CN108452548B - 回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置及方法，远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器依次连接，冷凝器连接溶剂回收罐的同时通过真空泵连接水箱，水箱的侧面具有溢流口；远红外炉的加热元件为设置在炉外且涂覆有远红外涂料的碳化硅板，板内设有远红外电热丝，涂有远红外涂料的一面紧贴远红外炉的外壁。本发明在真空状态下通过加热和冷凝的方法回收废料浆块、粘附在金属表面上的易燃易爆物料中溶剂，采用远红外炉加热，炉内加热均匀，无局部高温，无明火，不会产生闪爆现象，废料浆块和粘附在金属表面上易燃易爆熔体物料在高真空度下和高温下分离，分离蒸发出来的易燃易爆有机溶剂被冷凝为液体收集起来再回用，使纺丝溶剂得以循环使用，减少了原料消耗，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机溶剂，具体涉及一种有机溶剂的回收方法。
背景技术
高性能化学纤维生产一般采用易燃易爆有机溶剂为原料，调配成一种易燃易爆高粘度聚合物用于纺丝，生产中不可避免会产生易燃易爆高粘度聚合物废料，同时纺丝熔体经过的金属设备表面上粘附着这种物料。由于这种易燃易爆高粘度聚合物中的90％以上为有机溶剂，现有技术无法将这种聚合物中的溶剂回收，而是采用真空煅烧炉进行煅烧来处置这些废料，煅烧后的化合物全部排入大气和污水中，大量溶剂被浪费掉，甚至造成了严重的环境污染。由于采用普通煅烧炉煅烧，高温下存在明火，在加温煅烧中经常出现闪爆，因此处置这些废料过程中存在严重的安全隐患。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置及方法，能够回收废料中80％以上的有机溶剂，消除加热过程中的安全隐患，减少加热过程对气大气和排水系统的污染，改善环境，实现溶剂的回收再利用，减少生产成本。
技术方案：一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，包括远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器、溶剂回收罐、真空泵、水箱，所述远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器依次连接，冷凝器连接溶剂回收罐的同时通过真空泵连接水箱，所述水箱的侧面具有溢流口；所述远红外炉的加热元件为设置在炉外且涂覆有远红外涂料的碳化硅板，板内设有远红外电热丝，涂有远红外涂料的一面紧贴远红外炉的外壁。
本发明采用远红外炉对含有有机溶剂的高粘度聚合物废料进行加热，与传统真空煅烧炉加热方式和结构完全不同。远红外加热炉为金属容器结构，内部无任何加热元件，加热元件设置在容器外部，碳化硅板作为辐射元件，板内的电热丝通电后可在垂直空间形成极强的宽谱定向辐射，它将电能有效转化为远红外辐射能，直接传递给被加热物体，没有明显的红热现象。
进一步，所述碳化硅板的外表面设有厚度为100～400mm的隔热材料，所述隔热材料为硅酸盐、岩棉或耐火砖。碳化硅无涂料的一面设有较厚的绝缘、耐火、隔热材料，隔热材料外为密闭金属外壳，支承整个炉体的重量。加热部分完全封闭其中，所以易燃易爆的有机溶剂蒸汽不会与加热元件接触，加热温度均匀。
进一步，所述远红外炉上设有压力传感器且真空泵的进气端设有空气调节阀，当系统低于设定压力时，空气调节阀打开，补充进气量，保证系统压力稳定，当系统压力超过设定压力时，远红外炉停止加热，起到安全保护作用。
进一步，所述远红外炉上设有炉内温度高且密封失灵即通入氮气的氮气阀。
进一步，所述远红外炉上设有炉内压力超过设定值即起跳泄压的安全阀。
进一步，所述真空泵为水环真空泵，分别通过冷凝管和水管与水箱相连形成水循环，水环真空泵通过冷凝管进行排气，并在水箱中冷凝，同时水箱通过水管为水环供水，形成液体的循环使用。
一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的方法，将废浆块或黏附有纺丝熔体的金属工件放入远红外炉内，真空泵启动使整个系统处于高真空状态，当真空度达到绝压8KPa～15KPa，远红外炉开始加热，加热和保温过程中从固体废弃物逸出来的易燃易爆的气体先在缓冲罐内进行短暂停留，使夹带的固体颗粒物得到沉降，再通过过滤器进一步拦截未沉降固体颗粒物，然后气体进入冷凝器进行冷凝，冷凝下来的溶剂进入溶剂回收罐，少量不凝气进入真空泵被排至循环水箱，由于不凝气冷凝下来的液体比水轻，在水箱内漂浮在水面上，可从水箱溢流口溢出进行二次收集。
