CN112855303A - 一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法 - Google Patents

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李啸
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朱荣声
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Abstract

本发明涉及一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法。本发明双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电装置将冷箱分为预冷复热段与冷凝段，冷凝后经分离净化的双氧水尾气在进入膨胀机前，增加了与高压高温双氧水尾气间接换热复温的过程。因为双氧水尾气净化是在高压低温下进行的，其在复热后对于其所含少量重芳烃来说，即成为过热气体。因此，在其后的膨胀过程中仍保持过热状态，故膨胀后不会有重芳烃析出，有效地解决了传统工艺中存在的装置复杂及结晶堵塞问题，又能强化净化效果，更多的回收能量用于发电。

Description

一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法
技术领域
本发明属于技术领域，涉及一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法。
背景技术
国内双氧水(过氧化氢)生产多为二－乙基蒽醌法生产工艺，其生产尾气含有重芳烃，如加以回收既节省原料，又保护环境，且降低成本。目前双氧水尾气净化多采用膨胀制冷回收重芳烃，也有同时膨胀发电的。其中采用膨胀制冷发电工艺的，存在装置复杂，膨胀温度过低时易发生重芳烃结晶堵塞甚至损害设备等问题。
传统的双氧水膨胀制冷净化及发电装置(见图1)由冷箱、高压分离器、膨胀机、发电机、旁路自动调温阀、低压分离器等组成。
含重芳烃的高压(约0.2MPa)高温(约50摄氏度)双氧水尾气先进入冷箱热侧与膨胀净化后的尾气间接换热而冷却，使其含有的重芳烃冷凝成雾滴，再进入高压分离器分离，然后进入膨胀机膨胀降压降温，其释放的内能由发电机组回收发电。膨胀后的低压低温双氧水尾气进入低压分离器除去芳烃雾滴，再进入冷箱冷侧与待净化的高温高压双氧水尾气间接换热吸收热量而回温，之后排出本系统。高、低压分离器所得重芳烃进入重芳烃贮槽回收利用。
本发明对传统的双氧水尾气膨胀制冷净化及发电工艺进行改进，在膨胀前增加了复热过程，从而有效地解决了传统工艺中存在的装置复杂及结晶堵塞问题，又能强化净化效果，更多的回收能量用于发电。
发明内容
本发明的目的就是提供一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法。
具体如下：含重芳烃的高压高温双氧水尾气先进入冷箱预冷复热段的热侧与经分离器分离净化后的高压低温尾气间接换热而预冷却，然后进入冷箱的冷凝段热侧与膨胀制冷后的低压低温尾气间接换热进一步降温，使其含有的重芳烃冷凝成雾滴，然后进入分离器分离；分离净化后的高压低温尾气进入冷箱预冷复热段冷侧与高压高温双氧水尾气间接换热吸收热量而复热升温，使其温度接近高温高压尾气的温度而过热；再进入膨胀机膨胀降压降温，其释放的内能由发电机回收发电；膨胀后的低压低温尾气进入冷箱冷凝段冷侧与经预冷的双氧水高压尾气间接换热吸收热量而回温，然后排出；分离器所得重芳烃进入重芳烃回收装置回收利用。
本发明采用下述装置完成：
该装置包括冷箱、分离器、膨胀机和发电机等。
所述的冷箱分为预冷复热段与冷凝段。预冷复热段热侧进口作为双氧水尾气输入口，预冷复热段热侧出口接冷凝段热侧进口；预冷复热段冷侧进口接分离器气体出口，预冷复热段冷侧出口接膨胀机进口。冷凝段热侧进口接预冷复热段热侧出口，冷凝段热侧出口接分离器入口；冷凝段冷侧进口接膨胀机出口，冷凝段冷侧出口排出净化后气体。
所述的冷箱冷凝段冷侧出口设置氧化尾气排放管，排出净化后气体。
所述的分离器进口与冷箱冷凝段热侧出口连接，出口与冷箱预冷复热段入口连接。分离器底部设置有重芳烃出口及回收装置。
所述发电机通过联轴器与膨胀机的低速轴连接。
本发明所述双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电装置将冷箱分为预冷复热段与冷凝段，冷凝后经分离净化的双氧水尾气在进入膨胀机前，增加了与高压高温双氧水尾气间接换热复温的过程，因为双氧水尾气分离净化是在高压低温下进行的，其在复热后对于其所含少量重芳烃来说，即成为过热气体。因此，在其后的膨胀过程中仍保持过热状态，故膨胀后不会有重芳烃析出，因而不存在重芳烃结晶堵塞问题，也没有再设置低压分离器之必要。其优点为：
1、由于双氧水尾气在进入膨胀机前增加了复热过程，故而较传统方法更多的回收了能量用于发电。
2、由于膨胀前增加了复热过程，故在双氧水尾气膨胀过程中其所含少量重芳烃蒸汽始终处于过热状态，故不存在其析出结晶堵塞问题。
3、由于双氧水尾气膨胀过程中不会析出重芳烃，故本发明不再设置比高压分离器尺寸更大、造价更高的低压分离器，从而简化了工艺流程，降低了投资。
4、由于不用担心双氧水尾气膨胀制冷温度过低而造成系统结晶堵塞，故而一般情况下不用开启旁通调温阀，因而有更多的高压气体用于膨胀发电。
5、由于正常情况下不用开启旁通调温阀，使得通过膨胀机的气体流量增大，从而制冷量较传统装置要大，故更有利于尾气中的重芳烃冷凝净化。
附图说明
图1为传统的双氧水尾气膨胀制冷净化及发电装置流程示意图；
图2为本发明整体流程示意图。
具体实施方式
如图2所示，冷箱分为预冷复热段与冷凝段两个部分，共有六个外管接口，其中预冷复热段与冷凝段各有三个管接口。预冷复热段分别是接双氧水尾气管接口(与双氧水生产系统出来的双氧水尾气管连接)、接分离器来气管接口(与分离器气体出口管连接)、接膨胀机进口管接口(与膨胀机进口管连接)；冷凝段分别是接分离器管接口(与分离器进气管口连接)、接膨胀机出口管接口(与膨胀机出口管连接)、接双氧水尾气排放管接口(与净化后双氧水尾气排放管连接)。分离器进气管口、出气管口分别与冷箱冷凝段热侧的出气管接口、冷箱预冷复热段冷侧的进气管接口连接，分离器上的重芳烃管接口与重芳烃回收装置(如：重芳烃贮槽)连接。膨胀机进口管、出口管分别与冷箱预冷复热段的接膨胀机进口管接口、冷箱冷凝段的接膨胀机出口管接口连接。发电机通过联轴器与膨胀机的低速轴连接。
含重芳烃的高压(约0.2MPa)高温(约50摄氏度)双氧水尾气先进入冷箱预冷复热段的热侧与经分离器分离净化后的高压低温尾气间接换热而预冷却，然后进入冷箱的冷凝段热侧与膨胀制冷后的低压低温尾气间接换热进一步降温，使其含有的重芳烃冷凝成雾滴，然后进入分离器分离。分离净化后的高压低温尾气进入冷箱预冷复热段冷侧与高压高温双氧水尾气间接换热吸收热量而复热升温，使其温度接近高温高压尾气的温度而过热。再进入膨胀机膨胀降压降温，其释放的内能由发电机回收发电。膨胀后的低压低温尾气进入冷箱冷凝段冷侧与经预冷的双氧水高压尾气间接换热吸收热量而回温，然后排出本系统。分离器所得重芳烃进入重芳烃贮槽回收利用。

