本发明属于聚丙烯深度脱除vocs及治理vocs的循环一体化,尤其涉及一种聚丙烯脱除vocs废气循环处理系统及方法。
背景技术:
1、由于聚丙烯熔喷专用料在生产过程中存在的催化剂残留、助剂分解、树脂本身降解等多方面的因素,导致聚丙烯熔喷料气味较大、voc含量高,无法直接用于医用口罩的生产。目前国内聚丙烯产品的vocs深度脱除,主要通过对聚丙烯颗粒采取热氮干燥脱气,深度脱除颗粒中的挥发性有机化合物,使残存vocs值有效降低,干燥器排出的vocs,其主要成分为c3~c15的烷烃,其中c12~c15烷烃占比在15~30%,若含有vocs的气体直接排入大气,一方面不满足国家排放标准,另一方面,大量的高纯氮气排出,造成大量资源浪费。
2、以聚丙烯深度脱除vocs中试装置为例,处理聚丙烯产能为25000kg/h,聚丙烯脱除前vocs含量为200~300μg/g,脱除后vocs含量为30~60μg/g,脱除塔排除的热氮气的气量为4000~6000nm3/h,排气中vocs浓度为600~1000mg/m3,排出的含有vocs的氮气需要治理满足国家排放标准,治理后的氮气直接外排,将造成每年4000多万的经济损失,浪费巨大。
3、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种聚丙烯脱除vocs废气循环处理系统及方法,以解决上述问题。
2、为实现以上目的,本发明特采用以下技术方案:
3、一种聚丙烯脱除vocs废气循环处理系统,包括依次连接的氮气入口管路、聚丙烯脱除vocs干燥器、气固分离装置、降温装置、预处理装置、吸附装置;
4、所述吸附装置与所述聚丙烯脱除vocs干燥器连接。
5、可选的,所述气固分离装置设置有自动反吹结构。从聚丙烯深度脱除vocs的干燥器中排出的含有vocs及氮气的气体,气体中含有的pp粉尘,粉尘粒径在0.4-5μm之间,气固分离装置采用高效纳米过滤材料进行过滤,该过滤主要为物理过滤方式,与传统静电原理的过滤方式相比,可防止过滤效率的衰减,有效延长后端处理设施的使用寿命。
6、可选的,所述预处理装置包括选择性吸附保护器;
7、进一步地,所述选择性吸附保护器的装填形式为颗粒状或蜂窝状。经过降温后的气体,进入选择性吸附保护器,主要拦截废气中的难脱附物质,该保护器可设置颗粒状装填形式,可以处理高沸点物质量大的场合;也可以采用蜂窝状形式,可以有效降低系统的阻力。
8、可选的,所述吸附装置包括分子筛吸附转轮;
9、进一步地,所述分子筛吸附转轮为旋转床结构;进一步地,所述分子筛吸附转轮为筒状或圆饼状;分子筛吸附转轮采用旋转床结构,既可以采用筒状形式,也可以采用圆饼状形式,内部的吸附材料采用不燃性、蜂窝状的分子筛,阻力小,同时具有安全性。
10、进一步地,所述分子筛吸附转轮包括吸附区、吹扫区和脱附区;
11、进一步地,所述脱附区设置有脱附加热器和脱附风机。
12、聚丙烯深度脱除vocs生产过程中排放的废气,含有c10以上的烷烃,若直接进入后端分子筛吸附转轮,很容易造成转轮微孔的堵塞,影响系统的运行寿命。在分子筛吸附器前端设置有选择性吸附的非碳类的吸附保护器,主要拦截废气中的难脱附物质,该保护器可设置颗粒状装填形式,可以处理高沸点物质量大的场合;也可以采用蜂窝状形式,可以有效降低系统的阻力。
13、可选的,所述系统还包括脱附气处理装置;
14、进一步地,所述脱附气处理装置先后与所述吸附装置和所述聚丙烯脱除vocs干燥器连接。脱附后的废气可由脱附风机送入脱附气处理装置进行再处理,如此实现聚丙烯脱除vocs干燥器排出vocs废气-vocs治理-氮气返回干燥器再利用的循环。
15、本发明还提供一种基于所述的系统进行聚丙烯脱除vocs废气循环处理的方法,包括:所述vocs废气进入所述气固分离装置过滤去除粉尘,随后进入所述降温装置进行降温处理,然后进入所述预处理装置进行预处理,再进入所述吸附装置的吸附区进行吸附净化;
16、其中,所述吸附净化所得的高纯氮气作为返回气进入所述聚丙烯脱除vocs干燥器,继续参与废气处理;
17、所述吸附净化所得的含氮废气依次进入所述吹扫区和脱附区,再通过脱附风机进入所述脱附气处理装置进行再处理;
18、经过再处理所得的氮气进入所述聚丙烯脱除vocs干燥器,继续参与废气处理。
19、目前国内聚丙烯产品的vocs深度脱除,主要是通过对聚丙烯颗粒采取热氮干燥脱气,深度脱除颗粒中的挥发性有机化合物,使残存vocs值有效降低,干燥器排出的vocs,其主要成分为c3-c15的烷烃,其中c12-c15烷烃占比在15-30%,含有vocs的气体直接排入大气,一方面不满足国家排放标准,另一方面,大量的高纯氮气排出,造成大量资源浪费。
