收塔底部连接，活性炭吸收塔顶部出口与液碱吸收塔底部连接。

Description

苯甲醇生产废气及废水综合处理装置

技术领域

本发明涉及工业生产中的废气处理领域，具体指苯甲醇生产废气及废水综合处理装置。

背景技术

苯甲醇（又称苄醇、羟基甲苯），是非常有用的化工中间体，广泛用于固化剂、稀释剂、香料香精等行业。目前国内外大多采用氯化苄与纯碱反应生成得到，反应会产生大量的废气，主要是水解过程中产生的二氧化碳，以及挥发的少量氯化苄和苯甲醇，由于氯化苄气体的强刺激性，废气直接排放不仅会污染大气，而且会对人体造成巨大伤害。目前很多生产厂家的处理设施都难以彻底解决废气的污染问题，随着社会经济的发展，环保问题已经成为了不可忽视的问题，减排甚至零排成为社会和政府对化工企业的基本要求。

目前工业上大多以氯化苄和纯碱水解制备苯甲醇为主，水解反应产生的高盐度废水中还含有大量的苯甲醇，如果直接排放不仅对环境造成严重的污染，也是巨大的经济损失。

发明内容

本发明目的是提供苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，以解决苯甲醇生产过程中的废气对大气污染、对人体造成伤害、废水对环境污染等技术问题。

为了彻底解决苯甲醇生产过程中的废气问题，本发明采用如下技术方案：苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征是处理装置包括废气缓冲罐、常温喷淋塔、冷冻喷淋塔、换热器、冷冻机、盐水箱，活性炭吸收塔，液碱吸收塔，其特征是所述废气缓冲罐与常温喷淋塔底部连接，常温喷淋塔顶部出口与冷冻喷淋塔底部连接，冷冻喷淋塔顶部出口与活性炭吸收塔底部连接，活性炭吸收塔顶部出口与液碱吸收塔底部连接；

所述常温喷淋塔、冷冻喷淋塔吸附系统、活性炭吸收塔、液碱吸收塔底部均设有废水排放管，各废水排放管并联后与废水收集罐连接；所述废水收集罐还与一废水吸附系统连接，该废水吸附系统包括第一、第二、第三吸附装置和二级、三级原水罐，所述第一、第二、第三吸附装置中吸附塔内均设有温度传感器；

所述吸附装置包括第一吸附塔和第二吸附塔、冷凝器、解析水罐、蒸汽管、原水管，所述第一吸附塔和第二吸附塔吸附塔内采用多个水帽来支撑树脂，水帽的缝隙小于聚苯乙烯交联树脂的直径；

所述第一吸附塔和第二吸附塔顶设有处理水出水管，原水管分别与第一吸附塔和第二吸附塔底部连接，锅炉蒸汽管与所述的第一吸附塔和第二吸附塔顶部连接，第一吸附塔和第二吸附塔底蒸汽输出管并联后与冷凝器连接；所述第一吸附装置处理水出水管与二级原水灌连接，二级原水灌与第二吸附装置的原水管连接；所述第二吸附装置处理水出水管与三级原水灌连接；三级原水灌与第三吸附装置的原水管连接；所述第一、第二、第三吸附装置的蒸汽输出管分别与三个冷凝器进气口连接，三个冷凝器出水口并联后与解析水罐连接。

作为优选，所述换热器设有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口通过循环泵与盐水箱连接，盐水箱与冷冻机连接，所述冷却水出口与盐水箱连接。

作为优选，所述活性炭吸收塔为两个，一个吸附，一个解析，交替使用。

作为优选，所述活性炭吸收塔配有一个冷凝器和蒸汽管道系统。

作为优选，所述常温喷淋塔、冷冻喷淋塔和液碱吸收塔内填装规整波纹陶瓷填料。

本发明提出了苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，通过该方法不仅可以将全部废气吸收，而且处理过程中产生的废水COD可达国家排放标准，而且设备可以循环使用，有利于企业节约生产成本。苯甲醇的回收过程采用树脂的物理吸附能力，没有添加其他化学试剂；树脂的洗脱过程采用高温蒸汽，未在系统内引入其他化学杂质；所有的过程采用吸附-解析交替使用的方式，保证了吸附过程的连续性，运行平稳；解析过程产生的解析水可以用来参与配碱，没有产生多余的废水，将回收的苯甲醇重新进入系统，通过精馏回收，避免了二次污染。实现真正意义上的零排放。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明装置的结构示意图。由图1可知，苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，包括废气缓冲罐1、常温喷淋塔2、冷冻喷淋塔3、换热器、冷冻机、盐水箱，活性炭吸收塔6，液碱吸收塔7，其中常温喷淋塔2、冷冻喷淋塔3和液碱吸收塔7内填装规整波纹陶瓷填料8。

