CN104001338A - 一种脱溶剂系统及其操作工艺 - Google Patents

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CN104001338A CN201410201365.0A CN201410201365A CN104001338A CN 104001338 A CN104001338 A CN 104001338A CN 201410201365 A CN201410201365 A CN 201410201365A CN 104001338 A CN104001338 A CN 104001338A
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Abstract

本发明涉及化工设备技术领域,具体涉及一种脱溶剂系统及其操作工艺。一种脱溶剂系统,包括进料系统、预处理系统、主处理系统、热水循环系统、冷却水循环系统、出料系统、纯水供应系统这几个子系统,并通过合理的分配调度,使得采用该系统的操作工艺简单方便。由于采用上述技术方案,本发明控制简单方便,溶剂脱出效率高,生产过程中不会产生大量VOC排放和废水排放,脱出的溶剂和水中达标的部分可以再次被回收利用于乳液生产,不合格溶剂作为反应釜清洗剂,并可重蒸回收后反复利用,清洗废液也可以再次回收,整个系统工作过程节能环保,具有推广意义和社会经济价值。

Description

一种脱溶剂系统及其操作工艺
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域,具体涉及一种脱溶剂系统及其操作工艺。
背景技术
阴极电泳乳液在生产过程中为了降低物料粘度、控制物料反应,必须加入部分溶剂来兑稀物料。兑稀的物料再形成乳液后会对乳液稳定性、施工性有负面影响,并且导致成品的VOC偏高、气味大,挥发后污染大气。所以需要在工艺过程中进行溶剂脱出。
传统脱溶剂系统的溶剂脱出处理过程不完全,存在如下缺点:
1)乳液稳定性控制较差,在乳液物料输入到处理设备的过程中会产生大量泡沫,不利于乳液和溶剂的成膜和汽化分离;
2)传统处理设备中的真空系统在工作时无法有效利用水资源,造成大量的浪费,真空系统的水箱需要定期更换,否则容易产生溶剂沉淀,造成污水污染,或者产生大量VOC排放,对环境有不良影响;
3)传统设备的蒸发器体积较大,安装施工和操作都不便,但蒸发面积却并不大,蒸发效率较低;
4)传统处理工艺中多采用蒸汽加热,加热速度和效率都不理想,蒸发器加热介质温度不均匀导致蒸发也不稳定;
5)传统工艺中在溶剂回收的过程中,溶剂和水的分离不彻底,导致溶剂回收质量不高;
6)传统设备系统的元件和阀门数量繁多,控制复杂,自动化程度较低,不利于提高生产效率和集中监控管理。
综上所述,传统工艺的设备复杂度高,操作难度较大,不宜监控和管理,处理效率低,处理时间长且控制性较差,产生的工艺废气经排气筒排放,虽然监测数据显示达标,但是依然存在大气污染的隐患。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种脱溶剂系统,解决以上技术问题。
本发明的另一目的在于,提供一种脱溶剂系统的操作工艺,解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种脱溶剂系统,其特征在于,包括如下子系统:
1)进料系统;
2)预处理系统;
3)主处理系统;
4)热水循环系统;
5)出料系统;
6)冷却水循环系统;
7)纯水供应系统;
其中,进料系统下级连接主处理系统,用于对混有溶剂的乳液物料进行临时存储,并在预热后将物料输送给所述主处理系统进行汽液相分离;
其中,预处理系统通过循环管道循环连接在进料系统上,用于对所述进料系统中存储的乳液物料进行预加热,使其满足后续处理要求;
其中,主处理系统下级连接出料系统,用于对经过预热后的乳液物料进行汽液分离处理,然后将分离出的汽相输送到出料系统中的汽相回收部分进行回收,同时也将分离出的液相输送到出料系统中的液相回收部分中进行回收;
其中,出料系统用于对于处理后的产品进行收集并输出到外部存储容器中,所述产品包括脱除溶剂后的乳液,脱出的溶剂以及从溶剂中分离出的水体,所述出料系统还通过循环管道连接到主处理系统中的再处理部分上,使不满足回收要求的液相被送回主处理系统中进行再处理;
其中,热水循环系统分别循环连接预处理系统和主处理系统,用于对所述预处理系统和所述主处理系统进行热交换介质供应,以便给预处理系统和主处理系统中的换热设备提供高温工作介质;
