CN101314561B - 用于丙酮回收的吸附床解吸方法 - Google Patents

Abstract

一种用于丙酮回收的吸附床解吸方法，当吸附床吸附的丙酮达到饱和时，关闭混合气阀和尾气排放阀等，打开蒸汽流量调节阀和解吸气阀，向吸附床内通入蒸汽，并控制蒸汽流量，使吸附床的壳体和碳仓升温；当碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，关小蒸汽流量调节阀，减少蒸汽流量至可维持所述碳仓温度不变。具有节约蒸汽，降低成本等优点。

Description

用于丙酮回收的吸附床解吸方法

技术领域

本发明涉及用于丙酮回收的吸附床解吸方法，尤其是烟用醋酸纤维丝束生产过程中用于丙酮回收的吸附床解吸方法。

背景技术

在烟用醋酸纤维丝束生产过程中，丙酮作为溶剂用来溶解二醋酸纤维素醋片，经纺丝和干燥后，挥发出来的丙酮通过丙酮回收单元进行回收。丙酮回收单元通常包括多台吸附床和冷凝/冷却器，来自丙酮空气混合气总管的混合气进入吸附床后，其中的丙酮被吸附在吸附床内的活性碳微孔中，而其余几乎不含丙酮的气体则通过活性碳层后排入大气中，达到排放要求，此为吸附。经过一段时间后，活性碳微孔中吸附了足够的丙酮后，吸附床就由吸附转为解吸，此时，给吸附床通入一定量的低压过热蒸汽，被吸附的丙酮就被解吸出来，与蒸汽一起作为解吸气进入冷凝/冷却器。解吸结束后，吸附床又转入吸附阶段，如此循环反复不断进行吸附和解吸。进入冷凝/冷却器的解吸气随后经分离可得到稀丙酮溶液。

吸附装置是丙酮回收单元的关键装置，其包括吸附床、解吸蒸汽管、解吸气管、混合气管、尾气管和碳仓温度表。在吸附床的壳体内设有碳仓，在壳体的上部设有解吸气体口，在壳体的下部还设有尾气排放口。碳仓内装有活性碳。碳仓上部和下部均为网孔板结构，便于丙酮气和解吸蒸汽均匀进入活性碳层以及尾气和解吸气从活性碳层中出来。解吸蒸汽管部分插入壳体内，且位于碳仓的下面，部分位于壳体的外部与解吸蒸汽总管相连，该部分设有蒸汽调节阀。解吸气管与壳体的气体入口相连，其上设有解吸气阀。混合气管与壳体的气体入口相连，其上设有混合气阀。尾气管与壳体的尾气排放口相连，其上设有尾气阀和尾气温度表。

吸附床解吸过程可分为三个阶段：一、吸附床壳体加热升温阶段，这一阶段吸附床的尾气温度不断上升，但吸附床的碳仓温度基本不变，此阶段通入吸附床内的蒸汽主要用于加热吸附床的壳体。二、吸附床碳仓加热升温阶段，这一阶段吸附床的碳仓温度不断上升，而吸附床的尾气温度基本不变，此阶段通入吸附床的蒸汽主要用于加热吸附床内的活性碳。第三阶段为蒸汽丙酮交换解吸阶段，这一阶段吸附床碳仓温度与尾气温度变化均很小，此阶段通入吸附床的蒸汽主要用于维持吸附床壳体和碳仓的温度，使蒸汽与丙酮进行交换解吸。

目前，吸附床解吸阶段的蒸汽流量控制通常采取一段式控制，即整个解吸阶段蒸汽流量控制不变。但因在解吸第三阶段蒸汽仅用于与丙酮交换解吸，不再需要加热壳体和碳仓，只需维持吸附床壳体和碳仓的温度基本不变即可，因此并不需要大量蒸汽。因此如果第三阶段通入的蒸汽量与前二个阶段通入的蒸汽量相同势必会造成蒸汽的极大浪费，增加生产成本。

发明内容

本发明主要目的是提供一种用于丙酮回收的吸附床解吸方法，其可减少蒸汽使用量。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：用于丙酮回收的吸附床解吸方法，包括：当吸附床吸附的丙酮达到饱和时，关闭混合气阀和尾气阀，打开解吸气阀和蒸汽流量调节阀，向吸附床内通入蒸汽并控制蒸汽流量，使吸附床的壳体和碳仓升温；当碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，关小蒸汽流量调节阀，减少蒸汽流量至可维持所述碳仓温度不变。

优选的方案为将碳仓温度与蒸汽流量调节阀联锁，当碳仓的温度高于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量调节阀自动关小至设定流量。