Claims (5)

1.一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法，其特征在于：具体为：将含重芳烃的高压高温双氧水尾气先进入冷箱预冷复热段的热侧与经分离器分离净化后的高压低温尾气间接换热而预冷却，然后进入冷箱的冷凝段热侧与膨胀制冷后的低压低温尾气间接换热进一步降温，使其含有的重芳烃冷凝成雾滴，然后进入分离器分离；分离净化后的高压低温尾气进入冷箱预冷复热段冷侧与高压高温双氧水尾气间接换热吸收热量而复热升温，使其温度接近高温高压尾气的温度而过热；再进入膨胀机膨胀降压降温，其释放的内能由发电机回收发电；膨胀后的低压低温尾气进入冷箱冷凝段冷侧与经预冷的双氧水高压尾气间接换热吸收热量而回温，然后排出；分离器所得重芳烃进入重芳烃回收装置回收利用。
2.如权利要求1所述的一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法，其特征在于：采用下述装置：
该装置包括冷箱、分离器、膨胀机和发电机；所述的冷箱分为预冷复热段与冷凝段，预冷复热段热侧进口作为双氧水尾气输入口，预冷复热段热侧出口接冷凝段热侧进口；预冷复热段冷侧进口接分离器气体出口，预冷复热段冷侧出口接膨胀机进口；冷凝段热侧进口接预冷复热段热侧出口，冷凝段热侧出口接分离器入口；冷凝段冷侧进口接膨胀机出口，冷凝段冷侧出口排出净化后气体。
3.如权利要求2所述的一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法，其特征在于：所述的冷凝段冷侧出口设置氧化尾气排放管，排出净化后气体。
4.如权利要求2所述的一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法，其特征在于：所述的分离器进口与冷箱冷凝段热侧出口连接，出口与冷箱预冷复热段入口连接。
5.如权利要求4所述的一种双氧水尾气净化回收芳烃及膨胀发电方法，其特征在于：所述的分离器底部设置有重芳烃出口及回收装置。
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