[发明专利]反光膜生产中有机废气循环回用系统

说明书

技术领域：

本发明涉及废气处理循环利用领域，具体涉及反光膜生产中有机废气循环回用系统。

背景技术：

反光膜生产为使用溶剂、树脂、固化剂及部分功能助剂按特定配方经涂布、干燥等工艺生产而成。在生产过程中需使用大量有机溶剂作为稀释剂，此类溶剂具有易挥发、易燃、易爆、有毒等特点。在传统反光膜生产过程中，此类溶剂在工艺中加热变成混合气体直接排放，严重污染环境。个别采用了吸脱附—精馏工艺净化回收，但存在净化回收率低、工艺能耗高且投资大等缺陷。

发明内容：

本发明目的就是针对现有技术的以上不足而提供一种反光膜生产中有机废气循环回用系统，通过自主改性ACF提高吸附率，并设计精馏与渗透汽化组合工艺分离回收VOCs，进而研发了高效节能反光膜生产中有机废气循环回用技术，实现了有机废气零排放，溶剂回收率>90％，大幅降低了能耗及投资。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

反光膜生产中有机废气循环回用系统，其特征在于：系统包含吸附脱附系统、精馏系统、渗透汽化膜分离系统、换热器输液泵及管路系统。

系统循环工作方式：反光膜生产中的VOCs工业废气，经干燥、冷却和过滤后，送入数个吸附—脱附器组进行吸附—脱附操作，VOCs吸附达标排空，ACF饱和吸附后，转入脱附操作，以压力0.15～0.5Mpa饱和水蒸汽从吸附—脱附器的上部均匀喷入，ACF被加热脱附其上吸附的VOCs，脱附完毕再转入下一次吸附，如此周而复始。

脱附后VOCS的饱和水蒸汽潜/显热利用：蒸汽脱附下来的含VOCs的饱和水蒸汽所含有的潜热和显热用于渗透汽化膜分离供热。

集成传统精馏与渗透汽化，两步法分离回收VOCS-水蒸汽恒沸或近沸混合液：低浓度精馏，恒沸点后再用渗透汽化膜分离，使其越过恒沸点组成，VOCs回收纯度>99％。

渗透汽化过程的分离基于组分间溶解度和扩散系数之差，这与基于组分间挥发度差异的精馏过程完全不同。所以渗透汽化过程可以弥补传统精馏过程的不足，尤其是分离共沸物系时，PV精馏集成可以节省分离过程所需要的能耗和费用。

本项目以精馏和渗透汽化集成工艺替代传统的精馏、萃取等单元操作实现近沸、恒沸混合物的分离，以二步法获得高纯度VOCs。首先将浓度较稀的VOCs—水恒沸或近沸混合液用传统的精馏方法，分离达到恒沸点对应组成，再用渗透汽化膜分离，使VOCs—水混合液越过恒沸点组成，进而使VOCs含量>99％以上。发挥精馏和渗透汽化分离各自之长。

渗透汽化与精馏的集成流程：含VOCs的饱和水蒸汽被液化后由输液泵(4)或(7)、换热器(3)加热到泡点温度进入精馏塔(1)加料板，连续蒸馏，塔顶得恒沸点对应组成的VOCs-水混合液，经输液泵(13)、换热器(2)输送到渗透汽化膜分离器(5)膜上游侧，VOCs-水混合液中的水，经膜下游侧、真空泵(14)汽化渗透，换热器(15)，冷凝液进入受器(16)由输液泵(17)送至换热器(3)加热提高温度，进入精馏塔(1)的加料板，回收残存的VOCs。真空泵(14)排出的含VOCs尾气，导入VOCs废气总进口回收残存的VOCs。经渗透汽化膜分离器(5)膜脱水后，膜上游侧VOCs浓度超过恒沸点对应浓度，直至VOCs浓度大于或等于99％，冷却换热器(18)后得产品。

进一步技术：自主改性活性炭纤维ACF，有机废气吸附率>99％，改性后ACF吸附仍属物理吸附，再生5次后饱和吸附量变化不大。

采用质量分数0.05％硫酸钾为浸渍剂改性ACF，浸渍时间4h，并经高温炭化等工艺制备，炭化终温700℃，通过硫酸钾对碳的侵蚀作用使之形成空隙结构，并经硫酸钾浸渍的ACF在高温炭化时存在二次炭化，致ACF边缘表面官基团的脱除，使原来表面官能团聚集在孔口处引起的闭孔或缩孔打开，存在开孔效果。

本发明的优点在于：

1、自主改性活性炭纤维ACF，采用质量分数0.05％硫酸钾为浸渍剂改性ACF，并经高温炭化等工艺制备，ACF边缘表面官能团脱除并形成开孔效果，ACF吸附效率>99％。

2、设计了反光膜生产有机废气的循环回收工艺，具体工艺为有机废气吸附——水蒸气脱附——精馏与渗透汽化组合工艺分离回收，并形成了整套封闭循环的工艺系统。

关键为设计了精馏-渗透汽化分离回收组合工艺，结合吸脱附形成紧凑封闭循环系统，VOCs回收纯度高，并循环利用脱附后的蒸汽潜/显热，大幅降低能耗及投资。