本發明涉及有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置及方法，尤其適用于高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復雜的含低沸點揮發性有機物的廢氣的處理。

背景技術：

隨著社會的不斷發展，在經濟發展速度不斷提高的同時，所面臨的生態環境問題也日益嚴重。其中，揮發性有機廢氣是一種較為嚴重的污染物，其具有危害性大、傳播范圍廣、污染源多等特點。因廢氣中含有的揮發性有機物成份繁多，性質復雜，對大氣污染危害嚴重。這些廢氣未經處理排進大氣，在一定條件下會形成光化學污染，影響大氣質量，影響動植物生長和人類的健康。其污染主要表現在兩個方面，一方面是多數vocs本身具有毒理特性，危害人體健康，有機廢氣是有害人體健康的污染物質，可形成光化學煙霧，并伴隨著異味、惡臭散發到空氣中，對人的眼、鼻和呼吸道有刺激作用，對心、肺、肝等內臟及神經系統產生有害影響，有些則是影響人體某些器官和機體的變態反應源，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突變；另一方面是一些vocs物種具有較強的光化學反應活性，能在環境中進行二次轉化。其光化學反應主導著光化學煙霧的進程，對城市和區域臭氧的生成至關重要，也是導致霧霾天氣的重要原因之一，同時可導致農作物減產。

目前市場上的揮發性有機廢氣處理裝置如申請公布號為cn103551008a的中國專利，其揭示了一種揮發性氣體的清洗裝置，其包括殼體和形成于殼體內的內部空間，所述殼體包括底部、頂部，以及連接底部和頂部的側壁，所述內部空間自所述殼體的底部向頂部依次設置有過濾液體，濾料，噴淋裝置和干燥裝置；所述過濾液體分別與連接于殼體上的進氣管道和排污管道相連通，所述濾料用于過濾經過所述過濾液體處理后上升的氣體并降低氣體的流動速度，所述噴淋裝置包括噴淋管路和螺旋狀的噴嘴，所述干燥裝置對氣體進行干燥處理，干燥處理后的氣體從所述排氣管道排出。由上述可知，目前的氣體清洗大多采用一個噴淋裝置進行洗滌，洗滌效果差，排出的氣體中仍可能存在高含量的有機物質。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對上述問題，提供能高效處置回收有機廢氣中揮發性有機物的廢氣處理裝置和處理方法。

為了達到目的，本發明提供的技術方案為：

本發明涉及的一種有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置，其特征在于：其包括兩相分離器、多級噴淋洗滌立管、氣液分離塔、低溫液體罐和引風機，所述的多級噴淋洗滌立管為一根豎向布置的空心管，多級噴淋洗滌立管內部設有若干噴頭，所述的兩相分離器通過氣體管道與多級噴淋洗滌立管頂部連通，多級噴淋洗滌立管底部與氣液分離塔底部側壁連通；所述的氣液分離塔內從下到上依次設有內部封頭、盤管冷卻器和填料，內部封頭上設有內部氣體出口，內部封頭為拱形結構，氣液分離塔的底部以及內部封頭的最低處均設有有機液回收管道口，有機液回收管道口均通過有機液管道與低溫液體罐連通，低溫液體罐又通過有機液管道與噴頭連通，有機液管道上設有有機液噴淋循環泵；所述的氣液分離塔的頂部設有氣體出口，氣體出口通過氣體管道與引風機連接。

本發明的處理對象可以處理所有高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復雜的含低沸點揮發性有機物的廢氣?？筛鶕幚韽U氣的揮發性有機物含量不同選擇相應的溶劑和相應的冷凝溫度。

所述的有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置設有溫度和壓力聯鎖。

優選地，所述的內部封頭下方的氣液分離塔側壁上設有內部導液管，內部導液管外壁與氣液分離塔側壁無縫連接，多級噴淋洗滌立管的底部與內部導液管連通。

優選地，所述的多級噴淋洗滌立管高度不小于4m，若干噴頭等間距布設，噴頭均向上，所述的噴頭采用旋轉噴霧式噴頭。多級噴淋洗滌立管內的噴頭級數根據廢氣的量和所含有機揮發性氣體的沸點決定。

優選地，所述的盤管冷卻器的兩端設有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口和冷媒出口均設在氣液分離塔的側壁上，且冷媒入口位于冷媒出口的上方。冷媒可繼續回用或作為它用，盤管的面積、根數和層數根據廢氣量而定。

優選地，所述的兩相分離器采用浮頭式或列管式換熱器，底部設有集液包，集液包通過輸液管與外部連通。集液包用來收集預冷的揮發性有機物和氣體中所含的大部分水份。

采用上述有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的廢氣處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)啟動引風機，使整套裝置內部形成負風壓狀態，含揮發性有機物的廢氣首先經過兩相分離器進行預冷，回收部分高沸點的有機物和大部分水分；

(2)經過預冷的廢氣進入多級噴淋洗滌立管，有機液噴淋循環泵從低溫液體罐內抽取有機液，有機液通過若干噴頭噴射到多級噴淋洗滌立管內，對廢氣進行冷凝洗滌，洗滌后的有機液通過內部導液管流到氣液分離塔內，然后通過氣液分離塔底部的有機液回收管道口流回低溫液體罐；

