CN112933860A - 一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，包括依次对尾气过滤处理的袋式除尘器、旋流板塔；过滤后的气体经过空冷器冷却后由碳颗粒过滤器进行过滤，经活性炭纤维吸附箱吸附后进行排放；两个活性炭纤维吸附箱交替进行吸附净化以及解析回收过程；解析回收时饱和水蒸气被通入活性炭纤维吸附箱中，排出的水蒸气与有机溶剂的混合物经螺旋缠绕管冷凝器冷凝后进入分相器；干燥降温过程中，干燥风机向活性炭纤维吸附箱中通入内循环风，活性炭纤维吸附箱排出的气流经表冷器处理后输送至干燥风机循环利用。该装置可提高废气过滤效果，避免颗粒物硅胶进入活性炭纤维吸附箱，提高吸附效果；采用循环风的方式解决了吸附系统降温干燥问题。

Description

一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统
技术领域
本发明涉及环保设备领域，具体涉及一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统。
背景技术
在云母绝缘材料生产中，对产品进行烘干加热过程中，会有大量的有机溶剂挥发出来，常用甲苯、二甲苯等有机溶剂作为稀释剂。甲苯、二甲苯等有机物对环境影响较大，排放标准中对该类有机物都有明确排放限值要求。为了保证达标排放，需对产生的尾气进行治理。
甲苯、二甲苯等有机废气常见的处理工艺有催化燃烧、RTO、TO、活性炭吸附、冷凝回收等。其中，活性炭纤维吸脱附+冷凝回收工艺由于其不仅减少了排放量，且回收的溶剂再回用到生产工艺中，创造了很大的经济价值，得到了大量的应用。
云母绝缘材料生产尾气的特点是废气浓度较高，温度在60℃左右，废气中含有有机硅胶水气溶胶颗粒物，常用的回收工艺是预处理(袋式除尘器/喷淋塔)+活性炭纤维吸脱附+冷凝回收工艺。其存在的主要问题为：预处理效果不好，导致气溶胶颗粒物进入活性炭纤维吸脱附系统，堵塞活性炭纤维，造成活性炭纤维板结，降低活性炭纤维的使用寿命。废气进活性炭纤维系统温度较高，吸附效果较差。且在活性炭纤维吸脱附系统干燥过程中引入新风进行干燥，导致尾气排放风量增大，投资成本提高。
具体的，现有技术中只采用了一级除尘，对粒径＜5μm的颗粒物去除效果较差，小颗粒的尘粒易进入后续吸附器中，长期运行累积作用下，会导致活性炭纤维堵塞。
部分现有技术中，吸附器干燥降温采用的是外环境空气作为气源，导致吸附器末端管道及配套风机、阀门型号增大，投资成本提高，干燥风直接排放易存在短暂排放超标的现象，且存在风机风压波动问题。此外，吸附器中可能存在有机蒸汽，直接引入外环境空气会导致起火甚至爆炸隐患。
部分现有技术中，冷凝器采用的是列管冷凝器和螺旋板冷凝器，这些冷凝设备的效率较低，运行成本高。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，该系统通过改进过滤组件避免颗粒物污染活性炭纤维，并在活性炭纤维干燥的过程中使用循环风，减少污染物排放。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其包括依次对尾气进行过滤处理的袋式除尘器、旋流板塔；所述旋流板塔输出的气体经过空冷器冷却后由碳颗粒过滤器进行过滤，最终经活性炭纤维吸附箱吸附净化后进行排放；所述活性炭纤维吸附箱的数目大于等于二，各所述活性炭纤维吸附箱用于交替进行吸附净化以及解析回收过程；
对活性炭纤维吸附箱进行解析回收过程中，饱和水蒸气被通入相应的活性炭纤维吸附箱中，该活性炭纤维吸附箱排出的水蒸气与有机溶剂的混合气体经过螺旋缠绕管冷凝器冷凝后进入分相器；分相器输出的气体返回至所述碳颗粒过滤器进行处理，分相器输出的液体部分通过分层回收的方式进行处理；
干燥降温过程中，干燥风机向该活性炭纤维吸附箱中通入内循环风，该活性炭纤维吸附箱排出的气流经过表冷器处理后输送至所述干燥风机进行循环利用。
本发明的进一步改进在于，所述分相器的液体出口与分层槽连接；所述分层槽的出水口与水层槽连接，所述分层槽的溶剂出口与油层槽连接。
本发明的进一步改进在于，所述活性炭纤维吸附箱的底部设置自流口，与螺旋板冷凝器连接，用于在干燥降温过程中排出活性炭纤维吸附箱底部的自凝结液体；所述螺旋板冷凝器的排放出口与所述分层槽的入口连接。
本发明的进一步改进在于，所述空冷器、所述表冷器、所述螺旋缠绕管冷凝器、所述螺旋板冷凝器均与循环水管路连接，并采用循环水进行冷却。
