本發(fā)明涉及有機廢氣回收和處理，具體為一種含苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、苯乙烯是一種重要的有機合成原料，是合成橡膠、合成樹脂、離子交換樹脂等過程中的重要化工單體；例如，不飽和玻聚酯樹脂是生產(chǎn)玻璃鋼的主要原料，而苯乙烯作為稀釋劑和交聯(lián)劑使用，苯乙烯又是一種極不穩(wěn)定，且極具揮發(fā)性的有機溶劑，因此加工過程中會有大量苯乙烯氣體揮發(fā)出來；此外，在玻璃鋼噴漆時，也有相當多的有害溶劑揮發(fā)、散逸到環(huán)境中。

2、對于含苯乙烯廢氣，由于其用途廣泛，是多種材料合成過程中的關(guān)鍵組分，因此如何最大化的回收苯乙烯，將是研究的重點；發(fā)明專利cn118403462a公開了一種苯乙烯廢氣回收工藝，該工藝主要包括除塵預(yù)處理、沸石吸附-脫附以及冷凝回收，實現(xiàn)了對苯乙烯的回收和再利用；但是，該工藝過程仍存在一定局限性，一方面通常情況下所收集的廢氣中往往含有多種組分，因此廢氣先吸附后脫附冷凝得到的液相有機物往往需要二次提純，通過該方法所得苯乙烯純度較低；另一方面，無論是吸附設(shè)備脫附再生過程還是冷凝回收過程，均需要消耗一定的能量，導(dǎo)致該工藝能耗較高，運行成本高；第三方面，即使所采用沸石為抗聚合沸石，但是還是會存在苯乙烯聚合堵塞設(shè)備的可能性，導(dǎo)致設(shè)備運行不穩(wěn)定等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種含苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)及方法，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種含高沸點苯乙烯有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)，包括廢氣噴淋分系統(tǒng)、苯乙烯回收分系統(tǒng)、廢氣吸附濃縮分系統(tǒng)以及廢氣終端處理分系統(tǒng)等，廢氣進入所述廢氣噴淋分系統(tǒng)進行噴淋，產(chǎn)生的液相進入苯乙烯回收分系統(tǒng)進行苯乙烯的回收，氣相進入廢氣吸附濃縮分系統(tǒng)及廢氣終端處理分系統(tǒng)進行處理。

3、一種廢氣噴淋分系統(tǒng)，包含噴淋塔和循環(huán)泵，所述循環(huán)泵用于噴淋塔噴淋液的輸送，所述噴淋塔用噴淋液為可獲得的且不受嚴格管控的高沸點有機物，如石蠟油、柴油等組分，以實現(xiàn)對廢氣中苯乙烯及其他有機物的溶解和回收。

4、一種廢氣噴淋分系統(tǒng)，所述噴淋液中添加了一定比例的苯乙烯阻聚劑，以防止苯乙烯及其他烯烴在回收分系統(tǒng)及后續(xù)吸附濃縮分系統(tǒng)中高溫下發(fā)生聚合反應(yīng)，阻聚劑的存在，可抑制苯乙烯在高溫下發(fā)生聚合反應(yīng)；

5、苯乙烯阻聚劑可為硫醇類、氧化物類、胺類、磷酸鹽類等，如2，4-二硝基苯酚、單乙醇胺、乙二醇單丁醚、苯三唑等中的一種或幾種，阻聚劑的添加量約占噴淋液總質(zhì)量的1-3％。

6、一種苯乙烯回收分系統(tǒng)，采用精餾的方式實現(xiàn)對苯乙烯的回收，主要設(shè)備包含精餾塔、冷凝器、溶劑罐、輸送泵；噴淋系統(tǒng)噴淋塔儲液區(qū)的噴淋液經(jīng)過循環(huán)一定周期后，通過1#輸送泵送入精餾塔進行精餾，精餾所需熱量通過間接換熱的方式提供，間接換熱的熱源來自于終端處理分系統(tǒng)中焚燒爐后換熱器換熱所產(chǎn)生的高溫氣，高溫氣溫度控制為350-400℃，間接換熱可采用外部套管、內(nèi)部盤管等方式；

7、噴淋液中苯乙烯組分通過控溫最先從精餾塔塔頂分離出來，噴淋液中其他比苯乙烯沸點略高的組分則在中段分離出來，首先進入冷凝器，經(jīng)冷卻后作為液相溶劑進入溶劑罐，后在2#輸送泵的輸送下進入噴淋塔，作為噴淋液再次循環(huán)使用；精餾塔底部剩余的更高沸點有機物可作為終端處理分系統(tǒng)中焚燒爐熱源進行使用，有機物通過3#輸送泵輸送的方式進入焚燒爐，如此回收的苯乙烯純度高，避免二次提純帶來的能源消耗。

