CN104557493B - 一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统 - Google Patents

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Abstract

一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统，包括空气物流系统和丙酮气吸附解吸设备，空气物流系统由空气物流风机、集风箱、丙酮气体回收主管、冷凝器组成，丙酮气吸附解吸设备包括多套由多个活性炭吸附塔组成的吸附解吸系统，吸附解吸系统和活性炭吸附塔均是并列连接关系，含丙酮气体的空气经集风箱混合后控制进入各吸附解吸系统的丙酮浓度偏差为10‑15vol.％，保证在工业化生产中，各自独立工作的吸附解吸系统在工序自动切换时发生混乱，具有实际的工业化生产价值。

Description

一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统
技术领域
本发明涉及一种工业化废弃处理工艺系统，尤其是涉及一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统。
背景技术
在烟用丝束生产工艺中，丙酮作为二醋片的有机溶剂是生产二醋酸纤维素丝束的主要原料。在二醋片溶解工序、过滤工序、脱泡工序、滤饼烘干工序以及洗涤工序都会有丙酮尾气产生。丙酮气体是一种甲类易燃气体，常温下挥发出引火性蒸汽，易引发火灾，与空气混合浓度达到爆炸下限时，产生爆炸性混合气体，因此必须对烟用丝束生产工艺中产生的丙酮气体进行回收处理。
现有技术中，丙酮气体回收工艺通常是通过把各个生产工序引出的含丙酮气体的空气收集送至含活性炭的吸附塔，进行吸附操作，被吸引的含丙酮气体的空气通过吸附塔中填充的活性炭层时丙酮被吸附，然后用蒸汽将活性炭吸附的丙酮解吸，解吸气体用解吸冷凝器凝结后，作为稀丙酮回收。
由于活性炭对丙酮气体的吸收解吸效率受丙酮气浓度、温度、湿度及流速等因素影响较大，导致在实际的生产工艺中，由不同工段同时产生大量含不同浓度、湿度丙酮气体的工业废气进行集中处理时，往往需要多套吸附解吸系统同时自动化并列运行，但常因通入各吸附解吸系统的丙酮气浓度、湿度偏差较大而出现程序自动切换混乱，甚至造成安全隐患，同时不能满足丙酮回收的工艺要求。
因此开发一种多套吸附解吸系统同时自动化并列运行的从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统迫在眉睫。
发明内容
本发明克服现有技术的缺点，提供一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统，通过集风箱对来自不同工段、不同温湿度含有丙酮气体的工业废气处理后，再分别输送至丙酮气体吸附解吸系统，实现多套吸附解吸系统同时自动化并列运行的目的，提高从工业废气中回收丙酮气体的效率的同时具有极大的经济价值和环境价值。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种从工业废气中回收丙酮气体的工艺系统，包括空气物流系统和丙酮气吸附解吸设备，空气物流系统由空气物流风机、丙酮气体回收主管、冷凝器组成，丙酮气吸附解吸设备为活性炭吸附解吸塔；所述的空气物流系统还包括集风箱，所述的丙酮气吸附解吸设备由多套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含多个活性炭吸附解吸塔。
不同工段产生的不同温湿度和不同浓度的含丙酮气体的工业废气，经第一空气物流风机汇集至丙酮气体回收主管，然后直接通入集风箱。
所述集风箱有一个与丙酮气体回收主管联通的入口以及多个与吸附解吸系统一一对应的出口；集风箱出口的数量常为2-5个，优选为3个；根据气体流动的方向，设计出集风箱的初始形状，其入口端的纵切面为梯形，出口端纵切面为长方形，在此基础上利用流体力学模拟软件FLUENT进行模拟计算，最终确定集风箱的尺寸为：集风箱出口端长度为5000-7000mm，宽度为4000-6000mm，高度为1000-3000mm，优选尺寸的长、宽、高为6000×5000×1500mm，该集风箱能保证各出口端之间丙酮浓度偏差为10-15vol.％之间，满足多套吸附解吸系统同时自动化并列运行时，对工业废气中丙酮气浓度差的要求。
经集风箱出口排出的工业废气直接通入第一冷凝器冷凝，然后在第二空气物流风机的作用下进入第二冷凝器再次冷凝，二次冷凝的工业废气分别进入对应吸附解吸系统。
所述的丙酮气吸附解吸设备由2-5套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含2-5个活性炭吸附解吸塔，优选的方案为：丙酮气吸附解吸设备由3套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含3个活性炭吸附解吸塔；丙酮气吸附解吸系统之间以及每套吸附解吸系统的多个活性炭吸附解吸塔之间均是并列关系；以含有3个活性炭吸附解吸塔的吸附解吸系统为例，在运行时两个塔用于吸附，一个塔用于解吸，吸附和解吸均按照一定时间一定顺序遵循程序设计操作，一方面提高效率，另一方面也保证了前后工艺的连续操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
