CN110325289A - 从吹扫气流中回收溶剂 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于从含溶剂的吹扫气流中移除溶剂的方法，含溶剂的吹扫气流从肥料涂覆过程获得。本方法能够包括将含溶剂的吹扫气流与包含50％重量/重量至100％重量/重量水的水性组合物直接接触，将含溶剂的吹扫气流中的溶剂的至少一部分冷凝到水性组合物是以产生富含溶剂的水性组合物以及回收的吹扫气流，并且从富含溶剂的水性组合物移除回收的吹扫气流。

Description

从吹扫气流中回收溶剂
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月28日提交的美国临时申请No.62/439,553的优先权权益，该临时申请通过引用整体并入本文。
背景技术
A.技术领域
本发明一般涉及从气体中回收溶剂的领域。更具体地，涉及用于从肥料涂覆过程中获得的含溶剂的吹扫气流中移除溶剂的方法。该方法包括直接将含溶剂的吹扫气流与水性组合物接触以从吹扫气中冷凝出溶剂并进入水性组合物。
B.现有技术的描述
用于各种固体肥料应用的材料的涂覆通常涉及在溶剂中溶解涂层材料以形成涂层混合物，并且然后在搅拌肥料粒子的同时，将涂层混合物喷射至肥料粒子上。将溶剂从涂层混合物中蒸发以将涂层材料固化到粒子上。在常规涂覆装置中，当搅拌涂覆粒子时，通过移动加热的吹扫气经过涂覆粒子的容器、床或者托盘而执行溶剂的蒸发和涂覆粒子的干燥。使用加热的吹扫气来干燥涂覆粒子通常需要大量能量来移动吹扫气以及将吹扫气加热至足够蒸发溶剂且保持涂覆装置的温度的温度。加热的吹扫气经常导致在涂层材料与待涂覆材料接触前预干燥涂覆材料。这能够通过降低所得涂层质量、浪费涂层材料和/或堵塞涂层材料喷雾器来使得喷射涂层组合物具有挑战性并且昂贵。
从涂覆装置退出的加热的吹扫气充满溶剂。致力于复用吹扫气和/或溶剂，溶剂通常通过冷凝或吸附技术从吹扫气中分离出。常规冷凝过程使用冷凝器单元，其被设计为使得加热的吹扫气与结构(例如，多个管道)的外表面接触，结构的外表面封闭具有比加热的吹扫气的温度低的温度的循环流体(例如，水)(见，例如Ye的CN105110951)。加热的吹扫气不与循环流体直接接触，当加热的吹扫气与结构的外表面接触时，开始冷却，从而导致溶剂从吹扫气中冷凝。冷凝器的使用能够增加从加热的吹扫气中移除溶剂的整个过程的成本和复杂度。
吸附技术还引进它们自己的复杂度和成本。举例来说，从固体表面吸附和回收溶剂所需要的设备和能量能够增加整个溶剂回收过程的成本和复杂度。这样的吸附过程的实例在使用了活化煤吸附溶剂的Cao等人的CN204699562中说明。
至少部分由于前述复杂度，采用另一种方法，其中含溶剂的吹扫气被简单地收集和丢弃或者焚烧。虽然这种方法可以减少整个肥料涂覆过程的成本和复杂度，但是其经常被视为浪费和对环境的潜在威胁。
发明内容
已经发现关于从含溶剂的吹扫气中回收溶剂的上述问题的解决方案。该解决方案假设将富含溶剂的吹扫气(例如，从肥料涂覆过程中获得的富含溶剂的吹扫气)与水性组合物直接接触以直接地将溶剂冷凝进水性组合物中。然后能够从水性组合物中移除冷凝的溶剂(例如，通过将水性组合物与蒸汽接触以从组合物中蒸发溶剂，和/或当冷凝的溶剂和水性组合物具有不同密度和/或互不相溶时通过使用重力分离技术)。回收的吹扫气、回收的溶剂以及回收的水性组合物均随后能够在本发明的过程中循环和再次利用。关于本发明的过程的非限制性益处包括以下的任何之一：(1)以更经济和有效的方式而不使用利用循环流体来冷凝溶剂的常规冷凝单元或者不使用固体表面吸附技术来回收溶剂；(2)减少关于向环境中释放溶剂或者焚烧溶剂的环境影响；和/或(3)减少对用于例如肥料涂覆过程的涂覆过程的附加溶剂和吹扫气的需要。
在本发明的一方面公开了一种用于从含溶剂的吹扫气流中移除溶剂的方法，含溶剂的吹扫气流从肥料涂覆过程中获得。该方法能够包括：(a)直接将含溶剂的吹扫气流与包含50％wt/wt(重量/重量)至100％wt/wt水的水性组合物接触；(b)从含溶剂的吹扫气流冷凝溶剂的至少一部分进入水性组合物以生产富含溶剂的水性组合物和回收的吹扫气流；以及(c)从富含溶剂的水性组合物移除回收的吹扫气流。该方法还能够包括从富含溶剂的水性组合物分离溶剂的至少一部分以生产回收的溶剂和回收的水性组合物。一方面，方法能够包括循环利用以下中的至少一部分：(i)回收的吹扫气，作为肥料涂覆过程中的吹扫气；(ii)回收的水性组合物，用于步骤(a)中的水性组合物中；和/或(iii)回收的溶剂，作为肥料涂覆过程中的溶剂。能够通过将富含溶剂的水性组合物与蒸汽接触使得蒸汽的热量从水性组合物中蒸发溶剂而执行分离过程。蒸发的溶剂然后能够在整个新的涂覆过程中被收集和循环利用或者使用。另一方面，在溶剂和水性组合物具有不同的密度和/或互不相溶的情况下，分离过程能够通过重力分离来执行。在回收的溶剂仍然包括水的情况下，然后能够进一步通过物理吸附(例如，使用分子筛)或者化学吸附(例如，使用盐，如硫酸钠)或者两者的组合来移除水。
在本发明的上下文中还公开了肥料涂覆过程，肥料涂覆过程产生含溶剂的吹扫气和/或能够使用回收的吹扫气、回收的溶剂、以及回收的水性组合物的任何一种或更多种。肥料涂覆过程能够包括：(i)在具有侧壁的涂覆装置或容器的内部空间中将肥料粒子与包括涂层材料和溶剂(例如，涂层混合物)的液体组合物接触，以获得经涂覆的肥料粒子；(ii)通过加热经涂覆的肥料粒子来从经涂覆的肥料粒子中蒸发溶剂；以及(iii)利用吹扫气从涂覆容器的内部空间中移除蒸发的溶剂以产生含溶剂的吹扫气流。能够加热吹扫气到低于、等于或者高于溶剂的蒸发温度的温度。在一些情况下，经涂覆的肥料粒子能够通过以下的任何一种、以的任何组合或者以下所有来加热以从涂层材料中蒸发溶剂：(a)加热的吹扫气；(b)电磁辐射(例如，紫外线辐射、红外线辐射或者其组合)，其用于通过直接或者间接(例如，加热包含经涂覆的肥料粒子的容器和/或内部容器)加热经涂覆的肥料粒子来蒸发溶剂；(c)外部热源产生的热量，外部热源定位在涂覆容器的内部空间的外部，配置为在外部加热内部容器和/或涂覆容器的侧壁的部分以蒸发溶剂；和/或(d)热源产生的热量，该热源配置为加热用于未涂覆的肥料粒子和/或经涂覆的肥料粒子的内部容器，其中内部容器包括在涂覆容器的内部空间中。
