CN113559812A - 一种处理加氢尾气的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理加氢尾气的装置及方法，包括用于将氢气和己内酰胺充分混合反应的反应罐，所述反应罐左侧设有用于加料的加料组件，所述反应罐内部设有用于收集反应后液体的集液池，所述集液池所在的反应罐内壁设有用于检测液位高度的液位传感器，所述反应罐的出料端连接用于存储物料的成品收集箱，所述成品收集箱上端的排气口与气液分离器的进气端连接，本发明针对现有装置的弊端进行设计，通过对固体物料进行加热液化，从而实现液封处理，防止了空气的进入，另外通过构建混合反应件使得氢气与雾化液体充分混合，构建多层由内到外的压缩性环状腔室，从而使得物料充分反应，减少了氢气的用量，使得后期尾气处理难度降低，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及己内酰胺技术领域，具体是一种处理加氢尾气的装置及方法。
背景技术
己内酰胺(CPL)作为一种重要有机化工原料，主要用途是通过聚合生成尼龙-6切片，进而制作锦纶纤维、工程塑料等。在己内酰胺重排反应过程中常有不饱和杂质产生，如：2-羟基环己酮、环己烯酮等，需通过加氢使不饱和杂质变为饱和杂质，拉开己内酰胺与杂质间的沸程差，使杂质便于在后工序中除去。
现有己内酰胺加氢装置尾气直接排向火炬，造成尾气中包含大量氢气及夹带的部分己水溶液的浪费，并且现有装置在加氢的时候，使得氢气与己内酰胺接触不够充分，导致反应产物不纯，这样就需要通入大量的氢气，此种方法会造成尾部氢气含量较大，处理负担更重，浪费更为严重，为此，我们提出了一种带尾气回收的己内酰胺加氢装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理加氢尾气的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种处理加氢尾气的装置，包括用于将氢气和己内酰胺充分混合反应的反应罐，所述反应罐左侧设有用于加料的加料组件，所述反应罐内部设有用于收集反应后液体的集液池，所述集液池所在的反应罐内壁设有用于检测液位高度的液位传感器，所述反应罐的出料端连接用于存储物料的成品收集箱，所述成品收集箱上端的排气口与气液分离器的进气端连接，所述气液分离器的出液端连接成品收集箱上端的回液口，所述气液分离器上端的排气端与压缩机的进气端连接，所述压缩机的排气端连接用于存储氢气的氢气存储箱，所述氢气存储箱的出气端与反应罐上的进气组件连接。
作为本发明进一步的方案：所述进气组件包括设置在反应罐上端中间位置的搅拌柱管，所述搅拌柱管与反应罐顶部为转动连接，所述搅拌柱管上端转动设有用于缓存氢气的缓存箱，所述缓存箱一侧通过L型板与反应罐连接固定连接，所述搅拌柱管连接用于带动其转动的旋转驱动件，位于反应罐内部的搅拌柱管下端设有用于将氢气和己内酰胺充分混合以使得反应充分的混合反应件。
作为本发明进一步的方案：所述混合反应件包括一个转动设置在搅拌柱管外侧的缓存料箱，所述缓存料箱左侧的进料端通过加料管与加料组件出料端连接，所述缓存料箱内部的搅拌柱管外侧阵列分布有若干个挤压推板，挤压推板与搅拌柱管轴线成一定夹角设置，挤压推板用于将缓存料箱内部的液体排出，所述缓存料箱下方设有一个第一喷料盘，所述第一喷料盘的缓存腔室进料端通过伸缩管件与缓存料箱底部连通，所述第一喷料盘下端设有若干个环状设置的上封环，最内侧的两个上封环之间的第一喷料盘上设有用于排出液体的喷液孔；
所述第一喷料盘下方的搅拌柱管上设有一个第二喷料盘，所述第二喷料盘上端设有若干个与上封环位置相对应的下封环，所述第二喷料盘的内腔通过连通孔与搅拌柱管内部的导气通道连通，相邻所述下封环之间设有用于喷出氢气的气孔，所述搅拌柱管上端口设有用于驱动气体流动的扇叶；
所述搅拌柱管和第一喷料盘之间还设有推动第一喷料盘间歇性向下移动的推动件，通过推动件使得第一喷料盘与第二喷料盘靠近，这样上封环和下封环相靠近的位置会形成一个环状腔室，雾化状的物料由内到外逐步移动，从而被多股氢气包裹。
作为本发明进一步的方案：所述伸缩管件包括设置在所述缓存料箱下端的干个导液柱，所述导液柱下端滑动套设有一个导液套，所述导液套与第一喷料盘上端进料端连通，所述导液套和导液柱外侧套设有用于将第一喷料盘和缓存料箱连接的复位弹簧。
作为本发明进一步的方案：所述推动件包括设置在搅拌柱管外侧的抵压斜板，所述第一喷料盘上设有与抵压斜板下端抵压面相配合的支撑轮。
