CN103657327B - 三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法与设备，其中方法包括：吸附、脱附及冷凝回收三个步骤；设备包括：吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元三部分。本发明的有益效果是：能够有效去除三乙胺冷芯盒制芯尾气中的三乙胺，使尾气达到国家排放标准，减少环境污染，同时对三乙胺进行回收利用，从而达到即消除三乙胺污染，又降低三乙胺消耗的目的。

Description

三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法与设备

技术领域

本发明涉及一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理回收方法，特别涉及一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法与设备。

背景技术

三乙胺冷芯盒制芯技术是1968年由美国Ashland油脂化学公司向铸造界推出的一种制芯技术，其工艺过程为：向原砂中按工艺配比加入酚醛树脂和聚异氰酸酯粘结剂，将三者混合均匀得到冷芯盒砂。利用冷芯盒制芯机将冷芯盒砂射入芯盒并紧实，藉助气体发生器，以干燥的压缩空气或氮气等为载体将定量并雾化或汽化的三乙胺催化剂通过吹气板吹入芯盒，使芯砂在芯盒内快速硬化，得到具有一定强度和尺寸精度，满足铸造工艺要求的砂芯。由于三乙胺冷芯盒制芯工艺具有生产效率高、砂芯尺寸精度高、溃散性好、易清砂、综合成本低等众多优点，受到了国内外铸造企业的欢迎，得到了广泛应用。三乙胺作为冷芯盒制芯催化剂，不参与芯砂硬化过程的化学反应，制芯过程中吹入的三乙胺和载体气体在完成崔化功能后，将如数从芯砂中排出。三乙胺是一种有腐蚀性、有毒、易燃易爆的碱性液体，腐蚀口腔、食道及皮肤，可引起化学性灼伤、肺水肿甚至死亡。如果对冷芯盒制芯过程产生的尾气不加处理而直接排入大气，将严重污染环境并危害人身健康，冷芯盒制芯尾气处理及三乙胺回收成为铸造行业急待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明将针对铸造行业冷芯盒制芯含三乙胺尾气污染环境，影响人身健康的实际情况，采用“吸附→脱附→冷凝回收”三乙胺冷芯盒制芯尾气处理工艺，使三乙胺冷芯盒制芯尾气达到国家规定的排放标准，同时对三乙胺进行回收利用，从而达到即消除三乙胺污染，又对三乙胺进行回收利用的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法，包括：吸附步骤、脱附步骤和冷凝回收步骤；其中，

所述吸附步骤包括：先将含三乙胺冷芯盒制芯尾气进行预处理，去除尾气中的粉尘，然后将经预处理的尾气通入吸附塔，吸附塔内置有用于吸附三乙胺的吸附剂，吸附塔除去尾气中的三乙胺，最终将达到国家排放标准的尾气排入大气；当从吸附塔排出的气中三乙胺的浓度高于预设值时，吸附步骤停止；从吸附塔排出气中的三乙胺浓度预设值按国家规定的排放标准设定；

所述脱附步骤包括：向所述吸附塔中通入脱附气体，通过脱附气体的热量将吸附剂中的三乙胺汽化，使得三乙胺与吸附剂分离，得到含三乙胺和脱附气体的混合气体，吸附剂获得了再生；当从吸附塔排出的混合气体中三乙胺浓度低于预设值时，脱附步骤停止；从吸附塔排出气体中的三乙胺浓度预设值按国家规定排放标准的1/10设定；

所述冷凝回收步骤包括：将所述脱附后的混合气体进行冷凝处理，使三乙胺冷凝为液态并收集，气体回到吸附塔。

其中，所述吸附步骤、所述脱附步骤和所述冷凝回收步骤可以同时进行，也可单独进行。

所述方法使用的设备包括吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元；

所述吸附单元包括依次连接的：用于去除尾气中粉尘的预处理器、吸附塔、用于监测吸附塔中排出气体中三乙胺浓度的检测装置Ⅰ和风机；

所述脱附单元包括依次连接的：脱附气体生成装置、所述吸附塔和用于监测三乙胺浓度的检测装置Ⅱ，所述脱附气体生成装置包括依次连接的风机、除湿器和加热器，所述加热器通过调节阀与所述除湿器和所述吸附塔连接；

