本发明涉及一种voc有机废气的净化方法，特别涉及一种voc有机废气的吸收处理方法及系统，属于废气处理技术领域。
背景技术：
可挥发性有机物(volatileorganiccompounds，简称vocs)是指挥发性的碳氢化合物及其衍生物，其包含烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、脂类、胺类、有机酸等。vocs是继二氧化硫、氮化物和氟利昂后被广泛关注的大气污染物，其工业来源为合成材料生产、石油炼制和石油化工、建筑装饰、机械设备制造等行业。
vocs的主要危害是在大气中与氮氧化物反应生成光化学烟雾，危害人体健康，并且其中还含有有毒物质，易导致中毒等情况的发生，另外大多数voc易燃易爆，在浓度较高的情况下易发生爆炸和火灾；又及，部分voc还可破坏臭氧层。
因此，voc有机废气在排放前需要经过净化处理，现有voc有机废气的处理技术主要包括回收法和处理法。其中回收法包括冷凝法、吸附法、吸收法和膜分离法等；处理法包括燃烧法、低温等离子体技术、光催化降解技术和微生物净化技术等。
现有的这些工艺虽然能在一定程度上实现voc有机废气的净化，降低其危害，然而其同时也存在诸多不足。以其中的吸收法为例，其主要是利用有机物相似相溶的原理，采用低挥发或不挥发溶剂对voc进行吸收，再利用voc分子和吸收剂物理性质的差异进行分离，但是其吸收率较低，且通常需要大量的吸收剂，成本高，且吸收剂基本只能单次利用，因而还易于引起二次污染。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种voc有机废气的吸收处理方法及系统，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种voc有机废气的吸收处理方法，其包括：
(1)将voc有机废气与吸收剂在吸收装置中充分接触，使所述有机废气中至少部分有机物被吸收剂吸收而形成吸收剂富液，净化后的废气若达标则向外排放；
(2)使所述吸收剂富液进入解吸装置中经真空抽提或经加热分离或与吹扫气体逆向接触，使所述吸收剂富液中的有机物解吸出来，获得再生的吸收剂贫液，富集有机物的解吸气体进行冷凝回收或焚烧或氧化处理；
(3)将步骤(2)所获的再生的吸收剂贫液输入所述吸收装置循环利用。
作为优选实施案例之一，步骤(1)还包括：在将voc有机废气输入吸收装置之前，对voc有机废气进行冷却降温处理，并经冷凝单元冷凝，分离并回收所述voc有机废气中的至少部分有机物。
本发明实施例还提供了一种voc有机废气的吸收处理系统，其包括：
吸收装置，用以使voc有机废气与吸收剂充分接触，从而使有机废气中的至少部分voc有机物被吸收剂吸收，获得吸收剂富液及净化后的废气；以及
解吸装置，用以使所述吸收装置输出的吸收剂富液经真空抽提或经加热处理或与吹扫气体逆向接触，从而使所述吸收剂富液中的有机物解吸，获得再生的吸收剂贫液和富集有机物的解吸气体。
在一些实施例中，所述吸收处理系统还包括冷凝回收单元，所述冷凝回收单元包括冷凝换热器，至少用以将voc有机废气降温，以及使降温后的voc有机废气中的至少部分有机物冷凝为液态或固态，并输出经冷凝处理后的废气。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
(1)本发明先以冷凝回收单元回收voc有机废气中的价值较大的有机物组分，之后再以吸收及解吸处理voc有机废气，从而实现对voc有机废气的进一步高效吸收和脱除，使废气达标排放，以及还可实现吸收剂的高效解吸，使得吸收剂可被循环利用，大大降低操作成本，并实现了可挥发性有机物的进一步回收；
