食醋生产中尾气的回收方法及回收装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种食醋生产中尾气的回收方法，是将生产发酵罐的尾气直接通入一级吸收塔，然后经由二级吸收塔，对尾气中的有机组分进行吸收，通过对吸收液pH值的监测，调控新水的补入时机和补入量，并通过将新水以最后一级喷淋的方式实现对尾气的充分回收，最后尾气经除雾塔中活性炭层的吸收，达到国家规定的直接排放标准，直接排放。本发明的尾气回收方法，实现了对食醋生产尾气的彻底治理和全面回收再利用，具有能耗低，操控简单，运行成本低，尾气处理、回收效果好的优势。此外，本发明还提供了回收装置，更利于上述回收方法的操作及运行控制，方便对食醋生产尾气的治理及回收利用。
【专利说明】
食醋生产中尾气的回收方法及回收装置
技术领域
[0001] 本发明涉及尾气回收技术领域，尤其涉及一种食醋生产中尾气的回收方法，同时， 还涉及用于该回收方法的回收装置。
【背景技术】
[0002] 食醋的液态发酵生产过程，由于通气量大，发酵温度较高，常造成大量发酵产物乙 酸、发酵原料物乙醇及中间产物挥发性风味物质从尾气中排出，不仅对环境造成极大污染， 而且对于生产造成很大浪费，因此，食醋发酵生产中尾气需进行回收处理，使吸收液回用于 生产，降低生产成本、避免浪费的同时，降低污染。
[0003] 中国专利ZL201210339141.7公开了一种食醋生产中尾气回收利用的方法，用于主 要回收食醋发酵中的乙醇，是经由尾气收集一液化一吸收一解析一冷凝一回流再利用等处 理，实现尾气的回收利用，但该方法存在低温冷凝、高温解析等能量操作及工艺不合理的缺 点。中国专利ZL201310131041.X公开了一种食醋液态发酵装置的工作方法，对生产尾气采 用冷却一循环吸收一微滤一回流发酵的联用技术，回收发酵尾气中的乙醇、乙酸乙酯、乳酸 乙酯等，但该方法仍需进行冷却及增压的能量操作，并以吸收液中乙醇含量作为回收指标， 存在尾气吸收不稳定，工艺不合理的问题。另外，随着国家对环保意识的增强，在大气治理 方面严格规定了气体排放标准，要求气体排放需符合《工业企业挥发性有机物排放控制标 准》(DB13/2322-2016)，而上述专利技术中对尾气的处理都还不彻底，不能达到国家规定的 直接排放标准。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种食醋生产中尾气的回收方法， 在使用最低能耗的条件下，回收尾气用于生产再利用，并使处理后的尾气达到直接排放标 准。
[0005] 为实现上述目的，本发明的食醋生产中尾气的回收方法，包括以下步骤：
[0006] a、一级吸收:尾气通入一级吸收塔，经由两级可喷淋吸收液的喷淋装置，与吸收液 逆向接触，进行一级吸收；
[0007] b、二级吸收:经一级吸收后的尾气通入二级吸收塔，先经由一级可喷淋吸收液的 喷淋装置，与吸收液逆向接触，再经由一级可喷淋吸收液与水的喷淋装置，与吸收液或者吸 收液与水逆向接触，进行二级吸收；
[0008] 所述一级吸收塔内喷淋的吸收液与二级吸收塔内喷淋的吸收液相同，为由水吸收 尾气后继续循环喷淋的液体;尾气吸收过程监测吸收液pH值，当吸收液pH值高于4.5,所述 喷淋吸收液与水的喷淋装置控制喷淋吸收液;当吸收液pH值不高于4.5，所述喷淋吸收液与 水的喷淋装置控制喷淋吸收液与水，并控制水的喷淋量以维持吸收液pH值不低于3;当吸收 液pH值为3~4.5，排放部分吸收液回用于生产；