废气缓冲罐1与常温喷淋塔2底部连接，常温喷淋塔2顶部出口与冷冻喷淋塔3底部连接，冷冻喷淋塔3顶部出口与活性炭吸收塔6底部连接，活性炭吸收塔6顶部出口与液碱吸收塔7底部连接。

常温喷淋塔2、冷冻喷淋塔3、活性炭吸收塔6、液碱吸收塔7底部均设有废水排放管，各废水排放管21、31、61、71并联后与废水收集罐连接；废水收集罐还与一废水吸附系统连接，该废水吸附系统包括第一、第二、第三吸附装置和二级、三级原水罐，第一、第二、第三吸附装置中吸附塔内均设有温度传感器92。

第一吸附装置包括第一吸附塔A1和第二吸附塔A2、冷凝器、解析水罐、蒸汽管94、原水管96，第一吸附塔A1和第二吸附塔A2内采用多个水帽91来支撑树脂9，水帽91的缝隙小于聚苯乙烯交联树脂9的直径；第一吸附塔A1和第二吸附塔A2顶设有处理水出水管95，原水管96分别与第一吸附塔A1和第二吸附塔A2底部连接，蒸汽管94与第一吸附塔A1和第二吸附塔A2顶部连接，第一吸附塔A1和第二吸附塔A2底蒸汽输出管97并联后与冷凝器连接。第一吸附装置处理水出水管95与二级原水灌连接，二级原水灌与第二吸附装置的原水管101连接；第二吸附装置处理水出水管104与三级原水灌连接；三级原水灌与第三吸附装置的原水管103连接。第一、第二、第三吸附装置的蒸汽输出管97、102、105分别与三个冷凝器进气口连接，三个冷凝器出水口并联后与解析水罐连接。

换热器设有冷却水进口41和冷却水出口42，冷却水进口41通过循环泵51与盐水箱连接，盐水箱与冷冻机连接，冷却水出口42与盐水箱连接。

活性炭吸收塔6设置有两个，一个用于吸附，一个用于解析，交替使用；活性炭吸收塔6配有一个冷凝器61和蒸汽管道系统62，用来对活性炭进行解析再生。

其工作原理是：来自氯化苄水解反应产生的废气，废气中主要成分为二氧化碳、氯化苄、苯甲醇、苯甲醛等气体。废气首先汇集到废气缓冲罐1中，再从常温喷淋吸收塔2的底部进气口进入塔内，常温喷淋吸收塔2采用常温软水，常温软水通过泵连续不断的输送到塔顶，喷出的常温喷淋水与废气对流接触，常温喷淋水中加入三乙醇胺和季铵碱的混合物，混合物占常温喷淋水的质量比为0.001—0.002，该吸附喷淋阶段可吸收废气中大部分的有机气体。同时，对下面的吸附水箱进行连续不断的补水和出水，保证吸附喷淋效果的连续性，出水口出来的废水进入废水收集罐。

由常温喷淋塔2吸收后的废气再从冷冻喷淋塔3的底部入口进入塔内，经过喷淋吸收的废气再进入冷冻喷淋过程，常温软水通过泵连续不断的输送到冷冻喷淋塔3塔顶，在塔内与废气对流接触。不同的是，软水经过冷冻机换热后可降至0-3℃，冷冻水加了质量比0.001—0.002的乌托品，对有机气体有更好的吸收效果，该阶段可基本吸收废气中90%残余的有机气体，同时，对下面的盐水箱进行连续不断的补水和出水，保证吸附喷淋效果的连续性，出水口出来的废水进入废水收集罐。

从冷冻喷淋塔3出来的废气再通过管道风机进入到活性炭吸收塔6的底部，自下而上吸收过程中，利用活性炭物理吸附过程将废气中无法通过喷淋吸收的有机气体吸附，活性炭微粒直径为2.0-2.8mm。活性炭再生过程采用高温蒸汽，蒸汽冷凝后的废水参与氯化苄水解反应。

通过活性炭吸收塔6的吸收，废气中的有机气体被吸附完全，活性炭吸收塔6为吸附-解析交替使用的模式，当一个塔吸附时，另一个塔用高温蒸汽进行解析，解析出来的高温废气通过冷凝器61冷凝后进入废水收集罐。

从活性炭吸收塔6吸附出来的废气由其顶部出气口进入液碱吸收塔7内，体积浓度为48%氢氧化钠液体通过泵输送到喷淋塔顶部，与废气进行对流接触，该过程将废气中剩余的二氧化碳全部吸收掉。液碱与二氧化碳反应产生的纯碱溶液，通过出水口进入到废水罐，当液碱水箱的PH小于设定值时，通过补碱口补加液碱。废水收集罐内的废水进入废水吸附系统处理，通过原水管96进入到第一吸附塔A1的底部，再通过水帽91均匀的通过聚苯乙烯交联树脂9，流量为2-3BV/h，第一吸附装置处理水出水管95从塔顶到二级原水罐，当出水含醇≥0.1%时，停止第一吸附塔A1的吸附，转入解析过程，同时切换到第二吸附塔A2继续吸附。

