CN105107336A - 一种二硫化碳废气脱附处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二硫化碳废气脱附处理装置及其处理方法，在原有二硫化碳蒸汽脱附的基础上增加真空脱附模式。当吸附装置吸附饱和时，采用真空脱附模式，在一定的真空状态下对二硫化碳进行脱附，真空脱附模式可节约蒸汽脱附模式所需的蒸汽以及对吸附剂进行干燥所需的大量蒸汽，节约冷却蒸汽和二硫化碳混合气体所需的冷却水量、冷冻水量及输送水量的部分电能，减少蒸汽对吸附剂的冲击从而减少吸附剂的破损率。经过一定次数的真空脱附模式后采用蒸汽脱附模式，彻底脱附吸附剂中的二硫化碳并对吸附剂进行干燥冷却以达到去除水分的效果，以提高吸附效率。相比单纯采用蒸汽脱附的模式，采用真空脱附与蒸汽脱附两种模式结合的处理装置及方法显著降低了运行成本，经济效益显著。

Description

一种二硫化碳废气脱附处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种二硫化碳废气脱附处理装置及其处理方法，特别是一种二硫化碳废气真空脱附与蒸汽脱附相结合的处理装置及其处理方法。

背景技术

粘胶纤维、玻璃纸等行业生产中产生的废气含有二硫化碳等有毒污染气体。目前基本采用化学洗涤、吸附、脱附、冷凝工艺处理，主要工艺流程：废气经过化学洗涤预处理去除其他污染气体，然后洗涤后由污气风机送入吸附槽，采用活性炭等吸附剂对废气中的二硫化碳进行吸附，然后经过蒸汽脱附、冷凝等工艺进行回收。

目前采用吸附法处理二硫化碳废气得到了普遍应用，对于二硫化碳进行脱附时普遍采用蒸汽脱附方式，蒸汽消耗量较大，而且需要利用冷却水和冷冻水对蒸汽脱附方式产生的蒸汽和二硫化碳的混合蒸馏汽进行冷却，使二硫化碳冷凝为液体，冷却水循环时消耗的电能和冷冻站提供的冷冻水消耗也非常可观。蒸汽脱附后需要对吸附槽内的吸附剂进行干燥和冷却，需要消耗部分蒸汽和电能。另外，蒸汽脱附时蒸汽对吸附剂的冲击会造成吸附剂的破损，吸附剂破损后需要进行筛选并补充新的吸附剂，需要消耗一部分人力和财务支出。根据国家节能减排的指导方针，降低原有吸附装置的蒸汽、电、冷冻水等各项消耗迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是在吸附装置原有蒸汽脱附模式的基础上，增加了真空脱附模式，提供了一种二硫化碳废气脱附处理装置及其处理方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括：

一种二硫化碳废气脱附处理装置，包括化学洗涤风机、化学洗涤塔、水洗塔、喷洒分离器、污气风机、吸附槽、蒸发器、冷凝器、废气冷却器、安全罐、比重分离器、尾冷凝器、二硫化碳储槽、新鲜风系统、冷凝冷却水系统、冷冻水系统，化学洗涤风机、化学洗涤塔、水洗塔、喷洒分离器、污气风机、吸附槽、蒸发器、冷凝器、废气冷却器、安全罐、比重分离器、尾冷凝器、二硫化碳储槽依次连通，冷凝冷却水系统与冷凝器连通，冷冻水系统与废气冷却器连通，新鲜风系统与吸附槽连通，其特征是在吸附槽与蒸发器之间、蒸发器与冷凝器之间、冷凝器与废气冷却器之间、废气冷却器与安全罐之间、吸附槽与冷凝器之间、吸附槽与废气冷却器之间六个位置中的一个或者两个位置新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置。

本发明在抽真空装置前后设有自控阀。

本发明在抽真空装置所对应原有蒸汽脱附管路设有自控阀。

本发明所述比重分离器设置有液位计，比重分离器底部设置有二硫化碳排放自控阀，比重分离器溢水口、二硫化碳溢流口设置自控阀。

本发明所述吸附槽设有加温装置。

本发明所述冷凝冷却水系统中冷凝冷却水泵采用变频控制，冷冻水系统管道设有流量调节阀。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案还包括：