8、一種廢氣吸附濃縮分系統(tǒng)，所述吸附濃縮系統(tǒng)包含吸附前預(yù)處理、吸附設(shè)備、風機，所述預(yù)處理設(shè)備包含控溫、除濕、除塵等，保證廢氣滿足吸附設(shè)備的進氣條件，廢氣經(jīng)噴淋分系統(tǒng)噴淋塔噴淋處理后，進入預(yù)處理設(shè)備，預(yù)處理后的廢氣經(jīng)吸附設(shè)備吸附處理，由吸附風機輸送至排氣筒排放，所述吸附設(shè)備具有吸附、脫附和冷卻三個階段；

9、吸附設(shè)備中所用吸附劑為抗聚合分子篩吸附劑，該吸附劑選用高硅鋁比或全硅的mfi、fau以及mcm系列微孔或介孔分子篩；

10、該類分子篩需要經(jīng)過酸處理、堿處理、水蒸氣處理以及表面硅烷化處理的一種或幾種改性處理，其中優(yōu)選表面硅烷化處理；

11、所述吸附設(shè)備吸附后切換至脫附工序，具體采用變溫脫附的方式進行；苯乙烯在130-180℃聚合加劇，因此首先采用低溫脫附，脫附溫度大約為100-120℃；脫附后再切換至高溫脫附，脫附溫度大約為350-400℃；其中低溫脫附氣來源于苯乙烯回收系統(tǒng)精餾塔間接換熱出氣，高溫脫附氣來自于終端處理分系統(tǒng)中焚燒爐后換熱器換熱所產(chǎn)生的高溫氣，脫附采取長期低溫脫附、短期高溫脫附的方式，進一步降低了苯乙烯聚合反應(yīng)發(fā)生的可能性，提高苯乙烯的脫附效率；

12、所述吸附設(shè)備經(jīng)吸附、脫附兩個階段后切換至冷卻工序，具體為采用新鮮空氣進行冷卻，新鮮空氣經(jīng)過濾器除塵后，由冷卻風機輸送至脫附床層進行冷卻。

13、一種廢氣終端處理分系統(tǒng)，所述廢氣終端處理分系統(tǒng)包括焚燒爐、換熱器、燃燒機系統(tǒng)、風機；脫附的高濃廢氣在脫附風機的輸送下進入焚燒爐進行焚燒，所述焚燒爐為to爐、rto爐或他類型的焚燒裝置，其中優(yōu)選rto；所述換熱器用于焚燒爐爐膛內(nèi)高溫煙氣和所述冷卻段排氣進行換熱，冷卻段排氣經(jīng)換熱后可作為吸附設(shè)備的高溫脫附氣或精餾塔換熱所用高溫氣，其中高溫煙氣輸送管道上設(shè)立氣動調(diào)節(jié)閥門1#，經(jīng)換熱后的高溫氣輸送管道上設(shè)溫度變送器1#t，溫度變送器與閥門連鎖，通過調(diào)整閥門的開度進而調(diào)整換熱后高溫排氣的溫度；

14、所述燃燒機系統(tǒng)為氣/液雙燃料燃燒機，剛開始運行時采用天然氣或沼氣等氣體為燃料供能，穩(wěn)定運行后則采用3#輸送泵輸送的精餾塔底部高沸點有機物作為主要燃料，進而降低天然氣消耗，減少運行費用。

15、一種苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)，所述廢氣終端處理分系統(tǒng)中換熱器換熱后高溫氣出口與苯乙烯回收分系統(tǒng)中精餾塔底部間接換熱器熱源入口相連，輸送管道上設(shè)有3#氣動調(diào)節(jié)閥門，氣動閥與精餾塔底部溫度變送器連鎖2#t連鎖，通過調(diào)節(jié)閥門開度滿足精餾塔所需溫度需求；苯乙烯回收分系統(tǒng)中精餾塔底部間接換熱器熱源出口與吸附濃縮分系統(tǒng)中吸附設(shè)備低溫脫附氣入口相連，輸送管道上設(shè)有5#氣動開關(guān)閥；另一方面換熱器熱源出口還與排氣筒進口相連，輸送管道上設(shè)有4#氣動開關(guān)閥；當采用低溫氣脫附時，4#及6#閥門關(guān)閉，5#閥門打開；當采用高溫氣脫附時，5#閥門關(guān)閉，4#閥門打開，換熱器出氣由排氣筒直排。

16、一種苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)，所述廢氣終端處理分系統(tǒng)中換熱器換熱后高溫氣出口還與吸附濃縮分系統(tǒng)中吸附設(shè)備高溫脫附氣入口相連，輸送管道上設(shè)有6#氣動開關(guān)閥，吸附設(shè)備吸附床層設(shè)有壓差變送器p，壓差變送器與6#氣動開關(guān)閥連鎖，當床層壓差大于600pa時，打開6#閥門，利用高溫氣進行再生；系統(tǒng)可充分預(yù)判苯乙烯聚合反應(yīng)的發(fā)生，采用定期短時高溫脫附，使吸附劑充分再生，大大延長了吸附設(shè)備的使用壽命。

