一种含萘废气的回收装置技术领域
本发明属于化工生产设备领域，具体涉及一种含萘废气的回收装置。
背景技术
萘系减水剂生产工艺通常是由工业萘经浓硫酸高温磺化、水解后与甲醛缩合，再
以碱中和而成。其中，工业萘作为最主要原料占据较大原料比重，在进行磺化反应前必须将
工业萘进行加热至85～90℃进行熔融，为保证其充分溶解，一般工序时间为2小时，期间存
在大量的熔融废气挥发逃逸，其中最主要成分即为萘，而相对于其他工序所挥发出来的萘
蒸汽，熔萘废气中含萘量高，废气浓度大，挥发出的熔融废气萘纯度高，有极大的回收价值，
但因为萘的理化特性，以及熔萘废气的高浓度等问题，回收难度较大。
现有传统的处理含萘尾气的系统只利用喷淋法处理尾气，然后将喷淋液中的固体
萘滤出，这种处理方式只在过滤阶段回收固体萘，在多台反应釜同时工作萘挥发量大时，需
要萘回收操作人员高强度的工作。
中国发明专利(CN 104478651 A)公开一种工业萘回收处理系统，包括依次连接的
投萘口、引风机、喷淋塔以及储水池；喷淋塔的左侧设有进风口，进风口与进气管连通，喷淋
塔的右侧设有出风口，进风口与所述出风口之间设有至少两排水幕喷淋装置，且喷淋塔的
下方设有排水口；其中，喷淋塔将引风机引入的气态萘的温度降低变成固体沉降在水幕喷
淋装置喷出的液体内，并通过排水口排出；储水池通过进水管与所述水幕喷淋装置连接，用
于向水幕喷淋装置提供水源；储水池通过排水管与排水口连接，用于接受所述排水口排出
的液体；储水池内设有过滤装置用于清洁所述储水池内的液体。该装置通过喷淋法处理尾
气，然后在储水池内通过过滤装置收集。但是工业萘在熔融时产生的大量熔融废气中含萘
量高，仅仅通过喷淋无法达到有效的回收。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含萘废气的回收装置，极大地
提高了萘回收效率，降低了能耗。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案为：
一种含萘废气的回收装置，包括封闭的外壳、位于外壳底部的盐水循环腔以及位
于盐水循环腔上部的结晶室和至少一个物料收集槽；
所述盐水循环腔与结晶室之间设置封闭隔板；所述结晶室与物料收集槽之间设置
导流板；所述盐水循环腔与物料收集槽之间设置多孔分隔板，且物料收集槽底部为不锈钢
滤网，并覆有透水性滤膜；
所述盐水循环腔连接变频冷冻机组；所述结晶室上部至少设置一个喷淋装置，所
述喷淋装置通过变频循环机组与盐水循环腔连接；所述外壳上设有废气进口管和废气出口
管，所述废气进口管伸入到结晶室中，所述废气出口管与变频真空装置连接。
上述技术方案中，所述盐水循环腔和结晶室内都加入盐水，通过变频循环机组和
喷淋装置实现液体的循环，变频循环机组将盐水循环腔内的盐水通过管道从喷淋装置送入
结晶室上部，导致结晶室液面上升，之后从结晶室一侧的导流板进入到物料收集槽，最后回
流到盐水循环腔。
所述回收装置的外壳是个封闭的结构，通过变频真空装置从废气出口管抽取废
气，使得回收装置内形成负压，含萘废气从废气进口管进入到回收装置内，之后再从废气出
口管出去进入废气处理装置。
由于废气进口管伸入到结晶室中，位于盐水的液面下，在变频真空装置的作用下，
含萘废气会被吸入到结晶室中的盐水内，并形成气浮效果。此时，变频冷冻机组通过控制盐
水的温度，使得回收装置内的温度维持在<20℃，废气中的萘蒸汽与结晶室中的盐水接触