20、本发明提供的方法,聚丙烯脱除vocs干燥器内为正压排风,废气排放的vocs浓度为600-1000mg/m3,通过去除粉尘、降温和预处理,最终进入吸附装置进行吸附,经过吸附后的气体净化效率达到95%以上,vocs的浓度<50mg/m3。经过吸附后的含有少量vocs的高纯氮气再返回至聚丙烯干燥塔继续循环利用。
21、可选的,所述降温的目标温度为40℃及以下;经过过滤后的废气,进入降温装置降温冷却,将气体温度降至40℃以下,提高后端吸附材料的净化效率。
22、进一步地,所述吸附区的温度为小于等于35℃。
23、可选的,所述吹扫区的温度从25-45℃预热至110-130℃;进一步地,所述脱附区的温度为190-210℃。分子筛吸附转轮分为吸附区、吹扫区、脱附区三部分,吸附区的温度一般小于35℃,吹扫区一方面将转轮降温,另一方面可以将气体的温度从25-45℃升温至110-130℃,然后供给脱附区加热使用,可以节约热量60%以上,减少脱附的热量消耗。脱附风经过吹扫升温后,一方面将气体的温度从25-45℃预热至110-130℃,然后通过电加热,将气体温度加热至190-210℃,对转轮进行脱附,脱附后的气体经过脱附风机送出。
24、可选的,所述返回气氧气含量增量为0-0.3%。由于氮气返回至干燥器,需要严格控制返回气的氧含量,因此整套工艺采用正压设计,不允许空气进入,返回气氧气含量增量控制在小于0.3%。
25、可选的,所述吸附装置的脱附风量为总处理风量的1/10-1/20。转轮脱附风来源于转轮的部分吸附风,脱附后的气体经过脱附风机将气体送入脱附气处理装置进行再处理。
26、本发明的有益效果:
27、本发明提供的聚丙烯脱除vocs废气循环处理系统,根据废气的组分特点,针对性的设置过滤装置,防止过滤效率的衰减,同时提高过滤效率;设置预处理装置选择性吸附废气中的高沸点物质,吸附容量大、安全性高,延长后续吸附装置的使用寿命;结合吸附装置,将废气中的氮气回收至聚丙烯脱除vocs干燥器内进行回收和循环利用,既解决了vocs废气的排放问题,又节约了聚丙烯脱除vocs消耗氮气的使用成本。
28、聚丙烯被深度脱除vocs的过程中,产生含有vocs的废气,该废气中的惰性组分为氮气,该废气采用本发明提供的方式进行吸附处理,净化效率达到95%以上,经过净化后的高纯氮气再返回至干燥器循环利用,一方面更加环保,另一方面节约并回收利用氮气,如此可节省大额氮气消耗费用。
1.一种聚丙烯脱除vocs废气循环处理系统,其特征在于,包括依次连接的氮气入口管路、聚丙烯脱除vocs干燥器、气固分离装置、降温装置、预处理装置、吸附装置;
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气固分离装置设置有自动反吹结构。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预处理装置包括选择性吸附保护器;
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述吸附装置包括分子筛吸附转轮;
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括脱附气处理装置;
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的系统进行聚丙烯脱除vocs废气循环处理的方法,其特征在于,包括:所述vocs废气进入所述气固分离装置过滤去除粉尘,随后进入所述降温装置进行降温处理,然后进入所述预处理装置进行预处理,再进入所述吸附区进行吸附净化;
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述降温的目标温度为40℃及以下;
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述吹扫区的温度从25-45℃预热至110-130℃;
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述返回气氧气含量增量为0-0.3%。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述吸附装置的脱附风量为总处理风量的1/10-1/20。