[0009] c、排放:经二级吸收后的尾气通入除雾塔，经由活性炭层的吸收，直接排放。
[0010] 本发明的回收方法，是将生产发酵罐的尾气直接通入一级吸收塔，再依次经由二 级吸收塔和除雾塔的处理后排放，利用发酵罐的尾气余压，使尾气能够自行进入两级吸收 塔和除雾塔的底部，经处理后再从顶部排出，不需冷却、增压等耗能操作，降低尾气吸收过 程能耗。在两级吸收塔的处理中，尾气先进入一级吸收塔，由下向上与两级喷淋的吸收液逆 向接触进行吸收处理，再进入二级吸收塔，由下向上先与一级喷淋的吸收液逆向接触进行 吸收处理，再与一级喷淋的吸收液或者吸收液与水逆向接触进行吸收处理，其中喷淋的所 有吸收液均为循环栗输入的相同液体，为由水吸收尾气后继续循环喷淋的液体，吸收过程 通过控制吸收液的pH值对尾气的吸收进行调控，当吸收液pH值高于4.5，此时的吸收液具有 足够的尾气吸收能力，不需补充新水，因此所述喷淋吸收液与水的喷淋装置控制只喷淋吸 收液，而且此时的吸收液由于吸收尾气中的主要物质乙酸量少，不能用于生产回用，所以吸 收液不排放回用；当吸收液PH值不高于4.5，此时需要补充新水来进行对尾气的完全吸收， 因此所述喷淋吸收液与水的喷淋装置控制同时喷淋吸收液和水，新水以最后一级喷淋的方 式对尾气进行最后的高效吸收，达到吸收、排放要求，并控制新水的补充量维持吸收液的PH 值不能小于3，避免吸收液pH小于3造成的对尾气吸收不完全，影响尾气排放的问题;在吸收 液pH值为3~4.5时，吸收液中乙酸的量达到可回用于生产的要求，此时可对吸收液进行部 分排放回用于生产，实现对尾气的连续处理。在吸收过程通过对吸收液pH值的监测、调控， 既能实现对尾气中乙酸、乙醇、乙酸乙酯等有机组分的充分回收，又能使尾气的吸收稳定， 保证吸收的处理效果，不影响尾气排放的质量。经两级吸收塔处理后，尾气最后进入除雾 塔，由活性炭层吸收尾气中残留的极少量VOC后，达到国家规定的直接排放标准，可以直接 排放，从而实现对食醋生产中尾气的彻底治理和全面回收再利用。因此，本发明的尾气回收 方法，具有能耗低，操控简单，运行成本低，尾气处理、回收效果好的优势。
[0011] 作为对上述方式的限定，所述喷淋吸收液与水的喷淋装置中水的喷淋位置高于吸 收液的喷淋位置。
[0012] 作为对上述方式的限定，步骤a、b、c中所述尾气的空塔气速均为0.2-0.5m/s。
[0013]作为对上述方式的限定，所述两级吸收塔的气液比均为50:1-100:1。
[0014]作为对上述方式的限定，所述两级吸收塔内各喷淋装置的喷淋流量为300-700L/ h〇
[0015] 进一步限定回收方法中的操作参数，如喷淋装置中水与吸收液的喷淋位置、喷淋 装置的喷淋量、以及尾气的空塔气速、气液比等参数，使回收方法对尾气的处理达到最优的 回收、处理效果。
[0016] 同时，本发明还提供了一种食醋生产中尾气的回收装置，包括串联设置的一级吸 收塔、二级吸收塔以及除雾塔，
[0017] 所述一级吸收塔包括第一塔体，在所述第一塔体的底部形成有第一水室，在所述 第一水室的上方及第一塔体的顶部分别设有第一进气口和第一出气口，在所述第一塔体内 于所述第一进气口和第一出气口之间设有间隔布置的两层第一喷淋装置，所述第一喷淋装 置包括第一填料层，以及位于所述第一填料层上方的第一喷淋头，所述第一喷淋头的进口 经由循环栗连通至所述第一水室，在所述第一水室的一侧设有溢流管，于所述溢流管与所 述第一水室的连通管路上设有pH检测单元；
