CN107569977A - 一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，包括气气换热器、气液换热器、吸收塔、脱色塔和存储罐；气气换热器的烟气出口与气液换热器的烟气进口连通，气液换热器的烟气出口与吸收塔的烟气进口连通，吸收塔的烟气出口用于与烟囱连通，吸收塔的回收溶剂出口与脱色塔的进口连通，脱色塔的出口与存储罐的进口连通。应用本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，能够有效将钢桶涂装生产产生的有机溶剂和飞散漆雾等废气进行处理，使烟气达标排放的同时，将烟气余热加以回收利用，并利用分级吸收塔得到有机溶剂。经济性良好、使用便捷。节省大量的能源消耗，可回收溶剂，改善钢桶涂装生产过程产生的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢桶涂装技术领域，更具体地说，涉及一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置。
背景技术
目前，钢桶涂装行业的烟气处理的方法还处在不成熟的阶段，其中烟气中的余热基本上都未能被利用而直接排空，既浪费能源又污染环境。
钢桶涂装生产中产生的烟气，主要是大量的有机溶剂挥发气体和飞散的漆雾。目前挥发性有机物(VOCs)的处理方法主要有两类：一类是破坏性消除法，如焚烧和催化燃烧法等，将VOCs转化为CO2和H2O；另一类是回收法，如碳吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法。
然而，有些钢桶生产厂家条件差，涂装方法、设备工具、涂装环境及操作水平不高，采取的环保措施与效果不好，致使有机溶剂和过喷漆雾因排放回收处理效果欠佳，仍有相当程度的有机溶剂和飞散漆雾等废气污染环境和危害操作者的健康。
综上所述，如何有效地解决钢桶涂装造成环境污染、危害操作者健康等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，该钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置的结构设计可以有效地解决钢桶涂装造成环境污染、危害操作者健康的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，包括气气换热器、气液换热器、吸收塔、脱色塔和存储罐；所述气气换热器的烟气出口与所述气液换热器的烟气进口连通，所述气液换热器的烟气出口与所述吸收塔的烟气进口连通，所述吸收塔的烟气出口用于与烟囱连通，所述吸收塔的回收溶剂出口与所述脱色塔的进口连通，所述脱色塔的出口与所述存储罐的进口连通。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述气气换热器为热管式空预器，所述气液换热器为翅片管式换热器。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述气气换热器的热气出口用于与燃烧室连接。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述吸收塔为分级吸收塔，包括上部塔和下部塔，所述上部塔与所述下部塔均设置有喷淋管。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述上部塔的出口与循环水箱的进口连通，所述循环水箱的出水口通过水泵与所述上部塔的喷淋管连通。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述水泵与所述上部塔之间连接有第一换热器。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述第一换热器为板式换热器。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述下部塔的出口与有机溶剂泵连通，所述有机溶剂泵的出口分别与所述脱色罐和所述下部塔的喷淋管连通。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述有机溶剂泵与所述下部塔之间连接有第二换热器。
优选地，上述钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置中，所述第二换热器为板式换热器。
本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置包括气气换热器、气液换热器、吸收塔、脱色塔和存储罐。其中，气气换热器的烟气出口与气液换热器的烟气进口连通，气液换热器的烟气出口与吸收塔的烟气进口连通，吸收塔的烟气出口用于与烟囱连通，吸收塔的回收溶剂出口与脱色塔的进口连通，脱色塔的出口与存储罐的进口连通。