(2)本发明提供的voc有机废气的吸收处理方法操作简单，吸收剂和吹扫气体等可以在线循环利用，因而可在大幅缩减吸收剂用量的基础上，实现对voc有机废气的持续处理，且使废气达标排放，成本低，绿色环保；
(3)本发明提供的一种与所述voc有机废气的吸收处理方法配套的系统占用空间小，能耗低，并可设计为撬装移动式的结构，更利于在一些有害气体的泄露现场使用。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中一种voc有机废气的超重力吸收处理工艺流程图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是一种voc有机废气的吸收处理方法及其系统。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种voc有机废气的吸收处理方法包括：
(1)将voc有机废气与吸收剂在吸收装置中充分接触，使所述有机废气中至少部分有机物被吸收剂吸收而形成吸收剂富液(如下可简称富液)，净化后的废气若达标则向外排放；
(2)使所述吸收剂富液进入解吸装置中经真空抽提或经加热分离或与吹扫气体逆向接触，使所述吸收剂富液中的有机物解吸，获得再生的吸收剂贫液(如下可简称贫液)，富集有机物的解吸气体进行冷凝回收或焚烧或氧化处理；
(3)将步骤(2)所获的再生的吸收剂贫液输入所述吸收装置循环利用。
作为优选实施案例之一，步骤(1)还包括：在将voc有机废气输入吸收装置之前，对voc有机废气进行冷却降温处理，并经冷凝单元冷凝，分离并回收所述voc有机废气中的至少部分有机物。
在本发明中，所述的voc有机废气是指含有可挥发性有机物(volatileorganiccompounds，简称voc)的废气。所述可挥发性有机物包括挥发性的碳氢化合物及其衍生物，例如包含烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、脂类、胺类、有机酸等。当然，所述voc有机废气也可以含有其它有机物。
在一些较佳实施方案中，前述步骤(1)包括：将voc有机废气冷却降温，并经冷凝单元冷凝回收所述废气中的至少部分有机物(包括但不限于前述的可挥发性有机物)。该步骤(1)中处理voc有机废气的方法具有操作简单，流程短，适用性强，选择性灵活等特点，可实现多种污染物的同步、高效率地脱除，且能耗低，无二次污染，还可获得具有回收价值的副产物。
进一步的，步骤(1)具体包括：将经冷凝处理后的有机废气与吸收剂分别输入吸收装置的气体入口和液体入口，使所述有机废气与吸收剂在吸收装置中充分接触，从而使所述有机废气中的至少部分有机物被吸收剂吸收，获得净化后的有机废气及吸收剂富液，之后将净化后的有机废气从所述吸收装置的气体出口输出，以及，将吸收剂富液从所述吸收装置的液体出口输出。
前述吸收装置可以是超重力反应器，也可以是常规的填料塔或喷淋塔，优选为超重力吸收器。
例如，在一些实施例中，前述步骤(1)具体可以包括：将经冷凝处理后的voc有机废气与吸收剂分别输入所述超重力吸收器的气体入口和液体入口，使所述有机废气与吸收剂在超重力吸收器中因超重力作用充分接触，从而使所述有机废气中的至少部分有机物(包括但不限于前述的可挥发性有机物)被吸收剂吸收，获得净化后的有机废气及吸收剂富液，之后将净化后的有机废气从所述超重力吸收器的气体出口输出，以及将吸收剂富液从所述超重力吸收器的液体出口输出。
