DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法
技术领域
[0001] 本
发明属于尾气处理领域，涉及一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法。
背景技术
[0002] 聚
氨酯(PU)合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业中被广泛使用，其应用领域遍及人们日常生活的方方面面。合成革的生产普遍采用聚氨酯作为
基层和
面层的基本原料，通过N，N-二甲基酰胺(DMF)等作为主要
溶剂以溶液聚合法制得。合成革的生产过程中会产生大量的DMF废水。DMF废水成分复杂，除了主要的水和DMF，还含有木粉、
碳酸
钙粉、涤纶
纤维等悬浮物、沉淀物，聚氨酯低聚物以及少量合成革生产过程中加入的低沸有机助剂。
[0003] 为了消除DMF废水对环境的影响，也为了降低生产成本，需要对DMF废水进行回收处理。在DMF回收过程中，为防止设备堵塞，需要使用过滤设备对废水进行处理，废水中含有的木粉、碳酸钙粉、涤纶纤维等悬浮物、沉淀物将会在过滤过程中除去，形成滤渣；废水中的聚氨酯低聚物溶解在DMF中，将会在回收了DMF后富集形成釜残。该滤渣和釜残需要交由有相关资质的单位进行处理。在将滤渣和釜残由DMF回收装置卸料装车的过程中，由于滤渣和釜残中含有DMF以及DMF在回收过程中
水解产生的二甲胺和
甲酸，部分二甲胺、甲酸和少量DMF挥发至空气中，形成无组织排放尾气，导致过滤区和釜残区充斥二甲胺的恶臭味以及甲酸的酸味等刺激性气味，使得操作环境恶劣。此外，DMF回收过程中，各换热器、各中间罐及储罐等设备的呼吸
阀排出的尾气中，会夹带有少量二甲胺和其他低沸有机物，若不进行收集处理，也会成为无组织排放尾气并造成尾气VOCs超标。同时，生态环境部和国家市场监督管理总局联合印发的《挥发性有机物无组织排放控制标准》的实施，对挥发性有机物的无组织排放控制提出了更严格的要求。因此，必须对合成革DMF废水回收工艺中无组织排放尾气进行处理，以满足环保以及劳动安全的要求。
[0004] 目前，合成革领域的尾气处理技术主要针对合成革生产线上产生的尾气，主要成分为DMF以及
甲苯、丁
酮等助剂，而DMF废水回收工艺尾气组成主要为空气、二甲胺、甲酸、DMF、其他低沸有机物以及水，目前尚未有针对合成革DMF废水回收工艺中无组织排放尾气处理的相关技术，同时也缺乏相关处理装置。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，用于收集并处理DMF回收过程中的尾气，解决尾气无组织排放以及刺激性气味问题。
[0006] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，用于收集DMF回收过程中产生的尾气并进行处理，包括用于
抽取尾气的抽吸管路以及与抽吸管路相连通的尾气处理塔；
[0007] 尾气处理塔内设置有酸液区与
碱液区，该酸液区与碱液区通过隔板隔开成两个腔室，酸液区在尾气处理塔上设置有酸液出料口，碱液区在尾气处理塔上设置有碱液出料口；
[0008] 尾气塔内在高于碱液区的腔室内设有碱洗区，碱洗区在尾气处理塔上设置有与抽吸管路配合相接的尾气进料口，碱洗区在高于尾气进料口的
位置设置有第一气液
接触介质，第一气液接触介质远离尾气进料口的一侧设置有升气管；第一气液接触介质与升气管之间在尾气处理塔上设置有碱液进料口；
[0009] 升气管连通有
酸洗区，酸洗区与酸液区之间设置有用于连通酸洗区和酸液区的降液管；
[0010] 酸洗区包括在尾气处理塔内高于升气管位置的第二气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第二气液接触介质的酸液进料口；
[0011] 酸液进料口上方为水洗区，水洗区内设置有第三气液接触介质以及设置在尾气处理塔上高于第三气液接触介质的清水进料口；
[0013] 可选的，碱液进料口上连通有新鲜碱液管路，碱液出料口连通有碱液循环管路，碱液循环管路连通至新鲜碱液管路；酸液进料口上连通有新鲜酸液管路，酸液出料口连通有酸液循环管路，酸液循环管路连通至新鲜酸液管路。
[0014] 可选的，碱液循环管路上设置有碱液
循环泵，该碱液
循环泵与新鲜碱液管路之间还设置有碱液外排管路；酸液循环管路上设置有酸液循环泵，该酸液循环泵与新鲜酸液管路之间设置有酸液外排管路，酸液外排管路与碱液外排管路连通。
[0016] 可选的，第一气液接触介质、第二气液接触介质和第三气液接触介质为丝网或填料。
[0017] 可选的，隔板与尾气处理塔内壁连接，形状为直板或S型板。
[0018] DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，应用如上述的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，包括以下步骤：