其中,冷却水循环系统循环连接出料系统,用于对出料系统进行热交换介质供应,以便给出料系统中汽相回收部分的冷凝设备提供低温工作介质;
其中,纯水供应系统包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统收集的回收纯水部分,预处理系统和主处理系统分别连接所述独立纯水部分,从而获取纯水作为辅助工作介质,以便调节乳液流速和微调工作温度,使处理过程均匀稳定,回收纯水部分为出料系统中通过汽液分离后回收的的水体,通过循环管道循环连接到各个流程泵上作为产品泵和进料泵的冷却液和密封液。
本发明通过在进料系统上循环连接预处理系统对物料进行预加热,使物料在均匀性和温度上满足后续处理要求,通过在处理阶段和出料阶段进行冷热水循环供应将处理过程控制得更加稳定,使乳液中溶剂脱出的效率和质量更好。
所述进料系统包括乳液进料储罐,所述乳液进料储罐的输入端连接乳化釜,便于接收来自乳化釜的含溶剂的乳液物料,所述乳液进料储罐的输出端先后通过第二进料泵和第二过滤器连接所述主处理系统;
所述乳液进料储罐上设有液位变送器和温度变送器,便于外部监控系统实时监测乳液进料储罐的液位和温度。
所述主处理系统包括第一级薄膜蒸发器、第二级薄膜蒸发器、第一汽液分离器、第二汽液分离器,第一汽液分离器设置于第一级薄膜蒸发器内,第二汽液分离器设置于第二级薄膜蒸发器内,两个薄膜蒸发器的结构规格相同,两个汽液分离器的结构规格相同;
所述第一级薄膜蒸发器的进料口通过第一流量计连接所述第二过滤器的输出端,出料口输出后分两路分别连接所述出料系统中的液相出料部中的第一液封罐和乳液出料储罐,便于将处理后沉淀到第一级薄膜蒸发器下部罐体内的乳液向出料系统输送,所述第一汽液分离器的下部出口与所述第一级薄膜蒸发器的出料口联通,以便将汽液相分离后得到的乳液向出料系统输送,所述第一汽液分离器的上部出口连接所述出料系统的汽相出料部,以便将气化的溶剂输送到出料系统中进行冷凝后回收;
所述第二级薄膜蒸发器的进料口通过第二流量计连接所述出料系统的液相出料部中的第一液封罐,以便对未处理完全的物料进行再次处理,所述第二级薄膜蒸发器的出料口连接所述出料系统的液相回收部分,便于输出二次处理后的乳液,所述第二汽液分离器的下部出口与第二级薄膜蒸发器的出料口联通,上部出口连接所述出料系统的汽相出料部。
所述出料系统包括汽相出料部和液相出料部,所述汽相出料部由第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、第二液封罐、纯水回收罐和溶剂回收罐组成;
第三冷凝器的输入端连接第一汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器的输入端,底部输出端连接第二液封罐;
第一冷凝器的输入端连接第二汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器的输入端,底部输出端连接第二液封罐;
第二冷凝器的底部输出端连接第二液封罐,顶部输出端连接真空装置;
第二液封罐设有溶剂出口和水体出口,水体出口连接纯水回收罐,溶剂出口连接溶剂回收罐,所述溶剂出口位于所述水体出口的上方,在第二液封罐内设有一用于判断水体和溶剂分界线的界面浮球,所述界面浮球的密度介于溶剂密度和水密度之间,使界面浮球可以浮在溶剂层和水体层之间。由于溶剂密度和水密度不同,因此会在第二液封罐内自然分层,溶剂层在上,水体层在下,通过界面浮球可以标识水体层和溶剂层,便于判断开启水体出口和溶剂出口的时机,系统工作时,当界面浮球位于水体出口和溶剂出口所在的水平位置之间,随着流入第二液封罐内的混合物料增加,当界面浮球到达系统设定上液位时,开启水体出口,将下层水体输送到纯水回收罐内,当界面浮球位达到系统设定下液位时,水体出口关闭,上层溶剂随液位上升会通过溶剂出口流入溶剂回收罐;
所述液相出料部由第一液封罐、乳液出料储罐组成,所述第一液封罐的输出端先后连接第一产品泵、第三过滤器后分为三路分别连接乳液出料储罐、第二级薄膜蒸发器和乳液进料储罐,其中,与乳液出料储罐的连接管路中设有控制阀门,在与第二级薄膜蒸发器的连接管路中设有所述第二流量计,关闭第二流量计和所述控制阀门,则第一液封罐仅与乳液进料储罐连接,便于在液相处理质量不达标的情况下,将处理失败品送回乳液进料储罐进行重新处理,关闭控制阀门,开启第二流量计时,则第一液封罐与第二薄膜蒸发器和乳液进料储罐连接,以便将第一级薄膜蒸发器处理后的液相进行再处理,关闭第二流量计,开启控制阀门时,则第一液封罐与乳液进料储罐和乳液出料储罐连接;
