CN102309868B - 有机溶剂冷凝回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机溶剂冷凝回收装置，包括：一冷凝器，中段设置有冷凝管束，并令冷媒流过该冷凝管束的管外缘，且相对该冷凝管束的底端并列设置有引入有机溶剂气体的入流室与排出冷凝净化气的出流室，并令含有高浓度有机溶剂气体以一定流速流经该冷凝管束内，而相对该冷凝管束的顶端则设置有回转室；以及一回收筒，连接至该入流室与出流室，而回收凝结成液态的有机溶剂。本发明使冷凝液流向不易蓄积成液膜以提升有机溶剂冷凝回收效果，且确保有机溶剂回收过程顺畅及节能的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机溶剂冷凝回收装置。
背景技术
生活和生产中广泛应用的有机溶剂，在温室下易挥发成气体，故又名挥发性有机气体(Volatile Organic Compounds，VOCs)，而多数的VOCs对人体有一定毒性，必须加以净化处理；再者，目前相关业者对于VOCs的净化处理，是将VOCs先予以吸附再浓缩脱附，然后进行焚化处理，或是就地装设冷凝器加以回收处理，而将所冷凝吸收下来的VOCs纯化再利用，并且因为VOCs浓度已大幅下降，可降低下游端废气处理设备的负荷及延长最终处理设备的寿命，得以有效提升净化处理设备整体的处理效果。
其次，如图1所示的现有冷凝器10，是于中段设置有冷凝管束11，且相对该冷凝管束11的顶端并列设置有入流室12与出流室13，而相对该冷凝管束11的底端则设置有回转室14，并令冷媒流过该冷凝管束11的管外缘；然而，把借由浓缩器20所脱附出来的浓缩VOCs废气气流，导引至该入流室12并流经相对于该入流室12所设置的冷凝管束11而流至该回转室14，再流经相对于该出流室13所设置的冷凝管束11而流至该出流室13排出；其中，气态的VOCs是在流经该冷凝管束11的过程中凝结成液态，而滴落至该回转室14，再由连接至该回转室14的回收筒30回收。
由于将入流室12与出流室13朝上设置的冷凝器传统装设方式，在由该入流室12刚刚进入冷凝管束11的初期冷凝阶段，因废气气流的VOCs浓度很高，故会快速凝结出大量的液态VOCs，此大量的液态VOCs又必须从该冷凝管束11的管上端流至管下端(滞留时间极长)，乃易于冷凝管束11管内蓄积成厚度可观的液膜，而该液膜的厚度越厚则造成热质传递效率越差(亦即冷凝效果越差)，甚至可能致使气流因液塞而无法通过与压力波动的困扰。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的因冷凝液流向易蓄积厚液膜致使冷凝效果差的问题，而提供一种有机溶剂冷凝回收装置，使冷凝液流向不易蓄积成液膜以提升有机溶剂冷凝回收效果，且确保有机溶剂回收过程顺畅及节能的功效。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，包括：一冷凝器，中段设置有冷凝管束，并令冷媒流过该冷凝管束的管外缘，且相对该冷凝管束的底端并列设置有引入有机溶剂气体的入流室与排出冷凝净化气的出流室，并令含有高浓度有机溶剂气体以一定流速流经该冷凝管束内，而相对该冷凝管束的顶端则设置有回转室；以及一回收筒，连接至该入流室与出流室，而回收凝结成液态的有机溶剂。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中冷凝器与回收筒之间设置一液封筒。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中液封筒内部以一纵隔板分隔出液封槽与排液槽，并令所述入流室与出流室的导液管伸入该液封槽中，该排液槽的排液管则连接至所述回收筒。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中进一步所述排液管设置一加压泵，并于所述排液槽设置有高、低液位计，并将该加压泵与高、低液位计连接至一控制器，该控制器根据该高、低液位计的讯号控制该加压泵的运转状态。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中进一步于连接至所述入流室的气体引入管与连接至所述出流室的净化气排出管之间增设一热交换器，该热交换器令该气体引入管自所述净化气排出管回收冷能。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中冷凝器中段进一步设置有令冷媒迂回流动的横隔板。
前述的有机溶剂冷凝回收装置，其中含有高浓度有机溶剂气体流经所述冷凝器管束内的流速为1.5m/s以下的层流流场。
本发明的有益效果是，使冷凝液流向不易蓄积成液膜以提升有机溶剂冷凝回收效果，且确保有机溶剂回收过程顺畅及节能的功效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有冷凝器的结构示意图。
图2是本发明第一实施例的结构示意图。
图3是本发明第二实施例的结构示意图。
图4是本发明第三实施例的结构示意图。
图中标号说明：
10 冷凝器 431 导液管
11 冷凝管束 432 净化气排出管
12 入流室 44 回转室
13 出流室 45 横隔板
14 回转室 50 液封筒
20 浓缩器 51 纵隔板
30 回收筒 52 液封槽
40 冷凝器 53 排液槽
41 冷凝管束 531 排液管
42 入流室 54 加压泵
421 导液管 55、56 高、低液位计