后，大部分萘蒸汽会迅速结晶，形成微小的片状晶体并上浮。
结晶室上部的喷淋装置不断喷淋盐水，经过盐水一次结晶后的含萘废气再次与喷
淋的盐水接触，二次结晶处理；同时喷淋装置不断喷淋盐水也会导致结晶室液位上升，使得
上浮的片状晶体随着导流板进入到物料收集槽内，由于物料收集槽底部为透水性滤膜，使
得固液分离；盐水最终会经过透水性滤膜和多孔分隔板回流到盐水循环腔内。
作为优选，所述盐水选用质量分数为10～20％的氯化钙溶液，进一步优选为15％。
作为优选，所述喷淋装置为立式水幕喷头，通过水流冲击悬挂喷头底部的带孔洒
水头形成圆弧水幕，有效提高对含萘废气的冲洗效率，且能有效防止喷头堵塞。
作为优选，所述回收装置的外壳上设置矩形人孔，方便工作人员进入回收装置内
进行清理，以便于定期进行清理或检修。
作为优选，所述盐水循环腔和结晶室分别设置排空管。
作为优选，所述透水性滤膜为200目氟美斯滤膜，过滤性能高且水透性强，可有效
提高回收效率，且便于更换或清洗。
所述多孔分隔板上设有第二导风板，所述导流板、第二导风板与多孔分隔板形成
向上开口的结构，所述第一物料收集槽安装在导流板和第二导风板之间；所述外壳设有第
一导风板，使得所述第一导风板与导流板和第二导风板之间形成气道；所述第一导风板与
第二导风板之间设有第一活性吸附填料层，第一活性吸附填料层上部至少对应设置一个喷
淋装置。
设置第二导风板和导流板形成向上开口的结构，用于安装第一物料收集槽，上部
设置第一导风板，安装于外壳，使得导流板与第一导风板、第一导风板与第二导风板之间形
成气道用于含萘废气的流通；第一活性吸附填料层设置在第一导风板与第二导风板之间，
使得经过两次结晶处理的含萘废气经过气道时，废气中的萘蒸汽会被活性吸附填料层吸
附，通过第一活性吸附填料层上部设置的喷淋装置，进行第三次结晶处理，并冲淋至第一物
料收集槽，进行固液分离，达到三次结晶的效果。
作为优选，所述第一活性吸附填料层包括活性炭网层和活性炭波纹板；所述活性
炭网层为50目活性炭网层，活性炭网层间隙以活性炭波纹板侧方排列支撑(蜂窝状)，形成
导流结构分布，以防止填料层堵塞且便于萘晶流入物料收集槽进行回收。
所述外壳还设有第三导风板，第二活性吸附填料层安装在第二导风板与第三导风
板之间，第二活性吸附填料层上部至少对应设置一个喷淋装置；所述第二物料收集槽位于
第二活性吸附填料层下部，且与第三导风板之间设有开口作为气道。
由于第二活性吸附填料层安装在第二导风板与第三导风板之间，经过三次结晶处
理的含萘废气会继续经过第二活性吸附填料层，使得废气中的萘蒸汽会被活性吸附填料层
吸附，继续通过上部设置的喷淋装置进行第四次结晶，并冲淋至第二料收集槽，进行固液分
离，达到四次结晶的效果；含萘废气最终会从第二物料收集槽与第三导风板之间的气道出
去，进入废气出口管。
所述废气进口管连接蒸汽管道。在管道堵塞时进行加热疏通，或在对设备进行清
理或维修时对系统进行加热，促进盐晶及萘晶溶解；作为优选，可以在蒸汽管道上设置阀
门。
所述结晶室底部设有沉积物料收集槽，所述沉积物料收集槽底部为不锈钢滤网。
作为优选，不锈钢滤网为60目，便于水体更换或维修时直接清理沉积的萘晶体。
所述物料收集槽为抽插式物料收集槽。收集槽物料达到一定数量后，可直接拆卸
清理，装袋即可完成回收。
所述回收装置安装有远程中控系统和远传压力表及电子呼吸阀；所述远传压力表
检测回收装置内的压力，并通过远程中控系统控制变频真空装置及电子呼吸阀调节压力。