应用本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，钢桶涂装烟气(170℃左右)首先通过气气换热器，将烟气冷却的同时又将气气换热器内的介质气体(如空气)预热，烟气温度可降到100℃左右，预热的介质气体返回设备，提供热风，减少天然气用量。由气气换热器的烟气出口排出的烟气进一步进入气液换热器，将烟气冷却的同时将气液换热器的介质液体(如水)加热，烟气降到60℃后，冷水可加热到70℃左右，升温后的介质液体可用于生产及生活。经过气液换热器后的烟气降到60℃，而后进入吸收塔，捕捉吸收，烟气中的溶剂等油份变成液态回收(≥95％)，回收的溶剂由回收溶剂出口进入脱色塔，经过脱色塔处理后，流入存储罐存储，可以作为商品出售，也可以自己使用。剩余的烟气则经烟囱的催化氧化处理达标排放。综上，本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，能够有效将钢桶涂装生产产生的有机溶剂和飞散漆雾等废气进行处理，使烟气达标排放的同时，将烟气余热加以回收利用，并利用分级吸收塔得到有机溶剂。经济性良好、使用便捷。节省大量的能源消耗，可回收溶剂，改善钢桶涂装生产过程产生的环境污染问题。其中余热回收率大于30％，溶剂回收率大于95％，尾气排放限值小于20mg/m3。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置一种具体实施方式的结构示意图。
附图中标记如下：
气气换热器1，气液换热器2，吸收塔3，第一换热器41，第二换热器42，有机溶剂泵5，脱色塔6，存储罐7，风机8，烟囱9，水泵10，循环水箱11。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，以改善钢桶涂装生产过程产生的环境污染。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置一种具体实施方式的结构示意图。
在一个具体实施例中，本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置包括气气换热器1、气液换热器2、吸收塔3、脱色塔6和存储罐7。
其中，气气换热器1的烟气出口与气液换热器2的烟气进口连通，气液换热器2的烟气出口与吸收塔3的烟气进口连通，吸收塔3的烟气出口用于与烟囱9连通，吸收塔3的回收溶剂出口与脱色塔6的进口连通，脱色塔6的出口与存储罐7的进口连通。也就是烟气依次经过气气换热器1、气液换热器2、吸收塔3，由吸收塔3的烟气出口排出的烟气经烟囱9的催化氧化处理达标排放。
气气换热器1即以气体为介质的换热器，其具体结构请参考现有技术，此处不再赘述。气气换热器1具有热气出口，用于与烟气热交换后的热气排出。具体的，气气换热器1可以采用热管式空预器。换热介质具体可以为空气，将烟气冷却而温度升高的后热空气可回收利用。
气液换热器2即以液体为介质的换热器，其具体结构请参考现有技术，此处不再赘述。气液换热器2具有液体出口，用于与烟气热交换后的高温液体排出。具体的，气液换热器2可以采用翅片管式换热器。换热介质具体可以为水，将烟气冷却而温度升高的后热水可回收利用。
吸收塔3即通过喷淋将烟气中的有害气体吸收转化为溶剂的反应塔，其具体结构请参考现有技术，此处不再赘述。
脱色塔6即用于对有机溶剂进行脱色处理的装置。其具体并不局限于塔结构，也可以为罐结构等，只需能够对有机溶剂进行脱色处理即可。
存储罐7即用于将经脱色处理后备用的有机溶剂进行存储的装置，其具体结构此处不做限定，根据具体需要设置即可。
应用本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，钢桶涂装烟气(170℃左右)首先通过气气换热器1，将烟气冷却的同时又将气气换热器1内的介质气体(如空气)预热，烟气温度可降到100℃左右，预热的介质气体返回设备，提供热风，减少天然气用量。由气气换热器1的烟气出口排出的烟气进一步进入气液换热器2，将烟气冷却的同时将气液换热器2的介质液体(如水)加热，烟气降到60℃后，冷水可加热到70℃左右，升温后的介质液体可用于生产及生活。经过气液换热器2后的烟气降到60℃，而后进入吸收塔3，捕捉吸收，烟气中的溶剂等油份变成液态回收(≥95％)，回收的溶剂由回收溶剂出口进入脱色塔6，经过脱色塔6处理后，流入存储罐7存储，可以作为商品出售，也可以自己使用。剩余的烟气则经烟囱9的催化氧化处理达标排放。
综上，本发明提供的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，能够有效将钢桶涂装生产产生的有机溶剂和飞散漆雾等废气进行处理，使烟气达标排放的同时，将烟气余热加以回收利用，并利用分级吸收塔3得到有机溶剂。经济性良好、使用便捷。节省大量的能源消耗，可回收溶剂，改善钢桶涂装生产过程产生的环境污染问题。其中余热回收率大于30％，溶剂回收率大于95％，尾气排放限值小于20mg/m3。
优选的，气气换热器1的热气出口用于与燃烧室连接。进而将烟气冷却的同时介质气体温度升高，预热的介质气体返回燃烧室，提供热风，减少天然气用量。
在上述各实施例的基础上，吸收塔3为分级吸收塔3，包括上部塔和下部塔，上部塔与下部塔均设置有喷淋管。烟气从下部进入吸收塔3经过两级喷淋后变成洁净的气体从吸收塔3顶部排出。也就是通过上部塔和下部塔的分级设置，分别对进入吸收塔3的烟气进行多级处理，以提高烟气中有害气体的吸收率，进一步提升环保效果。优选的，上部塔的喷淋管的喷淋液为水，下部塔的喷淋管的喷淋液为有机溶剂。
进一步地，上部塔的出口与循环水箱11的进口连通，循环水箱11的出水口通过水泵10与上部塔的喷淋管连通。从而水通过循环水箱11出口经水泵10后返还到上部塔重新喷淋，形成水循环，有效节约了能源，降低了能耗。
更进一步地，水泵10与上部塔之间连接有第一换热器41。具体的，第一换热器41为板式换热器。当然，根据需要也可以采用其他形式的换热器。通过第一换热器41的设置，能够有效降低流入喷流管的水温，以防止水温过高而损坏喷淋管。
优选的，下部塔的出口与有机溶剂泵5连通，有机溶剂泵5的出口分别与脱色罐和下部塔的喷淋管连通。进而形成有机溶剂的循环，下部塔的出口流出的有机溶剂一部分返还到下部塔的喷淋管重新捕捉吸收，另一部分进入脱色塔6脱色处理。