一种二硫化碳废气脱附处理方法，采用上述二硫化碳废气脱附处理装置进行，包括以下步骤：系统初始化，交替进行真空脱附和蒸汽脱附。

本发明所述真空脱附具体步骤包括进废气、所有阀关、充氮、真空脱附处理、再次充氮、排气。

本发明所述蒸汽脱附具体步骤包括进废气、所有阀关、充氮、蒸汽脱附处理、释压、干燥、冷却、排气。

本发明所述真空脱附过程中当吸附剂本身所储存热量无法满足二硫化碳在相应真空度下脱附所需热量或者为加快二硫化碳脱附进度时，通过加温装置对吸附槽进行加温。

本发明显著降低了原有装置的蒸汽消耗、电能消耗、冷冻水消耗、吸附剂消耗等各项消耗，降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺配置框图。

图2是本发明实施例的主要流程图。

图3是本发明实施例真空脱附模式的流程图。

图4是本发明实施例蒸汽脱附模式的流程图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例二硫化碳废气脱附处理装置，二硫化碳废气回收装置主要由化学洗涤风机1、化学洗涤塔2、水洗塔3、喷洒分离器4、污气风机5、吸附槽6、蒸发器7、冷凝器8、废气冷却器9、安全罐10、比重分离器11、尾冷凝器12、二硫化碳储槽13、新鲜风系统14（包括新鲜风机、新鲜风加热器、新鲜风加热阀、新鲜风冷却阀等）、冷凝冷却水系统15（包括冷凝冷却水塔、冷凝冷却水泵等）、冷冻水系统16组成。化学洗涤风机1、化学洗涤塔2、水洗塔3、喷洒分离器4、污气风机5、吸附槽6、蒸发器7、冷凝器8、废气冷却器9、安全罐10、比重分离器11、尾冷凝器12、二硫化碳储槽13依次连通，冷凝冷却水系统15与冷凝器8连通，冷冻水系统16与废气冷却器9连通，新鲜风系统14与吸附槽6连通，为增加吸附槽6真空脱附模式需要对原有废气回收装置进入如下设置或改造：需设置抽真空装置，抽真空装置可以采取下述六个设置方法中的一个或者两个即可：吸附槽6与蒸发器7之间新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置17、蒸发器7与冷凝器8之间新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置18、冷凝器8与废气冷却器9之间新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置19、废气冷却器9与安全罐10之间新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置20、吸附槽6与冷凝器8之间新增管道并在新增管道上设置抽真空装置21、吸附槽6与废气冷却器9之间新增管道并在新增管道上设置抽真空装置22，抽真空装置设置方法选择其中一种或两种即可；抽真空装置前后设有自控阀，抽真空装置所对应原有蒸汽脱附管路设有自控阀；比重分离器11设置有液位计，比重分离器11底部设置有二硫化碳排放自控阀，比重分离器溢水口、二硫化碳溢流口设置自控阀，参照图1中24位置；吸附槽6设有加温装置23；冷凝冷却水系统15中冷凝冷却水泵采用变频控制，冷冻水系统16输送冷冻水至废气冷却器9的管道设有流量调节阀。

参见图2～图4，本发明实施例二硫化碳废气脱附处理装置的处理方法，在装置正式运行之前，系统需对以下参数进行设置以实现系统初始化：第一次脱附为真空脱附模式或蒸汽脱附模式、真空脱附模式次数、蒸汽脱附模式次数、真空脱附模式各分步骤时间及参数、蒸汽脱附模式各分步骤时间及参数、其他相关参数，然后交替进行真空脱附和蒸汽脱附，真空脱附和蒸汽脱附哪个先进行没有限制，但从节约能源提高效率的角度而言，以先进行真空脱附为好。