本发明的另一方面描述了吹扫气回收装置。吹扫气回收装置能够是还包括涂覆装置和/或水性组合物/溶剂回收装置的更大型系统的一部分。系统的这些装置的每个能够彼此耦接(例如，这些装置能够例如通过各种入口、出口和/或阀而彼此流体连通)。举例来说，富含溶剂的吹扫气能够从涂覆容器引导到吹扫气回收装置，吹扫气回收装置能够通过水溶液使溶剂与吹扫气分离。然后水溶液中的溶剂能够引导到水性组合物/溶剂回收装置以从水性组合物中分离出溶剂。具有各种特征的非限制性实例，涂覆容器、吹扫气回收装置以及水性组合物/溶剂回收装置中的每个能够在说明性实施例部分和/或图1-图7的描述中。关于吹扫气回收装置，吹扫气回收装置能够包括(i)用于富含溶剂的吹扫气进入吹扫气回收装置的内部空间的入口；(ii)用于水性组合物进入吹扫气回收装置的内部空间的入口；(iii)富含溶剂的吹扫气的分布器(例如，能够被配置为增加富含溶剂的吹扫气与水性组合物直接接触的表面体积的填充床和/或喷嘴)，(iv)能够被配置用于从吹扫气回收装置中移除回收的吹扫气的出口，以及(v)能够被配置为从吹扫气回收装置中移除富含溶剂的水性组合物的出口。关于水性组合物/溶剂回收装置(“A/S装置”)，A/S装置能够包括(i)用于富含溶剂的水性组合物进入A/S装置的内部空间的入口；(ii)用于蒸汽进入A/S装置的内部空间的入口；(iii)蒸汽分布器(例如，能够被配置为增加蒸汽与富含溶剂的水性组合物接触的表面体积的填充床和/或喷嘴)，(iv)能够被配置用于从A/S装置中移除回收的水性组合物的出口，以及(v)能够被配置为从A/S装置中移除回收的溶剂的出口。在溶剂和水性组合物具有不同密度和/或彼此不相溶的情况下，A/S装置可以不包括蒸汽分布器，因为溶剂和水性组合物能够通过重力分离技术分离。转到涂覆装置，涂覆装置能够包括：(i)用于吹扫气进入涂覆容器的内部空间的入口，(ii)涂层涂布器(例如，能够被配置为给例如肥料粒子的材料施加涂层的喷嘴)，(iii)能够被配置为从经涂覆的材料中蒸发溶剂的热源，以及(iv)能够被设置为从涂覆容器中移除富含溶剂的吹扫气的出口。热源能够是以上和本说明书中讨论的任何一种。
在本发明的特定方面，描述了20个实施例。实施例1是用于从肥料涂覆过程中获得的含溶剂的吹扫气流中移除溶剂的方法，该方法包括：(a)直接将含溶剂的吹扫气流与包含50％wt/wt至100％wt/wt水的水性组合物接触；(b)从含溶剂的吹扫气流中冷凝溶剂的至少一部分进入水性组合物以产生富含溶剂的水性组合物和回收的吹扫气流；以及(c)从富含溶剂的水性组合物移除回收的吹扫气流。实施例2是根据实施例1的方法，还包括从富含溶剂的水性组合物中分离溶剂的至少一部分以产生回收的溶剂和回收的水性组合物。实施例3是根据实施例2的方法，还包括循环利用以下的至少一部分：(i)回收的吹扫气，作为在肥料涂覆过程中的吹扫气；(ii)回收的水性组合物，用于步骤(a)中的水性组合物中；和/或(iii)回收的溶剂，作为在肥料涂覆过程中的溶剂。实施例4是根据实施例2到3任一项的方法，其中从富含溶剂的水性组合物中分离溶剂的至少一部分包括将富含溶剂的水性组合物与蒸汽接触。实施例5是根据实施例2到3任一项的方法，其中从富含溶剂的水性组合物中分离溶剂的至少一部分包括重力分离。实施例6是根据实施例2至5任一项的方法，其中从回收的溶剂中进一步移除回收的溶剂中的任何剩余水的全部或者部分。实施例7是根据实施例6的方法，其中任何剩余水的全部或者部分通过物理吸附或者化学吸附或者其组合移除。实施例8是根据实施例1至7任一项的方法，其中含溶剂的吹扫气流中的溶剂是有机溶剂。实施例9是根据实施例8的方法，其中有机溶剂包括氯仿、甲苯、二氯甲烷、乙腈、1,1,2-三氯乙烷、二氯苯或甲基乙基酮，或其任何混合物或共混物。实施例10是根据实施例1至9任一项的方法，其中含溶剂的吹扫气流中的吹扫气包括二氧化碳(CO2)、烟气或空气，或其任何组合。实施例11是根据实施例1至10任一项的方法，其中步骤(a)中的水性组合物的温度是4℃至50℃。实施例12是根据实施例1至11任一项的方法，其中步骤(a)中含溶剂的吹扫气的流量是0.5至2.5MT吹扫气/MT的待涂覆肥料。实施例13是根据实施例12的方法，其中步骤(a)中的含溶剂的吹扫气流的温度和压力分别是40℃至150℃和0.5至3大气压(0.05MPa至0.3MPa)，优选1大气压(0.101MPa)。实施例14是根据实施例1至13任一项的方法，其中用于获得含溶剂的吹扫气流的肥料涂覆过程包括：(i)在具有侧壁的涂覆容器的内部空间中将肥料粒子与包括涂层材料和溶剂的液体组合物接触，以获得经涂覆的肥料粒子；(ii)通过加热经涂覆的肥料粒子从经涂覆的肥料粒子中蒸发溶剂；以及(iii)利用吹扫气从涂覆容器的内部空间中移除蒸发的溶剂以产生含溶剂的吹扫气流。实施例15是根据实施例14的方法，其中吹扫气被加热，以及其中通过将粒子与加热的吹扫气接触从经涂覆的肥料粒子中蒸发溶剂。实施例16是根据实施例14到15任一项的方法，其中经涂覆的肥料粒子利用以下来加热：(a)电磁辐射，其用于通过直接加热粒子和/或通过加热包含肥料粒子和/或经涂覆的肥料粒子的涂覆容器和/或涂覆容器的内部容器而间接加热粒子来蒸发溶剂，其中内部容器包括在涂覆容器的内部空间中；(b)外部热源产生的热量，外部热源定位在涂覆容器的内部空间的外部，并且配置为在外部加热涂覆容器和/或内部容器的外壁的部分以蒸发溶剂；和/或(c)在涂覆容器内部的热源生成的热量，该热源配置成加热内部容器。实施例17是根据实施例16的方法，其中利用电磁辐射加热经涂覆的肥料粒子以蒸发溶剂，电磁辐射包括紫外线辐射或者红外线辐射，或者其组合,或者由紫外线辐射或者红外线辐射，或者其组合组成。实施例18是根据实施例16到17任一项的方法，其中电磁辐射源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。实施例19是根据实施例14至18任一项的方法，其中利用外部热源产生的热量加热经涂覆的肥料粒子以蒸发溶剂，外部热源定位在涂覆容器的内部空间的外部，以及其中外部热源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。实施例20是根据实施例14至19任一项的方法，其中利用热源产生的热量加热经涂覆的肥料粒子，该热源配置为加热用于经涂覆的肥料粒子的内部容器，其中内部容器包括在涂覆容器的内部空间中并且在内部容器的外部，以及其中该热源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。
以下包括本说明书中的各自术语和短语的定义。
术语“肥料”定义为应用于土壤或植物组织的材料以提供对于植物生长必需或者有益的一种或更多种植物营养物和/或增加或增强植物生长的兴奋剂或者增强剂。肥料的非限制性实例包括的材料具有尿素、硝酸铵、硝酸铵钙、一种或更多种过磷酸盐、二元NP肥料、二元NK肥料、二元PK肥料、NPK肥料、钼、锌、铜、硼、钴和/或铁的一种或更多种。在一些方面，肥料包括增强植物生长和/或增强植物接收肥料益处的能力的试剂，例如但不限于生物刺激剂、脲酶抑制剂和硝化抑制剂。在一些特定情况下，肥料是诸如尿素粒子之类的尿素。
术语“颗粒”或者“粒子”定义为具有体积和质量的未连接物体。体积能够在尺寸上做限定或者限制，例如，最大、平均、中间、最小等直径、周长、半径、体积、表面积等。在本文的一些实施例中，“颗粒”或者“粒子”是固体或者液体。
术语“粉末”定义为由固体粒子构成的干物体。
术语“水性组合物”定义为包含水的液体组合物。在一些情况下，水性组合物在体积、摩尔、质量和/或重量上包含50％或者多于50％的水。
术语“直接地接触”或者“直接接触”定义为在接触的材料之间的物理接触。在一些情况下，直接接触能够包括材料的物理混合。
“含溶剂”或者“富含溶剂”在本文中可交换地使用。
