CN105148549B - 一种溶剂分类回收装置及其分类回收方法 - Google Patents

Abstract

一种溶剂分类回收装置，包括回收系统、将太阳能转换成热能从而向回收系统提供高温导热介质的光热系统以及将太阳能转换成电能从而向回收系统供电的光伏系统；本发明一方面利用聚光光热系统将太阳能转换成热能，并将升温后的高温导热油提供给回收系统，与回收液进行热交换，另一方面利用光伏系统将太阳能转换成电能，产生的电能提供给真空泵产生真空；中高温光热系统与光伏系统的结合，能将各种溶剂按照沸点高低依次蒸发成蒸汽，通过监测蒸汽温度可区分不同种类的溶剂蒸汽，分类回收沸点不同的有机溶剂；本发明将太阳能转化成其他能量形式，实现了太阳能热利用和太阳能电利用的双向利用，不仅可以用于溶剂的回收，也可用于互溶液体的分离。

Description

一种溶剂分类回收装置及其分类回收方法

技术领域

本发明属于溶剂回收技术领域，特别涉及一种溶剂分类回收装置及其分类回收方法。

背景技术

随着全球工业的快速发展，化学化工材料生物等各个领域的生产过程中都需要消耗数量巨大的有机溶剂。使用这些溶剂会产生大量的对环境有害的废液。因此回收这些溶剂并且反复循环使用不仅是环境保护的一项基本要求，也是降低成本提高效益的一种有效途径。但是，溶剂回收需要消耗大量的能量。而太阳能作为一种无处不在的可再生清洁能源，可以被转化成多种能量形式(热能，电能，化学能等等)加以利用。可再生清洁能源与溶剂回收有效地结合起来，可以最大化地实现节能减排，完成社会，环境与经济效益的三维统一。

目前已有利用太阳能进行溶剂回收的尝试。在公开号为CN102058988A的发明专利<太阳能溶剂回收器>中，太阳能光热效应被用于加热导热介质。但是，该发明所述装置对太阳能的利用仅限于槽式集热器的热量吸收。尽管使用了高沸点柴油作为导热介质，但是热量传递过程中的必然损失使得整个装置很难让高沸点溶剂沸腾并气化。另外，该发明使用的常压蒸馏技术的效率也远逊色于目前工业上常用的减压蒸馏。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种溶剂分类回收装置及其分类回收方法，将太阳能转化成热能和电能，从而达到高效的溶剂回收。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种溶剂分类回收装置，包括回收系统3，

所述回收系统3包括：

蒸馏室3e；

通过串联的冷凝管道3j与回收管道3g与蒸馏室3e相连接的真空泵3a；以及

连接在回收管道3g上的相互并联的若干回收罐3i；

其特征在于，还包括：

将太阳能转换成热能，从而向蒸馏室3e提供高温导热介质的光热系统1；以及

将太阳能转换成电能，从而向真空泵3a供电的光伏系统2。

所述光热系统1包括：

真空集热管组1b；

向真空集热管组1b提供光照的聚光镜场1d；以及

与真空集热管组1b通过输油管道1c相连接的储油罐1a；

其中：

所述储油罐1a通过低温油管道6连通蒸馏室3e；

所述真空集热管组1b通过高温油管道4连通蒸馏室3e。

所述聚光镜场1d采用槽式，塔式，碟式或者线性菲涅尔式；

所述真空集热管组1b采用复合抛物面聚光器型集热管；

所述储油罐1a采用不锈钢或者塑料储油罐。

所述高温油管道4的管壁采用绝热保温材料。

所述光伏系统2包括：

太阳能电池组件2a；以及

与太阳能电池组件2a通过电导线一2b相连接的蓄电池组件2c；

其中：

太阳能电池组件2a和蓄电池组件2c均通过电导线5连接真空泵3a实现综合供电。

所述太阳能电池组件2a采用单晶或多晶硅太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池或者有机和高分子太阳能电池；

所述蓄电池组件2c采用铅酸蓄电池、镍氢蓄电池或者锂离子电池。

所述无机化合物薄膜太阳能电池为铜铟镓硒或碲化镉薄膜太阳能电池。

所述蒸馏室3e还设置有进液口3d，进液口3d上连接有进液阀3c，进液阀3c在进液结束后应当关闭以便保持回收系统3在工作时的低压状态。所述蒸馏室3e和回收罐3i之间还设置有冷凝管道3j和回收管道3g。所述蒸馏室3e和冷凝管道3j之间还设置有温度计3f。冷凝管道3j使蒸馏室3e产生的蒸汽凝结液化，回收管道3g将液化后的溶剂输送到回收罐3i。所述真空泵3a和回收管道3g之间还设置有压力表3b。所述回收罐3i的数量不小于回收的有机溶剂的种类，并且每个回收罐3i设置一个回收阀门3h。