在一些较佳实施方案中，前述步骤(1)还可包括：在所述超重力吸收器的气体出口处对净化后的废气进行检测，若检测合格则排入大气，反之则重新输入所述超重力吸收器的气体入口。
进一步的，步骤(2)具体包括：将所述吸收剂富液输入解吸装置，并对吸收剂富液进行真空抽提，或者将吸收剂富液加热，或者使吸收剂富液与通入解吸装置的吹扫气体逆向接触，从而使吸收剂富液中的有机物解吸，获得再生的吸收剂贫液以及富集有机物的解吸气体。
前述解吸装置可以是超重力反应器，也可以是常规的填料塔或吸收塔，优选为超重力解吸器。
例如，在一些较佳实施例中，前述步骤(2)具体可包括：将所述吸收剂富液输入所述超重力解吸器的液体入口，或在超重力解吸器中连接真空系统，或将吸收剂富液加热，或逆向通入吹扫气体，使所述吸收剂富液在超重力解吸器中发生解吸分离，从而使吸收剂富液中的有机物解吸，获得再生的吸收剂贫液，和富集有机物的解吸气体。
进一步的，步骤(3)具体包括：将步骤(2)所获的富含有机物的解吸气体降温而冷凝回收其中的至少部分有机物，或者，将步骤(2)所获的富含有机物的解吸气体输入焚烧系统或氧化处理系统。
例如，在一些较佳实施例中，前述步骤(3)具体可以包括：将步骤(2)所获的吸收剂贫液输入超重力吸收器的液体入口并循环使用，以及将步骤(2)所获的富含有机物的解吸气体，再经过降温冷凝回收其中的有机物，或者，输送至焚烧或氧化处理系统。
进一步的，前述步骤(3)还可包括：将经降温冷凝回收处理后的解吸气体返输至超重力解吸器的气体入口而循环利用。
前述超重力反应器可以为旋转填充床、折流式超重力旋转装置、螺旋通道超重力旋转装置、定-转子超重力旋转装置和旋转碟片超重力旋转装置中的任意一种或多种。
在一些较佳实施例中，在所述的voc有机废气的吸收处理方法中，所述超重力反应器的超重力水平应足以使所述吸收剂与voc有机废气充分接触或足够使吹扫气体能与富液充分为宜，例如，在一些较佳实施方案中，所述超重力吸收器或超重力解吸器的转子转速可以为200～1500rpm。
进一步的，所述吸收剂选自能够以物理方式可逆的吸附步骤(1)分离获得的气相体系中有机物(包括但不限于前述的可挥发性有机物)的吸收剂。所述吸收剂优选为流体状的，特别是液态的。
其中，所述的吸收剂可根据所述voc有机废气中所含有机物(包括但不限于前述的可挥发性有机物)的类型、含量等而从业界已知的任何合适吸收剂中选取并组配。
进一步的，在所述voc有机废气的吸收处理方法中，所述吸收装置中的温度条件优选为能使前述有机物(包括但不限于前述的可挥发性有机物)最大程度的溶于所述吸收剂，而又不会导致所述吸收剂变质(物相及化学结构改变)的温度条件。
在一些实施方案中，所述的吸收剂可选自水、油类物质(例如润滑油、柴油，煤油等)、离子液或其复配物，含表面活性剂的水溶液或微乳液中的任一种或多种的组合，但不限于此。
进一步的，所述吹扫气体选自能够以物理方式可逆的吸收步骤(1)分离获得的气相体系中的挥发性有机物，且不会与所述吸附剂反应的气体。
在一些实施方案中，所述吹扫气体可优选自但不限于水蒸气，空气，氮气、惰性气体中的任一种或两种以上的组合。
较为优选的，输入所述解吸装置的所述吹扫气体的温度不低于常温。
本发明先以冷凝回收单元回收voc有机废气中的价值较大的有机物组分，之后再吸收及解吸处理voc有机废气，从而实现对voc有机废气的进一步高效吸收和脱除，使废气达标排放，以及还可实现吸收剂的高效解吸，使得吸收剂可被循环利用，大大降低操作成本，并实现了可挥发性有机物的进一步回收。