当在权利要求或说明书中与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”一起使用时，“一”的使用可以表示“一个”，但是也符合“一个或更多个”，“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。
术语“约”或“近似”被定义为接近本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施例中，该术语定义为在10％内，优选在5％内，更优选在1％内，最优选在0.5％内。
术语“重量％”、“体积％”或者“摩尔％”分别指的是成分基于包含该成分的材料的总重量、总体积或者总摩尔的重量百分比、体积百分比或者摩尔百分比。在非限制性实例中，在100摩尔材料中的10摩尔成分是10摩尔％的成分。
当术语“减少”在本文使用时包括用于得到理想结果的任何可测量的降低或者完全减少。
词语“包含”、“具有”、“包括”或者“含有”是包容的或者开放的，并且不排除额外未列举的元素或者方法步骤。关于过渡短语“基本上由...组成”，在一个非限制性方面，本发明的系统和方法的基本和新颖特征是它们从气体中回收溶剂的能力。
本发明的方法、装置以及系统能够“包括”说明书中公开的特定步骤、成分、组合物等，“基本上由”或“由”说明书中公开的特定步骤、成分、组合物等“组成”。
本发明的其它目的、特征以及优点将会通过以下附图、详细描述以及示例变得清楚。然而，需要理解的是，这些附图、详细描述以及实施例虽然指示本发明的特定实施例，但仅是示例说明并且不是限制性的。另外，预期的是通过该详细描述在本发明的精神和范围内的改动或者修改对于本领域的技术人员变得清楚。在其它实施例中，特定实施例中的特征可以与其它实施例中的特征组合。例如，一个实施例中的特征可以与其它实施例中的任何一个中的特征组合。在其它实施例中，可以将附加特征添加到本文描述的特定实施例中。
附图说明
以下附图构成本说明书的一部分，并且包括在本说明书内以进一步说明本发明的某些非限制性方面。通过参考这些附图中的一个或更多个并结合本文给出的具体实施例的详细描述，可以更好地理解本发明。
图1A是根据本发明的实施例的、用于利用水性组合物从富含溶剂的吹扫气中冷凝溶剂和回收吹扫气的系统的示意图；
图1B是根据本发明的实施例的、用于利用水性组合物从富含溶剂的吹扫气中冷凝溶剂和回收吹扫气的系统的示意图；
图2A是根据本发明的实施例的、用于利用蒸汽从含溶剂的水性组合物中回收溶剂的系统的示意图；
图2B是根据本发明的实施例的、用于利用蒸汽从含溶剂的水性组合物中回收溶剂的系统的示意图；
图3是根据本发明的实施例的、用于对材料涂覆并且利用电磁辐射干燥经涂覆的材料上的涂层的系统的示意图；
图4是根据本发明的实施例的、用于对材料涂覆并且利用加热包含经涂覆的材料的涂覆容器的侧壁的热源来干燥经涂覆的材料上的涂层的系统的示意图；
图5是根据本发明的实施例的、用于对材料涂覆并且利用加热内部容器的热源来干燥经涂覆的材料上的涂层的系统的示意图，内部容器定位在涂覆容器的内部空间中并且具有经涂覆的材料；
图6是根据本发明的实施例的、用于对材料涂覆并且利用电磁辐射和热源来干燥经涂覆的材料上的涂层的系统的示意图，该热源加热涂覆容器的侧壁；
图7是根据本发明的实施例的、用于对材料涂覆并且回收和循环在涂覆过程中使用的吹扫气、溶剂和水溶液的系统的示意图。
尽管本发明易于进行各种修改和替换形式，但是其特定实施例在附图中以举例的方式示出并且可以在本文中详细描述。附图可能不是按比例的。
具体实施方式
已经发现上述关于从肥料涂覆过程中得到的含溶剂的吹扫气中回收溶剂的问题的解决方案。该解决方案假设将富含溶剂的吹扫气(例如，从肥料涂覆过程中获得的富含溶剂的吹扫气)与水性组合物直接接触以直接地将溶剂冷凝进水性组合物中。冷凝的溶剂能够随后从水性组合物中移除。回收的吹扫气、回收的溶剂以及回收的水性组合物均能够在本发明的任何过程中循环和再次利用。
在以下部分更详细地提供本发明的这些和其它非限制方面。
A、回收吹扫气和获得富含水的溶剂组合物的过程
本文公开的系统、装置、以及方法能够从富含溶剂的吹扫气中回收和/或循环利用吹扫气，从富含溶剂的吹扫气中获得溶剂，和本文公开的系统、装置、以及方法能够从富含溶剂的吹扫气中回收和/或循环利用吹扫气，从富含溶剂的吹扫气中获得溶剂，和/或获得富含水的溶剂组合物。实施例包括利用水性组合物从富含溶剂的吹扫气中回收和/或循环利用吹扫气。富含溶剂的吹扫气能够通过与水性组合物直接接触从富含溶剂的吹扫气中冷凝和/或沉淀出溶剂以形成回收的吹扫气。在一些实施例中，来自富含溶剂的吹扫气的一些或者所有溶剂能够冷凝以形成包含的水多于溶剂的溶液，富含溶剂的水性组合物。在一些实施例中，来自富含溶剂的吹扫气的一些或者所有溶剂能够冷凝以形成包含的溶剂多于水的溶液，富含水的溶剂组合物。在一些实施例中，一些溶剂能够保留在富含溶剂的水性组合物中，一些溶剂能够从富含溶剂的水性组合物中分离出成为富含水的溶剂组合物。在一些实施例中，形成富含溶剂的水性组合物和富含水的溶剂组合物两者。在一些情况下，通过使用填充床和/或填充塔、通过使富含溶剂的吹扫气鼓泡通过水性组合物、通过经由富含溶剂的吹扫气喷射水性组合物、通过将富含溶剂的吹扫气和水性组合物在多孔基质中混合等或者其任何组合，水性组合物直接接触富含溶剂的吹扫气。
1、水性组合物
在本发明的实施例中，水性组合物包含1％至100％以体积/体积(v/v)或者重量/重量(wt/wt)计的水。在一些情况下，水性组合物中的水量在重量上或者体积上是100％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、1％、少于1％或者其中任何范围。在一些实施例中，水性组合物在重量上包含50％至100％或者其中任何范围的水。水性组合物中的水量能够根据使用其的过程的条件、溶剂和/或要求而变化。
在本发明中的实施例中，水性组合物温度适合从含溶剂的吹扫气中直接冷凝出溶剂。在一些情况下，当水性组合物与含溶剂的吹扫气接触时，水性组合物的温度为4℃至50℃。在一些情况下，含溶剂的吹扫气的温度高于50℃，是50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃，是低于4℃，或者是其中的任何温度或者范围。水性组合物的温度能够根据使用其的过程的条件、溶剂和/或要求而变化。
2、溶剂
在本发明的实施例中，溶剂能够是有机的或者无机的，极性的或者非极性的，和/或在水中可溶的或者不可溶的。溶剂能够是溶剂的混合物。在一些情况下，溶剂是氯仿、甲苯、二氯甲烷、乙腈、氯苯、1,1,2-三氯乙烷、二氯苯、甲基乙基酮，或者其任何混合物或共混物。在一些情况下，通过从富含溶剂的吹扫气中回收溶剂而产生的回收溶剂和/或富含水的溶剂组合物能够替换进入涂覆过程，例如肥料涂覆过程的所有或者部分溶剂。
3、吹扫气
用于带走从经涂覆的材料(例如，经涂覆的肥料)中蒸发的溶剂的、在本文公开的系统、装置以及方法中使用的吹扫气能够是任何吹扫气。在一些情况下，吹扫气能够是能够携带溶剂的惰性气体或者非惰性气体。在一些方面，吹扫气是由对肥料涂覆的过程产生的吹扫气。在一些方面，吹扫气包含氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、空气、烟气或者其混合物或共混物。烟气能够来自同一车间的另一部分或者另一车间。烟气能够包含CO2、N2、和O2，或者其混合物或共混物。在一些情况下，回收的吹扫气能够替换进入涂覆过程，例如肥料涂覆过程的所有或者部分吹扫气。回收的吹扫气能够通过本文公开描述的任何方法、装置、或者系统产生。