作为本发明进一步的方案：所述加料组件包括设置在反应罐一侧的加料箱，所述加料箱内部设有用于缓存液化后物料的融化池，所述加料箱外侧设有用于对物料进行加热以使其液化的加热板，所述加料箱上端设有锥形加料斗，所述加料箱的出料口设有用于与混合反应件连通的加料管，所述加料管上设有进料阀。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转驱动件包括设置在搅拌柱管上端外侧的从动齿轮，所述反应罐上端安装有一个驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与从动齿轮相互啮合的驱动齿轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行设计，通过对固体物料进行加热液化，从而实现液封处理，防止了空气的进入，另外通过构建混合反应件使得氢气与雾化液体充分混合，构建多层由内到外的压缩性环状腔室，从而使得物料充分反应，减少了氢气的用量，使得后期尾气处理难度降低，实用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明内部的结构示意图。
图3为本发明的结构局部放大图。
图4为本发明中第一喷料盘的结构示意图。
图5为本发明中第二喷料盘的结构示意图。
图6为本发明中抵压斜板的结构示意图。
其中：反应罐11、集液池12、液位传感器13、导液套14、导液柱15、加料管16、进料阀17、融化池18、加热板19、加料箱20、加料斗21、驱动电机22、驱动齿轮23、缓存箱24、从动齿轮25、搅拌柱管26、缓存料箱27、挤压推板28、第一喷料盘29、第二喷料盘30、上封环31、下封环32、氢气存储箱33、压缩机34、气液分离器35、成品收集箱36、导气通道37、支撑轮38、抵压斜板39、喷液孔40、缓存腔室41、连通孔42。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例中，一种处理加氢尾气的装置，包括用于将氢气和己内酰胺充分混合反应的反应罐11，所述反应罐11左侧设有用于加料的加料组件，所述反应罐11内部设有用于收集反应后液体的集液池12，所述集液池12所在的反应罐11内壁设有用于检测液位高度的液位传感器13，所述反应罐11的出料端连接用于存储物料的成品收集箱36，所述成品收集箱36上端的排气口与气液分离器35的进气端连接，所述气液分离器35的出液端连接成品收集箱36上端的回液口，所述气液分离器35上端的排气端与压缩机34的进气端连接，所述压缩机34的排气端连接用于存储氢气的氢气存储箱33，所述氢气存储箱33的出气端与反应罐11上的进气组件连接；
所述进气组件包括设置在反应罐11上端中间位置的搅拌柱管26，所述搅拌柱管26与反应罐11顶部为转动连接，所述搅拌柱管26上端转动设有用于缓存氢气的缓存箱24，所述缓存箱24一侧通过L型板与反应罐11连接固定连接，所述搅拌柱管26连接用于带动其转动的旋转驱动件，位于反应罐11内部的搅拌柱管26下端设有用于将氢气和己内酰胺充分混合以使得反应充分的混合反应件；
所述混合反应件包括一个转动设置在搅拌柱管26外侧的缓存料箱27，所述缓存料箱27左侧的进料端通过加料管16与加料组件出料端连接，所述缓存料箱27内部的搅拌柱管26外侧阵列分布有若干个挤压推板28，挤压推板28与搅拌柱管26轴线成一定夹角设置，挤压推板28用于将缓存料箱27内部的液体排出，所述缓存料箱27下方设有一个第一喷料盘29，所述第一喷料盘29的缓存腔室41进料端通过伸缩管件与缓存料箱27底部连通，所述第一喷料盘29下端设有若干个环状设置的上封环31，最内侧的两个上封环31之间的第一喷料盘29上设有用于排出液体的喷液孔40,；
所述第一喷料盘29下方的搅拌柱管26上设有一个第二喷料盘30，所述第二喷料盘30上端设有若干个与上封环31位置相对应的下封环32，所述第二喷料盘30的内腔通过连通孔42与搅拌柱管26内部的导气通道37连通，相邻所述下封环32之间设有用于喷出氢气的气孔，所述搅拌柱管26上端口设有用于驱动气体流动的扇叶；
所述搅拌柱管26和第一喷料盘29之间还设有推动第一喷料盘29间歇性向下移动的推动件，通过推动件使得第一喷料盘29与第二喷料盘30靠近(下封环32和上封环31并不接触)，这样上封环31和下封环32相靠近的位置会形成一个环状腔室，雾化状的物料由内到外逐步移动，从而被多股氢气包裹，从而完成对己内酰胺的充分加氢处理；