[0018] 所述二级吸收塔包括第二塔体，在所述第二塔体的底部形成有第二水室，在所述 第二水室的上方及第二塔体的顶部分别设有第二进气口和第二出气口，在所述第二塔体内 于所述第二进气口和第二出气口之间设有间隔布置的两层第二喷淋装置，所述第二喷淋装 置包括第二填料层，以及位于所述第二填料层上方的第二喷淋头，所述第二喷淋头的进口 连通至所述循环栗，所述第二水室连通于第一水室，在上层的所述第二喷淋装置中于所述 第二填料层的上方还设有与外部水源相连通的补水喷淋头，在所述补水喷淋头的进水管路 上串接有与所述pH检测单元相联接的电磁阀；
[0019] 所述除雾塔包括第三塔体，在所述第三塔体的底部和顶部分别设有第三进气口和 第三出气口，在所述第三塔体内于所述第三进气口和第三出气口之间设有活性炭吸附层。
[0020] 作为对上述方式的限定，所述补水喷淋头与其旁侧的第二喷淋头交错布置，所述 补水喷淋头的位置高于其旁侧的所述第二喷淋头的位置。
[0021 ]作为对上述方式的限定，所述溢流管的溢流口的高度为500mm。
[0022] 作为对上述方式的限定，所述第一喷淋头、第二喷淋头及补水喷淋头的喷淋覆盖 面积为0.5rrf。
[0023] 本发明提供的回收装置更利于上述回收方法的操作及运行控制，方便、高效地实 现对食醋生产中尾气的回收、处理。在该回收装置中将一级吸收塔第一水室与二级吸收塔 第二水室设置管道连通，保证二级吸收塔底部第二水室的液体能够自行流入一级吸收塔底 部的第一水室，通过循环栗将一级吸收塔底部第一水室内的吸收液输入至各喷淋装置，可 以省去吸收液储罐的使用，充分利用两级吸收塔，使回收装置整体结构更简便。
[0024] 综上所述，采用本发明的技术方案，获得的食醋生产中尾气的回收方法，是将生产 发酵罐的尾气直接通入一级吸收塔，再依次经由二次吸收塔和除雾塔的处理后排放，在两 级吸收塔的吸收过程通过对吸收液PH值的监测，以调控新水的补入时机和补入量，并通过 将新水以最后一级喷淋的方式实现对尾气中有机组分的充分回收，保证对尾气的吸收稳 定、以及吸收处理效果，不影响尾气排放的质量;最后经除雾塔中活性炭层的吸收，达到国 家规定的直接排放标准，直接排放。本发明的尾气回收方法，实现了对食醋生产中尾气的彻 底治理和全面回收再利用，具有能耗低，操控简单，运行成本低，尾气处理、回收效果好的优 势。此外，本发明提供的回收装置，更利于上述回收方法的操作及运行控制，方便对食醋生 产中尾气的回收处理。
【附图说明】
[0025]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作更进一步详细说明：
[0026] 图1为本发明实施例的回收装置的结构示意图；
[0027] 图2为本发明实施例的一级吸收塔的内部结构示意图；
[0028] 图3为本发明实施例的二级吸收塔的内部结构示意图；
[0029] 图4为本发明实施例的除雾塔的内部结构示意图；
[0030] 图中1、一级吸收塔;2、二级吸收塔，3、除雾塔;4、第一进气口；5、第一出气口；6、第 一填料层;7、第一喷淋头;8、溢流管;9、pH检测单元;10、第二进气口；11、第二出气口；12、第 二填料层；13、第二喷淋头；14、补水喷淋头；15、电磁阀；16、第三进气口； 17、第三出气口； 18、活性炭吸附层。
【具体实施方式】
[0031] 实施例
[0032] 本实施例涉及食醋生产中尾气的回收方法。