不同工段产生的不同温湿度和不同浓度的含丙酮气体的工业废气在进行丙酮吸附解吸前，通过集风箱处理，平衡通往各吸附解吸系统的工业废气中的丙酮气体的浓度，保证后续工段的各吸附解吸系统能同时自动化并列运行，提升了从工业废气中回收丙酮气体的效率，增强了前后工艺的连续性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明中集风箱的结构示意图。
图3是本发明中集风箱的剖视图。
图中：1、第一空气物流风机，2、丙酮气体回收主管，3、集风箱，4、第一冷凝器，5、第二空气物流风机，6、活性炭吸附解吸塔，7、第二冷凝器，8、集风箱入口，9、集风箱出口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
烟用丝束生产工艺中不同工段产生的含丙酮气体的废气(VLA)在第一空气物流风机(1)的作用下，汇集至丙酮气体回收主管(2)，经集风箱入口(8)进入长、宽、高为6000×5000×1500mm集风箱(3)，在集风箱内部混合后，VLA经三个集风箱出口(9)排出并被第一冷凝器(4)冷凝，从三个集风箱出口(9)排出的丙酮浓度分别为0.93vol.％、1.07vol.％和1.00vol.％，偏差为13vol.％，温度为63℃，满足吸附塔的操作要求，冷凝后的气体在第二空气物流风机(5)的作用下进入第二冷凝器(7)，经二次冷凝的VLA分别进入与三个集风箱出口(9)对应的并列运行的三套吸附解吸系统，每套吸附解吸系统由三个并列的活性碳吸附解吸塔(6)组成，其中两台活性碳吸附解吸塔(6)用于吸收丙酮气体，一台用于解吸，每套吸附解吸系统的三台活性碳吸附解吸塔(6)之间以及每台活性碳吸附解吸塔(6)吸附和解吸之间均是根据既定的程序自动切换。
实施例2
烟用丝束生产工艺中不同工段产生的含丙酮气体的废气(VLA)在第一空气物流风机(1)的作用下，汇集至丙酮气体回收主管(2)，经集风箱入口(8)进入长、宽、高为5000×4000×1000mm集风箱(3)，在集风箱内部混合后，VLA经两个集风箱出口(9)排出并被第一冷凝器(4)冷凝，从两个集风箱出口(9)排出的丙酮浓度分别为0.96vol.％和1.04vol.％，偏差为13vol.％，温度为62.1℃，满足吸附塔的操作要求，冷凝后的气体在第二空气物流风机(5)的作用下进入第二冷凝器(7)，经二次冷凝的VLA分别进入与两个集风箱出口(9)对应的并列运行的两套吸附解吸系统，每套吸附解吸系统由两个并列的活性碳吸附解吸塔(6)组成，其中一台活性碳吸附解吸塔(6)用于吸收丙酮气体，一台用于解吸，每套吸附解吸系统的两台活性碳吸附解吸塔(6)之间以及每台活性碳吸附解吸塔(6)吸附和解吸之间均是根据既定的程序自动切换。
实施例3
烟用丝束生产工艺中不同工段产生的含丙酮气体的废气(VLA)在第一空气物流风机(1)的作用下，汇集至丙酮气体回收主管(2)，经集风箱入口(8)进入长、宽、高为7000×6000×3000mm集风箱(3)，在集风箱内部混合后，VLA经五个集风箱出口(9)排出并被第一冷凝器(4)冷凝，从五个集风箱出口(9)排出的丙酮浓度分别为0.96vol.％、0.98vol.％、1.01vol.％、0.96vol.％和1.06vol.％，偏差为13vol.％，温度为62.7℃，满足吸附塔的操作要求，冷凝后的气体在第二空气物流风机(5)的作用下进入第二冷凝器(7)，经二次冷凝的VLA分别进入与五个集风箱出口(9)对应的并列运行的五套吸附解吸系统，每套吸附解吸系统由五个并列的活性碳吸附解吸塔(6)组成，其中三台活性碳吸附解吸塔(6)用于吸收丙酮气体，两台用于解吸，每套吸附解吸系统的五台活性碳吸附解吸塔(6)之间以及每台活性碳吸附解吸塔(6)吸附和解吸之间均是根据既定的程序自动切换。
实施例4
烟用丝束生产工艺中不同工段产生的含丙酮气体的废气(VLA)在第一空气物流风机(1)的作用下，汇集至丙酮气体回收主管(2)，经集风箱入口(8)进入长、宽、高为7000×6000×3000mm集风箱(3)，在集风箱内部混合后，VLA经五个集风箱出口(9)排出并被第一冷凝器(4)冷凝，从五个集风箱出口(9)排出的丙酮浓度分别为0.95vol.％、0.97vol.％、1.00vol.％、0.95vol.％和1.05vol.％，偏差为13vol.％，温度为62.7℃，满足吸附塔的操作要求，冷凝后的气体在第二空气物流风机(5)的作用下进入第二冷凝器(7)，经二次冷凝的VLA分别进入与五个集风箱出口(9)对应的并列运行的五套吸附解吸系统，每套吸附解吸系统由三个并列的活性碳吸附解吸塔(6)组成，其中两台活性碳吸附解吸塔(6)用于吸收丙酮气体，一台用于解吸，每套吸附解吸系统的三台活性碳吸附解吸塔(6)之间以及每台活性碳吸附解吸塔(6)吸附和解吸之间均是根据既定的程序自动切换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用于限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，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。

