CN107619146A - 汽车行业废溶剂回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于溶剂回收技术领域，具体公开了一种汽车行业废溶剂回收方法，包括以下步骤：(1)简单蒸馏：采用蒸馏装置对废溶剂进行蒸馏，蒸馏得到含二甲苯、醋酸丁酯的液体；(2)磁化处理：将步骤(1)得到的液体抽入封闭的磁化管中进行循环磁化处理；(3)萃取精馏：利用N‑甲基吡咯烷酮作为萃取剂将经步骤(2)处理的液体通过40‑80块理论塔板萃取精馏塔分离，得到二甲苯溶液和剩余溶液；(4)间歇式精馏：采用间歇式精馏处理剩余溶液，精馏参数设置为冷却循环水用量：48‑60m³/h；蒸汽压力：0.5‑0.7MPa；蒸汽消耗：0.3‑0.5t/h；装置用电负荷：45‑50KW。采用本方法，对废溶剂进行多次蒸馏操作，有效实现废溶剂的回收利用。

Description

汽车行业废溶剂回收方法

技术领域

本发明属于溶剂回收技术领域，尤其涉及一种汽车行业废溶剂回收方法。

背景技术

汽车在制造过程中有许多部件需要涂装，在涂装作业中会产生一些废溶剂，如清洗喷枪产生的洗枪水、香蕉水、天那水等有机溶剂。这些使用后的有机溶剂有多种有机杂质，纯度降低，一般情况下当作废油卖掉，或者采用“稀释法”、“焚烧法”和“减压蒸馏法”进行处理。废溶剂不允许直接排放必须进行处理，因为废有机溶剂由于大多具有毒性强、易燃、易爆、腐蚀性、易挥发或反应性等特性，会环境和人类健康存在极大的危害性，因而被列为一类危险工业废弃物。在众多的废有机溶剂中，绝大部分具有较高的回收利用价值。例如汽车制造厂产生的废溶剂主要成分为二甲苯和醋酸丁酯，二甲苯具有较高的经济价值，其价格已有4000元/吨上升到目前10000元/吨，而醋酸丁酯目前的价格也已达到7000-11000元/吨。

采用目前常规的处理方法是利用蒸馏来回收溶剂，但是汽车行业的废溶剂中含有树脂、固体颗粒等，随着蒸馏时固体浓度的增大，粘度增高，继续蒸馏就会变成胶状物，导致蒸馏不能继续进行，从装置排出残余物也十分困难。采用常规方法处理这些废弃溶剂不能完全回收，蒸馏残余物只好作为废油进行焚烧处理，在焚烧处理的过程中向大气排放大量的二氧化碳、烟尘等，既浪费了石油资源又污染了环境。因此，从环保和经济等方面考虑，开发新工艺，不仅减轻环境污染，而且节省资源，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车行业废溶剂回收方法，对废溶剂进行多次蒸馏操作，有效实现废溶剂的回收，而且在蒸馏处理时能够避免胶状体的物料粘附在蒸馏单元的内壁，影响蒸馏操作的正常进行。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：汽车行业废溶剂回收方法，包括以下步骤：

(1)简单蒸馏：采用蒸馏装置对汽车行业的废溶剂进行蒸馏，蒸馏得到含二甲苯、醋酸丁酯的液体；蒸馏装置包括基座、转筒、螺旋筒、对蒸气进行冷凝的冷凝单元以及驱使转筒和螺旋筒差速同向转动的差速器，转筒和螺旋筒的侧壁均设有内部充满加热油的夹层，夹层内设有加热器；螺旋筒转动连接在转筒内且一端穿出转筒，转筒一端的夹层与螺旋筒的夹层连通，转筒转动连接在基座上；转筒的一端设置为锥形，另一端设置为圆柱形；螺旋筒的外壁设有与转筒内壁贴合的螺旋叶片；螺旋筒的一端连接有进料管，螺旋筒内滑动连接有与螺旋筒内壁贴合的刮片，刮片上设有压力阀，螺旋筒与刮片之间连接有弹簧；螺旋筒上设有与转筒连通的排出口，转筒为锥形的一端设有固体输出管，转筒的另一端设有气液输出管；基座上分别设有供固体输出管和气液输出管排出物料的环形槽，基座的下部开有与环形槽连通的出料通道；