(3)洗滌后的廢氣經過內部氣體出口向上運輸，在盤管冷卻器位置深度冷凝，然后在填料的作用下，氣體分子動能被削弱，氣體進一步冷凝，冷凝產生的液體經過內部封頭處的有機液回收管道口流回低溫液體罐內，氣體最終從引風機位置排出。

優選地，廢氣在兩相分離器中預冷至4℃。

優選地，所述的盤管冷卻器中的冷媒采用液氮、液氨或液態金屬。

優選地，所述的低溫液體罐內的溫度為-196℃～2℃。

所述的有機液采用n-二甲基甲酰胺或n-甲基吡咯烷酮，也可以根據廢氣中有機物成份的變化選擇相應的有機溶劑。

采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

本發明能處理所有高沸點的有機廢氣組分和絕大部分復雜的含低沸點揮發性有機物的廢氣，通過多級噴淋洗滌立管對有機廢氣進行洗滌，洗滌效果好，具有設備模塊化、運行成本低、處理效果高、自動化程度高、有機液體可回用、尾氣處理完全的優點。

附圖說明

圖1是本發明有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的結構示意圖；

圖2是本發明多級噴淋洗滌立管和氣液分離塔的結構示意圖。

圖示說明：1兩相分離器，2多級噴淋洗滌立管，3氣液分離塔，4低溫液體罐，5有機液噴淋循環泵，6引風機，7有機液管道，8氣體管道，11集液包，21噴頭，31內部導液管，32內部封頭，33內部氣體出口，34盤管冷卻器，35填料，36有機液回收管道口，37氣體出口，38擋板。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合實施例對本發明作詳細描述，以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

結合附圖1所示，本發明涉及的有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置包括兩相分離器1、多級噴淋洗滌立管2、氣液分離塔3、低溫液體罐4和引風機6，所述的兩相分離器1采用浮頭式或者列管式換熱器，底部設有一個集液包11，集液包通過輸液管與外部連通，氣體預冷形成的有機物及水分收集在集液包中，通過輸液管排出系統。兩相分離器1的出氣口通過氣體管道8與多級噴淋洗滌立管2頂部連通，多級噴淋洗滌立管2的高度為4m，內部等間距地設有四個噴頭21，噴射方向朝上，多級噴淋洗滌立管2底部通過內部導液管31與氣液分離塔3底部連通，噴頭噴出的有機液通過內部導液管31流回氣液分離塔3中。本實施例中的有機液為根據廢氣中有機物成份的變化選擇相應的有機溶劑。

結合附圖1和附圖2，所述的氣液分離塔3內部從下到上依次設有內部封頭32、盤管冷卻器34和填料35，內部封頭上設有內部氣體出口33，內部封頭32為拱形結構，氣液分離塔3的底部以及內部封頭32的最低處均設有有機液回收管道口36，內部封頭32下方有機液回收管道口36下還設有擋板38。有機液回收管道口36均通過有機液管道7與低溫液體罐4連通，低溫液體罐4又通過有機液管道7與噴頭21連通，有機液管道上設有有機液噴淋循環泵5，氣液分離塔3的頂部設有氣體出口37，氣體出口37通過氣體管道8與引風機6連接。經過洗滌的廢氣從氣液分離塔3的底部向上運輸，透過內部封頭32上的內部氣體出口33，在盤管冷卻器34處深冷冷凝，形成的液體滴落在內部封頭32上側，在拱形面上順流到最低處，并最終從有機液回收管道口36流回低溫液體罐4，氣體則通過上方的填料進一步冷凝，除去殘余有機物后排出，洗滌廢氣用的有機液則從氣液分離塔3下方的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4后降溫循環使用。本發明中的所有有機液管道和氣體管道上均設有溫度和壓力聯鎖，實現自動化處理。

采用上述有機廢氣多級低溫洗滌冷凝回收處理裝置的廢氣處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一：啟動引風機6使整套裝置內部形成負風壓狀態，在負風壓下含揮發性有機物的廢氣首先經過兩相分離器1進行預冷，預冷至4℃左右，回收部分高沸點的有機物和大部分水分，有機物和大部分水分收集在集液包11中統一排放；

步驟二：經過預冷的廢氣進入多級噴淋洗滌立管2，有機液噴淋循環泵5從低溫液體罐4內抽取有機液，有機液通過四個噴頭21噴射到多級噴淋洗滌立管2內，對廢氣進行逐級冷凝洗滌，洗滌后的有機液通過內部導液管31流到氣液分離塔3內，然后通過氣液分離塔底部的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4，低溫液體罐4對有機液降溫至-196℃～2℃(根據廢氣中有機物的種類及有機液的種類確定溫度)；

步驟三：洗滌后的廢氣經過內部氣體出口向上運輸，盤管冷卻器上端的冷媒進口充入液氮，液氮再從冷媒出口流出，以此對廢氣進行深度冷凝，冷媒可繼續回用或作為它用，盤管的面積、根數和層數根據廢氣量而定。

步驟四：廢氣在填料的作用下，氣體分子動能被削弱，氣體進一步冷凝，冷凝產生的液體經過內部封頭32處的有機液回收管道口36流回低溫液體罐4內，氣體最終從引風機位置排出。

以上結合實施例對本發明進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍屬于本發明的專利涵蓋范圍之內。