在一些情况下，吹扫气用于从经涂覆的材料或者被干燥的材料里带走和/或蒸发出溶剂。在一些情况下，生产经涂覆的材料的过程是本文公开描述的过程。在一些情况下，在涂覆过程中和/或回收吹扫气过程中使用的吹扫气量是0.5MT吹扫气/(小时x MT的待涂覆材料)至2.5MT吹扫气/(小时x MT的待涂覆材料)。在一些情况下，吹扫气量是在该范围内的任何量，例如，2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6或者0.5MT/(小时x MT的待涂覆材料)或者其中的任何范围。吹扫气流能够根据使用其的过程的条件、溶剂、待涂覆材料和/或要求而变化。
在一些方面，与在常规过程中使用的吹扫气相比，本文描述的装置和过程的优点是使用减少量的新鲜吹扫气和/或回收的吹扫气。在一些情况下，与在常规过程中使用的吹扫气中的溶剂的有效浓度相比，使用减少量的新鲜吹扫气和/或回收的吹扫气提高了吹扫气中溶剂的有效浓度。在一些情况下，在吹扫气中溶剂的增加的量使得溶剂更易于从吹扫气中冷凝出。
在与水性组合物接触之前或者期间富含溶剂的吹扫气的温度能够是足够携带溶剂的温度。在一些情况下，温度能够为40℃至130℃。在一些情况下，温度能够为40℃至150℃。在一些情况下，吹扫气的温度高于150℃，是150℃、145℃、140℃、135℃、130℃、125℃、120℃、115℃、110℃、105℃、100℃、95℃、90℃、85℃、80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、50℃、45℃、40℃，低于40℃，或者是其中的任何范围或者温度。富含溶剂的吹扫气的温度能够根据使用其的过程的条件、溶剂、和/或要求而变化。在一些情况下，吹扫气的温度足够加热涂覆装置和/或系统至40℃至150℃的温度。在一些情况下，吹扫气的温度足够加热涂覆装置和/或系统至40℃至130℃的温度。在一些情况下，吹扫气的温度适于一种或更多种溶剂。在一些情况下，吹扫气的温度适于涂覆肥料。在一些情况下，肥料是尿素。在一些情况下，肥料是尿素，并且吹扫气的温度足够加热涂覆装置和/或系统至40℃至130℃或者其中任何范围的温度。
在与水性组合物接触之前或者期间富含溶剂的吹扫气的压力能够是足够携带和/或冷凝溶剂的压力。在一些情况下，压力能够是0.5至3大气压(atm)(0.05MPa至0.3MPa)。在一些情况下，压力能够是大气压力。在一些情况下，吹扫气的压力高于3atm，是3atm、2.5atm、2.0atm、1.5atm、1.4atm、1.3atm、1.2atm、1.1atm、1.0atm、0.9atm、0.8atm、0.7atm、0.6atm、0.5atm，低于0.5atm，或者是其种的任何范围或者压力。富含溶剂的吹扫气的温度能够根据使用其的过程的条件、溶剂、和/或要求而变化。
B、用于回收吹扫气和获得富含水的溶剂组合物的装置
本文描述的装置能够从富含溶剂的吹扫气中移除溶剂。图1A和图1B分别示出吹扫气回收装置100和120的非限制性示意图，用于使用水性组合物104从富含溶剂的吹扫气中移除溶剂以形成富含溶剂的水性组合物和回收的吹扫气，与富含溶剂的吹扫气相比，回收的吹扫气包含减少量的溶剂。在一些实施例中，装置100和120可以产生富含水的溶剂组合物110。吹扫气回收装置100和120的构造材料、尺寸和形状能够通过使用标准工程实践和/或建模程序而确定以实现最大流速和合适的接触时间。吹扫气回收装置100和120能够分别包括容器101和121。容器101和121可以包括富含溶剂的吹扫气入口105，回收的吹扫气出口108。容器101和121可以适应于允许吹扫气107从富含溶剂的吹扫气入口105流入回收的吹扫气出口108。能够通过水性组合物入口102引入水性组合物104，富含溶剂的水性组合物和富含水的溶剂组合物能够分别通过富含溶剂的水性组合物出口103和富含水的溶剂组合物出口109从吹扫气回收装置100和120移除。富含水的溶剂组合物110可以根据组合物的密度在富含溶剂的水性组合物上方或者下方形成。因此，在一些实施例中，富含溶剂的水性组合物出口103的位置在富含水的溶剂组合物出口109的下方。
吹扫气回收装置100(图1A)配置用于直接地将富含溶剂的吹扫气与水性组合物104接触。在一些实施例中，通过起泡器106产生吹扫气107的鼓泡以增大暴露于水性组合物104的吹扫气的表面积，富含溶剂的吹扫气能够在水性组合物中分布。在一些情况下，不使用起泡器106。在一些情况下，富含溶剂的吹扫气在填充床、填充塔、多孔基质等中与水性组合物直接接触。
吹扫气回收装置120(图1B)配置用于将水性组合物104与富含溶剂的吹扫气126接触。在一些情况下，富含溶剂的吹扫气126是容器121中的连续相，并且通过富含溶剂的气体分布器127分布在容器内。在一些实施例中，水性组合物104能够通过水溶液喷雾器123分布在富含溶剂的吹扫气中以形成水性液滴122。在一些情况下，通过传送富含溶剂的吹扫气126和水性组合物104通过填充床124增加富含溶剂的吹扫气126和水性组合物104之间的接触。在一些情况下，富含溶剂的吹扫气126和水性组合物104之间的接触形成富含溶剂的水性液滴125，在一些实施例中，富含溶剂的水性液滴可以组合形成富含溶剂的水性组合物的可收集池128。在一些实施例中，还可以形成富含水的溶剂组合物110。
在一些情况下，富含溶剂的吹扫气能够直接地从其它过程接收，例如，但不限于，如图3、图4、图5、图6以及图7中示出的，本文所述的涂覆和/或干燥过程中的任何一个。在一些情况下，回收的吹扫气用作在另一过程中使用的所有或者部分气体，例如利用如图3、图4、图5、图6以及图7示出的装置的涂覆和/或干燥过程。在一些实施例中，进一步处理富含溶剂的水性组合物以减少其中的溶剂量以形成回收的水性组合物(见图2A和图2B，将在下面更详细地讨论)。在一些情况下，至少一部分回收的吹扫气在相同或者不同的车间中的其它过程中使用，例如肥料涂覆过程。在一些实施例中，能够进一步处理富含水的溶剂组合物以减少溶剂中的水量以形成回收的溶剂。在一些情况下，至少一部分富含水的溶剂组合物和/或回收的溶剂在相同或者不同的车间中的其它过程中使用，例如在肥料涂覆过程中使用。
C、用于回收水性组合物和/或回收溶剂的过程
本文描述了从富含溶剂的水性组合物中回收和/或循环利用溶剂和/或水性组合物的方法。本文公开的系统、装置、以及方法能够从富含溶剂的水性组合物中回收和/或循环利用溶剂和/或水性组合物。