本发明的进一步改进在于，所述碳颗粒过滤器的出风口通过主风机与所述活性炭纤维吸附箱连接。
本发明的优点是：
(1)预处理效果更好，采用袋式除尘+旋流板塔除尘两级过滤，对不同粒径的颗粒物都有有效拦截，旋流板塔除尘设备增设篮式过滤器，可方便对含有颗粒物的污水有效固液分离，操作方便。提高了云母绝缘材料废气含气溶胶状态的有机硅胶的过滤效果，避免硅胶进入活性炭纤维，大大提高炭纤维的使用寿命。
(2)活性炭吸附器干燥降温采用内循环风冷却干燥，不引入环境风，可降低投资及运行成本，且循环风未外排，不存在排放超标现象。
(3)采用循环风进行干燥降温，外界的空气无法进入循环回路，避免了吸附系统中残留的有机溶剂与空气接触，降低了安全隐患；
(4)用螺旋缠绕管冷凝器替代了列管冷凝器，冷凝管效果更好，且运行成本更低。
附图说明
图1为用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统的结构框图；
图2为用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统的原理图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：如图1、2所示，本发明的实施例包括一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，该系统包括过滤组件1、两个活性炭纤维吸附箱2、解析组件3、干燥组件4以及溶剂回收组件5。
具体的，本实施例中过滤组件1包括依次连接的袋式除尘器、旋流板塔、空冷器以及由碳颗粒过滤器。
解析组件3包括分别与两个活性炭纤维吸附箱2连接的蒸汽源以及分别与两个活性炭纤维吸附箱2连接的旋缠绕管冷凝器。
干燥组件4包括出风口分别与活性炭纤维吸附箱2连接的干燥风机、分别与各活性炭纤维吸附箱2出风口连接的表冷器，表冷器的出风口与干燥风机的进风口连接，形成循环风回路。
溶剂回收组件5包括与旋缠绕管冷凝器的出口依次连接的分相器以及分层槽。分相器的液体出口与分层槽连接，分层槽的出水口与水层槽连接，分层槽的溶剂出口与油层槽连接。
过滤组件1的袋式除尘器、旋流板塔依次对尾气进行过滤，旋流板塔输出的气体经过空冷器冷却后由碳颗粒过滤器进行过滤；具体的：
袋式除尘器的工作原理是含尘气体由除尘器下部进气管道经导流板进入灰斗时，由于导流板的碰撞和气体速度的降低等作用，粗粒粉尘将落入灰斗中，其余细小颗粒粉尘随气体进入滤袋室，由于滤料纤维及织物的惯性、扩散、阻隔、钩挂、静电等作用，粉尘被阻留在滤袋内，净化后的气体逸出袋外，经排气管排出。滤袋上的积灰用脉冲喷吹清灰去除，清除下来的粉尘下到灰斗，经双层卸灰阀排到输灰装置。袋式除尘器可去除废气中大部分粒径＞10μm的颗粒物。
旋流板塔配置在在袋式除尘器的末端，尾气在旋流板塔内通过旋流气动装置的加速和旋流，颗粒物与经过雾化的吸收液发生碰撞、附着、凝聚、离心分离等综合性的作用，被甩到塔壁，随塔壁水膜流向塔底。旋流板喷淋塔除尘效率可以达到98.5％以上。工作过程中，在水箱中的喷淋液通过喷淋水泵的动力进行循环喷淋，水膜中的颗粒物经篮式过滤器截留下来，定期去除滤渣。
由于来源端废气温度较高，在60℃左右，其直接进入吸附装置会造成吸附效果不佳的情况发生，因此在旋流塔后端配置了空冷器，通过水气换热作用，降低废气温度，达到易吸附的温度区间(小于40℃)，提高吸附效果。
对于粒径＜5μm的颗粒物，尽管前端已经采取了两级除尘措施(袋式除尘+旋流板除尘)去除了大部分，但仍存在少量粒径更小的颗粒物进入活性炭纤维吸附装置中的风险，为此，在空冷器末端再配置了一台颗粒炭过滤器，其不仅起到降低废气浓度的作用，且通过颗粒炭的过滤，截留了更细小的颗粒物，通过颗粒炭过滤器的吸附作用，也可以截留高沸点组分，从而对后端的活性炭纤维起到了很好的保护作用。颗粒炭过滤器压损增大至一定值时，需要更换颗粒炭。碳颗粒过滤器的出风口通过主风机与活性炭纤维吸附箱2连接。
废弃进入活性炭纤维吸附箱2中之后，在范德华力的作用下，废气中有机溶剂被活性炭纤维的微孔吸附截留，吸附净化后的气体达标，经烟囱排放。活性炭纤维吸附箱2的吸附能力存在上限，当其饱和后，无法继续进行吸附，需经过解析回收过程以及干燥降温过程进行再生，以便重复利用。因此，本实施例中采用两个活性炭纤维吸附箱2进行交替吸附净化以及解析回收过程。