所述乳液出料储罐的输出端先后连接第二产品泵、第四过滤器、第二换热器,其中,第二换热器的输出端接出后分三路,第一路接回乳液出料储罐,第二路通过出料阀连接外部乳液调整罐,第三路通过所述控制阀门连接所述第三过滤器。工作时,当乳液温度不符合转移输出要求时,关闭出料阀和控制阀门,通过第二换热器对乳液进行降温,以便其满足转移要求,乳液还可以在关闭第二产品泵的情况下,通过打开出料阀,使用外部辅助泵进行转移。
本发明工作时,乳液经过第一级薄膜蒸发器处理后,含有溶剂的乳液被分离成含有溶剂的汽相和含有乳液的液相,汽相被先后送入第三冷凝器和第二冷凝器进行冷却后成为含有水和溶剂的液体,然后被送入第二液封罐继续被分离后,水体被送入纯水回收罐,溶剂被送入溶剂回收罐;液相被送入第一液封罐,当乳液质量合格,则经由乳液出料储罐回收,然后被输出后进行包装或者储藏,当乳液不合格,则送入第二级薄膜蒸发器进行再处理,配合第一冷凝器和第二冷凝器对再处理后得到的汽液相中的汽相进行冷却回收,液相被再次送入第一液封罐收集,或者当乳液不合格时,也可以被送回乳液进料储罐进行重新处理。
所述预处理系统包括第一进料泵、第一过滤器和第一换热器,所述第一进料泵的输入端连接乳液进料储罐,输出端连接第一过滤器,所述第一过滤器的输出端连接第一换热器,所述第一换热器的输出端连接回乳液进料储罐。本发明工作时,当输入的物料温度不达标时,预处理系统启动后通过阀门截断乳液进料储罐与第二进料泵之间的连接,使得乳液进料储罐仅有预处理系统与其循环连接,通过第二进料泵和第一换热器对乳液进料储罐内的物料进行预热,以便其满足处理要求。
第一换热器的输出端优选通过一电磁阀与乳液进料储罐连接,以便通过自动化控制系统对预处理进行自动化控制。
所述热水循环系统包括热水输入管、热水输出管,热水输入管分别连接到第一、二级薄膜蒸发器的热水进口上,还连接到第一换热器的热水进口上,热水输出管与第一、二级薄膜蒸发器的热水出口和第一换热器的热水出口连接,以便给薄膜蒸发器和换热器提供高温工作介质;
所述第一、二级薄膜蒸发器上分别还设有热水循环管道。
所述冷却水循环系统包括冷却水输入管和冷却水输出管,冷却水输入管分别连接到第一、二、三冷凝器的冷水进口,还连接到第二换热器的冷却水进口上,冷却水输出管分别与第一、二、三冷凝器的冷水出口和第二换热器的冷水出口连接,以便为其提供低温工作介质。
所述纯水供应系统包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统收集的回收纯水部分,其中,独立纯水部分设有纯水输入管,所述纯水输入管分别连接乳液进料储罐、乳液出料储罐、第一液封罐、第二液封罐的进水口上,以便为其提供水体作为补充工作介质,调节乳液流速和微调温度,使处理过程均匀稳定,而回收纯水部分则由循环泵循环供应给管道内的第一产品泵、第二产品泵和第一进料泵、第二进料泵,作为冷却和密封液使用。
还设有一放空管道,所述乳液进料储罐、所述乳液出料储罐、所述第一、二液封罐、所述纯水回收罐和所述溶剂回收罐的放空口均与所述放空管道连接,以便排气。
所述第一级薄膜蒸发器优选采用降膜蒸发器。
所述第二级薄膜蒸发器优选采用降膜蒸发器。
所述外部监控系统优选采用DCS控制系统。
所述乳液进料储罐、乳液出料储罐、纯水回收罐、溶剂回收罐、第一、二液封罐上均设有液位监控。
所述真空装置优选采用水环真空泵,水环真空泵用水采用循环水箱。通过采用循环水箱作为水环真空泵的工作用水,保证了水环真空系统的真空度,所述循环水箱上设有用于降温的热交换装置,在工作过程中,随着抽真空,部分逃逸的溶剂会进入循环水箱,通过溢流和补水后被送往第二液封罐进行水体和溶剂分离,因此在真空装置工作过程中,不会产生大量VOC排放和污水,水体和溶剂均被回收再利用,而循环水箱的设置也节约了用水资源,避免传统工艺中水环真空系统的直排水造成的大量资源浪费,由于VOC排放和污水排放得到了有效控制,保护了环境,具有节能环保意义。
所述热水循环系统中采用的热水输运管道、所述冷却水循环系统中采用的冷却水输运管道均使用碳钢无缝钢管制成。
本发明中的物料输运管道、纯水供应管道、真空装置的连接管道均采用304无缝钢管制成。
一种脱溶剂系统的操作工艺,包括如下工艺步骤:
1)关闭进料系统中的乳液进料储罐与主处理系统中的第一级薄膜蒸发器之间的连接,将含有溶剂的乳液物料从外部乳化釜输入到乳液进料储罐,开启预处理系统,并监控乳液进料储罐的温度和液位,如果温度合格,进入下一工艺步骤,如果温度不合格则开启热水循环系统为预处理系统升温,使其达到主处理系统的处理要求;