所述冷凝回收单元包括依次连接的：与所述吸附塔连接的冷凝器和收集器；

其中，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B；所述吸附塔A和吸附塔B通过控制阀交替进行三乙胺吸附和脱附。

为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收设备，包括吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元；

其中，所述吸附单元包括依次连接的：用于去除尾气中粉尘的预处理器、吸附塔、用于监测从吸附塔排出气体中三乙胺浓度的检测装置Ⅰ和风机；

所述脱附单元包括依次连接的：脱附气体生成装置、所述吸附塔和用于监测从吸附塔排出气体中三乙胺浓度的检测装置Ⅱ，所述脱附气体生成装置包括依次连接的风机、除湿器和加热器，所述加热器通过调节阀与所述除湿器和所述吸附塔连接；

所述冷凝回收单元包括依次连接的：与所述吸附塔连接的冷凝器和收集器。

所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B；所述吸附塔A和吸附塔B通过控制阀交替进行三乙胺吸附和脱附。

所述脱附气体生成装置中，所述除湿器包括除湿器A和除湿器B，所述除湿器A和除湿器B通过控制阀交替进行除湿和再生操作。

所述收集器的出气口与所述吸附塔连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：能够有效去除三乙胺冷芯盒制芯尾气中的三乙胺，使尾气达到国家排放标准，减少环境污染，同时对三乙胺进行回收利用，从而达到即消除三乙胺污染，又降低三乙胺消耗的目的；本发明的要点之一是采用吸附塔中的吸附剂对三气胺冷芯盒制芯所产生的尾气进行处理，使其达到国家规定的工业尾气排放标准；本发明的要点之二是对吸附饱和的吸附剂进行解附，获得含较高浓度三乙胺和载体气体的混合气体，脱附后的吸附剂将重新进行再吸附，脱附后得到含三乙胺气体的混合气体将进入回收环节；本发明的要点三是将脱附出的含三乙胺气体的混合气体进行冷凝处理，将三乙胺和脱附气体分离，获得液态三乙胺。

附图说明

图1为本发明实施例1和实施例2的工作原理图。

其中，1、除湿器A；2、除湿器B；3、风机A； 4、加热器；5、风机B；6、检测装置Ⅰ；7、检测装置Ⅱ；8、吸附塔A；9、吸附塔B；10、调节阀A；11、调节阀B；12、预处理器；13、制冷器；14、冷凝器；15、收集器；16-32均为控制阀。

具体实施方式

实施例1

本发明实施例提供了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法，包括：吸附步骤、脱附步骤和冷凝回收步骤；其中，

吸附步骤包括：先将含有三乙胺的冷芯盒制芯尾气进行预处理，去除尾气中的粉尘，将预处理后的尾气通入吸附塔，吸附塔内置有用于吸附三乙胺的吸附剂，经吸附处理后的气体从吸附塔排出；当从吸附塔中排出气中三乙胺浓度高于预设值时，吸附步骤停止；从吸附塔排出气中的三乙胺浓度预设值按国家规定的排放标准设定；

脱附步骤包括：向所述吸附塔中通入脱附气体，通过脱附气体的热量将吸附剂中的三乙胺汽化，使得三乙胺与吸附剂分离，得到含三乙胺和脱附气体的混合气体；从吸附塔排出的混合气体中三乙胺浓度低于预设值时，脱附步骤停止；从吸附塔排出气体中的三乙胺浓度预设值按国家规定排放标准的1/10设定；

