一种用于聚酰亚胺薄膜生产尾气的处理方法与流程

1.本发明属于尾气处理领域，涉及一种用于聚酰亚胺薄膜生产尾气的处理方法。


背景技术：

2.聚酰亚胺作为一种高性能材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射以及高强度等优异性能，广泛应用于生产薄膜领域。在聚酰亚胺薄膜的生产过程中，会产生很多有害尾气，尤其在流涎工序以及高温亚胺化过程中会产生含二甲基乙酰胺(dmac)溶剂的混合尾气，而含dmac溶剂尾气是一种低毒性，强烈刺激性气体，直接排放到大气中会对大气和土壤造成污染。此外，聚酰亚胺在生产过程中会产生多种有害气体，对环境的危害性极大。
3.中国专利cn 211462404 u公开了一种用于聚酰亚胺薄膜生产用尾气处理装置，该装置在处理罐内设有喷淋机构，喷淋机构上方设有干燥层，干燥层上方设有碳纤维干燥层，所处理的尾气逐级过滤、净化，最后对空排放，但其中并未提到尾气处理后的品质。
4.中国专利cn 203954996 u公开了一种聚酰亚胺废气处理装置，该装置设有风机、塔体、输气管道、塔内设有下凹的桶体式封隔板，封隔板桶体装有塑料空心球，桶体上方设有喷淋头，尾气从塔底进入经过多层封隔板的集中喷淋，提高溶剂吸收效率，使排放满足环评要求。但该废气处理方法仅涉及对装置本身结构的优化，并未提及对吸收液等其他方面的改进。
5.综上所述，现有技术中存在排放量大、排放气体有机物含量高、流程复杂、处理成本高和能耗高等问题，因此，有必要探索一种处理效果好、节能降耗、流程简单的新方法来实现尾气的处理。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种用于聚酰亚胺薄膜生产尾气的处理方法，该方法尾气处理效果好、排放量小、流程简单、能耗低，易于实现工业化应用，对工业生产有重要意义。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.首先，提供一种用于尾气处理的方法，所述方法包含以下步骤：
9.(1)排放的尾气换热后得到的冷却尾气进入吸收塔底部；
10.(2)冷却尾气在吸收塔内用具有不同含量脱盐水的溶液进行多级吸收；
11.(3)吸收处理后，步骤(2)中得到的尾气与新排放的气体进行热交换，热交换后一部分气体排放，另一部分气体经过滤净化后循环使用。
12.在一些具体的实施方式中，所述方法具体包含以下步骤：
13.(1)含异喹啉、醋酸、dmac、水、空气、空气粉尘的混合尾气经鼓风机送入气气换热装置，换热后塔顶得到冷却的混合尾气进入吸收塔底部；
14.(2)混合尾气进入填料吸收塔后，吸收塔使用脱盐水作为吸收剂从塔顶补入，在吸收塔内混合尾气通过循环喷淋泵和吸收液冷却器，用具有不同含量脱盐水的溶液进行多级
吸收；
15.(3)混合尾气吸收处理后在塔顶达到品质要求，再进入气气换热装置作为冷介质与车间排气进行热交换，热交换后一部分气体排放，另一部分气体进入过滤净化装置进行多级过滤净化后返回车间循环使用。
16.(4)吸收塔塔釜吸收液的质量浓度达到一定程度后，塔釜出料存储。
17.进一步地，步骤(1)中所述混合尾气组成成分的质量分数为异喹啉≤1％、醋酸≤1％、dmac≤1％、水≤1％、空气＞98.3％、微量空气粉尘≤0.01％。
18.进一步地，步骤(2)中所述溶液中脱盐水的质量分数，从塔身由下而上设置为一级水≤80％、二级水≥99.20％、三级水≥99.90％、四级水≥99.97％、五级水为100％。
19.进一步地，步骤(2)中所述吸收塔的操作压力为101～105kpa，所述一级水的操作温度为25～30℃，二级、三级、四级水的操作温度为15～20℃，五级水的操作温度为15～25℃。
20.进一步地，步骤(2)中所述尾气吸收处理后，各组成成分的质量浓度为vocs≤40mg/m3、醋酸≤10mg/m3、dmac≤20mg/m3、异喹啉≤27.7mg/m3。
21.进一步地，步骤(2)中所述吸收塔塔釜吸收液的水的质量分数不高于80％时，塔釜出料存储。
22.进一步地，步骤(1)、(3)中所述的气气换热装置中为车间排出的混合尾气与吸收塔塔顶排气进行热交换，实现系统余热的有效回收。