所述推动件包括设置在搅拌柱管26外侧的抵压斜板39，所述第一喷料盘29上设有与抵压斜板39下端抵压面相配合的支撑轮38，当支撑轮38与抵压斜板39下端面抵压时，第一喷料盘29则会靠近第二喷料盘30，从而减缓物料向外的流速，以便为反应争取时间；
伸缩管件包括设置在所述缓存料箱27下端的若干个导液柱15，所述导液柱15下端滑动套设有一个导液套14，所述导液套14与第一喷料盘29上端进料端连通，所述导液套14和导液柱15外侧套设有用于将第一喷料盘29和缓存料箱27连接的复位弹簧；
所述加料组件包括设置在反应罐11一侧的加料箱20，所述加料箱20内部设有用于缓存液化后物料的融化池18，所述加料箱20外侧设有用于对物料进行加热以使其液化的加热板19，所述加料箱20上端设有锥形加料斗21，由于己内酰胺的熔点较低，一般在58-71度，所以通过加热使其液化后可以起到液封的作用，避免进料时使得空气混入其中，所述加料箱20的出料口设有用于与混合反应件连通的加料管16，所述加料管16上设有进料阀17，通过开启进料阀17即可完成给料；
所述旋转驱动件包括设置在搅拌柱管26上端外侧的从动齿轮25，所述反应罐11上端安装有一个驱动电机22，所述驱动电机22的输出端设有与从动齿轮25相互啮合的驱动齿轮23，通过驱动电机22带动驱动齿轮23转动，驱动齿轮23通过从动齿轮25带动搅拌柱管26转动，从而为搅拌柱管26旋转提供动力。
本发明的工作原理是：实际使用时，通过将固体状物料加入加料箱20中，通过加热板19加热至液体，从而排除物料中的空气，通过开启进料阀17即可完成加料，通过旋转驱动件带动搅拌柱管26转动，液体物料会先进入缓存料箱27中，在搅拌柱管26转动时，挤压推板28会挤压缓存料箱27内部的液体沿着伸缩管件进入第一喷料盘29中，再从第一喷料盘29下端的喷液孔40喷出；
氢气存储箱33中的氢气在扇叶的驱动下会进入第二喷料盘30中，然后从第二喷料盘30上的喷气孔喷出；
通过推动件使得第一喷料盘29与第二喷料盘30靠近(下封环32和上封环31并不接触)，这样上封环31和下封环32相靠近的位置会形成一个环状腔室，雾化状的物料由内到外逐步移动，从而被多股氢气包裹，从而完成对己内酰胺的充分加氢处理，反应后的液体会滞留在集液池12中，最后进入成品收集箱36中，随后成品收集箱36中的气体会进入气液分离器35中完成气液分离，分离后的液体会回流到成品收集箱36中，分离后的气体会进入氢气存储箱33中，从而完成氢气的回收利用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
Claims (9)
1.一种处理加氢尾气的装置，包括用于将氢气和己内酰胺充分混合反应的反应罐(11)，所述反应罐(11)左侧设有用于加料的加料组件，所述反应罐(11)内部设有用于收集反应后液体的集液池(12)，所述集液池(12)所在的反应罐(11)内壁设有用于检测液位高度的液位传感器(13)，其特征在于，所述反应罐(11)的出料端连接用于存储物料的成品收集箱(36)，所述成品收集箱(36)上端的排气口与气液分离器(35)的进气端连接，所述气液分离器(35)的出液端连接成品收集箱(36)上端的回液口，所述气液分离器(35)上端的排气端与压缩机(34)的进气端连接，所述压缩机(34)的排气端连接用于存储氢气的氢气存储箱(33)，所述氢气存储箱(33)的出气端与反应罐(11)上的进气组件连接。
2.根据权利要求1所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述进气组件包括设置在反应罐(11)上端中间位置的搅拌柱管(26)，所述搅拌柱管(26)与反应罐(11)顶部为转动连接，所述搅拌柱管(26)上端转动设有用于缓存氢气的缓存箱(24)，所述缓存箱(24)一侧通过L型板与反应罐(11)连接固定连接，所述搅拌柱管(26)连接用于带动其转动的旋转驱动件，位于反应罐(11)内部的搅拌柱管(26)下端设有用于将氢气和己内酰胺充分混合以使得反应充分的混合反应件；