一些实施例包括利用蒸汽从富含溶剂的水性组合物中回收溶剂(“回收的溶剂”)和/或回收水性组合物(“回收的水性组合物”)。在一些情况下，蒸汽与富含溶剂的水性组合物接触以将在富含溶剂的水性组合物中溶解和/或携带的溶剂转化成与水性组合物分离的气体。富含溶剂的水性组合物能够通过任何本领域已知的方法与蒸汽接触，这些已知方法例如，但不限于，在填充床和/或填充塔中结合，将蒸汽鼓泡通过富含溶剂的水性组合物，通过蒸汽喷洒富含溶剂的水性组合物，和/或在多孔基质和/或填充床中将富含溶剂的水性组合物和蒸汽两者结合。在一些情况下，溶剂能够通过重力分离而分离，例如在溶剂和水性组合物具有不同的密度和/或互不相溶的情况下。在一些情况下，通过任何本领域已知的方法进一步减少回收的溶剂中的水量，这些已知方法例如，但不限于，物理吸附和/或化学吸附。在一些情况下，通过利用分子筛和/或通过利用化学制品，例如，但不限于硫酸钠，减少回收的溶剂中的水。在一些情况下，通过任何本领域已知的方法回收与出来的蒸汽混合的溶剂，这些已知方法例如，但不限于，冷凝和/或相分离以产生回收的溶剂、富含水的溶剂组合物、水性组合物和/或富含溶剂的水性组合物。
在本文描述的方法的一些方面，在方法中回收以复用过程中用到的材料，例如，溶剂和用于捕捉溶剂的水性溶液。在本文描述的过程中使用的材料的全部或者部分能够是循环利用的材料。例如，在一些情况下，回收的水溶液组合物和/或富含溶剂的水性组合物的至少一部分用在相同或者不同车间的其它过程中。在一些情况下，回收的溶剂和/或富含水的溶剂组合物的至少一部分用于产生包括涂层材料和溶剂的涂层混合物。在一些情况下，回收的溶剂和/或富含水的溶剂组合物的至少一部分用在相同或者不同车间的其它过程中。
D、用于回收溶剂和/或回收水性组合物的装置
本文描述的装置能够从富含溶剂的水性组合物中移除溶剂。图2A和图2B分别是水性组合物回收和/或溶剂回收装置(“A/S回收装置”)200和220的非限制性示意图，用于使用蒸汽207从富含溶剂的水性组合物中移除溶剂以形成在其中包含减少量的溶剂的回收的水性组合物、富含水的溶剂组合物、和/或在其中包含减少量的水的回收的溶剂。A/S回收装置200和220的构造材料、尺寸和形状能够使用标准工程实践和/或建模程序而确定以实现最大流速和合适的接触时间。A/S回收装置200和220能够分别包括容器201和221。容器201和221可以包括富含溶剂的水性组合物入口202、回收的水性组合物出口203，并且能够将富含溶剂的水性组合物204从富含溶剂的水性组合物入口202移动到回收的水性组合物出口203，例如，通过由于重力而导致的流动。能够通过蒸汽入口205引入蒸汽207，并且能够通过回收的溶剂出口208或者架空管线228从A/S回收容器201和221中移除回收的溶剂和/或汽化溶剂和蒸汽的混合物。回收的溶剂能够通过回收的溶剂出口208从A/S回收装置200和220中移除。
A/S回收装置200(图2A)可以配置用于将富含溶剂的水性组合物204与蒸汽207接触。在一些实施例中，通过起泡器206制造蒸汽207的鼓泡以增加富含溶剂的水性组合物204暴露于蒸汽207的表面积，使蒸汽207能够在富含溶剂的水性组合物中分布。在一些情况下，不使用起泡器206。在一些情况下，富含溶剂的水性组合物在填充床、填充塔、多孔基质等中与蒸汽接触。
A/S回收装置220(图2B)可以配置用于将蒸汽207与富含溶剂的水性组合物204接触。在一些情况下，A/S回收装置220是蒸汽汽提装置，容器221是蒸汽汽提塔。在一些实施例中，在容器221中蒸汽207是连续相，并且通蒸汽分布器226分布在容器内。在一些实施例中，富含溶剂的水性组合物能够通过富含溶剂的水性组合物分布器229在蒸汽中分布以形成富含溶剂的水性组合物液滴230。在一些情况下，通过传送蒸汽207和富含溶剂的水性组合物204通过填充床231增加蒸汽207和富含溶剂的水性组合物204之间的接触。在一些情况下，蒸汽和富含溶剂的水性组合物之间的接触形成不含溶剂的水性组合物液滴232，在一些实施例中，可以组合不含溶剂的水性组合物液滴232形成回收的水性组合物的可收集池233。
为了最小化系统中的溶剂丢失，A/S回收装置还可以设置为从在A/S回收容器中产生的蒸汽/溶剂的混合物中冷凝和相分离溶剂。在一些情况下，A/S回收装置200和220能够设置为从蒸汽/溶剂混合物中冷凝和相分离溶剂(见例如图2B)。在一些情况下，蒸汽/溶剂混合物能够从A/S回收装置中移除，并且通过架空管线228移动到冷凝器222中。在一些情况下，冷凝器222能够从蒸汽/溶剂混合物中分别冷凝出溶剂的部分或者全部、蒸汽的部分或者全部、和/或蒸汽和溶剂两者的部分或者全部以形成冷凝的溶剂、冷凝的蒸汽、和/或冷凝的蒸汽/溶剂混合物。在一些情况下，冷凝的溶剂、冷凝的蒸汽、冷凝的蒸汽/溶剂混合物、剩余的蒸汽、剩余的气相溶剂和/或剩余的蒸汽/溶剂混合物能够从冷凝器222中移除。冷凝器222能够是本领域中已知的任何冷凝器。在一些情况下，冷凝器222利用冷却液体和/或气体冷却蒸汽/溶剂混合物。冷却液体和/或气体能够通过冷却流体入口223进入冷凝器，并且通过冷却流体出口224离开冷凝器222。在一些情况下，冷凝器222利用冷却水作为冷却液体。
在一些情况下，冷凝器222中产生的一些或者全部产物能够从冷凝器222中移除并且通过一个或者更多个冷凝器出口(例如冷凝出口234)移动到相分离器235。在一些情况下，相分离器235设置为将气体、液体、溶剂和/或水性组合物分离为分离相。在一些情况下，相分离器分离回收的溶剂、水性组合物104和/或富含水的溶剂组合物110。在一些情况下，通过回收的溶剂出口208从相分离器235中移除回收的溶剂。在一些情况下，通过富含溶剂的水性组合物出口103从相分离器235中移除水性组合物104。在一些情况下，通过回流管线225从相分离器235中移除水性组合物104的全部或者部分。在一些情况下，回流管线225设置为将水性组合物104移动到A/S回收装置，例如A/S回收装置200和221以从水性组合物中移除额外溶剂。在一些情况下，通过回流喷雾器227将水性组合物104分布在A/S回收装置内。在一些情况下，通过富含水的溶剂组合物出口109从相分离器235中移除富含水的溶剂组合物110。
在一些情况下，富含溶剂的水性组合物能够直接地从其它过程接收，例如，但不限于，如图1A、图1B以及图7中示出的装置实施的吹扫气回收过程。在一些情况下，回收的溶剂、富含水的溶剂组合物和/或冷凝的溶剂用作在另一过程中使用的全部或者部分溶剂，另一过程例如但不限于，例如由图3、图4、图5、图6以及图7中示出的装置实施的涂覆和/或干燥过程。在一些实施例中，进一步处理回收的溶剂、富含水的溶剂组合物、和/或冷凝的溶剂以减少其中的水量。在一些情况下，回收的水性组合物和/或冷凝的蒸汽用作在另一过程中使用的全部或者部分水性组合物，另一过程例如但不限于，吹扫气回收装置(见例如图1A、图1B、以及图7)。在一些实施例中，通过相同或独立的A/S回收装置再次处理富含溶剂的水性组合物和/或冷凝的蒸汽。
E、对材料涂覆的过程
在一些优选的情况下，本文公开的吹扫气回收方法、装置、以及系统中使用的富含溶剂的吹扫气能够来自肥料涂覆过程。通常，肥料涂覆过程使用在以下详细描述的涂覆装置或者容器。过程能够包括将肥料材料(例如，肥料粒子)与涂层混合物接触，涂层混合物包括溶解在溶剂中的涂层材料。通过将混合物施加到肥料材料，例如通过将肥料材料喷射或者将这种材料浸到混合物中，能够实施这个接触步骤。在其它情况中，肥料粒子能够与涂层材料混合，然后施加溶剂使涂层材料溶解并涂覆肥料粒子。