以设置抽真空装置17、系统设置第一次脱附模式为真空脱附并以单个吸附槽工作流程为例，其主要工作流程如下：

真空脱附模式各步骤主要由进废气、所有阀关、充氮、真空脱附处理、再次充氮、排气等步骤组成，废气装置投入运行后经过系统初始化吸附槽6进入真空脱附模式的进废气步骤吸附二硫化碳废气（废气经过化学洗涤处理），当进废气步骤满足吸附二硫化碳废气达到设定时间或控制系统判断其需要进行脱附工作等条件时进入所有阀关步骤；所有阀关步骤完成后对吸附槽进行充氮气处理，将吸附槽中的空气排出然后进入真空脱附处理步骤；真空脱附处理步骤时抽真空装置17运行，抽真空装置17前后自控阀打开，抽真空装置17所对应原有蒸汽脱附管路自控阀关闭，比重分离器11底部二硫化碳排放自控阀关闭，比重分离器11溢水口、二硫化碳溢流口自控阀关闭，二硫化碳通过吸收吸附剂的热量脱附为气态，进入冷凝工序冷凝为二硫化碳液体，真空脱附处理步骤时冷凝冷却水系统15中冷凝冷却水泵根据实际工艺运行在较低频率，冷冻水系统16输送冷冻水至废气冷却器9的管道上流量调节阀打开较小开度；真空脱附处理步骤中当吸附剂本身所储存热量无法满足二硫化碳在相应真空度下脱附所需热量或者加快二硫化碳脱附进度时，可通过加温装置23对吸附槽6进行加温，以利于二硫化碳的脱出；真空脱附处理步骤进行一段时间后需要判断真空脱附基本结束，判断依据为如下三种之一或组合：吸附槽6内真空度高于某一设定值、真空脱附处理步骤达到设定时间、比重分离器11液位增长达到设定值，真空脱附处理步骤完成后抽真空装置17停止，抽真空装置17前后自控阀关闭，比重分离器11底部二硫化碳排放自控阀打开将二硫化碳排放至二硫化碳储槽13，根据比重分离器11的液位计判断排放结束后二硫化碳排放自控阀关闭然后进入再次充氮步骤；再次充氮步骤、排气步骤结束后，控制系统判断真空脱附模式是否达到设定次数，未达到设定次数则重新返回真空脱附模式的进废气步骤，循环执行真空脱附模式的各步骤，当循环次数达到真空脱附模式的设定次数时，转去蒸汽脱附模式的进废气步骤。

蒸汽脱附模式各步骤按照原有方法由进废气、所有阀关、充氮、蒸汽脱附处理、释压、干燥、冷却、排气步骤组成，吸附槽6当进废气步骤满足吸附二硫化碳废气达到设定时间或控制系统判断其需要进行脱附工作等条件时进入所有阀关步骤；所有阀关步骤完成后对吸附槽进行充氮气处理，将吸附槽中的空气排出然后进入蒸汽脱附处理步骤；蒸汽脱附处理步骤时抽真空装置17停止，抽真空装置17前后自控阀关闭，抽真空装置17所对应原有蒸汽脱附管路自控阀打开，比重分离器11底部二硫化碳排放自控阀关闭，比重分离器11溢水口、二硫化碳溢流口自控阀打开，二硫化碳通过吸收蒸汽热量脱附为气态，进入冷凝工序冷凝为二硫化碳液体，蒸汽脱附处理步骤时冷凝冷却水系统15中冷凝冷却水泵根据实际工艺运行在较高频率，冷冻水系统16输送冷冻水至废气冷却器9的管道上流量调节阀打开较大开度；吸附槽6加温装置23无需运行；蒸汽脱附处理步骤进行一段时间后结束然后进入释压步骤；释压步骤结束后利用新鲜风系统14对吸附槽6进行干燥、冷却处理，经过排气步骤后，控制系统判断蒸汽脱附模式是否达到设定次数，未达到设定次数则重新返回蒸汽脱附模式的进废气步骤，循环执行蒸汽脱附模式的各步骤，当循环次数达到蒸汽脱附模式的设定次数时，转去真空脱附模式的进废气步骤。

真空脱附模式与蒸汽脱附模式根据系统初始化设定的次数交替进行，两种模式的运行次数可在系统运行过程中根据工艺情况进行修改，修改后系统按照新的运行次数判断。真空脱附模式进行一定次数后，部分从前段工艺带来的水分不断在吸附槽6内累积从而影响吸附剂吸附效率，因此需要进行蒸汽脱附对二硫化碳进行彻底脱附并对吸附剂进行干燥从而提高吸附效率，蒸汽脱附模式一般进行一次即可，根据上述工艺分析，真空脱附模式运行的次数大大高于蒸汽脱附模式运行的次数。