本发明实施例的另一个方面提供的voc有机废气的吸收处理系统，包括：
吸收装置，用以使voc有机废气与吸收剂充分接触，从而使有机废气中的至少部分voc有机物被吸收剂吸收，获得吸收剂富液及净化后的废气；以及
解吸装置，用以使所述吸收装置输出的吸收剂富液经抽真空处理或经加热处理或与吹扫气体逆向接触，从而使所述吸收剂富液中的有机物解吸，获得再生的吸收剂贫液和富集有机物的解吸气体。
在一些实施方案中，所述的voc有机废气的吸收处理系统包括冷凝回收单元，所述冷凝回收单元包括冷凝换热器，至少用以将voc有机废气降温，以及使降温后的voc有机废气中的至少部分有机物冷凝为液态或固态，并输出经冷凝处理后的废气。
在一些较为具体的实施例中，所述吸收处理系统包括：
冷凝回收单元，包括：
冷凝换热器，至少用以将voc有机废气和/或含有有机物的吹扫气体换热降温，使降温后的voc有机废气至少部分有机物冷凝为液态或固态，并输出经冷凝处理后的有机废气，以及
收集单元，至少用以收集于所述冷凝换热器中形成的液态或固态有机物。
前述吸收装置包括超重力反应器、填料塔和喷淋塔中的任意一种，优选为超重力吸收器。
前述解吸装置包括超重力反应器、填料塔和吸收塔中的任意一种，优选为超重力解吸器。
例如，在一些较佳实施案例中，所述吸收处理系统包括：
超重力吸收器，用以使冷凝回收单元输出的、经冷凝处理的有机废气与吸收剂因超重力作用充分接触，从而使有机废气中的至少部分voc有机物被吸收剂吸收，获得吸收剂富液及净化后的有机废气；以及
超重力解吸器，用以使所述超重力吸收器输出的吸收剂富液经真空系统或经加热分离或与吹扫气体逆向接触解吸，从而使所述吸收剂富液中的有机物分离出，获得再生的吸收剂贫液和富集有机物的解吸气体。
进一步的，所述超重力吸收器至少具有可供输入所述经冷凝处理的有机废气的气体入口、可供输入所述吸收剂的液体入口、可供输出净化后的有机废气的气体出口和可供输出所述吸收剂富液的液体出口，所述超重力解吸器至少具有可供真空系统接口或输入吹扫气体的气体入口、可供输入所述吸收剂富液的液体入口、可供输出再生的吸收剂贫液的液体出口和可供输出富含有机物的解吸气体的气体出口，所述超重力吸收器的液体入口和液体出口分别与所述超重力解吸器的液体出口和液体入口连通，所述超重力解吸器的气体出口与所述冷凝回收单元的voc有机废气入口相互连通。
藉由该设计，可以在所述超重力吸收器和超重力解吸器之间形成所述吸收剂的封闭循环回路。
进一步的，所述超重力吸收器和超重力解吸器均可选自前述的超重力反应器，而其工作参数等亦可如前文所述。
在一些实施方案中，所述解吸装置与真空系统、加热装置、吹扫气体供给系统中的至少一种连接，籍以在解吸装置对吸收剂富液进行真空抽提、加热或者吹扫。其中，加热装置可以设于所述解吸装置内，亦可设于解吸装置外部。
在一些实施方案中，所述解吸装置的解吸气体出口还与冷凝回收单元、焚烧系统或氧化处理中的至少一种连接，籍以回收富集有机物的解吸气体中的有机物或者通过焚烧、氧化等方式去除有机物，而避免对外界的污染。
本发明提供的所述voc有机废气的吸收处理系统占用空间小，能耗低，并可设计为撬装移动式的结构，更利于在一些有害气体的泄露现场使用。
请参阅图1所示是本发明一典型实施案例中一种voc有机废气的超重力吸收处理方法的工艺流程图，其包括：