422 气体引入管 57 控制器
43 出流室 60 热交换器
具体实施方式
首先，请参阅图2所示，本发明的第一实施例包括有：一冷凝器40，中段设置有冷凝管束41，并令冷媒流过该冷凝管束41的管外缘，且相对该冷凝管束41的底端并列设置有引入有机溶剂气体的入流室42与排出冷凝净化气的出流室43，并令含有高浓度有机溶剂气体以1.5m/s以下的层流流场流经该冷凝管束41内，而相对该冷凝管束41的顶端则设置有回转室44；一回收筒30，连接至该入流室42与出流室43，而回收凝结成液态的有机溶剂；此外，该冷凝器40中段进一步设置有令冷媒迂回流动的横隔板45，进而提升有机溶剂冷凝回收效果。
兹以实际测试所得的数据说明可达到的回收效果；若进入该入流室42的有机溶剂气体体积浓度为30～35％的MEK与65～70％的氮气，冷媒为0℃的卤水，出流室43排出冷凝净化气的气体温度为5℃，当冷凝管束41内气体流速为1.5m/s以下的管内层流流场时，有机溶剂冷凝回收效果可达80％以上，较当冷凝管束41内气体流速为2.5m/s的管内紊流流场时，仅约60％的有机溶剂冷凝回收效果为佳。
接着，请参阅图3所示，本发明的第二实施例与第一实施例的不同处在于：进一步于该冷凝器40与回收筒30之间设置一液封筒50，用以克服压力差而区隔该入流室(42)与该出流室(43)，可避免含有有机溶剂的气体未经冷凝处理即自该导液管(421)对外泄漏，或是避免冷凝处理后的气体自该导液管(431)对外泄漏，以确保有机溶剂回收过程顺畅；而该液封筒50内部以一纵隔板51分隔出液封槽52与排液槽53，并令该入流室42与出流室43的导液管421、431伸入该液封槽52中，该排液槽53的排液管531则连接至该回收筒30。因此，该冷凝器40所凝结的液态有机溶剂会蓄积于该液封槽52中，并借以形成液封的效果，而当蓄积量达到该纵隔板51的高度后，液态有机溶剂则会溢流至排液槽53，再由该排液管531重力排放或加压排放至该回收筒30；其中，若采用加压排放，则进一步于该排液管531设置一加压泵54，并于该排液槽53设置有高、低液位计55、56，且将该加压泵54与高、低液位计55、56连接至一控制器57，该控制器57根据该高、低液位计55、56的讯号控制该加压泵54的运转状态。
再者，请参阅图4所示，本发明的第三实施例与第二实施例的不同处在于：进一步于连接至该入流室42的气体引入管422与连接至该出流室43的净化气排出管432之间增设一热交换器60，该热交换器60令该气体引入管422自该净化气排出管432回收冷能，降低该冷凝器40所需的冷能进而节能。
基于上述结构，本发明是将冷凝器40的入流室42与出流室43设置于底端，故刚由该入流室42进入冷凝管束41的有机溶剂气体气流，因有机溶剂浓度甚高遂立即就凝结出大量的液态有机溶剂，此大量的液态有机溶剂乃快速就可滴落至入流室42，不会长时间滞留于该冷凝管束41内部，而具有冷凝液流向不易蓄积成液膜以提升有机溶剂冷凝回收效果的功效。再者，进一步于该冷凝器40与回收筒30之间所设置的液封筒50，则具有确保有机溶剂回收过程顺畅的功效。另者，进一步于连接至该入流室42的气体引入管422与连接至该出流室43的净化气排出管432之间所增设的热交换器60，是具有节能的功效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。
Claims (6)
1.一种有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，包括：一冷凝器，中段设置有冷凝管束，并令冷媒流过该冷凝管束的管外缘，且相对该冷凝管束的底端并列设置有引入有机溶剂气体的入流室与排出冷凝净化气的出流室，刚由该入流室进入冷凝管束的有机溶剂气体气流，因有机溶剂浓度高，立即凝结出液态有机溶剂，并滴落至入流室，并令含有高浓度有机溶剂气体以一定流速流经该冷凝管束内，而相对该冷凝管束的顶端则设置有回转室；以及一回收筒，连接至该入流室与出流室，而回收凝结成液态的有机溶剂；以及一液封筒，设置于所述冷凝器与回收筒之间。
2.根据权利要求1所述的有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，所述液封筒内部以一纵隔板分隔出液封槽与排液槽，并令所述入流室与出流室的导液管伸入该液封槽中，该排液槽的排液管则连接至所述回收筒。
3.根据权利要求1所述的有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，进一步所述排液管设置一加压泵，并于所述排液槽设置有高、低液位计，并将该加压泵与高、低液位计连接至一控制器，该控制器根据该高、低液位计的讯号控制该加压泵的运转状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，进一步于连接至所述入流室的气体引入管与连接至所述出流室的净化气排出管之间增设一热交换器，该热交换器令该气体引入管自所述净化气排出管回收冷能。
5.根据权利要求1所述的有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，所述冷凝器中段进一步设置有令冷媒迂回流动的横隔板。
6.根据权利要求1所述的有机溶剂冷凝回收装置，其特征在于，含有高浓度有机溶剂气体流经所述冷凝器管束内的流速为1.5m/s以下的层流流场。
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