所述冷凝管道3j分为两层，内层与蒸馏室3e和回收管道3g连接，用于传输蒸汽以及蒸汽冷凝成的溶剂，外层用于放置冷凝材料来降低内层温度，使蒸汽在内层冷却凝结成液体。

利用所述溶剂分类回收装置的溶剂分类回收方法，包括如下步骤：

利用光热系统1，将太阳能转换成热能，加热后的高温导热介质送往蒸馏室3e；同时，利用光伏系统2，将太阳能转换成电能，向真空泵3a供电；

将待回收的混合试剂送往蒸馏室3e，与高温导热介质在蒸馏室3e进行换热；

高温导热介质换热后变为低温介质，回送至光热系统1；

混合试剂换热后升温，不同试剂根据沸点从低至高依次被汽化，进而在冷凝管道3j中依次凝结液化，通过回收管道3g分别进入不同的回收罐3i。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将太阳能光热和光伏两种利用方式相互结合，实现了太阳能热利用和太阳能电利用的双向利用。一方面利用光热系统将太阳能转换成热能，并将升温后的高温导热油提供给回收系统。另一方面利用光伏系统将太阳能转换成电能。产生的电能供给真空泵产生低压。由于液体的沸点随压力的减小而降低，低压情况下有机溶剂的沸点更低，从而更容易被蒸馏成蒸汽。

2、可以将设备闲置时太阳能电池组件产生的电能储存在蓄电池组。蓄电池组可以在设备工作时与太阳能电池组件一起为回收系统供电，达到稳定电力供应的目的。

3、设置多个回收罐，可以分类回收沸点不同的混合有机溶剂。各种溶剂按照沸点高低会被依次蒸发成蒸汽。通过监测蒸馏室和冷凝管道之间的温度计可以区分不同种类的溶剂蒸汽。每次仅开启一个回收阀门，收集完某个温度的蒸汽冷凝成的液体后关闭该阀门并立即开启下一个阀门，依次回收沸点由低到高的有机溶剂。

4、如上述第3点所述，本发明可以实现混合有机溶剂的分类回收。因此，本发明所述装置及方法也可用于互溶液体的分离。

5、低压或者高真空情况下，空气浓度极低，随之氧气浓度也极低，溶剂中的溶质不易被氧化。同时，低压下蒸馏所需温度也低，这种温度下回收液不易发生内部副反应。减小不明氧化以及不明副反应的可能性，有利于提高整个装置的安全性及稳定性。

6、光热系统使用聚光镜场来反射并聚集太阳光。真空集热管组还配置复合抛物面聚光器对聚光镜场反射的太阳光进行二次反射并再汇聚到集热管。所述聚光光热系统具有非常高的光热转换效率，属于中高温太阳能热利用，可以将导热油加热到250-350摄氏度的高温，配合光伏系统产生的低压，可以用于回收高沸点溶剂。

附图说明

图1是本发明所述溶剂回收装置的结构示意图。

图2是本发明所述溶剂回收装置的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明为一种光热光伏一体化利用的溶剂回收装置，包括回收系统3、光热系统1和光伏系统2。其中：

光热系统1包括通过输油管道1c相连接的储油罐1a和真空集热管组1b，以及聚光镜场1d。

光伏系统2包括通过电导线一2b相连接的太阳能电池组件2a和蓄电池组件2c。

回收系统3包括真空泵3a，蒸馏室3e，回收罐3i和冷凝管道3j，蒸馏室3e的进液口3d上连接有进液阀3c，进液阀3c在进液结束后应当关闭以便保持回收系统3在工作时的低压状态。蒸馏室3e和回收罐3i之间设置有冷凝管道3j和回收管道3g。蒸馏室3e和冷凝管道3j之间设置有温度计3f。冷凝管道3j使蒸馏室3e产生的蒸汽凝结液化，回收管道3g将液化后的溶剂输送到回收罐3i。真空泵3a和回收管道3g之间设置有压力表3b。回收罐3i的数量不小于回收的有机溶剂的种类，并且每个回收罐3i设置一个回收阀门3h。

真空集热管组1b通过高温油管道4与回收系统3的蒸馏室3e连通；光伏系统2的太阳能电池组件2a和蓄电池组件2c均通过电导线5与回收系统3的真空泵3a连接；回收系统的蒸馏室3e通过低温油管道6与光热系统1的储油罐1a连接。

本发明中，储油罐1a可采用不锈钢或者塑料材料，聚光镜场1d可采用槽式，塔式，碟式或者线性菲涅尔式来反射并聚集太阳光，真空集热管组1b可采用复合抛物面聚光器型(俗称CPC)集热管，CPC将聚光镜场1d反射聚集的太阳光进行二次反射并再汇聚到真空集热管。冷凝管道3j可分为两层，内层与蒸馏室3e和回收管道3g连接，用于传输蒸汽以及蒸汽冷凝成的溶剂。外层不与回收系统3直接连接，用于放置冷水，冰或者其它冷凝材料来降低内层温度，使蒸汽在内层冷却凝结成液体。高温油管道4管壁可采用绝热保温材料，减小导热油输送过程中与外界环境中空气的热交换。太阳能电池组件2a可采用单晶或多晶硅太阳能电池，硅基薄膜太阳能电池，无机化合物薄膜太阳能电池(例如铜铟镓硒和碲化镉薄膜太阳能电池)或者有机和高分子太阳能电池。蓄电池组件2c可采用铅酸蓄电池，镍氢蓄电池或者锂离子电池(俗称锂电池)。