(2)磁化处理：将步骤(1)得到的液体抽入封闭的磁化管中进行循环磁化处理，循环4-8遍；

(3)萃取精馏：利用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂将经步骤(2)处理的液体通过40-80块理论塔板萃取精馏塔分离，得到二甲苯溶液和剩余溶液；

(4)间歇式精馏：采用间歇式精馏处理剩余溶液，精馏参数设置为冷却循环水用量：48-60m3/h；蒸汽压力：0.5-0.7MPa；蒸汽消耗：0.3-0.5t/h；装置用电负荷：45-50KW。

本基础方案的工作原理在于：先采用简单蒸馏对废溶剂进行预处理，除去废溶剂中的悬浮物、大分子、低沸点和高沸点杂质，废溶剂经过预处理后，得到的溶液成分基本为二甲苯、醋酸丁酯。使用蒸馏装置进行简单蒸馏时，启动加热器，加热器加热夹层中的加热油，使加热油达到固定温度，蒸馏出二甲苯、醋酸丁酯。驱动差速器进行转动，差速器带动转筒和螺旋筒差速同向高速转动。将废溶剂输送至进料管处，废溶剂沿着进料管进入螺旋筒，在加热油的热传递作用下，废溶剂中的待回收的有机溶剂被加热，有机溶剂会转化为蒸气。在送入废溶剂的过程中，废溶剂会与刮片接触，刮片阻挡了废溶剂的前进通道，随着废溶剂加入量的不断增加，废溶剂挤压刮片，刮片对弹簧施加作用力，弹簧被压缩，刮片沿着螺旋筒的内壁向内滑动，在刮片滑动的过程中将粘附在螺旋筒内壁的固体、胶状体刮落。当达到弹簧的压缩极限时，刮片不再滑动，此时由于废溶剂的作用，螺旋筒内的压强增大，当压强达到压力阀的预设值时，压力阀打开，废溶剂通过压力阀，由于螺旋筒高速转动，在离心力的作用下，废溶剂能够通过排出口进入转筒内。废溶剂加速进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转筒壁上形成沉渣层。螺旋叶片将沉积的固相物连续不断地推至转筒的锥形端，经固体输出管排出蒸馏装置外；较轻的气液相物则形成内层液环，由转筒大端的气液输出管排出蒸馏装置。然后冷凝单元对排出的有机溶剂蒸气进行冷凝，使有机溶剂转化为液体，便于回收利用。当停止蒸馏时，不再往进料管输送废溶剂，在弹簧的作用力下，刮片恢复原位。

将步骤(1)得到的液体进行磁化处理，有机溶剂经过磁化处理后，分子势垒降低，分子内聚力减小，引起其宏观性质变化，如表面张力减小、扩散系数增加、溶解度增大、渗透压提高等，萃取精馏时，能使蒸气带走更多的有机溶剂，改善提纯的效果。经过萃取精馏后，能够得到二甲苯溶液和含有醋酸丁酯、少量二甲苯以及其他杂质的剩余溶液。对剩余溶液再进行一次精馏操作，得到醋酸丁酯，使用本回收方法能够实现废溶剂的回收。

本基础方案的有益效果在于：

1、蒸馏装置中转筒和螺旋筒的侧壁均设有夹层，夹层内部充满用于加热废溶剂的加热油，转筒的内壁、螺旋筒的内壁、外壁均为传热面，当废溶剂位于螺旋筒内时被加热一次，当废溶剂位于转筒内时再次被加热，废溶剂能被充分加热，使得溶剂蒸发能够有效进行。蒸馏装置在工作时，转筒和螺旋筒均高速转动，夹层内的加热油能够不断流动，使得加热油能够被均匀的加热，保证了蒸馏的效果。而且蒸馏装置在工作时，在废溶剂的作用力下，刮片滑动，将粘附在螺旋筒内壁的固体、胶状体刮落；螺旋筒上的螺旋叶片在输送物料的过程中也不断将粘附在转筒内壁的固体、胶状物挂落，具有除去蒸馏装置内附着物的作用，防止附着物往传热面附着，保持蒸发效率，防止装置内部堵塞。蒸馏后的物料被区分为固体、气液体分别排出，排出的固体含水量低，能够直接与废木材等固体物料混合制成燃料，不需要再进行固液分离的操作，简化处理步骤。