进一步，根据有机物在真空状态下的沸点设定所述远红外炉的加热温度，加热时间为0.5h～10h，当炉内温度超过有机溶剂沸点时，远红外炉进行保温，使被加热固态聚合物废料内部加热均匀，将易蒸发的有机溶剂从固废物中逸出。
进一步，当远红外炉内混入空气，炉内真空度超过绝压30kPa时，温度同时达到溶剂汽化温度以上，氮气阀打开，向系统内充入氮气。
进一步，当充入氮气压力超过绝压190kPa时，远红外炉上的安全阀起跳泄压。
有益效果：本发明在真空状态下通过加热和冷凝的方法回收废料浆块、粘附在金属表面上的易燃易爆物料中溶剂，采用远红外炉加热，炉内加热均匀，无局部高温，无明火，不会产生闪爆现象，废料浆块和粘附在金属表面上易燃易爆熔体物料在高真空度下和高温下分离，分离蒸发出来的易燃易爆有机溶剂被冷凝为液体收集起来再回用，使纺丝溶剂得以循环使用，减少了原料消耗，降低了生产成本。同时也解决了粘附有高粘度易燃易爆金属表面的清洗问题，改善了对大气污染和污水超标的问题，排放的非甲烷总烃浓度低于国家排放标准120mg/m3，污水COD排放指标低于400mg/L，大大减少了对环境的污染，改善了环境。
附图说明
图1为本发明回收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：
实施例1：高性能纤维生产大约7天需要更换一次组件和熔体过滤器，每个组件内约有0.25kg的熔体，每个过滤器内约有15kg的熔体。本实施例一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，每次可处理50块组件和2个过滤器，合计系统处理熔体约42.5kg，回收溶剂80％。
如图1所示，包括远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器、溶剂回收罐、增空泵、循环水箱，其中，远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器依次连接，冷凝器连接溶剂回收罐的同时通过真空泵连接水箱，水箱的侧面具有溢流口。本实施例中真空泵为水环真空泵，分别通过冷凝管和水管与水箱相连形成循环回路，水环真空泵通过冷凝管进行排气，并在水箱中冷凝，同时水箱通过水管为水环供水，形成液体的循环使用。
远红外炉上设有压力传感器、氮气阀和安全阀，真空泵的进气端设有空气调节阀。当炉上的压力传感器检测到系统低于设定压力时，空气调节阀打开，补充进气量，保证系统压力稳定；当系统压力超过设定压力时，安全阀起跳泄压，远红外炉停止加热，起到安全保护作用。当炉内温度较高、密封失灵即打开氮气阀通入氮气。
远红外炉的加热元件为包覆在炉外且涂覆有远红外涂料的碳化硅板，板内设有远红外电热丝，涂有远红外涂料的一面紧贴远红外炉的外壁。碳化硅板的外表面设有厚度为250mm的硅酸盐隔热材料，隔热材料外为密闭金属外壳。
采用上述装置回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的方法，从生产线上换下的组件和熔体过滤器直接放入远红外炉内，真空泵启动使整个系统处于高真空状态，当真空度达到绝压10KPa，远红外炉开始加热，加热温度设为170℃，加热时间为3h，熔体内的溶剂开始蒸发而聚乙烯成分的固体开始收缩，当炉内温度超过有机溶剂沸点(有机溶剂在常压下的沸点温度减去20℃)时，远红外炉进行保温，保温8小时后，熔体内溶剂几乎全部蒸发出来，源源不断的蒸发出的溶剂经过系统中缓冲罐和冷凝器被冷凝下来成为液相溶剂，而聚乙烯在炉内收缩成成块，易燃易爆的组分被抽出冷凝回收。
加热和保温过程中从固体废弃物逸出来的易燃易爆的气体先在缓冲罐内进行短暂停留，使夹带的固体颗粒物得到沉降，再通过过滤器进一步拦截未沉降固体颗粒物，然后气体进入冷凝器进行冷凝，冷凝下来的溶剂进入溶剂回收罐，不凝气进入真空泵被排至循环水箱，由于不凝气冷凝下来的液体比水轻，在水箱内漂浮在水面上，可从水箱溢流口溢出进行二次收集。循环水箱为真空泵提供工作液，并将真空泵的排气冷凝下来，从而实行工作液的循环使用。
当远红外炉内混入空气，炉内真空度超过绝压30kPa时，温度同时达到溶剂汽化温度以上，氮气阀打开，向系统内充入氮气。当充入氮气压力超过绝压190kPa时，远红外炉上的安全阀起跳泄压。
本实施例水环真空泵的工作液是循环使用的，污水只是来自循环水箱定期的排放，所以排入污水中的溶剂含量极少，污水中COD含量小于400mg/L，PH值在6～9之间，达到了污水排放标准。同时真空系统对外排放的大气中溶剂含量也很少，非甲烷总烃浓度小于120mg/m3的国家排放标准。