涂覆肥料材料后，本方法可以包括干燥肥料材料以蒸发溶剂，并且因此形成经涂覆的肥料材料。在本发明的上下文中，这种干燥步骤能够通过使用加热的吹扫气执行。特别地，通过移动加热的吹扫气通过肥料材料的容器或者内部容器同时搅拌材料来执行溶剂的蒸发。在一些情况下，吹扫气的移动搅拌肥料材料。在一些情况下，旋转涂覆装置、其一部分或者涂覆装置中的装置以移动和/或搅拌待涂覆材料和/或经涂覆的材料。如上面解释的，吹扫气的温度能够是足以从经涂覆的肥料材料中携带和/或蒸发溶剂的温度。在一些情况下，温度是40℃至150℃，或者其中的任何温度或者范围(例如，145℃、140℃、135℃、130℃、125℃、120℃、115℃、110℃、105℃、100℃、95℃、90℃、85℃、80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、50℃、45℃)。在其它情况下，温度能够低于40℃。在其它情况下，温度能够高于150℃。在一些特别的情况下，肥料材料能够是尿素，并且吹扫气的温度能够是40℃至130℃或者其中的任何范围。
然而，使用加热的吹扫气的问题之一是典型地需要大量能量将吹扫气移动通过涂覆装置/容器并且将吹扫气加热至足够蒸发溶剂和/或保持涂覆装置/容器的温度的温度。此外，加热的吹扫气可能导致在涂层材料与肥料材料接触前预干燥涂层材料。这通过降低涂层质量、浪费涂层材料和/或堵塞涂层材料喷雾器能够使喷射涂层材料具有挑战性并且昂贵。
除了上面讨论的关于从含溶剂的吹扫气里移除溶剂的解决方案，本发明还提供关于使用加热的吹扫气从涂层混合物中蒸发溶剂的另一解决方案。该解决方案假设利用不同于加热的吹扫气的热源以从涂层混合物中蒸发溶剂。这个额外的热源能够是以下的任何一种、任何组合或者全部：(1)电磁辐射源，其设置以直接地或者间接地通过加热包含经涂覆的材料的容器和/或内部容器来从经涂覆的材料(例如，肥料材料)中蒸发溶剂；(2)外部热源，其设置在涂覆容器的内部空间的外部，并且配置成加热涂覆容器和/或内部容器的部分侧壁以产生用于从经涂覆的材料中蒸发溶剂的热量；和/或(3)热源，其设置在涂覆容器的内部空间的内部，配置成加热位于涂覆容器的内部空间中的内部容器。利用任何一个这些附加热源的好处是不必不断将吹扫气加热到能够从涂覆材料中蒸发溶剂的温度。相反，溶剂能够利用这些附加热源蒸发。不希望受理论束缚，据信这些热源能够比不断将大量吹扫气加热至高于溶剂的蒸发温度的温度更节能。甚至，在涂覆过程中使用的吹扫气量能够减少，因为吹扫气不是蒸发溶剂的唯一热源；因此，需要更少的吹扫气以从涂覆装置/容器中移除蒸发的溶剂。
据信，相较于如果通过加热吹扫气蒸发溶剂所使用的吹扫气，使用这些附加热源能够使在涂覆过程期间所使用的吹扫气减少。在一些情况下，所使用的新鲜的吹扫气量能够减少1％至100％，或者其中的任何百分比或范围(例如，40％至90％，50％至80％，60％至70％，或者66％左右)。在一些情况下，所使用的吹扫气量是0.5MT吹扫气/(小时x MT的待涂覆材料)至2.5MT吹扫气/(小时x MT的待涂覆材料)。不受理论的束缚，据信使用减少量的吹扫气将提高吹扫气携带的溶剂的浓度。据信，吹扫气中更高浓度的溶剂使得在随后的加工步骤中更容易地分离溶剂和气体。因此，本文公开的方法的一方面是包括利用不同于或除了用于携带溶剂的吹扫气之外的热源来加热经涂覆的材料或者包含经涂覆的材料的容器和/或内部容器的侧壁的过程。在这些情况下，所使用的吹扫气量少于在常规过程中所使用的吹扫气量，常规过程利用吹扫气既加热经涂覆的材料又携带溶剂。不受理论束缚，在常规过程中，除了利用吹扫气之外，没有热源，与本文所述的除了吹扫气之外利用附加热源的一些方法相比，常规过程需要更大量的吹扫气。
以下部分提供能够用于本发明的上下文中的这些附加热源的非限制性描述。
F、对材料涂覆的装置
本文描述的装置能够涂覆例如肥料材料的材料。除了用于将涂层混合物施加到肥料材料的一般过程，装置能够通过利用以上描述的方式中的加热的吹扫气和/或利用附加热源从经涂覆的肥料材料中蒸发溶剂，附加热源例如是，电磁辐射源、外部热源，和/或内部热源。参考不同的附图这些装置的非限制性示例如下所述。
图3是涂覆装置300的非限制性示意图，用于涂覆材料(例如，肥料材料)以及利用来自电磁辐射源307的电磁辐射干燥经涂覆的材料304上的涂层。电磁辐射源307能够位于待涂覆材料与涂层材料的接触位置的下游。通过这种方式，可以避免与正在涂覆的材料接触前，溶剂和涂层材料意外暴露到电磁辐射中。尽管电磁辐射源307示出在下游，电磁辐射源307能够位于待涂覆材料与涂层材料接触位置的上游或者相同位置处。在一些情况下，在用于干燥经涂覆的材料的区域(干燥区域311)和/或在用于涂覆待涂覆材料的区域(涂覆区域310)，经涂覆的材料304、容器、或者内部容器暴露于来自电磁辐射源307的电磁辐射。
电磁辐射的量和波长能够根据使用其的过程的条件和/或要求变化。电磁辐射的波长能够包括，但不限于，10pm至10km或其中的任何范围的波长。在一些情况下，电磁辐射可包括微波、可见光、紫外线和/或红外线辐射。在一些情况下，选择电磁辐射以(i)加热用于容纳待涂覆材料的内部容器(内部容器没有在图3中示出但是在图5作为元件512示出)和/或涂覆容器301的金属，(ii)加热水，例如超高频(UHF)微波，和/或(iii)加热待涂覆材料(例如，尿素粒子)、溶剂、和/或涂层材料。在一些情况下，电磁辐射能够包括具有100kHz至400kHz频率的电磁辐射。在一些优选的实施例中，电磁辐射是紫外线和/或红外线辐射。在一个更优选的实施例中，电磁辐射是紫外线辐射。在一些实施例中，电磁辐射产生的热量能够足够从涂层混合物中蒸发溶剂。
图4是涂覆装置400的非限制性示意图，涂覆装置400用于涂覆材料以及利用位于包括待涂覆材料304的涂覆容器401外部的热源407干燥经涂覆的材料304上的涂层。尽管这里示出的热源407定位在涂层混合物与待涂覆材料接触的位置，但是热源407能够定位在涂层混合物与经涂覆的材料接触位置的上游、在接触位置处和/或在接触位置的下游。在一些情况下，热源407与涂覆容器401的侧壁接触，位于涂覆容器401的侧壁中，和/或位于涂覆容器401的侧壁外部。在一些情况下，经涂覆的材料304在干燥区域311和/或涂覆区域310中暴露于来自热源407的热量。热源407能够是本领域中已知的任何热源，包括蒸汽、电加热器、燃烧燃料的热源、或者在相同或者不同车间中的其它过程中产生的热，等等。
图5是涂覆装置500的非限制性示意图，涂覆装置500用于涂覆材料以及利用配置成加热用于经涂覆的材料304和/或待涂覆材料的内部容器512(例如，床、托盘、或者可旋转容器)的热源407干燥经涂覆的材料304上的涂层。尽管这里示出的热源407定位在涂层混合物与待涂覆材料接触的位置，但是热源407能够定位在涂层混合物与待涂覆材料接触位置的上游，在接触位置处，和/或在接触位置的下游。在一些情况下，热源407与内部容器512接触，位于内部容器512外部，和/或定位于涂覆容器501的内部隔室中。