将待处理的voc有机废气通过换热器进行冷却换热降温，然后经冷凝单元降温回收所述voc有机废气中的至少部分较高价值的有机组分，将经过初步净化的voc有机废气输送至超重力吸收器中，与通入的吸收剂充分接触而完成吸收过程，使所述voc有机废气中的至少部分挥发性有机物被吸收剂吸收，净化后的尾气达标排放，吸收了挥发性有机物后的吸收剂形成吸收剂富液；将完成吸收过程后产生的吸收剂富液输送至超重力解吸器中，与解析用的吹扫气体充分接触，使挥发性有机物从所述吸收剂富液中解吸出来，而后进入吹扫气体中，得到再生的吸收剂贫液，可输送至所述超重力吸收器中循环利用。而含有挥发性有机物的解吸气体被输送至冷凝单元以回收挥发性有机物，或者也可输送至焚烧处理系统。
下面结合典型实施例对本发明的技术方案进行更为详细的解释说明。
在典型实施例中，针对化工过程中含有价值较高的单一组分的voc的有机废气的处理，一方面尽可能的回收有机物，同时要求废气高效吸收或焚烧处理后的排放达到相应的国家标准。典型过程如下：
1)将含挥发性有机物(voc)的废气经换热器等降温冷凝并回收其中的凝液，voc浓度大大降低后的废气通入超重力旋转填充床吸收器中，与离子液体吸收剂在填料层中逆向接触，通过离子液体吸收剂吸收voc有机废气中的有机组分；经过高效吸收后的净化气从超重力机气体出口输出，外排或回用；而吸收其中有机物后的离子液体吸收剂从超重力机中引出，成离子液吸收剂富液；
2)将吸收剂富液通过流体输送设备输入超重力再生装置中，采用高温气体(氮气/空气)吹扫对富液进行解吸再生，富液中的voc有机物解脱进入气相；
富液解析后再生，从超重力再生器中输出，得到吸收剂贫液；再生吸收剂返回超重力吸收器循环利用；
吹脱再生吸收有机物后的再生气，含有浓度较高的有机物，输送到voc有机废气的入口处，再次冷凝回收其中的voc有机物。
其中：所述离子液体吸收剂还复配有机/无机溶剂。
所述离子液体吸收剂包括：咪唑类离子液体，吡啶类离子液体。所述有机溶剂包括：柴油，煤油，664消泡剂，碳酸丙烯酯，n-甲酰吗啉。所述无机溶剂包括：水，柠檬酸钠，乙酸钠。
另一实施例涉及一种对锂电池生产过程中的烘箱热废气进行超重力吸收处理的工艺。
具体而言，nmp(n-methyl-2-pyrrolidone，n-甲基吡咯烷酮)因其对粘合剂pdvf(聚偏氟乙烯)的溶解稀释性能好等优点而被锂离子电池普遍选用，也是锂离子电池生产中排放废气中的主要成分。若对废气中的nmp不进行回收利用，不仅会造成严重的环境污染，而且还会造成原材料的大量浪费。
以某锂电池生产厂商的锂电池生产工艺为例，在其锂电池生产过程中的烘箱热废气(如下简称废气)中，nmp的初始含量大于2000ppm。本实施例中先将所述废气经热能交换系统回收热量，降低其温度，以及经冷却冷凝系统将其温度降低至20℃，回收其中的冷凝液，使废气中nmp含量降低到300～600ppm，将经初步净化的废气经排放管口送入超重力回收处理系统，与经循环泵输送的、自储罐而来的吸收水-nmp混合溶液(启动吸收液为水)在超重力机中充分接触，因nmp与水无限互溶，从而达到废气净化效果，排出废气nmp含量＜6ppm。
本实施例中的废气净化系统吸收液为水，根据吸收液中nmp含量进行自动控制，实时补充工艺水。当吸收液循环储槽中的nmp浓度达到20％后，外送至产品液储槽，如此，绝大部分的nmp得到了回收，降低了运行成本。
本实施例中，采用工艺水为吸收剂，价格便宜，无需再生可以减少再生费用，同时吸收后的nmp水溶液可以经精馏塔浓缩回收得到有用的nmp溶剂。但是需要考虑吸收用的nmp水溶液的浓度和用量，以减少后期浓缩的能耗。
应当理解，以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。