[0033] -种食醋生产中尾气的回收装置，由图1结合图2至图4所示，其包括串联设置的一 级吸收塔1、二级吸收塔2以及除雾塔3。所述一级吸收塔1包括第一塔体，在所述第一塔体的 底部形成有第一水室，在所述第一水室的上方及第一塔体的顶部分别设有第一进气口 4和 第一出气口 5，在所述第一塔体内于所述第一进气口 4和第一出气口 5之间设有间隔布置的 两层第一喷淋装置，所述第一喷淋装置包括第一填料层6,以及位于所述第一填料层上方的 第一喷淋头7,所述第一喷淋头7的进口经由循环栗连通至所述第一水室，在所述第一水室 的一侧设有溢流管8,所述溢流管8上的溢流口的高度设置为500mm，于所述溢流管8与所述 第一水室的连通管路上设有pH检测单元9,用于检测溢流液体的pH值。所述二级吸收塔2包 括第二塔体，在所述第二塔体的底部形成有第二水室，在所述第二水室的上方及第二塔体 的顶部分别设有第二进气口 10和第二出气口 11，在所述第二塔体内于所述第二进气口 10和 第二出气口 11之间设有间隔布置的两层第二喷淋装置，所述第二喷淋装置包括第二填料层 12,以及位于所述第二填料层12上方的第二喷淋头13,所述第二喷淋头13的进口连通至所 述循环栗，所述第二水室连通于第一水室，在上层的所述第二喷淋装置中于所述第二填料 层的上方还设有与外部水源相连通的补水喷淋头14,所述补水喷淋头14与其旁侧的第二喷 淋头13最好呈交错布置，而且所述补水喷淋头14的位置高于其旁侧的第二喷淋头13的位 置，利于更好地吸收尾气。在所述补水喷淋头14的进水管路上串接有与所述pH检测单元9相 联接的电磁阀15,用于根据溢流液体的pH值控制补水喷淋头的水源开关，控制补水时机。所 述除雾塔3包括第三塔体，在所述第三塔体的底部和顶部分别设有第三进气口 16和第三出 气口 17，在所述第三塔体内于所述第三进气口和第三出气口之间设有活性炭吸附层18。所 述一级吸收塔1的第一出气口 5经由尾气管道与二级吸收塔2的第二进气口 10相连，所述二 级吸收塔2的第二出气口 11经由尾气管道与除雾塔3的第三进气口 16相连。
[0034] 实施例1
[0035] 在上述回收装置中进行食醋生产中尾气的回收，回收方法包括以下步骤：
[0036] a、将醋酸发酵罐顶部排气管道内的尾气通入一级吸收塔底部的进气口，尾气先经 过一级填料层和吸收液喷淋头，喷淋的吸收液自上而下落在由PE材质空心球构成的填料上 形成液膜，尾气自下而上通过填料层，与吸收液逆向接触形成对流，进行尾气的吸收，尾气 上行越过吸收液喷淋头后再经过一级相同的PE材质空心球填料层和吸收液喷淋头，与吸收 液逆向接触，进行尾气的吸收，从而完成一级吸收；
[0037] b、二级吸收:从一级吸收塔顶部排气管道排出的尾气通入二级吸收塔底部的进气 口，先经过一级PE材质空心球填料层和吸收液喷淋头，与吸收液逆向接触，进行尾气的吸 收，再经过一级PE材质空心球填料层和吸收液与水喷淋头，与吸收液或者吸收液与水逆向 接触，进行尾气的吸收，从而完成二级吸收；
[0038] 二级吸收塔底部第二水室的吸收液经由连通管道自行流入一级吸收塔，与一级吸 收塔底部第一水室的吸收液混合，采用循环栗将一级吸收塔底部第一水室的吸收液循环输 入至各吸收液喷淋头内，使喷淋的吸收液相同，均为由水吸收尾气后继续循环喷淋、吸收尾 气的液体;在一级吸收塔底部的溢流装置处通过pH检测单元在线监测吸收液pH值，从而控 制补水喷淋头对水的喷淋操作，当吸收液pH值高于4.5，控制补水喷淋头的水源输入管路上 的电磁阀处于关闭状态，使吸收液与水喷淋头只喷淋吸收液；当吸收液pH值不高于4.5,控 制补水喷淋头的水源输入管路上的电磁阀处于开启状态，使吸收液与水喷淋头同时喷淋吸 收液和水;通过控制水的喷淋量，维持吸收液pH值不低于3;在吸收液pH值为3~4.5之间时， 吸收液通过溢流管流入生产车间的储料罐，通过排放部分吸收液维持吸收液总量的稳定， 从而保证对尾气进行稳定、彻底地吸收处理；