进一步地，有机溶剂泵5与下部塔之间连接有第二换热器42。具体的，第二换热器42为板式换热器。通过第二换热器42的设置，能够有效降低流入喷流管的有机溶剂的温度，以防止温度过高而损坏喷淋管。
以下以一个优选的实施例说明本方案：
某包装企业，钢桶生产线工艺如下：清洗→脱脂→水洗→锆化→水洗→烘干→内喷涂→烘烤固化→冷却→外喷涂→烘烤固化→冷却→印字→仓库。其中，内涂烘烤生产线产生尾气主要成份含邻苯二甲酸二甲酯，其为无色透明微黄色油状液体，稍有芳香味，沸点为283.7℃。能与乙醇、乙醚等一般有机溶剂混溶，不溶于水和石油醚。内涂烘烤生产线尾气量约12000m3/h，尾气温度约170℃，其中溶剂的含量为约25.7kg/h；外涂烘烤漆生产线产生尾气主要成份为酯类溶剂，沸点约128℃。尾气量约20000m3/h，尾气温度约170℃，其中溶剂的含量约为42.8kg/h。该项目内涂、外涂漆年度使用溶剂约为140吨左右。根据客户要求及相关环保排放标准要求，需将尾气中的余热进行利用，尾气中的有机溶剂排放限值要小于20mg/m3，且需要将溶剂加以回收利用。
采用上述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，即利用热管换热、翅片换热技术将尾气的余热利用；采用常规溶剂回收方法，即常压冷凝捕捉吸收(附)的方法，将尾气的有机溶剂回收，使最终尾气达到排放标准。
如图1所以，钢桶涂装烟气(170℃左右)首先通过气气换热器1(热管式空预器)，既冷却烟气又将空气预热，烟气温度可降到100℃左右，预热的空气返回设备(燃烧室)，提供热风，减少天然气用量，接着烟气进入气液换热器2(翅片管式换热器)，既冷却烟气又加热冷水，烟气降到60℃后，冷水可加热到70℃左右，热水用于生产及生活用。烟气降到60℃后从吸收塔3下部进入吸收塔3中，吸收塔分为上部塔和下部塔。上、下塔底部均装有填料支承板，填料(不锈钢矩鞍环)以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。净化尾气用的有机溶剂液通过有机溶剂泵5、第二换热器42(板式换热器)，经过喷淋管喷淋到填料上，并沿填料表面流下，通过吸收塔下部塔出口，一部分有机溶剂循环使用，另一部分有机溶剂用有机溶剂泵5打到脱色塔6脱色处理后，用存储罐7存储。尾气继续上升，上升到上部塔的时候，净化尾气用的循环水通过水泵10、第一换热器41(板式换热器)再经过喷淋管喷淋到填料上，并沿填料表面流下，经上部塔的出口流入循环水箱11，一部分有机溶剂回收处理，大部分水供循环使用。吸收塔3中气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料层表面上，气液两相密切接触进行传质。考虑到当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，吸收塔内的填料层分三段布置，塔中间设置再分布装置，重新分布后喷淋到下层填料上使吸收面最大化达到吸收废气的目的。经过上述处理后，尾气最终变成洁净气体从吸收塔顶部排出，通过风机8、烟囱9达标排放。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，包括气气换热器、气液换热器、吸收塔、脱色塔和存储罐；所述气气换热器的烟气出口与所述气液换热器的烟气进口连通，所述气液换热器的烟气出口与所述吸收塔的烟气进口连通，所述吸收塔的烟气出口用于与烟囱连通，所述吸收塔的回收溶剂出口与所述脱色塔的进口连通，所述脱色塔的出口与所述存储罐的进口连通。
2.根据权利要求1所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述气气换热器为热管式空预器，所述气液换热器为翅片管式换热器。
3.根据权利要求1所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述气气换热器的热气出口用于与燃烧室连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述吸收塔为分级吸收塔，包括上部塔和下部塔，所述上部塔与所述下部塔均设置有喷淋管。
5.根据权利要求4所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述上部塔的出口与循环水箱的进口连通，所述循环水箱的出水口通过水泵与所述上部塔的喷淋管连通。
6.根据权利要求5所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述水泵与所述上部塔之间连接有第一换热器。
7.根据权利要求6所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述第一换热器为板式换热器。
8.根据权利要求4所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述下部塔的出口与有机溶剂泵连通，所述有机溶剂泵的出口分别与所述脱色罐和所述下部塔的喷淋管连通。
9.根据权利要求8所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述有机溶剂泵与所述下部塔之间连接有第二换热器。
10.根据权利要求9所述的钢桶涂装烟气余热与溶剂回收装置，其特征在于，所述第二换热器为板式换热器。
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