冷凝回收步骤包括：将所述脱附后获得的混合气体进行冷凝处理，获得液态三乙胺并收集，气体回到吸附塔。

其中，吸附步骤、脱附步骤和冷凝回收步骤可以同时进行，也可以单独进行。

本实施例还提供了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法所使用的设备，包括吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元；

吸附单元包括依次连接的：用于去除尾气中粉尘的预处理器12、吸附塔、用于监测从吸附塔中排出气体中三乙胺浓度的检测装置Ⅰ6和风机B；

脱附单元包括依次连接的：脱附气体生成装置、吸附塔和用于监测从吸附塔中排出气体中三乙胺浓度的检测装置Ⅱ7，脱附气体生成装置包括依次连接的风机A、除湿器和加热器4，加热器4通过调节阀与除湿器和吸附塔连接；

冷凝回收单元包括依次连接的：与吸附塔连接的冷凝器14和收集器15；

其中，吸附塔包括吸附塔A8和吸附塔B9；吸附塔A8和吸附塔B9通过控制阀交替进行三乙胺吸附和脱附。

实施例2

本发明实施例提供了一种三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收设备，包括吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元；

其中，吸附单元包括依次连接的：用于去除尾气中粉尘的预处理器12、吸附塔、用于监测三乙胺吸附状况的检测装置Ⅰ6和风机B；

脱附单元包括依次连接的：脱附气体生成装置、吸附塔和用于监测三乙胺脱附状况的检测装置Ⅱ7，脱附气体生成装置包括依次连接的风机A、除湿器和加热器4，加热器4通过调节阀与除湿器和吸附塔连接；

冷凝回收单元包括依次连接的：与吸附塔连接的冷凝器14和收集器15，冷凝器14与一制冷器13连接；收集器15的出气口还与吸附塔A8和吸附塔B9连接。

吸附塔包括吸附塔A8和吸附塔B9；吸附塔A8和吸附塔B9通过控制阀交替进行三乙胺吸附和脱附。工作过程如下：尾气通过预处理器12去除所含粉尘，经控制阀16进入吸附塔A8，然后通过检测装置Ⅰ6、控制阀17、风机B排入大气；或经控制阀18进入吸附塔B9，然后通过检测装置Ⅰ6、控制阀19、风机B排入大气。控制阀16、17及吸附塔A8和控制阀18、19及吸附塔B9交替工作，当一个吸附塔进行吸附时，另一个吸附塔进行脱附。

脱附气体生成装置中，除湿器包括除湿器A1和除湿器B2，除湿器A1和除湿器B2通过控制阀交替进行除湿和再生。工作过程如下：脱附气体（空气）由风机A经控制阀20、除湿器A1、控制阀21进入加热器4；或经控制阀24、除湿器B2、控制阀25进入加热器4。除湿器A1和除湿器B2交替工作，当一个除湿器工作时，另一个除湿器再生；由加热器4产生的干燥气体一路经调节阀10，通过控制阀26或控制阀22进入需再生的除湿器A1或除湿器B2。若除湿器A1再生，则控制阀20、21和22关闭，控制阀26和27开启，由加热器产生的热气流经调节阀10、控制阀26到除湿器A1，然后由控制阀27排入大气；除湿器A1中的水分被蒸发，除湿器A1获得再生，反之除湿器B2可以获得再生。另一路干燥空气经调节阀11、控制阀28进入吸附塔A8，或经调节阀11、控制阀30进入吸附塔B9，高温使吸附剂脱附。当一个吸附塔处于脱附状态时，另一个吸附塔处于吸附状态。脱附后的气体进入冷凝器14，经冷凝三乙胺由气态变为液态贮存在三乙胺收集器15中，气体经控制阀32再次进入吸附塔A1或吸附塔B2。