[0039] c、排放:从二级吸收塔顶部排气管道排出的尾气通入除雾塔底部进气口，由下向 上通过活性炭层，经由活性炭对尾气残留的极少量VOC吸附处理后，尾气通过顶部排气管道 直接排放；
[0040] 在上述回收方法中，尾气的空塔流速为0.2-0.5m/s，两级吸收塔控制气液比为50: 1-100:1，喷淋头的喷头流量为300-700L/h。
[0041] 经检测，醋酸发酵罐顶部排气管道内的尾气VOC(非甲烷总烃）含量为12000-15000mg/m3,一级吸收塔顶部排气管道内的尾气VOC(非甲烷总烃)含量为1500-2500mg/m 3， 二级吸收塔顶部排气管道内的尾气VOC(非甲烷总烃)含量为150-300mg/m3,最终排放的尾 气VOC(非甲烷总烃)含量〈100mg/m 3，符合直接排放标准的要求。
[0042] 实施例2
[0043]采用与实施例1相同的回收装置，与相同的回收方法，检测吸收液不同pH值时两级 吸收塔与除雾塔排放的尾气VOC含量，结果如下表所示：
[0045] 由上表可见，本发明的食醋生产尾气的回收方法中，吸收液pH值的监控对于尾气 的回收、处理至关重要，控制pH值为3~4.5可使尾气中有机组分得到彻底回收，回用于食醋 的生产再利用，同时处理后的尾气达到直接排放标准。
[0046] 对比例1
[0047] -种食醋生产中尾气的回收方法，采用与实施例大致相同的回收方法，唯一不同 之处在于，在二级吸收塔内设置两级吸收液喷淋头，而不是一级吸收液喷淋头、一级吸收液 与水喷淋头，使尾气在二级吸收塔内经由两级吸收液的喷淋吸收，而用于调控的水补充到 一级吸收塔底部第一水室的吸收液中，检测吸收过程吸收液不同PH值时两级吸收塔排放的 尾气VOC含量，结果如下表所不：
[0049] 由上表可见，采用对比例1的回收方法在吸收液pH为4.9时对尾气中有机组分的回 收效果较好，但由于PH值较高，吸收液中有机组分的回收量不能满足生产应用，无法直接回 收再利用;在吸收液pH低于4.1时对尾气中有机组分的回收不彻底，造成VOC含量不达标。对 比实施例1与对比例1可见，本发明的食醋生产尾气的回收方法中，补充水以最后一级喷淋 的形式补入，相较于向吸收液直接补充水的方式，能够显著提高对尾气的回收、处理效率。
[0050] 对比例2
[0051] -种食醋生产中尾气的回收方法，采用与对比例1大致相同的回收方法，不同之处 在于，以吸收液中乙醇含量作为监测指标，而不是以吸收液PH值作为监测指标，当吸收液中 乙醇量小于0.8%时关闭补充水的阀门，停止向一级吸收塔第一水室补充新水;当吸收液中 乙醇量大于1.0%时开启补充水的阀门，向一级吸收塔第一水室补充新水;通过水的补充调 控，控制吸收液乙醇量在〇. 8-1.0 %，在吸收液乙醇量大于1.0 %时，吸收液通过溢流管流入 生产车间的储料罐，检测吸收过程吸收液在不同乙醇量时两级吸收塔排放的尾气VOC含量， 结果如下表所示：
[0053]将对比例1与对比例2比较可见，尾气的回收方法中，以pH值作为吸收液的监测指 标，相较于以乙醇含量作为吸收液的检测指标，对尾气的回收、处理具有监控更灵敏，处理 效果更稳定的显著优势。
【主权项】