图6是涂覆装置600的非限制性示意图，涂覆装置600用于涂覆材料以及利用位于包括经涂覆的材料304的涂覆容器601外部的热源407和电磁辐射源307的电磁辐射来干燥经涂覆的材料304上的涂层。尽管本文示出的热源407在涂覆容器601的外部，但是热源407还可以或者可替代地加热内部容器，例如托盘、床、或者内部容器512，例如可旋转的内部容器。
涂覆装置300、400、500和600的构造材料、尺寸、以及形状能够通过使用标准工程实践和/或建模程序而确定以实现最大流速和合适的接触时间。涂覆容器301、401、501以及601包括待涂覆材料入口302以及经涂覆材料出口303。涂覆装置300、400、500以及600可以适应于在待涂覆材料入口302和经涂覆材料出口303之间移动待涂覆材料和/或经涂覆的材料304。例如，在本发明的实施例中，涂覆装置300、400、500、以及600可以包括通过大机械密封件312可旋转耦接到装置的可旋转部分313、耦接到轴514的内部容器512(轴514通过小机械密封件513可旋转耦接到装置)，和/或用于将待涂覆材料和经涂覆的材料移动通过涂覆区域310和/或干燥区域311的传送器。在一些情况下，干燥区域311在涂覆区域310的下游，并且不重叠(见图3和图6)。在一些实施例中涂覆区域310和干燥区域311部分重叠或者完全重叠(见图4和图5)。
在一些实施例中，涂覆容器301、401、501、以及601能够搅拌待涂覆材料和/或经涂覆的材料304，和/或包括能引起这种搅拌的装置。例如，涂覆装置300、400、500、以及600可以包括可旋转部分、可旋转内部容器、和/或震动传送器。在一些情况下，可旋转部分和/或可旋转内部容器可以包含内部螺旋片和/或被旋转以引起待涂覆材料和/或经涂覆的材料的运动。
涂层材料通过涂层材料入口305引进。在一些实施例中，涂层材料能够通过喷雾器306分布在待涂覆材料上。
涂覆容器301、401、501、以及601包含吹扫气入口308和富含溶剂的吹扫气出口309。在一些情况下，吹扫气能够部分地或者全部地为回收的吹扫气(见例如图1A、图1B、以及图7)。吹扫气入口308能够在比一些经涂覆的材料304的位置低的高度或者高的高度处以允许吹扫气分别向上或者向下流动，并且与经涂覆的材料304接触。在实施例中，以这种方式使吹扫气向上流动通过待涂覆材料和经涂覆的材料304可以搅拌这些材料。随着吹扫气流动通过涂覆装置300、400、500、以及600，吹扫气与经涂覆的材料304和/或蒸发的溶剂接触，这样有助于使溶剂远离经涂覆的材料304流动，并且通过富含溶剂的吹扫气出口309从涂覆装置300、400、500、以及600流出。在一些实施例中，进一步处理富含溶剂的吹扫气以减少其中的溶剂量以形成回收的吹扫气和/或富含水的溶剂组合物(见图1A和图1B)。在一些情况下，至少一部分回收的吹扫气在相同或者不同车间中的其它过程中使用，例如部分或者全部溶剂进入涂覆装置。在一些情况下，至少一部分富含水的溶剂组合物在相同或者不同车间中的其它过程中使用，例如部分或者全部溶剂进入涂覆装置。
G、装置的组合
本发明的实施例可以包括本文公开的涂覆装置、吹扫气回收装置、以及A/S回收装置的组合。作为非限制性实例，参考图7，涂覆装置701、吹扫气回收装置702，以及A/S回收装置712能够在系统700中组合使用用于生产经涂覆的材料。涂覆装置701、吹扫气回收装置702、以及A/S回收装置712能够是本文公开的各个装置的任何一个。
待涂覆材料(例如，肥料材料)能够利用系统700的涂覆装置701涂覆。待涂覆材料、涂层材料、以及吹扫气能够分别通过待涂覆材料入口703、涂层材料入口705、以及吹扫气入口706进入涂覆装置701。吹扫气能够是新鲜的吹扫气(例如，非循环利用的/非回收的吹扫气)和/或回收的吹扫气。新鲜的吹扫气能够通过新鲜吹扫气管线707提供给吹扫气入口706。回收的吹扫气能够通过回收吹扫气管线711提供给吹扫气入口706。新鲜的吹扫气量和/或回收的吹扫气量能够通过阀719和721控制。经涂覆的材料和/或富含溶剂的吹扫气能够通过本文公开的方法的任何一个由涂覆装置701生产。经涂覆的材料和富含溶剂的吹扫气能够分别通过经涂覆材料出口704和富含溶剂吹扫气管线708从涂覆装置701中移除。
利用系统700中的吹扫气回收装置702能够减少富含溶剂的吹扫气中的溶剂以生产回收的吹扫气。富含溶剂的吹扫气和水性组合物能够分别通过富含溶剂的吹扫气管线708和水性组合物入口709进入吹扫气回收装置702。水性组合物能够是新鲜的水性组合物(例如，非循环利用的/非回收的水性组合物)和/或回收的水性组合物。新鲜的水性组合物能够通过新鲜水性组合物管线716提供给水性组合物入口709。回收的水性组合物能够通过回收水性组合物管线715提供给水性组合物入口709。新鲜的水性组合物量和/或回收的水性组合物量能够通过阀720和722控制。回收的吹扫气、富含溶剂的水性组合物、以及富含水的溶剂组合物能够通过本文公开的方法的任何一个由吹扫气回收装置702生产。富含溶剂的水性组合物、富含水的溶剂组合物、以及回收的吹扫气能够分别通过富含溶剂的水性组合物管线710、富含水的溶剂组合物管线723、以及回收的吹扫气管线711和/或回收的吹扫气出口717从吹扫气回收装置702中移除。回收的吹扫气能够用作在涂覆装置701中使用的部分或者全部吹扫气。在一些情况下，回收的吹扫气的至少一部分在相同或者不同车间中的其它过程中使用。富含水的溶剂组合物能够用作在涂覆装置701(未示出)中使用的部分或者全部溶剂。在一些情况下，至少一部分富含水的溶剂组合物在相同或者不同车间中的其它过程中使用和/或减少富含水的溶剂组合物中的水以形成溶剂。
利用系统700的A/S回收装置712能够减少富含溶剂的水性组合物中的溶剂以生产回收的水性组合物、富含水的溶剂组合物、和/或回收的溶剂。富含溶剂的水性组合物和蒸汽能够分别通过富含溶剂的水性组合物管线710和蒸汽入口713进入A/S回收装置712。回收的溶剂、富含水的溶剂组合物、以及回收的水性组合物能够分别通过回收的溶剂管线714、富含水的溶剂组合物溶液管线724、以及回收的水性组合物管线715和/或回收的水性组合物出口718从A/S回收装置712中移除。回收的水性组合物能够用作在吹扫气回收装置702中使用的部分或者全部水性组合物。回收的溶剂和可选的富含水的溶剂组合物能够用作涂覆装置701中使用的全部或者部分溶剂。在一些情况下，回收的溶剂流的至少一部分、富含水的溶剂的至少一部分、和/或回收的水性组合物的至少一部分在相同或者不同车间中的其它过程中使用和/或进一步完善。
尽管在图1至7中示出的装置是独立装置，需要明白的是装置能够是生产装置的部分或者区域，容纳在同一装置和/或结构中。本文公开的所有装置还能够包括阀、热电偶、控制器(自动的或者手动的控制器)、计算机或者被认为是控制或操作装置所必需的其它器件。为了获得理想的结果(例如，生产具有特定属性的产品、中间产品或者流)在本文公开的装置和系统中的处理条件能够变化。处理条件可以包括温度、压力、材料进入和退出装置的流、部件的位置、装置的位置、使用的波长、使用的热源等等或者其任何组合。
示例