该发明还解决了生产开车初期的浆块和故障状况下的浆块中有机溶剂回收的问题，原来这些浆块直接作为固态废弃物进行处置，由于大量易燃易爆溶剂存在，处置困难，处置量大，处置费用高，现在所有现场产生的浆块均可以放入远红外炉回收装置进行处置，对浆块加热冷凝，将浆块内的易燃易爆溶剂进行回收，回收后的固态残留物料再作为废弃物处置，大大降低了废浆块的处置成本。
实施例2：与实施例1大致相同，所不同的是，碳化硅板的外表面设有厚度为100mm的耐火砖隔热材料，当系统真空度达到绝压8KPa，远红外炉开始加热，加热温度设为160℃左右，加热时间为10h。
实施例3：与实施例1大致相同，所不同的是，碳化硅板的外表面设有厚度为400mm的岩棉隔热材料，当系统真空度达到绝压15KPa，远红外炉开始加热，加热温度设为180℃左右，加热时间为0.5h。
Claims (9)
1.一种回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：包括远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器、溶剂回收罐、真空泵、水箱，所述远红外炉、缓冲罐、过滤器、冷凝器依次连接，冷凝器连接溶剂回收罐的同时通过真空泵连接水箱，所述水箱的侧面具有溢流口；所述远红外炉的加热元件为设置在炉外且涂覆有远红外涂料的碳化硅板，板内设有远红外电热丝，涂有远红外涂料的一面紧贴远红外炉的外壁；
该装置的回收方法包括：将废浆块或黏附有纺丝熔体的金属工件放入远红外炉内，真空泵启动使整个系统处于高真空状态，当真空度达到绝压8KPa～15KPa，远红外炉开始加热，加热和保温过程中从固体废弃物逸出来的易燃易爆的气体先在缓冲罐内进行短暂停留，再通过过滤器进一步拦截未沉降固体颗粒物，然后气体进入冷凝器进行冷凝，冷凝下来的溶剂进入溶剂回收罐，不凝气进入真空泵被排至循环水箱，不凝气被冷凝为液体漂浮在水面上，从水箱溢流口溢出进行二次收集。
2.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：所述碳化硅板的外表面设有厚度为100～400mm的隔热材料，所述隔热材料为硅酸盐、岩棉或耐火砖，隔热材料外为密闭金属外壳。
3.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：所述远红外炉上设有压力传感器且真空泵的进气端设有空气调节阀，当系统低于设定压力时，空气调节阀打开，补充进气量；当系统压力超过设定压力时，远红外炉停止加热。
4.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：所述远红外炉上设有炉内温度高且密封失灵即通入氮气的氮气阀。
5.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：所述远红外炉上设有炉内压力超过设定值即起跳泄压的安全阀。
6.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：所述真空泵为水环真空泵，分别通过冷凝管和水管与水箱相连形成水循环。
7.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：根据有机物在真空状态下的沸点设定所述远红外炉的加热温度，加热时间为0.5h～10h，当炉内温度超过有机溶剂沸点时，远红外炉进行保温。
8.根据权利要求1所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：当远红外炉内混入空气，炉内真空度超过绝压30kPa时，温度同时达到溶剂汽化温度以上，氮气阀打开，向系统内充入氮气。
9.根据权利要求8所述的回收易燃易爆高粘度聚合物废料中有机溶剂的装置，其特征在于：当充入氮气压力超过绝压190kPa时，远红外炉上的安全阀起跳泄压。
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| CN204984899U (zh) * | 2015-07-30 | 2016-01-20 | 成都超迈光电科技有限公司 | 一种用于回收溶剂的高真空罗茨机组 |
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2017
- 2017-02-22 CN CN201710095791.4A patent/CN108452548B/zh active Active
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