同一时刻，一个活性炭纤维吸附箱2对废弃进行吸附净化，另一个活性炭纤维吸附箱2进行解析回收过程以及干燥降温过程，直到用于吸附净化的活性炭纤维吸附箱2饱和后两个活性炭纤维吸附箱2的状态进行交换。上述的交换过程可通过管路和阀门的连接方式配合自动控制技术进行实现，这些是本领域的现有技术，不涉及方法和软件的改进。活性炭纤维吸附箱2交替吸附，保证了吸附系统的连续运行和连续处理能力。
吸附有机溶剂达到饱和或接近饱和的活性炭纤维用饱和水蒸气进行解析。解析组件3对活性炭纤维吸附箱2进行解析回收过程中，饱和水蒸气被通入相应的活性炭纤维吸附箱中，该活性炭纤维吸附箱排出的水蒸气与有机溶剂的混合气体经过螺旋缠绕管冷凝器冷凝后进入分相器；分相器输出的气体返回至碳颗粒过滤器进行处理，分相器输出的液体部分通过分层回收的方式进行处理。
分相器输出的液体部分包括水和有机溶剂，有机溶剂和水的混合液相进入分层槽。经重力分层后上层的有机液体自动溢流至油层槽，然后经排液泵送走。下层的水流入水层槽，经水处理后至冷却塔循环使用。水层排液泵、油层排液泵分别用于抽取油层槽以及水层槽中的液体。
解析后的活性炭纤维吸附箱2由于残留有大量水蒸气，同时床层温度较高，干燥组件4利用内循环风对解析完毕的活性炭纤维吸附箱2进行干燥和降温。
本实施例中，干燥风机向该活性炭纤维吸附箱中通入内循环风，该活性炭纤维吸附箱排出的气流经过表冷器处理后输送至干燥风机进行循环利用，该过程采用循环风干燥，不引入新风，降低了运行负荷。此外，该过程中循环管路与外界空气隔离，空气中的氧气不会进入循环回路，避免残留的有机物与氧气接触导致安全隐患。
活性炭纤维吸附箱2的底部设置自流口，与螺旋板冷凝器连接，用于在干燥降温过程中排出活性炭纤维吸附箱2底部的自凝结液体；螺旋板冷凝器的排放出口与分层槽的入口连接。
本实施例中，空冷器、表冷器、螺旋缠绕管冷凝器、螺旋板冷凝器均与循环水管路连接，并采用循环水进行冷却。
本领域技术人员可根据上述技术方案，结合现有技术选取配套的仪、阀门、管道(风管、循环水管、低温循环水管、蒸汽管、溶剂管、氮气管、脱附管、排污管、干燥管)以及控制系统。
以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，包括依次对尾气进行过滤处理的袋式除尘器、旋流板塔；所述旋流板塔输出的气体经过空冷器冷却后由碳颗粒过滤器进行过滤，最终经活性炭纤维吸附箱吸附净化后进行排放；所述活性炭纤维吸附箱的数目大于等于二，各所述活性炭纤维吸附箱用于交替进行吸附净化以及解析回收过程；
对活性炭纤维吸附箱进行解析回收过程中，饱和水蒸气被通入相应的活性炭纤维吸附箱中，该活性炭纤维吸附箱排出的水蒸气与有机溶剂的混合气体经过螺旋缠绕管冷凝器冷凝后进入分相器；分相器输出的气体返回至所述碳颗粒过滤器进行处理，分相器输出的液体部分通过分层回收的方式进行处理；
干燥降温过程中，干燥风机向该活性炭纤维吸附箱中通入内循环风，该活性炭纤维吸附箱排出的气流经过表冷器处理后输送至所述干燥风机进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，所述分相器的液体出口与分层槽连接；所述分层槽的出水口与水层槽连接，所述分层槽的溶剂出口与油层槽连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，所述活性炭纤维吸附箱的底部设置自流口，与螺旋板冷凝器连接，用于在干燥降温过程中排出活性炭纤维吸附箱底部的自凝结液体；所述螺旋板冷凝器的排放出口与所述分层槽的入口连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，所述空冷器、所述表冷器、所述螺旋缠绕管冷凝器、所述螺旋板冷凝器均与循环水管路连接，并采用循环水进行冷却。
5.根据权利要求1所述的一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，所述碳颗粒过滤器的出风口通过主风机与所述活性炭纤维吸附箱连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于云母绝缘材料生产过程的尾气溶剂回收系统，其特征在于，经所述空冷器冷却后，尾气的温度降至40℃以下。
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