包括以下示例以说明优选的本发明的实施例。本领域技术人员应该理解，在示例中公开的技术符合由发明人发现在本发明的实践中良好的运行的代表技术，因此能够考虑构成对于实践的优选方法。然而，根据本公开内容，本领域的技术人员应当理解的是，在公开的特定实施例中能够做很多更改并且依然获得相像或者相似的结果而不超出本发明的精神和范围。
由计算机模拟说明本文描述的吹扫气回收装置能够将含溶剂的吹扫气中的溶剂量减少30％至90％。
计算机模拟使用N2作为吹扫气和几种不同的溶剂对肥料涂覆系统建模。使用当进入肥料涂覆过程时溶剂浓度为5％至20％重量的吹扫气来进行系统建模。涂覆过程生产富含溶剂的吹扫气，携带40％至60％重量的溶剂。富含溶剂的吹扫气与水性组合物在吹扫气回收装置中接触，吹扫气回收装置利用填充床以增加水性组合物和富含溶剂的吹扫气之间的接触。进入吹扫气回收装置的水性组合物包含5％至20％重量的溶剂，并且温度为0℃至10℃。在吹扫气回收装置中的水性组合物与富含溶剂的吹扫气的重量比是1:1至15:1重量/重量。利用这个建模的吹扫气回收装置，从富含溶剂的吹扫气中回收的溶剂量是气相中存在的总溶剂的重量的30％至90％。
回收的吹扫气随后用作在模型涂覆装置中使用的部分吹扫气以确定在过程中使用的新鲜吹扫气的量能否减少。证明了在肥料涂覆系统中使用包含20％重量溶剂的回收的吹扫气将所需要的新鲜吹扫气量减少至不使用回收的吹扫气时的大约三分之一。
这些结果表明使用本文公开的系统、装置、以及方法能够减少费用，减少环境影响，和/或增加利用吹扫气从肥料涂覆容器移除溶剂的肥料涂覆系统的效率。
根据本公开内容，无需过度实验即可制作和执行本文公开和要求保护的所有方法。虽然已经根据优选实施例描述了本发明的装置和方法，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以对所述方法和所述方法的步骤或步骤顺序进行变化而不脱离本发明的概念、精神和范围。更具体地，显而易见的是，功能相关的某些组件可以代替本文所述的组件，同时可以实现相同或相似的结果。对于本领域技术人员显而易见的所有这些类似的替代和修改都被认为是在由所附权利要求限定的本发明的精神、范围或概念中。

Claims (20)

1.一种用于从含溶剂的吹扫气流中移除溶剂的方法，其中，该含溶剂的吹扫气流从肥料涂覆过程获得，该方法包括：
(a)直接将含溶剂的吹扫气流与包含50％重量/重量至100％重量/重量水的水性组合物接触；
(b)从含溶剂的吹扫气流中冷凝出溶剂的至少一部分进入水性组合物以产生富含溶剂的水性组合物和回收的吹扫气流；以及
(c)从富含溶剂的水性组合物移除回收的吹扫气流。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括从富含溶剂的水性组合物分离溶剂的至少一部分以产生回收的溶剂和回收的水性组合物。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括循环利用以下的至少一部分：
(i)回收的吹扫气，作为肥料涂覆过程中的吹扫气；
(ii)回收的水性组合物，用于步骤(a)中的水性组合物中；和/或
(iii)回收的溶剂，作为肥料涂覆过程中的溶剂。
4.根据权利要求2所述的方法，其中从富含溶剂的水性组合物分离溶剂的至少一部分包括将富含溶剂的水性组合物与蒸汽接触。
5.根据权利要求2所述的方法，其中从富含溶剂的水性组合物分离溶剂的至少一部分包括重力分离。
6.根据权利要求2所述的方法，其中回收的溶剂中的任何剩余水的全部或者部分被进一步从回收的溶剂移除。
7.根据权利要求6所述的方法，其中任何剩余水的全部或者部分通过物理吸附或者化学吸附或者其组合移除。
8.根据权利要求1所述的方法，其中含溶剂的吹扫气流中的溶剂是有机溶剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中有机溶剂包括氯仿、甲苯、二氯甲烷、乙腈、1,1,2-三氯乙烷、二氯苯或甲基乙基酮或其任何组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中含溶剂的吹扫气流中的吹扫气包括二氧化碳(CO2)、烟气或空气或其任何组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中的水性组合物的温度是4℃至50℃。
12.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中的含溶剂的吹扫气流的流速是0.5至2.5MT吹扫气/MT的待涂覆肥料。
13.根据权利要求12所述的方法，其中步骤(a)中的含溶剂的吹扫气流的温度和压力分别是40℃至150℃和0.5至3大气压(0.05至0.3MPa)，优选1大气压(0.101MPa)。
14.根据权利要求1所述的方法，其中用于获得含溶剂的吹扫气流的肥料涂覆过程包括：
(i)在具有侧壁的涂覆容器的内部空间中将肥料粒子与包括涂层材料和溶剂的液体组合物接触，以获得经涂覆的肥料粒子；
(ii)通过加热经涂覆的肥料粒子来从经涂覆的肥料粒子中蒸发溶剂；以及
(iii)利用吹扫气从涂覆容器的内部空间中移除蒸发的溶剂以产生含溶剂的吹扫气流。
15.根据权利要求14所述的方法，其中吹扫气被加热，以及其中溶剂通过将粒子与加热的吹扫气接触而从经涂覆的肥料粒子中蒸发。
16.根据权利要求14所述的方法，其中利用以下来加热经涂覆的肥料粒子：(a)电磁辐射，用于通过直接加热粒子和/或通过加热包含肥料粒子和/或经涂覆的肥料粒子的涂覆容器和/或涂覆容器中的内部容器而间接加热粒子来蒸发溶剂，其中内部容器包括在涂覆容器的内部空间中；(b)外部热源产生的热量，外部热源定位在涂覆容器的内部空间的外部，并且配置为在外部加热内部容器和/或涂覆容器的侧壁的部分以蒸发溶剂；和/或(c)由位于涂覆容器内部并且配置为加热内部容器的热源产生的热量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中利用电磁辐射来加热经涂覆的肥料粒子以蒸发溶剂，电磁辐射包括紫外线辐射或者红外线辐射或者其组合，或由紫外线辐射或者红外线辐射或者其组合组成。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，电磁辐射源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。
19.根据权利要求14所述的方法，其中利用外部热源产生的热量加热经涂覆的肥料粒子以蒸发溶剂，外部热源定位在涂覆容器的内部空间的外部，其中外部热源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。
20.根据权利要求14所述的方法，其中利用热源产生的热量加热经涂覆的肥料粒子，该热源被配置为加热用于经涂覆的肥料粒子的内部容器，其中内部容器包括在涂覆容器的内部空间中并且位于内部容器的外部，其中该热源定位于步骤(i)中液体组合物与肥料粒子接触的位置的下游。
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