所述盐水循环腔内安装有远传液位计和液位电子调节阀；所述远传液位计检测盐
水循环腔内的液位，并通过远程中控系统控制液位电子调节阀调节液位。
所述回收装置安装有远传温度计；所述远传温度计检测回收装置内的温度，并通
过远程中控系统控制变频冷冻机组调节温度。由于固体萘的特殊理化性质，熔萘废气温度
一般较高大于80℃，常规回收工艺随着机械循环发热及高温萘蒸汽的接触导热后，系统温
度上升较快，随之系统内水温上升，影响回收效果同时造成大量水汽化流失；而本发明中在
远传温度计、变频冷冻机组和远程中控系统的配合下，控制回收系统内温度<20℃，在含萘
废气与盐水接触后迅速结晶，并通过气浮效果促进流动，防止沉积、堵塞。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的回收装置中采用低温氯化钙溶液作为水洗剂，其制冷效果比水更优
良，且其黏度较大，对含萘废气吸附效果更强，且与萘晶不相溶，经常规过滤即可分离，收集
效率更高；
(2)本发明的回收装置通过结构合适的设置，能够实现四次结晶处理，极大地提高
了萘回收效率；
(3)本发明的回收装置中将废气进口管伸入到结晶室中，通过变频冷冻机组控制
回收装置的温度为<20℃，使得含萘废气与盐水接触后，温度降低至凝固点以下，瞬间冷凝
结晶，促进废气中的萘缩紧抱团，形成大颗粒状结晶，回收处理效率大大提升。
(4)本发明的回收装置中采用闭环式循环系统，有效减少了洗萘污水的产生，有效
降低对环境的污染破坏。
(5)本发明的回收装置占地面积小，无需借助其他外接系统或设备即可完成回收，
物料回收方式便捷灵活，回收的萘纯度高，无需精致即可直接作为原料使用。
附图说明
图1为实施例中含萘废气的回收装置的结构示意图。
其中，1、外壳；2、盐水循环腔；3、结晶室；4、第一物料收集槽；5、第二物料收集槽；
6、导流板；7、第一导风板；8、第二导风板；9、第三导风板；10、第一活性吸附填料层；11、第二
活性吸附填料层；12、多孔分隔板；13、封闭隔板；14、变频循环机组；15、变频冷冻机组；16、
沉积物料收集槽；17、喷淋装置；18、废气进口管；19、废气出口管；20、盐水管道；21、蒸汽管
道；22、冷冻盘管；23、排空管；23’、排空管。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例
如图1所述的含萘废气的回收装置，包括封闭的外壳1、位于外壳1底部的盐水循环
腔2以及位于盐水循环腔2上部的结晶室3、第一物料收集槽4和第二物料收集槽5。
盐水循环腔2上部安装封闭隔板13和多孔分隔板12，封闭隔板13将盐水循环腔2与
结晶室3相互隔离，而多孔分隔板12则可以通过盐水。盐水循环腔2通入15％质量分数的氯
化钙溶液，盐水循环腔2与设置在回收装置外侧的变频冷冻机组15连接，内部安装有冷冻盘
管22，通过控制盐水的温度，使得回收装置的温度控制在<20℃。盐水循环腔2还有排空管
23，用于排干液体。
结晶室3位于盐水循环腔2上部，由外壳壁、封闭隔板13和导流板6组成，导流板6倾
斜设置，使得结晶室3下部大，开口处较小，便于盐水沿着导流板6溢流。结晶室3底部安装有
沉积物料收集槽16，沉积物料收集槽16为抽插式的，底部为60目不锈钢滤网。结晶室3还设
有排空管23’，用于排干液体。
回收装置的外壳1上安装有废气进口管18，由于结晶室3同样通入了盐水，保证废