2)开启出料系统的真空装置,开启出料系统的第一、二、三冷凝器,在后续整个处理过程中,经过第一、二、三冷凝器冷凝的溶剂和纯水混合物会流入出料系统中的第二液封罐进行溶剂和纯水的分离;
3)调整第一级薄膜蒸发器前的第一流量计开度,使乳液进料储罐联通第一级薄膜蒸发器,调整第二级薄膜蒸发器前的第二流量计开度,使得第二级薄膜蒸发器的输入也被打开,开启进料系统的第二进料泵和出料系统的第一产品泵开始给第一、二级薄膜蒸发器供料;
4)开启热水循环系统为第一、二级薄膜蒸发器加热,并打开第一、二级薄膜蒸发器的热水循环管道;
5)监控乳液进料储罐、出料系统的乳液出料储罐、出料系统的纯水回收罐、出料系统的溶剂回收罐和出料系统的第一、二液封罐的液位;
6)当乳液出料储罐的液位到达设定值时,开启冷却水循环系统以便激活第二换热器,然后开启出料系统的第二产品泵进行乳液产品降温,当温度达到预定值后,开启出料阀进行乳液出料转移;
7)关闭第二产品泵,由外部辅助泵继续转移乳液;
8)当乳液进料储罐的液位降低为0时,等待一定时间后,关闭真空装置,关闭热水循环系统,将系统从工作状态转为待机状态;
9)在待机状态下,开启纯水供应系统,在乳液进料储罐中灌入一定量的纯水,开启第一进料泵,并使其工作一定时间后关闭,当第一流量计的数值降低到设定下限值时,关闭第二进料泵;
10)当第二流量计的数值降低到设定下限值时,关闭第一产品泵,关闭冷却水循环系统。
所述外部辅助泵优选采用隔膜泵。
有益效果:由于采用上述技术方案,本发明控制简单方便,溶剂脱出效率高,生产过程中不会产生大量VOC排放和废水排放,脱出的溶剂和水中达标的部分可以再次被回收利用于乳液生产,不合格溶剂作为反应釜清洗剂,并可重蒸回收后反复利用,清洗废液也可以再次回收,整个系统工作过程节能环保,具有推广意义和社会经济价值。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图;
图2为本发明的设备连接图;
图3为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1,一种脱溶剂系统,包括用于对混有溶剂的乳液物料进行临时存储的进料系统A,用于对进料系统A中存储的乳液物料进行预热的预处理系统D,用于对乳液物料进行汽液分离处理的主处理系统B,用于对预处理系统D和主处理系统B进行热交换介质供应的热水循环系统E,用于对于处理后的产品物料进行收集的出料系统C,用于对主处理系统B和预处理系统D进行热交换介质供应的冷却水循环系统F,用于对预处理系统D、主处理系统B以及各个流程泵进行纯水供应的纯水供应系统G。其中,预处理系统D循环连接在进料系统A上,进料系统A下级连接主处理系统B;主处理系统B下级连接出料系统C;出料系统C设有连接到主处理系统B中的再处理部分的循环管道;热水循环系统E分别循环连接预处理系统D和主处理系统B;冷却水循环系统F循环连接出料系统C;纯水供应系统G包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统C收集的回收纯水部分,其中,独立纯水部分分别循环连接预处理系统D和主处理系统B,以便纯水作为部分工作介质参与处理过程,调节乳液流速和微调温度,使处理过程均匀稳定,而回收纯水部分则由循环泵循环供应给管道内的产品泵和进料泵,作为冷却和密封液使用。
本发明采用预处理系统、冷热水循环系统和纯水供应系统共同调节乳液脱溶处理的过程,使得乳液中溶剂脱出的过程稳定可控。
参照图1、图2,进料系统A包括乳液进料储罐A1,乳液进料储罐A1的输入端通过阀门连接乳化釜,输出端先后通过第二进料泵202和第二过滤器302连接第一级薄膜蒸发器B1;乳液进料储罐A1上设有液位变送器和温度变送器,便于外部监控系统实时监测乳液进料储罐A1的液位和温度。
主处理系统B包括第一级薄膜蒸发器B1、第二级薄膜蒸发器B2、第一汽液分离器、第二汽液分离器,第一汽液分离器设置于第一级薄膜蒸发器B1内,第二汽液分离器设置于第二级薄膜蒸发器B2内,两个薄膜蒸发器的结构规格相同,两个汽液分离器的结构规格相同;第一级薄膜蒸发器B1的进料口通过第一流量计B3连接第二过滤器302的输出端,出料口连接乳液出料储罐C1,便于将处理后沉淀到第一级薄膜蒸发器B1下部罐体内的乳液向乳液出料储罐C1输送,第一汽液分离器的下部出口连接第一级薄膜蒸发器B1的出料口,上部出口连接第三冷凝器C33,以便将气化的溶剂输送到出料系统C中进行冷凝后回收;第二级薄膜蒸发器B2的进料口通过第二流量计B4连接出料系统C,以便对未处理完全的物料进行再次处理,第二级薄膜蒸发器B2的出料口连接出料系统C,便于输出二次处理后的乳液,第二汽液分离器的下部出口连接第二级薄膜蒸发器B2的出料口,上部出口连接出料系统C。