23.进一步地，步骤(1)中所述尾气生产车间的操作温度为75～160℃，操作压力为101～105kpa(a)。
24.进一步地，步骤(1)中所述尾气进入换热装置作为热介质使用。
25.进一步地，步骤(3)中所述尾气经过吸收处理后，循环使用的尾气量的质量分数在90％以上。
26.再者，本发明提供了一种实现上述方法的生产装置，所述生产装置包括鼓风机、换热装置、吸收塔、循环喷淋泵、冷却器、除沫装置、流量调节装置、过滤净化装置。
27.进一步地，所述循环喷淋泵的进料口连接吸收塔塔釜出料口，循环喷淋泵的出料口连接吸收液冷却器的热介质进料口。
28.进一步地，所述吸收塔塔顶设置有除沫装置，所述过滤净化装置为三级以上的过滤装置，所述过滤净化装置前设置有调节返回车间气量大小的控制装置。
29.在一些具体的实施方式中，所述生产装置包括风机、气气换热装置、吸收塔、循环喷淋泵、吸收液冷却器、除沫装置、气体返回车的流量调节装置、过滤净化装置。
30.上述各部分连接关系如下：
31.所述鼓风机设于车间排气汇总后、气气换热装置之前，车间混合尾气气管连接气气换热装置热介质入口，气气换热装置热介质出口连接吸收塔底部进气口；
32.所述循环喷淋泵的进料口连接吸收塔塔体各级出料口、各级的循环喷淋泵的进料口连接对应吸收塔塔体各级的出料口，循环喷淋泵的出料口对应连接各级吸收液冷却器的热介质进料口，吸收液冷却器的热介质出料口对应连接吸收塔上各级的喷淋口；
33.所述吸收塔塔釜出料口连接管道引至系统外，塔顶的脱盐水补水连接入水口，塔顶气相口连接气气换热装置冷介质入口，气气换热装置冷介质出口连接气体返回车的流量
调节装置入口，流量调节装置管道分为两路，一路对空排放，另一路连接过滤净化装置入口，经过滤净化装置出口引至车间。
34.进一步地，所述吸收塔为填料式塔。
35.进一步地，所述吸收塔塔顶设置有除沫装置，使得塔顶气相不夹带液滴。
36.进一步地，所述吸收塔吸收级数在二级以上，使塔顶气相排放指标达标。
37.进一步地，所述过滤净化装置设置有三级以上的可控制气体洁净度的装置。
38.进一步地，所述过滤净化装置前，排放口与返回车间的管道分叉处，设置有调节返回车间气量大小的控制装置。
39.本发明的基本原理是利用热集成技术达到节能降耗的目的，主要体现在利用独立浓度的低温多级水吸收技术实现尾气组分的良好吸收效果，同时利用多级过滤净化技术实现排放气体返回车间循环使用，从而达到大幅度减小排放量的目的。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
40.(1)本发明提供的方法具有尾气处理效果好、排放量小、流程简单、能耗低的特点，对环境非常友好；
41.(2)可实现连续化操作，易于工业化应用，降低了生产成本。
附图说明
42.图1为尾气处理方法的流程图；
43.图中标记为：01-环境空气；02-生产车间；03-车间混合尾气输送风管；04-鼓风机；05-气气换热装置；06-气气换热装置热介质出口风管；07-吸收塔一级循环喷淋泵入口管路；08-塔釜出料存储；09-循环喷淋泵；10-吸收液冷却器；11-冷却后的吸收液；12-除沫装置；13-脱盐水；14-填料式吸收塔；15-吸收塔塔顶排气风管；16-对空排放口；17-气体返回车的流量调节装置；18-过滤净化装置；19-气体返回车间的风管。
具体实施方式
44.值得说明的是，本发明中使用的原料均为普通市售产品，对其来源不做具体限定。
45.实施例1
46.(1)将混合尾气经鼓风机送入气气换热装置，总尾气量41042.7kg/h，混合尾气各组成成分质量分数为异喹啉0.04％、醋酸0.20％、dmac 0.63％、水0.81％、空气98.31％、空气粉尘0.01％，混合尾气换热前的压力为101kpa(a)，温度为100℃；
47.(2)混合尾气经过气气换热器换热后，温度为50℃，换热后塔顶得到冷却的混合尾气进入吸收塔底部，在吸收塔内混合尾气通过循环喷淋泵和吸收液冷却器，用具有不同含量脱盐水的溶液进行多级吸收；吸收塔塔顶的压力为102kpa(a)，温度为19.3℃，塔顶气相各组成成分质量分数为异喹啉0.27ppm、醋酸9.71ppm、dmac 11.48ppm、水1.440％、空气98.557％、空气粉尘0.00％，塔釜液水质量分数79.38％；