气进口管18底部伸入到液面之下。废气进口管18另一端连接熔萘装置通入含萘废气，侧边
还连接有蒸汽管道21，连接处设有阀门。
多孔分隔板12上设有第二导风板8，使得导流板6、第二导风板8与多孔分隔板12形
成向上开口的梯形结构，上端大，下端小，保证导流板6和第二导风板8对称设置。第一物料
收集槽4安装导流板6和第二导风板8之间，使得第一物料收集槽4与多孔分隔板12之间留有
空隙，第一物料收集槽4底部为不锈钢滤网，并覆有透水性滤膜，选用200目氟美斯滤膜，第
一物料收集槽4同样为抽插式的。
第一导风板7一端固定在外壳1内侧，另一侧伸入到导流板6和第二导风板8之间，
第一导风板7与导流板6平行设置，使得第一导风板7与导流板6和第二导风板8之间形成气
道。第一导风板7与第二导风板8之间安装有第一活性吸附填料层10，第一活性吸附填料层
10依次由格栅板以及50目活性炭网层和活性炭波纹板组成，活性炭网层间隙以活性炭波纹
板侧方排列支撑(蜂窝状)，形成导流结构分布，以防止第一活性吸附填料层10堵塞且便于
萘晶流入第一物料收集槽4进行回收。
外壳1内侧还设有第三导风板9，第三导风板9同样与第一导风板7平行设置，第二
活性吸附填料层11则安装在第二导风板8与第三导风板9之间，第二活性吸附填料层11结构
与第一活性吸附填料层10相同。第二物料收集槽5安装在第二活性吸附填料层11下部，且与
第三导风板9之间设有开口作为气道，第二物料收集槽5与第一物料收集槽4结构相同。
外壳1上还设有废气出口管19，废气出口管19与变频真空装置连接，将含萘废气抽
到废气处理装置内，完成碱洗中和。
回收装置外侧还设有变频循环机组14连接盐水循环腔2，通过盐水管道20将盐水
循环腔2内的盐水送入回收装置内，盐水管道20上依次安装有三个喷淋装置17，分别对应于
结晶室3、第一活性吸附填料层10和第二活性吸附填料层11，喷淋装置17采用立式水幕喷
头，通过法兰与盐水管道20连接，并设有球阀便于启闭调节。盐水管道20末端还安装有阀门
便于排气及疏通。
回收装置安装有远程中控系统和远传压力表，远传压力表检测回收装置内的压
力，并通过远程中控系统控制变频真空装置调节压力。当装置压力/真空度超过设定范围
时，自动降低变频真空装置的功率或停泵，反之当装置压力/真空度达到设定参数低限时，
自动启泵或提高变频真空装置的功率，当压力或真空度异常，超出设定范围，电子呼吸阀自
动开启并发出警报，确保系统安全运行。
盐水循环腔2内安装有远传液位计和液位电子调节阀，远传液位计检测盐水循环
腔2内的液位，并通过远程中控系统控制液位电子调节阀调节液位。当盐水循环腔2内的液
位达到设定参数低限时，自动开启液位电子调节阀补水，当液位达到设置参数上限时，自动
关闭液位电子调节阀停止加水，当液位低于设定报警参数或高于设定报警参数时发出警
报。
回收装置安装有远传温度计，远传温度计检测回收装置内的温度，并通过远程中
控系统控制变频冷冻机组15调节温度。当温度低于设定温度参数下限时，降低变频冷冻机
组15的功率或停泵，当温度高于设定温度参数上限时，自动启泵或提高变频冷冻机组15的
功率。当温度低于设定温度报警参数下限或高于设定温度报警参数上限时，发出警报。
上述通过远程中控系统控制的模块，均可手动调整运行参数及启闭状态。
回收装置的外壳1上还可以设置矩形人孔，方便工作人员进入回收装置内进行清
理，以便于定期进行清理或检修。
工作原理