出料系统C包括汽相出料部和液相出料部,汽相出料部由第一冷凝器C31、第二冷凝器C32、第三冷凝器C33、第二液封罐C22、纯水回收罐C4和溶剂回收罐C5组成;
第三冷凝器C33的输入端连接第一汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器C32的输入端,底部输出端连接第二液封罐C22;第一冷凝器C31的输入端连接第二汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器C32的输入端,底部输出端连接第二液封罐C22;第二冷凝器C32的底部输出端连接第二液封罐C22,顶部输出端连接真空装置;
第二液封罐C22设有溶剂出口和水体出口,后者连接纯水回收罐C4,溶剂出口连接溶剂回收罐C5,溶剂出口位于水体出口的上方,在第二液封罐C22内设有一用于判断水体和溶剂分界线的界面浮球,界面浮球的密度介于溶剂密度和水密度之间,使界面浮球可以浮在溶剂层和水体层之间,由于溶剂密度和水密度不同,因此会在第二液封罐C22内自然分层,溶剂层在上,水体层在下,通过界面浮球可以标识水体层和溶剂层,便于判断开启水体出口和溶剂出口的时机,系统工作时,界面浮球位于水体出口和溶剂出口所在的水平位置之间,随着流入第二液封罐C22内的混合物料增加,当界面浮球到达系统设定上液位时,开启水体出口,将下层水体输送到纯水回收罐C4内,当界面浮球位达到系统设定下液位时,水体出口关闭,上层溶剂随液位上升会通过溶剂出口流入溶剂回收罐C5;
液相出料部由第一液封罐C21、乳液出料储罐C1组成,第一液封罐C21的输出端先后连接第一产品泵401、第三过滤器303后分为三路分别连接乳液出料储罐C1、第二级薄膜蒸发器B2和乳液进料储罐A1,其中,与乳液出料储罐C1的连接管路中设有控制阀门V1,在与第二级薄膜蒸发器B2的连接管路中设有第二流量计B4,关闭第二流量计B4和控制阀门V1,则第一液封罐C21仅与乳液进料储罐A1连接,便于在液相处理质量不达标的情况下,将处理失败品送回乳液进料储罐A1进行重新处理,关闭控制阀门V1,开启第二流量计B4时,则第一液封罐C21与第二薄膜蒸发器B2和乳液进料储罐A1连接,以便将第一级薄膜蒸发器B1处理后的液相进行再处理,关闭第二流量计B4,开启控制阀门V1时,则第一液封罐C21与乳液进料储罐A1和乳液出料储罐C1连接;
乳液出料储罐C1的输出端先后连接第二产品泵402、第四过滤器304、第二换热器102,其中,第二换热器102的输出端接出后分三路,第一路接回乳液出料储罐C1,第二路通过出料阀V2连接外部乳液调整罐,第三路通过控制阀门V1连接第三过滤器303。工作时,当乳液温度不符合转移输出要求时,关闭出料阀V2和控制阀门V1,通过第二换热器102对乳液进行降温,以便其满足转移要求,乳液还可以在关闭第二产品泵402的情况下,通过打开出料阀V2,使用外部辅助泵进行转移。
本发明工作时,乳液经过第一级薄膜蒸发器B1处理后,含有溶剂的乳液被分离成含有溶剂的汽相和含有乳液的液相,汽相被先后送入第三冷凝器C33和第二冷凝器C32进行冷却后成为含有水和溶剂的液体,然后被送入第二液封罐C22继续被分离后,水体被送入纯水回收罐C4,溶剂被送入溶剂回收罐C5;液相被送入第一液封罐C21,当乳液质量合格,则经由乳液出料储罐回收,然后被输出后进行包装或者储藏,当乳液不合格,则送入第二级薄膜蒸发器B2进行再处理,配合第一冷凝器C31和第二冷凝器C32对再处理后得到的汽液相中的汽相进行冷却回收,液相被再次送入第一液封罐C21收集,或者当乳液不合格时,也可以被送回乳液进料储罐A1进行重新处理。
预处理系统D包括第一进料泵201、第一过滤器301和第一换热器101,第一进料泵201的输入端连接乳液进料储罐A1,输出端连接第一过滤器301,第一过滤器301的输出端连接第一换热器101,第一换热器101的输出端连接回乳液进料储罐A1。本发明工作时,当输入的物料温度不达标时,预处理系统D启动后通过阀门V3截断乳液进料储罐A1与第二进料泵202之间的连接,使得乳液进料储罐A1仅有预处理系统D与其循环连接,通过第二进料泵202和第一换热器101对乳液进料储罐A1内的物料进行预热,以便其满足处理要求。
第一换热器101的输出端优选通过一电磁阀与乳液进料储罐A1连接,以便通过DCS控制系统对预处理系统D进行自动化控制。
热水循环系统E包括热水输入管、热水输出管,热水输入管分别连接到第一级薄膜蒸发器B1和第二级薄膜蒸发器B2的热水进口上,还连接到第一换热器101的热水进口上,热水输出管与第一级薄膜蒸发器B1和第二级薄膜蒸发器B2的热水出口和第一换热器101的热水出口连接,以便给薄膜蒸发器和换热器提供高温工作介质;