所述混合反应件包括一个转动设置在搅拌柱管(26)外侧的缓存料箱(27)，所述缓存料箱(27)左侧的进料端通过加料管(16)与加料组件出料端连接，所述缓存料箱(27)内部的搅拌柱管(26)外侧阵列分布有若干个挤压推板(28)，挤压推板(28)与搅拌柱管(26)轴线成一定夹角设置，挤压推板(28)用于将缓存料箱(27)内部的液体排出，所述缓存料箱(27)下方设有一个第一喷料盘(29)，所述第一喷料盘(29)的缓存腔室(41)进料端通过伸缩管件与缓存料箱(27)底部连通，所述第一喷料盘(29)下端设有若干个环状设置的上封环(31)，最内侧的两个上封环(31)之间的第一喷料盘(29)上设有用于排出液体的喷液孔(40)；
所述搅拌柱管(26)和第一喷料盘(29)之间还设有推动第一喷料盘(29)间歇性向下移动的推动件，通过推动件使得第一喷料盘(29)与第二喷料盘(30)靠近，这样上封环(31)和下封环(32)相靠近的位置会形成一个环状腔室，雾化状的物料由内到外逐步移动，从而被多股氢气包裹。
3.根据权利要求2所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述第一喷料盘(29)下方的搅拌柱管(26)上设有一个第二喷料盘(30)，所述第二喷料盘(30)上端设有若干个与上封环(31)位置相对应的下封环(32)，所述第二喷料盘(30)的内腔通过连通孔(42)与搅拌柱管(26)内部的导气通道(37)连通，相邻所述下封环(32)之间设有用于喷出氢气的气孔。
4.根据权利要求3所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述搅拌柱管(26)上端口设有用于驱动气体流动的扇叶。
5.根据权利要求2所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述伸缩管件包括设置在所述缓存料箱(27)下端的干个导液柱(15)，所述导液柱(15)下端滑动套设有一个导液套(14)，所述导液套(14)与第一喷料盘(29)上端进料端连通，所述导液套(14)和导液柱(15)外侧套设有用于将第一喷料盘(29)和缓存料箱(27)连接的复位弹簧。
6.根据权利要求2所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述推动件包括设置在搅拌柱管(26)外侧的抵压斜板(39)，所述第一喷料盘(29)上设有与抵压斜板(39)下端抵压面相配合的支撑轮(38)。
7.根据权利要求1所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述加料组件包括设置在反应罐(11)一侧的加料箱(20)，所述加料箱(20)内部设有用于缓存液化后物料的融化池(18)，所述加料箱(20)外侧设有用于对物料进行加热以使其液化的加热板(19)，所述加料箱(20)上端设有锥形加料斗(21)，所述加料箱(20)的出料口设有用于与混合反应件连通的加料管(16)，所述加料管(16)上设有进料阀(17)。
8.根据权利要求2所述的处理加氢尾气的装置，其特征在于，所述旋转驱动件包括设置在搅拌柱管(26)上端外侧的从动齿轮(25)，所述反应罐(11)上端安装有一个驱动电机(22)，所述驱动电机(22)的输出端设有与从动齿轮(25)相互啮合的驱动齿轮(23)。
9.一种权利要求1-8任一所述的处理加氢尾气的装置的加氢方法，其特征在于，通过将固体状物料加入加料箱(20)中，通过加热板(19)加热至液体，从而排除物料中的空气，通过开启进料阀(17)即可完成加料，通过旋转驱动件带动搅拌柱管(26)转动，液体物料会先进入缓存料箱(27)中，在搅拌柱管(26)转动时，挤压推板(28)会挤压缓存料箱(27)内部的液体沿着伸缩管件进入第一喷料盘(29)中，再从第一喷料盘(29)下端的喷液孔(40)喷出；氢气存储箱(33)中的氢气在扇叶的驱动下会进入第二喷料盘(30)中，然后从第二喷料盘(30)上的喷气孔喷出；通过推动件使得第一喷料盘(29)与第二喷料盘(30)靠近，这样上封环(31)和下封环(32)相靠近的位置会形成一个环状腔室，雾化状的物料由内到外逐步移动，从而被多股氢气包裹，从而完成对己内酰胺的充分加氢处理，反应后的液体会滞留在集液池(12)中，最后进入成品收集箱(36)中，随后成品收集箱(36)中的气体会进入气液分离器(35)中完成气液分离，分离后的液体会回流到成品收集箱(36)中，分离后的气体会进入氢气存储箱(33)中，从而完成氢气的回收利用。
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