盐水循环腔2和结晶室3内都通入了盐水，通过变频循环机组14和喷淋装置17实现
液体的循环，变频循环机组14将盐水循环腔2内的盐水通过盐水管道20从喷淋装置17送入
结晶室3、第一活性吸附填料层10和第二活性吸附填料层11上部，导致结晶室3液面上升，结
晶室3会溢流，从一侧的导流板6进入到第一物料收集槽4，最后回流到盐水循环腔2。
回收装置的外壳是个封闭的结构，通过变频真空装置从废气出口管19抽取废气，
使得回收装置内形成负压，含萘废气从废气进口管18进入到回收装置内，之后再从废气出
口管19出去进入废气处理装置。
由于废气进口管18伸入到结晶室3中，位于盐水的液面下，在变频真空装置的作用
下，含萘废气会被吸入到结晶室3中的盐水内，并形成气浮效果。此时，变频冷冻机组15通过
控制盐水的温度，使得回收装置内的温度维持在<20℃，废气中的萘蒸汽与结晶室3中的盐
水接触后，大部分萘蒸汽会迅速结晶，形成微小的片状晶体并上浮。
结晶室3上部的喷淋装置17不断喷淋盐水，经过盐水一次结晶后的含萘废气再次
与喷淋的盐水接触，二次结晶处理；同时喷淋装置17不断喷淋盐水也会导致结晶室3液位上
升，使得上浮的片状晶体随着导流板6进入到第一物料收集槽4内，由于第一物料收集槽4底
部为透水性滤膜，使得固液分离；盐水最终会经过透水性滤膜和多孔分隔板12回流到盐水
循环腔2内。
第一活性吸附填料层10设置在第一导风板7与第二导风板8之间，使得经过两次结
晶处理的含萘废气经过气道时，废气中的萘蒸汽会被活性吸附填料层吸附，通过第一活性
吸附填料层10上部设置的喷淋装置，进行第三次结晶处理，并冲淋至第一物料收集槽4，进
行固液分离，达到三次结晶的效果。
由于第二活性吸附填料层11安装在第二导风板8与第三导风板9之间，经过三次结
晶处理的含萘废气会继续经过第二活性吸附填料层11，使得废气中的萘蒸汽会被活性吸附
填料层吸附，继续通过上部设置的喷淋装置进行第四次结晶，并冲淋至第二料收集槽5，进
行固液分离，达到四次结晶的效果；含萘废气最终会从第二物料收集槽5与第三导风板9之
间的气道出去，进入废气出口管19。
性能试验
单批次向熔萘装置中投加上海宝钢精萘(含量＞99％，其中含有少量杂质如四氢
化萘、苯甲腈、硫茚、酚类、甲基古马隆等)共计11吨，根据原料精萘组分可知，99％精萘含酚
约0.001％，由此可见含酚废气产生量极小，在含萘废气的回收装置中即可完成吸附处理。
将11吨精萘融化至液态，熔融温度约85℃～90℃，熔萘装置放空管与含萘废气的
回收装置的废气进口管18串联，通过远程中控系统设置变频真空装置维持装置内负压参数
为(-0.02Mpa～-0.05Mpa)，电子呼吸阀设置参数为(-0.05Mpa～0.5Mpa)，报警器设置参数
为(<-0.05Mpa报警及>3Mpa报警)，通过远程中控系统设置变频冷冻机组控制装置温度参数
为(10～20℃)，系统配置正压安全阀及负压安全阀，含萘废气通过整套回收装置回收后，对
废气进口管18和废气出口管19内的含萘废气进行检测，检测结果如下表1：
表1、废气进口管和废气出口管中含萘废气的检测数据
由此可知实施例中的回收装置的回收率高达93％，降低大气污染的同时，保障了
员工人身健康安全，并为企业带来了较高的经济效益。
回收处理后的含萘废气与变频真空装置串联，并最终流经废气处理装置进行进一
步处理(一级水洗、二级碱洗、活性炭吸附，排风量5000m/h)，最终高空排放。