如图2所示，整个装置的流程包括：

利用光热系统1，将太阳能转换成热能，加热后的高温导热介质送往蒸馏室3e；同时，利用光伏系统2，将太阳能转换成电能，向真空泵3a供电，由真空泵3a产生真空环境；

将待回收的混合试剂送往蒸馏室3e，与高温导热介质在蒸馏室3e进行换热；

混合试剂换热后升温，不同试剂根据沸点从低至高依次被汽化，进而在冷凝管道3j中依次凝结液化，通过回收管道3g分别进入不同的回收罐3i。

高温导热介质换热后变为低温介质，回送至光热系统1。

由于液体的沸点随压力的减小而降低，低压情况下蒸馏所需的温度更低。光热系统与光伏系统的结合，能高效地将各种溶剂按照沸点高低依次蒸发成蒸汽。通过监测蒸馏室和冷凝管道之间的温度计可以区分不同种类的溶剂蒸汽。每次仅开启一个回收阀门，收集完某个温度的蒸汽后立即关闭该阀门并开启下一个阀门，由此依次回收沸点由低到高的有机溶剂。

以上仅为本发明的一个实施范例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的专业技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种溶剂分类回收装置，包括回收系统(3)，

所述回收系统(3)包括：

蒸馏室(3e)；

通过串联的冷凝管道(3j)与回收管道(3g)与蒸馏室(3e)相连接的真空泵(3a)；以及

连接在回收管道(3g)上的相互并联的若干回收罐(3i)；

其特征在于，还包括：

将太阳能转换成热能，从而向蒸馏室(3e)提供高温导热介质的光热系统(1)；以及

将太阳能转换成电能，从而向真空泵(3a)供电使其产生低压的光伏系统(2)；

其中：所述光热系统(1)包括：

真空集热管组(1b)；

向真空集热管组(1b)提供光照的聚光镜场(1d)；以及

与真空集热管组(1b)通过输油管道(1c)相连接的储油罐(1a)；

所述储油罐(1a)通过低温油管道(6)连通蒸馏室(3e)；

所述真空集热管组(1b)通过高温油管道(4)连通蒸馏室(3e)；

所述光热系统(1)中，导热油加热到250-350摄氏度的高温。

2.根据权利要求1所述溶剂分类回收装置，其特征在于：

所述聚光镜场(1d)采用槽式，塔式，碟式或者线性菲涅尔式；

所述真空集热管组(1b)采用复合抛物面聚光器型集热管；

所述储油罐(1a)采用不锈钢或者塑料储油罐。

3.根据权利要求1所述溶剂分类回收装置，其特征在于，所述高温油管道(4)的管壁采用绝热保温材料。

4.根据权利要求1所述溶剂分类回收装置，其特征在于，所述光伏系统(2)包括：

太阳能电池组件(2a)；以及

与太阳能电池组件(2a)通过电导线一(2b)相连接的蓄电池组件(2c)；

其中：

太阳能电池组件(2a)和蓄电池组件(2c)均通过电导线(5)连接真空泵(3a)实现综合供电。

5.根据权利要求4所述溶剂分类回收装置，其特征在于：

所述太阳能电池组件(2a)采用单晶或多晶硅太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池或者有机和高分子太阳能电池；

所述蓄电池组件(2c)采用铅酸蓄电池、镍氢蓄电池或者锂离子电池。

6.根据权利要求5所述溶剂分类回收装置，其特征在于，所述无机化合物薄膜太阳能电池为铜铟镓硒或碲化镉薄膜太阳能电池。

7.根据权利要求1所述溶剂分类回收装置，其特征在于，所述蒸馏室(3e)的进液口(3d)上连接有进液阀(3c)，所述蒸馏室(3e)和冷凝管道(3j)之间设置有温度计(3f)，所述真空泵(3a)和回收管道(3g)之间设置有压力表(3b)，所述回收罐(3i)的数量不小于回收的有机溶剂的种类，并且每个回收罐(3i)设置一个回收阀门(3h)。

8.根据权利要求1所述溶剂分类回收装置，其特征在于，所述冷凝管道(3j)分为两层，内层与蒸馏室(3e)和回收管道(3g)连接，用于传输蒸汽以及蒸汽冷凝成的溶剂，外层用于放置冷凝材料来降低内层温度，使蒸汽在内层冷却凝结成液体。

9.利用权利要求1所述溶剂分类回收装置的溶剂分类回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用光热系统(1)，将太阳能转换成热能，加热后的250-350摄氏度的高温导热介质送往蒸馏室(3e)；同时，利用光伏系统(2)，将太阳能转换成电能，向真空泵(3a)供电其产生低压；

将待回收的混合试剂送往蒸馏室(3e)，与高温导热介质在蒸馏室(3e)进行换热；

高温导热介质换热后变为低温介质，回送至光热系统(1)；

混合试剂换热后升温，不同试剂根据沸点从低至高依次被汽化，进而在冷凝管道(3j)中依次凝结液化，通过回收管道(3g)分别进入不同的回收罐(3i)。