17、一種含高沸點苯乙烯有機廢氣的回收和處理方法，包括以下具體步驟：

18、步驟一：原始排放的含苯乙烯易聚合有機廢氣通過風管進入噴淋塔中，噴淋液在循環(huán)泵的動力輸送下與廢氣接觸，吸收了苯乙烯及其他可溶性有機物；

19、步驟二：隨后液相進入苯乙烯回收分系統(tǒng)采用精餾塔進行回收處理，氣相進入吸附前預(yù)處理設(shè)備，預(yù)處理設(shè)備包含控溫、除濕、除塵，保證廢氣滿足吸附設(shè)備的進氣條件：溫度不高于30℃、相對濕度不高于80％、含顆粒物濃度不高于1mg/m3；

20、步驟三：經(jīng)預(yù)處理后的廢氣隨后進入吸附濃縮設(shè)備中進行吸附處理，吸附后達標氣體由1#風機輸送至排氣筒排放，吸附材料采用表面硅烷化處理改性的全硅抗聚合zsm-5分子篩，吸附吸附劑飽和后切換至脫附再生工序，脫附采用變溫脫附的模式，即長時間低溫脫附，短時間高溫脫附；

21、步驟四：苯乙烯在130-180℃聚合加劇，因此首先采用低溫脫附，脫附溫度大約為100-120℃；脫附后再切換至高溫脫附，脫附溫度大約為350-400℃，以上變溫脫附目的是抑制苯乙烯的聚合，使吸附劑充分再生；

22、步驟五：脫附下來的高濃廢氣在2#風機的輸送下進入焚燒爐中焚燒處理，焚燒后排氣進入排氣筒排放。

23、本發(fā)明提供了一種含苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：

24、該含苯乙烯易聚合有機廢氣的回收和處理系統(tǒng)及方法，包括廢氣噴淋分系統(tǒng)、苯乙烯回收分系統(tǒng)、廢氣吸附濃縮分系統(tǒng)以及廢氣終端處理分系統(tǒng)等。該系統(tǒng)具有如下有益效果：

25、本系統(tǒng)采用高沸點有機物噴淋吸收的方式實現(xiàn)了對有機廢氣中的苯乙烯進行吸收，吸收后的混合溶液通過精餾的方式將苯乙烯與其他有機物分離；通過精餾，苯乙烯組分通過控溫最先從精餾塔塔頂分離出來，組分單一，純度高，避免二次提純帶來的能源消耗；高沸點有機物從塔中部流出，再次作為噴淋液實現(xiàn)循環(huán)利用；更高沸點有機物聚集在精餾塔塔釜，可作為焚燒系統(tǒng)燃料使用；通過該方法不僅提高了苯乙烯的回收率，而且所得苯乙烯純度較高，可作為原料回收再利用；

26、通過噴淋預(yù)處理除去了廢氣中的大部分苯乙烯，大幅降低了因苯乙烯自聚合反應(yīng)對后續(xù)吸附濃縮系統(tǒng)和焚燒處置系統(tǒng)的影響；另一方面通過在噴淋液中加入阻聚物的方式，進一步降低了苯乙烯在精餾及吸附、脫附階段的聚合反應(yīng)，提高了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；此外，通過閥門切換實現(xiàn)了吸附濃縮設(shè)備的變溫脫附，長時間低溫脫附大大降低苯乙烯的聚合反應(yīng)，降低了系統(tǒng)的運行成本，而短時間高溫脫附則有利于吸附材料的充分再生，提高了吸附材料的循環(huán)使用壽命，另外設(shè)計壓差變送器與閥門連鎖，通過壓差的檢測隨時進行高低溫脫附氣的切換，提高了系統(tǒng)的靈活性，可做到充分預(yù)判并及時處理聚合反應(yīng)的發(fā)生對吸附設(shè)備的影響；

27、苯乙烯回收分系統(tǒng)高沸點組分的循環(huán)利用減少了噴淋液外補充量，降低了運行費用，精餾塔底部的更高沸點有機物輸送至廢氣終端處理分系統(tǒng)燃燒機，降低了其對天然氣等傳統(tǒng)燃料的使用，降低了運行費用；其次，終端處理分系統(tǒng)中換熱器通過對爐膛內(nèi)高溫煙氣與吸附設(shè)備冷卻段排氣進行換熱得到高溫氣作為苯乙烯回收分系統(tǒng)中精餾塔底部換熱器的熱源及吸附濃縮分系統(tǒng)中的高溫脫附氣熱源，而且精餾塔底部換熱器熱源經(jīng)換熱后作為吸附濃縮分系統(tǒng)中的低溫脫附氣熱源二次回收利用，實現(xiàn)了高溫煙氣余熱的高度回收再利用，大幅提高了系統(tǒng)的能源利用率。