在第一吸附塔A1吸附的过程中第二吸附塔A2处于解析状态。来自锅炉的高温蒸汽从第二吸附塔A2的顶部进入塔内，高温蒸汽将聚苯乙烯交联树脂9吸附的苯甲醇洗脱出来，脱附温度为130~140℃，高温蒸汽从塔底蒸汽输出管97进入冷凝器冷凝，最后进入解析水罐。当从冷凝器出来的解析水含醇≤0.001%时，认为解析完全，停止蒸汽降温冷凝，A2吸附塔处于待吸附状态。第一吸附塔A1和第二吸附塔A2属于一级吸附的并联塔，一个吸附，一个解析，交替使用，保证一级吸附的连续性。

第二级吸附装置和第三级吸附装置与一级吸附类似。来自第一级吸附装置的二级原水进入到二级第一吸附塔B1，当出水含醇≥0.05%时，停止吸附。当二级第一吸附塔B1吸附时，二级第二吸附塔B2处于解析状态，二级第一吸附塔B1和第二吸附塔B2吸附塔交替使用，保证二级吸附的连续性，二级吸附出水COD为300~500mg/l。来自第二级吸附装置的三级原水进入到三级第一吸附塔C1，当出水含醇≥0.01%时，停止吸附。当三级第一吸附塔C1吸附塔吸附时，三级第二吸附塔C2处于解析状态，三级第一吸附塔C1和第二吸附塔C2交替使用，保证三级吸附的连续性，三级吸附出水COD＜100 mg/l。

经过三级树脂吸附的苯甲醇废水含醇＜0.01%，回收率达到99%；同时解析出来的解析水经过沉降分层后，下层油相通过精馏得到苯甲醇，上层解析水可以用来配碱参与氯化苄的水解过程；经过三级吸附的废水COD＜100mg/l，达到国家排放标准。

通过以上的常温吸收、冷冻吸收、活性炭吸收和液碱吸收过程。氯化苄水解过程产生的废气被全部吸收完全，达到零排放的标准，同时，该过程产生的各种废水经过三级吸附的废水COD＜100mg/l，达到国家排放标准，避免了二次污染。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征是处理装置包括废气缓冲罐、常温喷淋塔、冷冻喷淋塔、换热器、冷冻机、盐水箱，活性炭吸收塔，液碱吸收塔，其特征是所述废气缓冲罐与常温喷淋塔底部连接，常温喷淋塔顶部出口与冷冻喷淋塔底部连接，冷冻喷淋塔顶部出口与活性炭吸收塔底部连接，活性炭吸收塔顶部出口与液碱吸收塔底部连接；

所述常温喷淋塔、冷冻喷淋塔吸附系统、活性炭吸收塔、液碱吸收塔底部均设有废水排放管，各废水排放管并联后与废水收集罐连接；所述废水收集罐还与一废水吸附系统连接，该废水吸附系统包括第一、第二、第三吸附装置和二级、三级原水罐，所述第一、第二、第三吸附装置中吸附塔内均设有温度传感器；

所述吸附装置包括第一吸附塔和第二吸附塔、冷凝器、解析水罐、蒸汽管、原水管，所述第一吸附塔和第二吸附塔吸附塔内采用多个水帽来支撑树脂，水帽的缝隙小于聚苯乙烯交联树脂的直径；

所述第一吸附塔和第二吸附塔顶设有处理水出水管，原水管分别与第一吸附塔和第二吸附塔底部连接，锅炉蒸汽管与所述的第一吸附塔和第二吸附塔顶部连接，第一吸附塔和第二吸附塔底蒸汽输出管并联后与冷凝器连接；所述第一吸附装置处理水出水管与二级原水灌连接，二级原水灌与第二吸附装置的原水管连接；所述第二吸附装置处理水出水管与三级原水灌连接；三级原水灌与第三吸附装置的原水管连接；所述第一、第二、第三吸附装置的蒸汽输出管分别与三个冷凝器进气口连接，三个冷凝器出水口并联后与解析水罐连接。

2.根据权利要求1所述的苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征在于：所述换热器设有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口通过循环泵与盐水箱连接，盐水箱与冷冻机连接，所述冷却水出口与盐水箱连接。

3.根据权利要求1所述的苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征在于：所述活性炭吸收塔为两个，一个吸附，一个解析，交替使用。

4.根据权利要求1所述的苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征在于：所述活性炭吸收塔配有一个冷凝器和蒸汽管道系统。

5.根据权利要求1所述的苯甲醇生产废气及废水综合处理装置，其特征在于： 所述常温喷淋塔、冷冻喷淋塔和液碱吸收塔内填装规整波纹陶瓷填料。

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