第一、二级薄膜蒸发器上分别还设有热水循环管道,通过循环泵对热水进行循环。
冷却水循环系统F包括冷却水输入管和冷却水输出管,冷却水输入管分别连接到第一冷凝器C31、第一冷凝器C32、第三冷凝器C33的冷水进口,还连接到第二换热器102的冷却水进口上,冷却水输出管分别与第一冷凝器C31、第一冷凝器C32、第三冷凝器C33的冷水出口和第二换热器102的冷水出口连接,以便为其提供低温工作介质。
纯水供应系统G包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统收集的回收纯水部分,其中,独立纯水部分设有纯水输入管,纯水输入管分别连接乳液进料储罐A1、乳液出料储罐C1、第一液封罐C21、第二液封罐C22的进水口上,以便为其提供水体作为补充工作介质,调节乳液流速和微调温度,使处理过程均匀稳定,而回收纯水部分则由循环泵501循环供应给管道内的第一产品泵401、第二产品泵402和第一进料泵201、第二进料泵202,作为冷却和密封液使用。
还设有一放空管道,乳液进料储罐A1、乳液出料储罐C1、第一液封罐C21、第二液封罐C22、纯水回收罐C4和溶剂回收罐C5的放空口均与放空管道连接,以便排气。
第一级薄膜蒸发器B1和第二级薄膜蒸发器B2均采用降膜蒸发器。乳液进料储罐A1,乳液出料储罐C1、纯水回收罐C4、溶剂回收罐C5、第一液封罐C21、第二液封罐C22上均设有液位监控。
真空装置优选采用水环真空泵,水环真空泵用水采用循环水箱。通过采用循环水箱作为水环真空泵的工作用水,保证了水环真空系统的真空度,循环水箱上设有用于降温的热交换装置,在工作过程中,随着抽真空,部分逃逸的溶剂会进入循环水箱,通过溢流和补水后被送往第二液封罐C22进行水体和溶剂分离,因此在真空装置工作过程中,不会产生大量VOC排放和污水,水体和溶剂均被回收再利用,而循环水箱的设置也节约了用水资源,避免传统工艺中水环真空系统的直排水造成的大量资源浪费,由于VOC排放和污水排放得到了有效控制,保护了环境,具有节能环保意义。
热水循环系统中采用的热水输运管道、冷却水循环系统中采用的冷却水输运管道均使用碳钢无缝钢管制成。本发明中的物料输运管道、纯水供应管道、真空装置的连接管道均采用304无缝钢管制成。
参照图1、图2、图3,一种脱溶剂系统的操作工艺,包括如下工艺步骤:
1)关闭乳液进料储罐A1与第一级薄膜蒸发器B1之间的连接,将含有溶剂的乳液物料从乳化釜输入到乳液进料储罐A1,开启预处理系统,并监控乳液进料储罐A1的温度和液位,如果温度达到工艺要求,进入下一工艺步骤,如果温度没有达到工艺要求则开启热水循环系统E为预处理系统D升温,使其达到主处理系统B的处理要求;
2)开启真空装置,开启第一、二、三冷凝器C31、C32、C33,在后续整个处理过程中,经过第一、二、三冷凝器冷凝C31、C32、C33的溶剂和纯水混合物会流入第二液封罐进行溶剂和纯水的分离
3)调整第一流量计B3开度至流量5.5立方米/小时-6.5立方米/小时时,使乳液进料储罐A1联通第一级薄膜蒸发器B1,调整第二流量计B4开度100%开启,使得第二级薄膜蒸发器B2的输入也被打开,开启第二进料泵202和第一产品泵401开始给第一、二级薄膜蒸发器B1、B2供料;
4)开启热水循环系统为第一、二级薄膜蒸发器B1、B2加热,并打开第一、二级薄膜蒸发器B1、B2的热水循环管道;
5)监控乳液进料储罐A1、乳液出料储罐C1、纯水回收罐C4、溶剂回收罐C5和第一、二液封罐C21、C22的液位;
6)当乳液出料储罐C2的液位到达1200mm时,开启冷却水循环系统F以便激活第二换热器102,然后开启第二产品泵402进行乳液产品降温,当温度达到35℃后,开启出料阀V2进行乳液出料转移;
7)关闭第二产品泵402,由外部辅助用的隔膜泵继续转移乳液;
8)当乳液进料储罐A1的液位降低为0时,10分钟后,关闭真空装置,关闭热水循环系统E,将系统从工作状态转为待机状态;
9)在待机状态下,开启纯水供应系统G,在乳液进料储罐A1中灌入1500kg的纯水,开启第一进料泵201,并使其工作1分钟-2分钟后关闭,当第一流量计B3的数值降低到2立方米/小时时,关闭第二进料泵202;
10)当第二流量计B4的数值降低到2立方米/小时时,关闭第一产品泵401,关闭冷却水循环系统F。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种脱溶剂系统,其特征在于,包括如下子系统:
