[發明專利]一種含咖啡因廢氣處理工藝流程

無效

• 申請號: 201210110810.3
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102614743A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 朱兆友;杜德清;夏丙堃;王英龍;馬藝心
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C07D473/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種化學化工廢氣治理技術領域，具體涉及一種含咖啡因廢氣處理工藝流程。

背景技術

隨著我國國民經濟的持續高速發展，特別是近年來，我國GDP以年均10％以上的速度增長，我國的經濟建設取得了舉世矚目的成就。但由于產業結構的不合理，一些高能耗、高污染項目的盲目上馬，給我們賴以生存的自然環境帶來了巨大的壓力。一方面，資源、能源消耗的迅猛增長，污染物的大量排放，嚴重影響了人們的日常生活和生存空間；另一方面，資源有效利用率低，造成了資源的大量浪費。我國于1997年頒布并實施了《大氣污染物綜合排放標準》，其中限定了33種污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發性有機物。因此，研究新的方法回收這些排放物或將其分解成無毒的化合物，是國內外環境保護工作的重要任務之一。為此，黨中央及時提出了構建資源節約型社會和環境友好型社會的重要思想，把資源節約和環境保護工作提高到關乎建設社會主義和諧社會的高度。十七大報告指出，要基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式和消費模式，有效控制主要污染物的排放，使生態環境質量得到明顯改善，要在全社會牢固樹立生態文明觀念。因此，創建資源節約型、環境友好型社會是我們今后經濟建設的發展方向，也是環境保護技術發展的方向。

咖啡因(1，3，7-三甲基黃嘌呤)為中樞神經興奮藥物，常用于解熱鎮痛藥，同時還大量用于飲料添加劑?？Х纫蚴且幠Ｐб嫫贩N，中國是世界咖啡因產銷大國?？Х纫蛏a過程中，成品前最后一步工藝，采用氣流干燥方式，將半成品中的水份進行干燥。這就造成少量粒徑較小的咖啡因顆粒隨氣流排入大氣。據測算，損失的部分約占成品的2％，若按年產量3000噸計算，每年將損失60噸左右的成品咖啡因。如按50.00元/kg計，年經濟損失將達到300萬元左右。在造成資源浪費的同時，排出的粉塵還將對廠區及周圍環境產生嚴重的污染。因此，采用一種合理的工藝，將廢氣中的咖啡因進行回收，然后回用于原工藝從而實現資源化處理，是十分必要的。它不僅能夠實現咖啡因流化床干燥過程的清潔生產達到環境保護的目的，還能創造一定的經濟效益。

長期以來，人們一直致力于工業廢氣治理技術的研究。到目前為止，人們已經研究開發出一系列卓有成效的控制技術。在這些技術中，國內外廣泛采用并且研究比較多的有：催化燃燒法、生物氧化法、吸附法和吸收法等。催化燃燒法處理工業廢氣是20世紀40年代末出現的技術，具有使用范圍廣、基本不會造成二次污染的優點，但催化劑容易失活，導致處理成本比較高。生物氧化法與常規治理技術相比，具有設備簡單、投資費用低等優點，但只是在處理低濃度、易生物降解的有機氣相污染物時才具有其經濟性，普適性較差，使其推廣應用受到限制。吸附法是將廢氣中的污染物組分濃集在吸附劑表面，使之與空氣分開的方法對廢氣進行處理。此法適合于處理中低濃度和有較高處理要求的廢氣，一般使用活性炭作為吸附劑。當待處理廢氣相對濕度超過50％時，活性炭的吸附能力會大大下降，且處理設備龐大，流程復雜，另外還要考慮活性炭再生的經濟性。吸收法是利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發生選擇性化學反應，從而將有害組分從氣體中分離出來的過程。隨著新材料、新技術的出現，近年來又開發出了幾種工業廢氣處理新技術，如等離子體技術、光催化降解技術、膜分離技術等。上述這些方法和技術都或多或少地存在各種各樣的缺點和不足。

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提出了一種含咖啡因廢氣處理工藝流程，其采用回收的方法，將廢氣中的有機物回收并加以利用，以達到降低環境污染物的目的。其具有節約資源的突出優點，可推廣應用于類似廢氣的資源化處理過程中，為化工、制藥生產過程中產生的廢氣處理開辟新的途徑。

本發明的技術方案為：一種含咖啡因廢氣處理工藝流程，包括吸收單元和結晶單元，在所述吸收單元內設有旋流濕壁塔，在所述旋流濕壁塔內設有吸收劑，含咖啡因廢氣進入吸收單元后，在所述吸收單元內與所述吸收劑接觸，含咖啡因廢氣在旋流濕壁塔內的工藝數據包括傳質系數關聯式和溶解度關聯式，含咖啡因廢氣中的咖啡因被吸收劑吸收，形成吸收液，在吸收過程中，吸收劑從吸收單元的旋流濕壁塔的頂部入口補充，吸收后的含咖啡因廢氣從旋流濕壁塔的頂部排出，所述吸收液從旋流濕壁塔的底部流出，進入結晶單元；

吸收液經過結晶單元后，結晶單元分離出咖啡因和吸收劑，從而回收咖啡因，分離后的吸收劑經過過濾單元后，循環使用。

在吸收過程中，含咖啡因廢氣經過旋流濕壁塔被吸收的物質的量與進入吸收塔的物質的量之比為吸收率，所述吸收單元的吸收過程中的咖啡因吸收率大于99％。