1. 一种食醋生产中尾气的回收方法，其特征在于，包括以下步骤： a、 一级吸收:尾气通入一级吸收塔，经由两级可喷淋吸收液的喷淋装置，与吸收液逆向 接触，进行一级吸收； b、 二级吸收:经一级吸收后的尾气通入二级吸收塔，先经由一级可喷淋吸收液的喷淋 装置，与吸收液逆向接触，再经由一级可喷淋吸收液与水的喷淋装置，与吸收液或者吸收液 与水逆向接触，进行二级吸收； 所述一级吸收塔内喷淋的吸收液与二级吸收塔内喷淋的吸收液相同，为由水吸收尾气 后继续循环喷淋的液体;尾气吸收过程监测吸收液pH值，当吸收液pH值高于4.5，所述喷淋 吸收液与水的喷淋装置控制喷淋吸收液；当吸收液pH值不高于4.5，所述喷淋吸收液与水的 喷淋装置控制喷淋吸收液与水，并控制水的喷淋量以维持吸收液pH值不低于3;当吸收液pH 值为3~4.5，排放部分吸收液回用于生产； c、 排放:经二级吸收后的尾气通入除雾塔，经由活性炭层的吸收，直接排放。2. 根据权利要求1所述的食醋生产中尾气的回收方法，其特征在于:所述喷淋吸收液与 水的喷淋装置中水的喷淋位置高于吸收液的喷淋位置。3. 根据权利要求1所述的食醋生产中尾气的回收方法，其特征在于：步骤a、b、c中所述 尾气的空塔气速均为〇. 2-0.5m/s。4. 根据权利要求1所述的食醋生产中尾气的回收方法，其特征在于:所述两级吸收塔的 气液比均为50:1-100:1。5. 根据权利要求1所述的食醋生产中尾气的回收方法，其特征在于:所述两级吸收塔内 各喷淋装置的喷淋流量为300_700L/h。6. -种食醋生产中尾气的回收装置，其特征在于:包括串联设置的一级吸收塔、二级吸 收塔以及除雾塔， 所述一级吸收塔包括第一塔体，在所述第一塔体的底部形成有第一水室，在所述第一 水室的上方及第一塔体的顶部分别设有第一进气口和第一出气口，在所述第一塔体内于所 述第一进气口和第一出气口之间设有间隔布置的两层第一喷淋装置，所述第一喷淋装置包 括第一填料层，以及位于所述第一填料层上方的第一喷淋头，所述第一喷淋头的进口经由 循环栗连通至所述第一水室，在所述第一水室的一侧设有溢流管，于所述溢流管与所述第 一水室的连通管路上设有pH检测单元； 所述二级吸收塔包括第二塔体，在所述第二塔体的底部形成有第二水室，在所述第二 水室的上方及第二塔体的顶部分别设有第二进气口和第二出气口，在所述第二塔体内于所 述第二进气口和第二出气口之间设有间隔布置的两层第二喷淋装置，所述第二喷淋装置包 括第二填料层，以及位于所述第二填料层上方的第二喷淋头，所述第二喷淋头的进口连通 至所述循环栗，所述第二水室连通于第一水室，在上层的所述第二喷淋装置中于所述第二 填料层的上方还设有与外部水源相连通的补水喷淋头，在所述补水喷淋头的进水管路上串 接有与所述pH检测单元相联接的电磁阀； 所述除雾塔包括第三塔体，在所述第三塔体的底部和顶部分别设有第三进气口和第三 出气口，在所述第三塔体内于所述第三进气口和第三出气口之间设有活性炭吸附层。7. 根据权利要求6所述的食醋生产中尾气的回收装置，其特征在于:所述补水喷淋头与 其旁侧的第二喷淋头交错布置，所述补水喷淋头的位置高于其旁侧的所述第二喷淋头的位 置。8. 根据权利要求6所述的食醋生产中尾气的回收装置，其特征在于:所述溢流管的溢流 口的高度为500mm。9. 根据权利要求6所述的食醋生产中尾气的回收装置，其特征在于:所述第一喷淋头、 第二喷淋头及补水喷淋头的喷淋覆盖面积为0.5m 2。
【文档编号】B01D53/18GK106039938SQ201610538775
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月9日
【发明人】王海波, 孟琳, 刘国才, 殷召锋
【申请人】河北源清环保科技有限公司