[0019] 尾气碱洗：尾气经抽吸管路从尾气进料口进入尾气处理塔中的碱洗区，通过碱液进料口向碱洗区通入碱液，尾气与碱液在第一气液接触介质中发生化学反应及传质作用，尾气中的DMF、甲酸与碱反应转化为二甲胺和
甲酸盐，二甲胺与其他尾气一起上升，甲酸盐与未反应的碱液一起流入碱液区并经碱液出料口采出，采出后的碱液一部分添加新鲜碱液后循环回尾气处理塔，一部分排出；
[0020] 尾气酸洗：与碱液反应后的尾气通过升气管上升至酸洗区，通
过酸液进料口向酸洗区通入酸液，尾气在第二气液接触介质中与酸液发生化学反应及传质作用，尾气中的二甲胺与酸发生反应转化为二甲胺盐，与未反应的酸液一起经降液管流入酸液区并经酸液出料口采出，采出后的酸液一部分添加新鲜酸液后循环回尾气处理塔，一部分排出；
[0021] 尾气水洗：与酸液反应后的尾气上升至水洗区，在第三气液接触介质中与从清水进料口送入的清水发生传质作用，尾气中的其他低沸有机物以及夹带的酸沫被除去，得到净化气并从净化气出料口排出。
[0022] 可选的，排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后返回DMF废水回收工序；新鲜碱液的添加量通过碱液区的PH确定，新鲜酸液的添加量通过酸液区的PH确定；碱液区的PH控制在9-12，酸液区的PH控制在1-4。
[0023] 可选的，尾气处理塔的操作
温度为25-80℃，操作压
力为0.1-0.2MPa(绝压)。
[0024] 可选的，新鲜碱液为氢
氧化钠水溶液，浓度为5％-32％；新鲜酸液为
硫酸或
盐酸水溶液，浓度为5％-30％。
[0025] 本发明的有益效果在于：
[0026] 1、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，通过尾气处理塔的处理，有效去除了尾气中的二甲胺、甲酸、DMF和其他低沸有机物，消除了尾气的恶臭、酸味等刺激性气味，解决了过滤区和釜残区气味大的问题，保障了良好的操作环境；
[0027] 2、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，处理效果好，处理过后的净化气主要成分为空气，含少量水汽，达到环保标准，可直接排放，解决了DMF废水回收工艺尾气无组织排放、尾气VOCs超标的问题；
[0028] 3、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，尾气处理塔中，酸洗和碱洗分区域进行，未反应的酸液和碱液可实现循环利用，减少了新鲜酸液和碱液的用量，降低物耗从而降低处理成本；
[0029] 4、本发明一种DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法，尾气处理塔集成了多个尾气处理步骤，在一个塔设备中实现了碱洗、酸洗、水洗三个过程，减少了设备占地面积，节约了设备投资。
[0030] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的
说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
[0032] 图1为本发明DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法的整体系统示意图；
[0033] 图2为本发明DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置及方法的尾气处理塔的结构示意图。
[0034] 附图标记：釜残区1、抽吸管路2、尾气处理塔3、酸液区4、碱液区5、隔板6、尾气进料口7、碱液出料口8、第一气液接触介质9、升气管10、碱液进料口11、酸洗区12、降液管13、酸液出料口14、第二气液接触介质15、第三气液接触介质16、净化气出料口17、酸液进料口18、清水进料口19、新鲜碱液管路20、碱液循环管路21、新鲜酸液管路22、酸液循环管路23、碱液循环泵24、酸液循环泵25、碱液外排管路26、酸液外排管路27、吸风罩28、风机29、碱洗区30、水洗区31、过滤区32、设备尾气出口33。
具体实施方式
[0035] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下
实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0037] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0038] 请参阅图1～图2，为DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，用于收集设备尾气出口33或封闭的过滤区32或釜残区1内的气体并进行处理，包括用于抽取设备尾气出口33或过滤区32或釜残区1内气体的抽吸管路2以及与抽吸管路2相连通的尾气处理塔3；尾气处理塔3的底部设置有酸液区4与碱液区5，该酸液区4与碱液区5通过隔板6隔开成两个腔室，酸液区4在尾气处理塔3的底部设置有酸液出料口14，碱液区5在尾气处理塔3的底部设置有碱液出料口8；尾气塔内在高于碱液区5的腔室内设有碱洗区30，碱洗区30在尾气处理塔3上设置有与抽吸管路2配合相接的尾气进料口7，碱洗区30在高于尾气进料口7的位置设置有第一气液接触介质9，第一气液接触介质9远离尾气进料口7的一侧设置有升气管10；
