[發明專利]一種從工業尾氣中回收電子級一氧化二氮的裝置及方法

有效

• 申請號: 201911016788.4
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110835101B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 趙鐸;史紅軍;陳聚良;李曉峰;鄭黎;易明玉;屈建海;陳亞春;陳桂昌;王金華;王海林;潘海坡;馮繼偉
• 申請（專利權）人: 河南神馬尼龍化工有限責任公司;平頂山市普恩科技有限公司
• 主分類號: C01B21/22
• 分類號: C01B21/22
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

本發明公開一種從工業尾氣中回收電子級一氧化二氮的裝置及方法，屬于廢氣回收技術領域，包括通過管道依次連接的壓縮機、第一水洗塔、第二水洗塔、有機洗滌塔、凈化塔、換熱器、冷凝器I、分離罐、精餾塔和產品冷凝器，壓縮機的進口和原料尾氣進氣管道相連，第二水洗塔的洗滌用水由去離子水源提供，第一水洗塔的洗滌用水由第二水洗塔提供，所述換熱器設有第一換熱通道、第二換熱通道和第三換熱通道，所述冷凝器I設有氣體進口、氣體出口、制冷劑進口、制冷劑出口，凈化塔的氣體通過換熱器的第一換熱通道后進入冷凝器I中，還包括用于對精餾塔頂部的氣體進行冷凝的冷凝器II，以及用于對冷凝器I、冷凝器II和產品冷凝器提供冷量的制冷機。

技術領域

本發明屬于尾氣回收領域，具體涉及一種從工業尾氣中回收電子級一氧化二氮的裝置及方法。

背景技術

一氧化二氮（Nitrous Oxide），又稱笑氣，無色有甜味的氣體，化學式為N₂O，是一種氧化劑。一氧化二氮高溫下能分解成氮氣和氧氣，在一定條件下能支持燃燒（同氧氣），但在室溫下穩定，有輕微的麻醉作用，并能致人發笑，主要應用于食品工業、電子工業和醫學等領域。

一氧化二氮是一種化學性質穩定的溫室氣體，其全球變暖潛能值(GWP)約為CO₂的300倍，是一種潛在的導致溫室效應和臭氧層減少的氣體。大氣中N₂O主要來自農業排放、化石燃料燃燒、生物質燃燒和廢水。環己酮生產裝置的氨肟化反應尾氣的主要組分是一氧化二氮、氮氣和少量氧氣。傳統的工藝方法是將經過冷卻、尾氣吸收塔吸收后含有大量N₂O的尾氣放空直接排放到空氣中，造成了嚴重的環境污染和資源浪費。對一氧化二氮的治理引起了各國環保組織的高度重視。

然而，從含有一氧化二氮的廢氣回收和純化可用于半導體、LCD、和OLED工業的高純度一氧化二氮的方法尚未廣泛應用于工業。美國專利公開號US 2014/0366576描述了一種方法，其包括用于從含有一氧化二氮、雜質、水分和有機烴的廢氣純化一氧化二氮的濕法洗滌、吸附、液化、閃蒸或回流連續蒸餾。在此，通過濕法洗滌除去二氧化碳和二氧化氮，通過吸附除去痕量雜質例如二氧化碳、二氧化氮、水蒸氣和有機烴。然后，液化氣體。在排放器(emitter)中分離包含濃度為30體積%的一氧化二氮的含有一氧化二氮的氣體混合物和包含濃度為約98體積%的一氧化二氮的含有一氧化二氮的液體混合物。將包含濃度為約98體積%的一氧化二氮的含有一氧化二氮的液體混合物加入蒸餾設備以獲得至少99.999體積%純度的高純度一氧化二氮。然而，在上述專利中，未使用濃縮將送至排放器的含有一氧化二氮的氣體混合物的裝置。因此，包含濃度為30體積%的一氧化二氮的氣體混合物在通過蒸餾設備前從排放器排放至空氣中。因此，如上述專利的實施例所示，一氧化二氮的回收率低至供給至純化工序的己二酸廢氣中所含的總一氧化二氮含量的約5%。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從工業尾氣中回收電子級一氧化二氮的裝置及方法，可實現一氧化二氮的多次循環回收。

基于上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種從工業尾氣中回收電子級一氧化二氮的裝置，包括通過管道依次連接的壓縮機、第一水洗塔、第二水洗塔、有機洗滌塔、凈化塔、換熱器、冷凝器I、分離罐、精餾塔和產品冷凝器，壓縮機的進口和原料尾氣進氣管道相連，第二水洗塔的洗滌用水由去離子水源提供，第一水洗塔的洗滌用水由第二水洗塔提供，所述換熱器設有第一換熱通道、第二換熱通道和第三換熱通道，所述冷凝器I設有氣體進口、氣體出口、制冷劑進口、制冷劑出口，凈化塔的氣體出口通過管道和換熱器的第一換熱通道進口相連，第一換熱通道出口通過管道和冷凝器I的氣體進口相連，冷凝器I的氣體出口通過管道和分離罐的氣體進口相連，分離罐的氣體出口和精餾塔的氣體進口相連，精餾塔中部的氣體出口和產品冷凝器相連；還包括用于對精餾塔頂部的氣體進行冷凝的冷凝器II，以及用于對冷凝器I、冷凝器II和產品冷凝器提供冷量的制冷機，制冷劑采用R23，所述有機液再生塔的底部設有用以對有機液再生塔內的有機液進行再生的飽和蒸氣壓為0.4~0.5MPa的水蒸汽進口和出口。