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专利号: 2017109581244
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多级耦合催化吸收治理环氧乙烷废气的装置,其特征在于:

所述装置包括n个吸收喷淋塔,依次为第一级吸收喷淋塔、第二级吸收喷淋塔、…、第n级吸收喷淋塔,n为2~6;所述n个吸收喷淋塔的塔体下部均设有气体入口,气体入口上方设有固体酸催化剂层,所述的固体酸催化剂层可用以填装固体酸催化剂,固体酸催化剂层上方为填料层,所述填料层可用以填装填料,填料层上方设有2-8个水喷淋头,水喷淋头上方设置丝网除雾层,所述丝网除雾层可用以填装丝网,塔顶设有气体出口;

所述n个吸收喷淋塔的塔底均与一密封的集液箱连通,所述集液箱在每个吸收喷淋塔旁均设有循环水泵,所述循环水泵的进口连接有进液管,所述进液管远离循环水泵进口的一端与所述的集液箱靠近底部部位连接,所述循环水泵的出口通过管路与其相应水喷淋头连接;所述集液箱与每个吸收喷淋塔塔底相接位置设置2-6块位置相错的导流挡板;所述导流挡板为丝网空心结构,所述的导流挡板中间可用以填装固体酸催化剂;所述集液箱靠近第一级吸收喷淋塔的一侧的箱体上部设有溢流口,溢流口连通溢流池并最终通入储罐中,所述集液箱远离第一级吸收喷淋塔的一侧的箱体上部设有补液口,所述的补液口设有与供液储灌连通的管路;

所述第一级吸收喷淋塔的气体入口连接环氧乙烷废气管路,第一级吸收喷淋塔的气体出口与第二级吸收喷淋塔的气体入口通过管路连接,第二级吸收喷淋塔的气体出口与第三级吸收喷淋塔的气体入口通过管路连接,…,以此类推,第n-1级吸收喷淋塔的气体出口与第n级吸收喷淋塔的气体入口通过管路连接,第n级吸收喷淋塔的气体出口排入大气。

2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述集液箱内设置盘管加热装置。

3.一种应用权利要求1所述的多级耦合催化吸收治理环氧乙烷废气的装置处理环氧乙烷废气的方法,其特征在于所述方法为:(1)准备工作:利用补液管路向集液箱中注入适量水,使所述集液箱的水平面保持在溢流口下方,开启各个循环水泵和水喷淋头,所述水从集液箱底被循环水泵运输到塔顶,从水喷淋头中喷出,沿着吸收喷淋塔流入集液箱;

(2)废气处理:将环氧乙烷废气通入第一级吸收喷淋塔内,环氧乙烷废气不断上升,依次通过固体酸催化剂层、填料层,在水喷淋作用下,所述环氧乙烷废气中部分环氧乙烷溶于水中,并随着水流入到所述固体酸催化剂层,在所述固体酸催化剂的作用下,环氧乙烷与水发生水合反应,生成乙二醇,未与水反应的少量环氧乙烷随着水进入集液箱,在集液箱内经过多块相错的折流挡板,再次与折流挡板中的固体酸催化剂接触发生水合反应,控制反应温度在30-50℃;

所述环氧乙烷废气经过水喷淋后进入丝网除雾层,最后从塔顶的气体出口流出,进入与之相连的第二级吸收喷淋塔,在所述的第二级吸收喷淋塔进行前一级吸收喷淋塔内相同操作,如此通过n个吸收喷淋塔后,将环氧乙烷废气排放到空气中。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述固体酸催化剂层填充有固体酸催化剂,所述固体酸催化剂与折流挡板中的固体酸催化剂相同,所述固体酸催化剂为SO42-/ABOx超强酸、杂多酸超强酸HnXnM12O40、离子交换树脂中的一种。

2- +4 +3

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述SO4 /ABOx超强酸中的AB为Zr 、Fe 、Ti+4、Al+3、Ce+4、La+3、Sn+3、Nd+3、Gd+3中的一种;所述杂多酸超强酸HnXnM12O40中的X为P+5或Si+4,M为Mo+6或W+6;所述离子交换树脂为以聚苯乙烯或聚苯二乙烯类聚合物为骨架,以磺酸或氟磺酸为酸性基团的交换树脂。

6.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述填料层填充的填料为丝网、陶瓷环、玻璃、PP多面空心球、鲍尔环、阶梯环、塑料花环填料中的一种或多种。

7.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述集液箱底部水溶液中的乙二醇质量浓度大于30%时,开启补液管路补充新鲜水,随着新鲜水补充,水平面超过溢流口,高浓度乙二醇的废液通过溢流口流入溢流池并最终储存于储罐中。

8.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述储罐内高浓度乙二醇的废液经过减压蒸馏,去掉水分,得到高纯度的乙二醇,蒸馏分离得到的水作为新鲜水补充到集液箱。

9.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述固体酸催化剂层高50-1000mm,所述填料层高1000-4000mm,所述丝网除雾层高100-500mm。