2、采用本方法，对废溶剂进行多次蒸馏操作，逐步除去溶剂中的杂质，分别得到纯度相对较高的二甲苯、乙酸丁酯，回收效果，有效实现废溶剂的回收。

进一步，采用蒸馏装置对废溶剂进行蒸馏时，先将废溶剂加热至110-120℃，保持8-15min；再将废溶剂加热至135-142℃，保持一段时间。经过本处理步骤进行处理，不仅能够除去废溶剂中的悬浮物、大分子、和高沸点杂质，还能除去低沸点杂质，使得到的溶液成分相对固定，便于后续的进一步处理。

进一步，还包括步骤(5)尾气处理：利用尾气总管将精馏时经冷凝器冷凝后残余的少量不凝尾气送至冷冻机冷冻处理，再用活性炭吸附罐吸附处理。尾气中含有较多的有害成分，这些尾气不经处理直接排放会污染环境。采用本方法对这些尾气进行处理，能够达到GB16297-1996《大气污染综合排放标准》及相关标准，能够直接排放。

进一步，步骤(2)磁化处理中，磁化管中的磁场的磁感应强度为3400-4800GS。经过多次试验发现，磁化管中的磁感应强度为3400-4800GS时，有机溶剂的回收效果较好。

进一步，汽车行业的废溶剂通过运送泵输送到进料管中。运送泵动力充足，使用运送泵输送原料，运送效果好。

附图说明

图1是本发明中蒸馏装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图1中的附图标记包括：基座10、环形槽11、差速器20、转筒30、加热油31、固体输出管32、气液输出管33、螺旋筒40、排出口41、刮片42、压力阀43、弹簧44、螺旋叶片45、进料管50。

汽车行业废溶剂回收方法，包括以下步骤：

(1)简单蒸馏：采用蒸馏装置对汽车行业的废溶剂进行蒸馏，蒸馏得到含二甲苯、醋酸丁酯的液体；如图1所示，蒸馏装置包括基座10、转筒30、螺旋筒40、冷凝单元和差速器20，差速器20驱使转筒30和螺旋筒40差速同向转动。转筒30和螺旋筒40的侧壁均设有夹层，夹层的内部充满加热油31，夹层内设有加热器，启动加热器，加热器对加热油31进行加热。螺旋筒40的左端转动连接在转筒30内，转筒30右端的夹层与螺旋筒40的夹层连通，转筒30夹层与螺旋筒40夹层中的加热油31能够相互流动。转筒30转动连接在基座10上，转筒30的左端设置为锥形，右端设置为圆柱形。螺旋筒40的外壁设有与转筒30内壁贴合的螺旋叶片45，螺旋筒40转动时，螺旋叶片45能将物料进行推送。螺旋筒40的右端连接有进料管50，利用运送泵将废溶剂送入进料管50，废溶剂沿着进料管50进入螺旋筒40内。螺旋筒40内滑动连接有与螺旋筒40内壁贴合的刮片42，螺旋筒40与刮片42之间连接有弹簧44，对刮片42施加外力，刮片42能沿着螺旋筒40的内壁滑动，刮落粘附在内壁的物料。刮片42上设有压力阀43，当螺旋筒40内的压强达到预设值时，压力阀43能够自动打开，废溶剂能够通过压力阀43。螺旋筒40上设有与转筒30连通的排出口41，螺旋筒40内的废溶剂通过排出口41进入转筒30。转筒30的左端连接有固体输出管32，右端连接有固体输出管32；基座10上分别设有供固体输出管32和气液输出管33排出物料的环形槽11，基座10的下部开有与环形槽11连通的出料通道，出料通道的下方连接有废料回收槽。转筒30内的物料通过固体输出管32或气液输出管33排出，进入环形槽11，然后能够通过出料通道排出，进入废料回收槽。从出料通道排出的蒸气被冷凝单元冷却，使蒸气转化为得到。