Claims (6)

1.一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，包括空气物流系统和丙酮气吸附解吸设备，空气物流系统由空气物流风机、丙酮气体回收主管、冷凝器组成，丙酮气吸附解吸设备为活性炭吸附解吸塔，其特征在于：所述的空气物流系统还包括集风箱，所述的丙酮气吸附解吸设备由多套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含多个活性炭吸附解吸塔；所述集风箱有一个与丙酮气体回收主管联通的入口以及多个与吸附解吸系统一一对应的出口；所述集风箱各出口端之间丙酮浓度偏差为10～15vol.％；所述的吸附解吸系统和集风箱出口的数量均为2-5个；所述集风箱入口端的纵切面为梯形，出口端纵切面为长方形；所述集风箱出口端长度为5000-7000mm，宽度为4000-6000mm，高度为1000-3000mm。
2.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，其特征在于：所述的吸附解吸系统和集风箱出口的数量为3个。
3.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，其特征在于：所述集风箱出口端尺寸的长、宽、高为6000×5000×1500mm。
4.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，其特征在于：所述的丙酮气吸附解吸设备由2-5套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含2-5个活性炭吸附解吸塔。
5.根据权利要求4所述的一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，其特征在于：所述的丙酮气吸附解吸设备由3套吸附解吸系统构成，每套吸附解吸系统包含3个活性炭吸附解吸塔。
6.根据权利要求4或5所述的一种从工业废气中回收丙酮气体的装置，其特征在于：所述的多套丙酮气吸附解吸系统之间以及每套吸附解吸系统的多个活性炭吸附解吸塔之间均是并列关系。
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