1)进料系统;
2)预处理系统;
3)主处理系统;
4)热水循环系统;
5)出料系统;
6)冷却水循环系统;
7)纯水供应系统;
其中,进料系统下级连接主处理系统,用于对混有溶剂的乳液物料进行临时存储,并在预热后将物料输送给所述主处理系统进行汽液相分离;
其中,预处理系统通过循环管道循环连接在进料系统上,用于对所述进料系统中存储的乳液物料进行预加热,使其满足后续处理要求;
其中,主处理系统下级连接出料系统,用于对经过预热后的乳液物料进行汽液分离处理,然后将分离出的汽相输送到出料系统中的汽相回收部分进行回收,同时也将分离出的液相输送到出料系统中的液相回收部分中进行回收;
其中,出料系统用于对于处理后的产品进行收集并输出到外部存储容器中,所述产品包括脱除溶剂后的乳液,脱出的溶剂以及从溶剂中分离出的水体,所述出料系统还通过循环管道连接到主处理系统中的再处理部分上,使不满足回收要求的液相被送回主处理系统中进行再处理;
其中,热水循环系统分别循环连接预处理系统和主处理系统,用于对所述预处理系统和所述主处理系统进行热交换介质供应,以便给预处理系统和主处理系统中的换热设备提供高温工作介质;
其中,冷却水循环系统循环连接出料系统,用于对出料系统进行热交换介质供应,以便给出料系统中汽相回收部分的冷凝设备提供低温工作介质;
其中,其中,纯水供应系统包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统收集的回收纯水部分,预处理系统和主处理系统分别连接所述独立纯水部分,回收纯水部分为出料系统中通过汽液分离后回收的的水体,通过循环管道循环连接到各个流程泵上作为产品泵和进料泵的冷却液和密封液。
2.根据权利要求1所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述进料系统包括乳液进料储罐,所述乳液进料储罐的输入端连接乳化釜,所述乳液进料储罐的输出端先后通过第二进料泵和第二过滤器连接所述主处理系统;
所述乳液进料储罐上设有液位变送器和温度变送器。
3.根据权利要求2所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述主处理系统包括第一级薄膜蒸发器、第二级薄膜蒸发器、第一汽液分离器、第二汽液分离器,第一汽液分离器设置于第一级薄膜蒸发器内,第二汽液分离器设置于第二级薄膜蒸发器内,两个薄膜蒸发器的结构规格相同,两个汽液分离器的结构规格相同;
所述第一级薄膜蒸发器的进料口通过第一流量计连接所述第二过滤器的输出端,出料口输出后分两路分别连接所述出料系统中的液相出料部中的第一液封罐和乳液出料储罐,所述第一汽液分离器的下部出口与所述第一级薄膜蒸发器的出料口联通,所述第一汽液分离器的上部出口连接所述出料系统的汽相出料部;
所述第二级薄膜蒸发器的进料口通过第二流量计连接所述出料系统的液相出料部中的第一液封罐,所述第二级薄膜蒸发器的出料口连接所述出料系统的液相回收部分,所述第二汽液分离器的下部出口与第二级薄膜蒸发器的出料口联通,上部出口连接所述出料系统的汽相出料部。
4.根据权利要求3所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述出料系统包括所述汽相出料部和所述液相出料部,所述汽相出料部由第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、第二液封罐、纯水回收罐和溶剂回收罐组成;
第三冷凝器的输入端连接第一汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器的输入端,底部输出端连接第二液封罐;
第一冷凝器的输入端连接第二汽液分离器,顶部输出端连接第二冷凝器的输入端,底部输出端连接第二液封罐;
第二冷凝器的底部输出端连接第二液封罐,顶部输出端连接真空装置;
第二液封罐设有溶剂出口和水体出口,水体出口连接纯水回收罐,溶剂出口连接溶剂回收罐,所述溶剂出口位于所述水体出口的上方,在第二液封罐内设有一用于判断水体和溶剂分界线的界面浮球,所述界面浮球的密度介于溶剂密度和水密度之间,使界面浮球可以浮在溶剂层和水体层之间;
所述液相出料部由所述第一液封罐、所述乳液出料储罐组成,所述第一液封罐的输出端先后连接第一产品泵、第三过滤器后分为三路分别连接乳液出料储罐、第二级薄膜蒸发器和乳液进料储罐,其中,与乳液出料储罐的连接管路中设有控制阀门,在与第二级薄膜蒸发器的连接管路中设有所述第二流量计,关闭第二流量计和所述控制阀门,则第一液封罐仅与乳液进料储罐连接,关闭控制阀门,开启第二流量计时,则第一液封罐与第二薄膜蒸发器和乳液进料储罐连接,关闭第二流量计,开启控制阀门时,则第一液封罐与乳液进料储罐和乳液出料储罐连接;