(2)采用蒸馏装置对废溶剂进行蒸馏时，先将废溶剂加热至110-120℃，保持8-15min；再将废溶剂加热至135-142℃，保持一段时间；

(3)磁化处理：将步骤(1)得到的液体抽入封闭的磁化管中进行循环磁化处理，循环4-8遍；磁化管中的磁场的磁感应强度为3400-4800GS；

(4)萃取精馏：利用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂将经步骤(2)处理的液体通过40-80块理论塔板萃取精馏塔分离，得到二甲苯溶液和剩余溶液；

(5)间歇式精馏：采用间歇式精馏处理剩余溶液，精馏参数设置为冷却循环水用量：48-60m3/h；蒸汽压力：0.5-0.7MPa；蒸汽消耗：0.3-0.5t/h；装置用电负荷：45-50KW；

(6)尾气处理：利用尾气总管将精馏时经冷凝器冷凝后残余的少量不凝尾气送至冷冻机冷冻处理，再用活性炭吸附罐吸附处理。

Claims (5)

1.汽车行业废溶剂回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)简单蒸馏：采用蒸馏装置对汽车行业的废溶剂进行蒸馏，蒸馏得到含二甲苯、醋酸丁酯的液体；蒸馏装置包括基座、转筒、螺旋筒、对蒸气进行冷凝的冷凝单元以及驱使转筒和螺旋筒差速同向转动的差速器，转筒和螺旋筒的侧壁均设有内部充满加热油的夹层，夹层内设有加热器；螺旋筒转动连接在转筒内且一端穿出转筒，转筒一端的夹层与螺旋筒的夹层连通，转筒转动连接在基座上；转筒的一端设置为锥形，另一端设置为圆柱形；螺旋筒的外壁设有与转筒内壁贴合的螺旋叶片；螺旋筒的一端连接有进料管，螺旋筒内滑动连接有与螺旋筒内壁贴合的刮片，刮片上设有压力阀，螺旋筒与刮片之间连接有弹簧；螺旋筒上设有与转筒连通的排出口，转筒为锥形的一端设有固体输出管，转筒的另一端设有气液输出管；基座上分别设有供固体输出管和气液输出管排出物料的环形槽，基座的下部开有与环形槽连通的出料通道；

(2)磁化处理：将步骤(1)得到的液体抽入封闭的磁化管中进行循环磁化处理，循环4-8遍；

(3)萃取精馏：利用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂将经步骤(2)处理的液体通过40-80块理论塔板萃取精馏塔分离，得到二甲苯溶液和剩余溶液；

(4)间歇式精馏：采用间歇式精馏处理剩余溶液，精馏参数设置为冷却循环水用量：48-60m³/h；蒸汽压力：0.5-0.7MPa；蒸汽消耗：0.3-0.5t/h；装置用电负荷：45-50KW。

2.根据权利要求1所述的汽车行业废溶剂回收方法，其特征在于：采用蒸馏装置对废溶剂进行蒸馏时，先将废溶剂加热至110-120℃，保持8-15min；再将废溶剂加热至135-142℃，保持一段时间。

3.根据权利要求1所述的汽车行业废溶剂回收方法，其特征在于：还包括步骤(5)尾气处理：利用尾气总管将精馏时经冷凝器冷凝后残余的少量不凝尾气送至冷冻机冷冻处理，再用活性炭吸附罐吸附处理。

4.根据权利要求1所述的汽车行业废溶剂回收方法，其特征在于：步骤(2)磁化处理中，磁化管中的磁场的磁感应强度为3400-4800GS。

5.根据权利要求1所述的汽车行业废溶剂回收方法，其特征在于：汽车行业的废溶剂通过运送泵输送到进料管中。