原有废气处理装置只有蒸汽脱附模式一种，按照蒸汽脱附模式步骤循环执行，由于引入了真空脱附模式，执行一次真空脱附模式真空脱附处理步骤消耗的电能成本远小于执行一次蒸汽脱附模式蒸汽脱附处理步骤消耗的蒸汽成本；真空脱附模式不会使吸附剂含有大量水分，因此真空脱附模式后不需要对吸附剂进行干燥和冷却，节省了部分蒸汽和电能，而且节省了时间，提高了装置的运行效率，蒸汽脱附模式经过蒸汽脱附处理步骤后需对吸附剂进行干燥和冷却，蒸汽、电能消耗较大，而且干燥步骤、冷却步骤至少需要20分钟以上，装置效率大大降低；真空脱附处理步骤产生的二硫化碳气体温度大大低于蒸汽脱附处理步骤产生的二硫化碳和蒸汽的混合高温气体，因此相比于蒸汽脱附模式，真空脱附模式下冷凝冷却水系统15中的冷凝冷却水泵可运行在较低频率，废气冷却器9来自冷冻水系统16的冷冻水管道可减小流量，节省了部分电能及冷冻水消耗；真空脱附模式相比于蒸汽脱附模式，减少了蒸汽对吸附剂的冲击，降低了吸附剂的破损率，有利于吸附效率的提高并降低了吸附剂的更换频率和费用支出。

真空脱附模式的能耗远低于蒸汽脱附模式的消耗，而且真空脱附模式执行的次数大大高于蒸汽脱附模式，因此本发明显著降低了原有装置的蒸汽消耗、电能消耗、冷冻水消耗、吸附剂消耗等各项消耗，降低了运行成本。

以上均为本发明技术方案框架下的具体实施，凡是本发明实施例技术方案和技术特征的简单变形或组合，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种二硫化碳废气脱附处理装置，包括化学洗涤风机、化学洗涤塔、水洗塔、喷洒分离器、污气风机、吸附槽、蒸发器、冷凝器、废气冷却器、安全罐、比重分离器、尾冷凝器、二硫化碳储槽、新鲜风系统、冷凝冷却水系统、冷冻水系统，化学洗涤风机、化学洗涤塔、水洗塔、喷洒分离器、污气风机、吸附槽、蒸发器、冷凝器、废气冷却器、安全罐、比重分离器、尾冷凝器、二硫化碳储槽依次连通，冷凝冷却水系统与冷凝器连通，冷冻水系统与废气冷却器连通，新鲜风系统与吸附槽连通，其特征是：在吸附槽与蒸发器之间、蒸发器与冷凝器之间、冷凝器与废气冷却器之间、废气冷却器与安全罐之间、吸附槽与冷凝器之间、吸附槽与废气冷却器之间六个位置中的一个或者两个位置新增管道支路并在新增管道支路上设置抽真空装置。

2.如权利要求1所述的二硫化碳废气脱附处理装置，其特征在于：抽真空装置前后设有自控阀。

3.如权利要求1所述的二硫化碳废气脱附处理装置，其特征在于：抽真空装置所对应原有蒸汽脱附管路设有自控阀。

4.如权利要求1所述的二硫化碳废气脱附处理装置，其特征在于：所述比重分离器设置有液位计，比重分离器底部设置有二硫化碳排放自控阀，比重分离器溢水口、二硫化碳溢流口设置自控阀。

5.如权利要求1所述的二硫化碳废气脱附处理装置，其特征在于：所述吸附槽设有加温装置。

6.如权利要求1所述的二硫化碳废气脱附处理装置，其特征在于：所述冷凝冷却水系统中冷凝冷却水泵采用变频控制，冷冻水系统管道设有流量调节阀。

7.一种采用权利要求1～6任一权利要求所述的二硫化碳废气脱附处理装置的二硫化碳废气脱附处理方法，其特征在于包括以下步骤：系统初始化，交替进行真空脱附和蒸汽脱附。

8.如权利要求7所述的二硫化碳废气脱附处理方法，其特征在于：所述真空脱附具体步骤包括进废气、所有阀关、充氮、真空脱附处理、再次充氮、排气。

9.如权利要求7所述的二硫化碳废气脱附处理方法，其特征在于：所述蒸汽脱附具体步骤包括进废气、所有阀关、充氮、蒸汽脱附处理、释压、干燥、冷却、排气。

10.如权利要求7所述的二硫化碳废气脱附处理方法，其特征在于：真空脱附过程中当吸附剂本身所储存热量无法满足二硫化碳在相应真空度下脱附所需热量或者为加快二硫化碳脱附进度时，通过加温装置对吸附槽进行加温。