优选的方案为丙酮的解吸温度高于丙酮的沸点温度。

优选的方案为丙酮的解吸温度控制在90℃至100℃之间。

优选的方案为蒸汽流量调节阀的蒸汽流量控制有两个设定值，在碳仓温度低于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第一设定值，在碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第二设定值。

上述用于丙酮回收的吸附床解吸方法，通过对蒸汽流量进行两段式控制，即在解吸第三阶段减少蒸汽用量，不但可有效节约蒸汽，降低能耗，而且可使解吸气温度下降，减少了解吸气冷凝用的冷凝水用量。

本发明的另一目的是提供一种蒸汽用量少的吸附装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：吸附装置，包括：吸附床，包括壳体和设于所述壳体内的碳仓，其中壳体上设有气体口、尾气排放口；解吸蒸气管，部分插入至吸附床内碳仓的下面，部分位于壳体外，其中位于壳体外的部分设有蒸汽流量调节阀，用于调节控制蒸汽流量；解吸气管，设有解吸气阀，其与吸附床的气体口相连，供吸附床解吸过程产生的解吸气流出；混合气管，设有混合气阀，其与所述吸附床的气体口相连；尾气管，设有尾气阀、尾气温度表，其与吸附床的尾气排放口相连，用于排放经吸附床吸附后产生的尾气；碳仓温度表，设于吸附床的壳体外部，与吸附床的碳仓相连，用于检测并显示碳仓的温度；其中，碳仓温度表与蒸汽流量调节阀联锁，当碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量调节阀关小，减少蒸汽流量至可维持所述碳仓温度不变。

优选的方案为蒸汽流量调节阀的蒸汽流量控制有两个设定值，当碳仓的温度低于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第一设定值，当碳仓的温度高于解吸温度时，蒸汽流量控制在第二设定值。

优选的方案为丙酮的解吸温度高于丙酮的沸点温度。

优选的方案为丙酮的解吸温度控制在90℃至100℃之间。

具有上述结构的吸附装置，将吸附床的碳仓温度引入了蒸汽流量控制系统，当碳仓温度高出丙酮的吸附温度时，自动关小蒸汽流量调节阀，减少蒸汽的用量。不但操作简单，而且相比现有技术，仅增加一个温度联锁，却节省了大量蒸汽。

附图说明

图1是本发明最佳实施方式的吸附装置的工艺流程图。

以下结合附图和最佳实施方式对本发明予以详细说明。

具体实施方式

当吸附床吸附的丙酮达到饱和时，吸附床将进入解吸阶段，此阶段蒸汽流量分两段进行控制，即在解吸的第一和第二阶段，即壳体升温和碳仓升温过程中蒸汽流量大，而在解吸第三阶段，即在丙酮解吸过程中蒸汽流量调小至足以维持碳仓温度不变即可。更具体地，当吸附床吸附的丙酮达到饱和时，先关闭混合气阀和尾气排放阀，打开解吸气阀和蒸汽流量调节阀，向吸附床内通入蒸汽，使吸附床的壳体和碳仓升温。该过程中，先是尾气温度表显示尾气温度上升而碳仓温度表显示的碳仓温度基本不变，这是解吸的第一阶段。然后，尾气温度表显示尾气温度基本不变，碳仓温度表显示碳仓的温度开始上升，进入解吸的第二阶段。当碳仓温度达到丙酮的解吸温度时，进入解吸第三阶段，丙酮开始解吸，此时关小蒸汽流量调节阀，减少蒸汽流量至可维持所述碳仓温度不变即可。解吸结束后，关闭蒸汽流量调节阀和解吸气阀，打开尾气排放阀和混合气阀，吸附床又开始吸附。较好的方法是将蒸汽流量调节阀与碳仓温度表联锁，并给蒸汽流量设定两个设定值，当碳仓温度低于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第一设定值，当碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第二设定值，籍此自动调节蒸汽流量，可使操作变得更为简单。丙酮的解吸温度控制在高于丙酮的沸点即可，但为保证解吸速度，丙酮的解吸温度通常控制在90℃至100℃之间。

上述用于丙酮回收的吸附床解吸方法，通过对蒸汽流量进行两段式控制，在解吸第三阶段减少蒸汽用量，不但可有效节约蒸汽，降低能耗，而且可使解吸气温度下降，减少了解吸气冷凝用的冷凝水用量。采用本发明的解吸方法，可在现有技术的条件下，采取手动控制蒸汽流量，无需增加成本，即可大量节约蒸汽。但较好的方法是在现有技术的吸附装置上的碳仓温度表与蒸汽流量调节阀进行联锁，籍此可实现自动控制，通过较少的投资即可节省大量蒸汽，而且操作简单。

