[发明专利]从废气中回收N－甲基吡咯烷酮的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及有机废气处理技术领域，具体是从废气中回收N-甲基吡咯烷酮的方法及其设备。

背景技术

众所周知，锂电池极片在生产过程中会产生大量含N-甲基吡咯烷酮的有机废气，N-甲基吡咯烷酮一次吸入的危险性很小，但其慢性作用可致人体中枢神经系统机能障碍，引起呼吸器官、肾脏、血管系统的病变，这些废气如果直接排向大气会造成环境污染，同时也造成资源的浪费。

由于投资有机废气处理装置需要一定数目的资金，加上有机废气处理设备运行也需要一定的运行费用，因此单纯以环境保护为目的的有机废气处理装置近期内还难以被广泛的推广利用。

发明内容

本发明的目的在于提拱一种从废气中回收N-甲基吡咯烷酮的方法及其设备，该技术不但能使排放气体中的N-甲基吡咯烷酮含量低于10ppm以下，而且还能使排放气体中的N-甲基吡咯烷酮作为资源被回收利用。

本发明的技术方案是这样实现的：

1)利用余热换热器将从涂布机排出的废气A与空气B进行热量交换，使废气A冷却成为气体C；与废气A热量交换后空气B的温度上升，将温度上升的空气B用于待进入涂布机的空气，可以节省涂布机的能源消耗。

2)利用冷却水换热器将气体C再次冷却成为冷却气体D。

3)利用浓缩转轮将冷却气体D分离成两部分，一部分是洁净的空气E，空气E可以直接排空或者与空气B连通循环利用，另外一部分是含大量N-甲基吡咯烷酮的浓缩气体F。

4)利用冷却水换热器，使浓缩气体F从空气中冷凝出来，从而实现N-甲基吡咯烷酮的回收。

一种用于从废气中回收N-甲基吡咯烷酮的设备：

包括余热换热器、冷却水换热器及浓缩转轮，其中，余热换热器包含多排垂直交错设置的管道。

浓缩转轮包括过滤器、风机、再生加热器、电机及转轮，转轮由电机带动旋转，转轮的两侧面设有脱铝beta型分子筛，脱铝beta型分子筛共分3个区域，一个是处理区、一个是冷却区、另一个是再生区；其中，冷却气体D经过滤器流向转轮处理区及部分冷却气体D流向转轮冷却区，冷却气体D中N-甲基吡咯烷酮被截留下来，吸附在脱铝beta型分子筛上，冷却气体D从处理区流过后变成相对干净的空气E，并由风机吹出，其中N-甲基吡咯烷酮的含量最低可降至10ppm以下，达到国家排放要求。部分冷却气体D从冷却区流出后被再生加热器加热到一定的温度，形成再生空气流向转轮的再生区，由于转轮再生区被再生空气加热，随着转轮的转动，吸附于该区域的N-甲基吡咯烷酮被脱附出来由再生空气带走形成浓缩气体F，并由风机吹出。转轮工作时，空气与处理空气的比例在1/3~1/15之间，再生空气中有机溶剂的浓度可达到处理前浓度的15倍。

脱铝beta型分子筛是硅铝比大于100~∝既无穷大的beta型分子筛，其在40℃以下的温度条件下对N-甲基吡咯烷酮具备优良的吸附能力，同时在180℃以下的温度条下对水分的吸附性能很差。

本发明由于采用了如上工艺过程，其工艺流程简单，操作方便，既节约能源，又降低生产成本，同时本发明方案是以回收利用有机废气中的N-甲基吡咯烷酮为前提，同时使处理后废气中N-甲基吡咯烷酮的含量达到环保排放标准，并通过利用废气中回收的N-甲基吡咯烷酮取得一定的收入用以抵偿设备的投资与运行费用，其经济效益明显，应用领域广泛；而且本发明设备所涉及的分子筛为脱铝beta型分子筛，对N-甲基吡咯烷酮具备优良的吸附能力，本发明利用余热换热器使涂布机废气中的余热被待进入涂布机的空气吸收利用，节省涂布机的能源消耗。

附图说明

图1为本发明的一种工艺流程图；

图2为本发明的另一种工艺流程图；

图3为本发明余热换热器的结构示意图；

图4为本发明浓缩转轮的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明从废气中回收N-甲基吡咯烷酮的方法及其设备，采用如下工艺过程及设备：

1)利用余热换热器1将从涂布机排出的废气A与空气B进行热量交换，使涂布机排出的废气A冷却成为气体C，气体C的温度在70~80℃；与废气A热量交换后空气B的温度上升，空气B可用于待进入涂布机的空气，以节省涂布机的能源消耗；余热换热器包含多排垂直交错设置的管道，如图3所示。

2)利用冷却水换热器2将气体C再次冷却成为冷却气体D，冷却气体D的温度在20~40℃。