第一气液接触介质9与升气管10之间在尾气处理塔3上设置有碱液进料口11；升气管10连通有酸洗区12，酸洗区12与酸液区4之间设置有用于连通酸洗区12和酸液区4的降液管13；酸洗区12包括在尾气处理塔3内高于升气管10位置的第二气液接触介质15以及设置在尾气处理塔3上高于第二气液接触介质15的酸液进料口18；酸液进料口18上方为水洗区31，水洗区
31内设置有第三气液接触介质16以及设置在尾气处理塔3上高于第三气液接触介质16的清水进料口19；尾气处理塔3顶部设置有净化气出料口17。
[0039] 在本实施例中，碱液进料口11上连通有新鲜碱液管路20，碱液出料口8连通有碱液循环管路21，碱液循环管路21连通至新鲜碱液管路20；酸液进料口18上连通有新鲜酸液管路22，酸液出料口14连通有酸液循环管路23，酸液循环管路23连通至新鲜酸液管路22，碱液循环管路21上设置有碱液循环泵24，该碱液循环泵24与新鲜碱液管路20之间还设置有碱液外排管路26；酸液循环管路23上设置有酸液循环泵25，该酸液循环泵25与新鲜酸液管路22之间设置有酸液外排管路27，酸液外排管路27与碱液外排管路26连通。
[0040] 在本实施例中，新鲜碱液的添加量通过碱液区5物料的PH确定，新鲜酸液的添加量通过酸液区4物料的PH确定；碱液区的PH控制在9-12，酸液区的PH控制在1-4。
[0041] 在本实施例中，将釜残区1以及过滤区32用隔墙做局部封闭处理，抽吸管路2靠近釜残区1或过滤区32的一端上均设置有吸风罩28；抽吸管路2上均设置有风机29。
[0042] 在本实施例中，可对釜残区1或过滤区32或设备尾气出口33中的气体进行单独或同时收集。
[0043] 在本实施例中，第一气液接触介质9、第二气液接触介质15和第三气液接触介质16为丝网或填料。
[0044] 在本实施例中，隔板6与尾气处理塔3内壁连接，形状为直板，也可选取与塔壁连接处受力状况更佳、
稳定性更好的S型板。
[0045] DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理方法，应用如上述中的DMF废水回收工艺中无组织排放尾气的处理装置，包括以下步骤：
[0046] 尾气碱洗：尾气经抽吸管路2从尾气进料口7进入尾气处理塔3中的碱洗区30，通过碱液进料口11向碱洗区30通入碱液，尾气与碱液在第一气液接触介质9中发生化学反应及传质作用，尾气中的DMF、甲酸与碱反应转化为二甲胺和甲酸盐，二甲胺与其他尾气一起上升，甲酸盐与未反应的碱液一起流入碱液区5并经碱液出料口8采出，采出后的碱液一部分添加新鲜碱液后循环回尾气处理塔3，一部分排出；
[0047] 尾气酸洗：与碱液反应后的尾气通过升气管10上升至酸洗区12，通过酸液进料口18向酸洗区12通入酸液，尾气在第二气液接触介质15中与酸液发生化学反应及传质作用，尾气中的二甲胺与酸发生反应转化为二甲胺盐，与未反应的酸液一起经降液管13流入酸液区4并经酸液出料口14采出，采出后的酸液一部分添加新鲜酸液后循环回尾气处理塔3，一部分排出；
[0048] 尾气水洗：与酸液反应后的尾气上升至水洗区31，在第三气液接触介质16中与从清水进料口19送入的清水发生传质作用，尾气中的其他低沸有机物以及夹带的酸沫被除去，得到净化气并从净化气出料口17排出。
[0049] 在本实施例中，排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后返回DMF废水回收工序；新鲜碱液的添加量通过碱液区5的PH确定，新鲜酸液的添加量通过酸液区4的PH确定；碱液区5的PH控制在9-12，酸液区4的PH控制在1-4。
[0050] 在本实施例中，尾气处理塔3的操作温度为25-80℃，操作压力为0.1-0.2MPa(绝压)。
[0051] 在本实施例中，新鲜碱液为氢氧化钠水溶液，浓度为5％-32％；新鲜酸液为硫酸或盐酸水溶液，浓度为5％-30％。
[0052] 本发明尾气处理塔3中，酸洗和碱洗分区域进行，未反应的酸液和碱液可实现循环利用，减少了新鲜酸液和碱液的用量，降低物耗从而降低处理成本。
[0053] 本发明尾气处理塔3集成了多个尾气处理步骤，在一个塔设备中实现了碱洗、酸洗、水洗三个过程，减少了设备占地面积，节约了设备投资。
[0054] 采用本发明提供的方法及装置处理合成革DMF废水回收工艺中的无组织排放尾气，有效去除了尾气中的二甲胺、甲酸、DMF和其他低沸有机物，消除了尾气的恶臭、酸味等刺激性气味，解决过滤区32和釜残区1气味大的问题，保障良好的操作环境；处理效果好，处理过后的净化气达到环保标准，可直接排放，解决DMF废水回收工艺尾气无组织排放、尾气VOCs超标的问题，排出的酸液和碱液进行混合并调节PH后可返回DMF废水回收工序。
[0055] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