图1是本实施例吸附装置的工艺流程图。如图1所示，吸附床装置100包括吸附床1、解吸蒸汽管2、解吸气管3、混合气管4、尾气管5和碳仓温度表6。

在吸附床1的壳体11内设有碳仓12，在壳体11的上部设有气体口13，在壳体11的下部还设有尾气排放口14。碳仓12内装有活性碳。碳仓12上部和下部均为网孔板结构，便于丙酮气和解吸蒸汽均匀进入活性碳层以及尾气和解吸气从活性碳层中出来。

解吸蒸汽管2部分插入壳体11内的碳仓12的下面，部分位于壳体11的外部与解吸蒸汽总管相连，其中位于壳体11外部的部分设有蒸汽流量调节阀21，用于调节控制蒸汽流量。吸附床1解吸时，蒸汽流量调节阀21打开，吸附床1吸附时，蒸汽流量调节阀21关闭。

解吸气管3与吸附床1的气体口13相连，其供吸附床1解吸过程产生的解吸气流出。解吸气管3上设有解吸气阀31，当吸附床1解吸时，该阀打开，吸附床1吸附时，该阀关闭。

混合气管4，亦与吸附床1的气体口13相连，供混合气流入吸附床1。混合气管1上设有混合气阀41，当吸附床1吸附时，该阀打开，当吸附床1解吸时，该阀关闭。

尾气管5与吸附床1的尾气排放口14相连，用于排放经吸附床1吸附后产生的尾气。尾气管5上设有尾气阀51、尾气温度表52。其中尾气阀51在吸附床1解吸时关闭，吸附床1吸附时打开。

在吸附床1的壳体11的外部还设有碳仓温度表6，其与碳仓12相连，用于检测并显示碳仓12的温度，且与蒸汽流量调节阀21联锁，所述碳仓温度表与所述蒸汽流量调节阀联锁，当碳仓温度高于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量调节阀关小，减少蒸汽流量至可维持所述碳仓温度不变。

蒸汽流量调节阀21的蒸汽流量控制有两个设定值，当碳仓12的温度低于丙酮的解吸温度时，蒸汽流量控制在第一设定值，当碳仓12的温度高于解吸温度时，蒸汽流量控制在第二设定值。通常，丙酮的解吸温度控制在90℃至100℃之间。

实施例：

吸附床进入解吸阶段时，关闭混合气阀和尾气排放阀，打开解吸气阀和蒸汽流量调节阀，向吸附床内以200kg/min的流量通入低压蒸汽，使吸附床的壳体和碳仓升温，约7分钟左右碳仓温度达到90℃。此时，通过碳仓温度表与蒸汽流量调节阀的联锁，蒸汽流量调节阀自动关小，流量变为183.3kg/min，此时碳仓温度基本保持不变，约3分30秒左右，丙酮解吸完成，关闭蒸汽流量调节阀和解吸气阀，打开尾气排放阀和混合气阀，吸附床进入又一循环的吸附和解吸。相比于现有吸附床解吸方法中的蒸汽流量一段式控制，可节约蒸汽(200-183.3)*3.5＝58.45kg。

以一个丙酮回收单元有两个吸附单元各五台，共10台吸附床，且每个单元进行吸附的吸附床和进行解吸的吸附床之比始终保持4∶1计算，10台吸附床每天可节约蒸汽58.45*2*24*60/10.5＝16032kg，一年可节约蒸汽5851680kg。

Claims (5)

1.用于丙酮回收的吸附床解吸方法，包括：

当吸附床吸附的丙酮达到饱和时，关闭混合气阀和尾气阀，打开解吸气阀和蒸汽流量调节阀，向吸附床内通入蒸汽并控制蒸汽流量，使吸附床的壳体和碳仓升温；

其特征在于：

当碳仓温度高于丙酮解吸温度时，关小蒸汽流量调节阀，减少蒸汽流量至可维持碳仓温度不变。

2.根据权利要求1所述丙酮回收的吸附床解吸方法，其特征在于：

将碳仓温度与蒸汽流量调节阀联锁，当碳仓温度高于所述丙酮解吸温度时，蒸汽流量调节阀自动关小至设定流量。

3.根据权利要求1所述用于丙酮回收的吸附床解吸方法，其特征在于：

蒸汽流量调节阀的蒸汽流量控制有两个设定值，当碳仓温度低于所述丙酮解吸温度时，蒸汽流量控制在第一设定值，当碳仓温度高于所述丙酮解吸温度时，蒸汽流量控制在第二设定值。

4.根据权利要求3所述丙酮回收的吸附床解吸方法，其特征在于：

所述丙酮解吸温度高于丙酮的沸点温度。

5.根据权利要求3所述丙酮回收的吸附床解吸方法，其特征在于：

所述丙酮解吸温度控制在90℃至100℃之间。

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