所述乳液出料储罐的输出端先后连接第二产品泵、第四过滤器、第二换热器,其中,第二换热器的输出端接出后分三路,第一路接回乳液出料储罐,第二路通过出料阀连接外部乳液调整罐,第三路通过所述控制阀门连接所述第三过滤器,当乳液温度不符合转移输出要求时,关闭出料阀和控制阀门,通过第二换热器对乳液进行降温,乳液在关闭第二产品泵的情况下,通过打开出料阀,使用外部辅助泵进行转移;
所述真空装置采用水环真空泵,水环真空泵用水采用循环水箱供应;
所述循环水箱上设有用于降温的热交换装置。
5.根据权利要求4所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述预处理系统包括第一进料泵、第一过滤器和第一换热器,所述第一进料泵的输入端连接乳液进料储罐,输出端连接第一过滤器,所述第一过滤器的输出端连接第一换热器,所述第一换热器的输出端连接回乳液进料储罐。
6.根据权利要求5所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述热水循环系统包括热水输入管、热水输出管,热水输入管分别连接到第一、二级薄膜蒸发器的热水进口上,还连接到第一换热器的热水进口上,热水输出管与第一、二级薄膜蒸发器的热水出口和第一换热器的热水出口连接;
所述第一、二级薄膜蒸发器上分别还设有热水循环管道和循环泵。
7.根据权利要求6所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述冷却水循环系统包括冷却水输入管和冷却水输出管,冷却水输入管分别连接到第一、二、三冷凝器的冷水进口,还连接到第二换热器的冷却水进口上,冷却水输出管分别与第一、二、三冷凝器的冷水出口和第二换热器的冷水出口连接。
8.根据权利要求7所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述纯水供应系统包括外部独立供应的独立纯水部分和由出料系统收集的回收纯水部分,其中,独立纯水部分设有纯水输入管,所述纯水输入管分别连接乳液进料储罐、乳液出料储罐、第一液封罐、第二液封罐的进水口上,回收纯水部分则由循环泵循环供应给管道内的第一产品泵、第二产品泵和第一进料泵、第二进料泵。
9.根据权利要求8所述的一种脱溶剂系统,其特征在于,所述乳液进料储罐、乳液出料储罐、纯水回收罐、溶剂回收罐、第一、二液封罐上均设有液位监控。
10.一种权利要求1所述的脱溶剂系统的操作工艺,其特征在于,包括如下工艺步骤:
1)关闭进料系统中的乳液进料储罐与主处理系统中的第一级薄膜蒸发器之间的连接,将含有溶剂的乳液物料从外部乳化釜输入到乳液进料储罐,开启预处理系统,并监控乳液进料储罐的温度和液位,如果温度合格,进入下一工艺步骤,如果温度不合格则开启热水循环系统为预处理系统升温,使其达到主处理系统的处理要求;
2)开启出料系统的真空装置,开启出料系统的第一、二、三冷凝器,在后续整个处理过程中,经过第一、二、三冷凝器冷凝的溶剂和纯水混合物会流入出料系统中的第二液封罐进行溶剂和纯水的分离;
3)调整第一级薄膜蒸发器前的第一流量计开度,使乳液进料储罐联通第一级薄膜蒸发器,调整第二级薄膜蒸发器前的第二流量计开度,使得第二级薄膜蒸发器的输入也被打开,开启进料系统的第二进料泵和出料系统的第一产品泵开始给第一、二级薄膜蒸发器供料;
4)开启热水循环系统为第一、二级薄膜蒸发器加热,并打开第一、二级薄膜蒸发器的热水循环管道;
5)监控乳液进料储罐、出料系统的乳液出料储罐、出料系统的纯水回收罐、出料系统的溶剂回收罐和出料系统的第一、二液封罐的液位;
6)当乳液出料储罐的液位到达设定值时,开启冷却水循环系统以便激活第二换热器,然后开启出料系统的第二产品泵进行乳液产品降温,当温度达到预定值后,开启出料阀进行乳液出料转移;
7)关闭第二产品泵,由外部辅助泵继续转移乳液;
8)当乳液进料储罐的液位降低为0时,等待一定时间后,关闭真空装置,关闭热水循环系统,将系统从工作状态转为待机状态;
9)在待机状态下,开启纯水供应系统,在乳液进料储罐中灌入一定量的纯水,开启第一进料泵,并使其工作一定时间后关闭,当第一流量计的数值降低到设定下限值时,关闭第二进料泵;
10)当第二流量计的数值降低到设定下限值时,关闭第一产品泵,关闭冷却水循环系统。
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