三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收设备工作及控制过程如下：设定初始状态吸附塔A1处于吸附状态，吸附塔B2处于脱附状态。除湿器A1处于除湿状态，除湿器B2处于再生状态。这时控制阀20、21、22、23、16、31处于开启状态，控制阀24、25、26、27、18、19、28、29、32处于关闭状态。由三乙胺冷芯盒制芯机产生的尾气进入预处理器12，除去尾气中的粉尘，经控制阀16进入吸附塔A8，经吸附除去尾气中的三乙胺，气体经检测装置Ⅰ6、控制阀17、风机B排入大气。脱附气体由风机A、控制阀20、除湿器A1、控制阀21、加热器4、调节阀11、控制阀30进入吸附塔B9，使吸附剂脱附。脱附后的气体经检测装置27、控制阀30进入冷凝器25，经冷凝将三乙胺从气态变为液态贮存在收集器中，气体经控制阀33、29进入吸附塔23。吸附塔所需脱附时间少于吸附塔吸附饱和所用的时间。当从吸附塔中排出气体中三乙胺的浓度低于检测装置Ⅱ7的设定值时，表明吸附塔B9脱附工作完成，检测装置Ⅱ7发讯，关闭风机A、加热器4和控制阀32，其余各控制阀的工作状态不变，吸附塔B9脱附工作结束。随着工作的延长，当从吸附塔A8中排出的气体中三乙胺浓度高于检测装置Ⅰ6的设定值时，检测装置Ⅰ6发讯，启动风机A、加热器4，控制阀18、19、28、29、32开启，控制阀16、17、30、31关闭，吸附塔A8进入脱附状态，吸附塔B9进入吸附状态。除湿器A1和除湿器B2交替工作，当除湿器A1处于工作状态时，除湿器B2处于再生状态，通过时间控制实现两除湿器之间的交替。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法，其特征在于，包括：吸附、脱附和冷凝回收三个步骤；其中，

所述吸附步骤包括：先将含三乙胺的冷芯盒制芯尾气进行预处理，去除尾气中的粉尘，再将尾气通入吸附塔，吸附塔含有用于吸附三乙胺的吸附剂，经吸附后的气体从吸附塔排出；当从吸附塔排出的气体中三乙胺浓度高于预设值时，吸附步骤停止；从吸附塔排出气中的三乙胺浓度预设值按国家规定的排放标准设定；

所述脱附步骤包括：向所述吸附塔中通入脱附气体，通过脱附气体的热量将吸附剂中的三乙胺汽化，使得三乙胺与吸附剂分离，得到含三乙胺和脱附气体的混合气体；吸附塔排出的混合气体中含三乙胺的浓度低于预设值时，脱附步骤停止；从吸附塔排出气体中的三乙胺浓度预设值按国家规定排放标准的1/10设定；

所述冷凝回收步骤包括：将所述混合气体进行冷凝处理，使三乙胺凝聚为液态并和脱附气体分离，液体三乙胺被收集；

所述方法使用的设备包括吸附单元、脱附单元和冷凝回收单元；

其中，所述吸附单元包括依次连接的：用于去除尾气中粉尘的预处理器、吸附塔、用于监测三乙胺吸附状况的检测装置Ⅰ和风机；

所述脱附单元包括依次连接的：脱附气体生成装置、所述吸附塔和用于监测三乙胺脱附状况的检测装置Ⅱ，所述脱附气体生成装置包括依次连接的风机、除湿器和加热器，所述加热器通过调节阀与所述除湿器和所述吸附塔连接；

所述冷凝回收单元包括依次连接的：与所述吸附塔连接的冷凝器和收集器；

所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B；所述吸附塔A和吸附塔B通过控制阀交替进行三乙胺吸附和脱附；

所述脱附气体生成装置中，所述除湿器包括除湿器A和除湿器B，所述除湿器A和除湿器B通过控制阀交替进行除湿和再生；

所述收集器的出气口与所述吸附塔连接。

2.根据权利要求1所述的三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收方法，其特征在于，所述吸附步骤、所述脱附步骤和所述冷凝回收步骤同时进行。