48.(3)混合尾气吸收处理后在塔顶达到品质要求，再进入气气换热装置作为冷介质与车间排气进行热交换，热交换后一部分气体排放，另一部分气体进入过滤净化装置进行多级过滤净化后返回车间循环使用；吸收塔顶气相经过气气换热器换热后，温度为68.1℃，返回车间的气体质量流量为40940.8kg/h。
49.实施例2
50.(1)将混合尾气经鼓风机送入气气换热装置，总尾气量36938.43kg/h，混合尾气各组成成分质量分数为异喹啉0.04％、醋酸0.20％、dmac 0.63％、水0.81％、空气98.31％、空气粉尘0.01％，混合尾气换热前的压力为101kpa(a)，温度为120℃；
51.(2)混合尾气经过气气换热器换热后，温度为70℃，换热后塔顶得到冷却的混合尾气进入吸收塔底部，在吸收塔内混合尾气通过循环喷淋泵和吸收液冷却器，用具有不同含量脱盐水的溶液进行多级吸收；吸收塔塔顶的压力为102kpa(a)，温度为31.2℃，塔顶气相各组成成分质量分数为异喹啉0.19ppm、醋酸15.32ppm、dmac 13.56ppm、水1.132％、空气98.677％、空气粉尘0.00％，塔釜液水质量分数77.96％；
52.(3)混合尾气吸收处理后，从塔顶再进入气气换热装置作为冷介质与车间排气进行热交换，热交换后一部分气体排放，另一部分气体进入过滤净化装置进行多级过滤净化后返回车间循环使用；吸收塔顶气相经过气气换热器换热后，返回车间的气体质量流量为36846.72kg/h。
53.实施例3
54.(1)将混合尾气经鼓风机送入气气换热装置，总尾气量41042.7kg/h，混合尾气各组成成分质量分数为异喹啉0.04％、醋酸0.20％、dmac 0.63％、水0.81％、空气98.31％、空气粉尘0.01％，混合尾气换热前的压力为109kpa(a)，温度为100℃；
55.(2)混合尾气经过气气换热器换热后，温度为56℃，换热后塔顶得到冷却的混合尾气进入吸收塔底部，在吸收塔内混合尾气通过循环喷淋泵和吸收液冷却器，用脱盐水进行具有浓度梯度的多级吸收；吸收塔塔顶的压力为106kpa(a)，温度为20.3℃，塔顶气相各组成成分质量分数为异喹啉0.31ppm、醋酸17.88ppm、dmac 15.34ppm、水1.975％、空气98.022％、空气粉尘0.00％，塔釜液水质量分数80.18％；
56.(3)混合尾气吸收处理后，从塔顶再进入气气换热装置作为冷介质与车间排气进行热交换，热交换后一部分气体排放，另一部分气体进入过滤净化装置进行多级过滤净化后返回车间循环使用；吸收塔顶气相经过气气换热器换热后，返回车间的气体质量流量为40940.8kg/h。
57.对比例1
58.(1)将混合尾气经鼓风机送入气气换热装置，总尾气量41042.7kg/h，混合尾气各组成成分质量分数为异喹啉0.04％、醋酸0.20％、dmac 0.63％、水0.81％、空气98.31％、空气粉尘0.01％，混合尾气换热前的压力为101kpa(a)，温度为100℃；
59.(2)混合尾气经过气气换热器换热后，温度为50℃，换热后塔顶得到冷却的混合尾气进入吸收塔底部，在吸收塔内混合尾气通过循环喷淋泵和吸收液冷却器，用100％脱盐水进行单一浓度的单级吸收；吸收塔塔顶的压力为102kpa(a)，温度为19.5℃，塔顶气相各组成成分质量分数为异喹啉58ppm、醋酸63ppm、dmac 60ppm、水0.8170％、空气99.1649％、空气粉尘0.00％，塔釜液水质量分数80.33％。
60.结论：表1中的结果显示，实施例1对尾气的处理效果最佳，实施例2步骤(1)、(2)中分别提高了气源温度、塔顶操作温度，处理后的尾气醋酸、dmac指标变差，实施3步骤(1)、(2)中分别提高了气源压力、塔顶操作压力，处理后的尾气醋酸、dmac指标变差，实施例4步骤(2)中用脱盐水进行单一浓度的单级吸收，处理后的尾气有机物含量较高，且不达标。
61.表1尾气处理后各有机物的含量
[0062][0063]
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。