CN115193086B - 一种一氯甲烷分离回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一氯甲烷分离回收系统及方法,涉及化工生产工艺领域,包括用于混合气降温的混合气过滤预冷单元、用于去除混合气中水分的分子筛除水过滤单元、用于混合气结霜分离的深冷换热分离单元、用于制冷和存储液化一氯甲烷的液氮及产品储存单元和处理尾气的废气生物处理单元,混合气过滤预冷单元、分子筛除水过滤单元和深冷换热分离单元通过管道和电磁阀依次串联,液氮及产品储存单元和废气生物处理单元通过管道和电磁阀并联在深冷换热分离单元出口处,其中氮气与混合气流动方向相反,本发明具有回收的一氯甲烷纯度高,能效高,尾气排放达标,且自动化工作程度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产工艺技术领域,尤其涉及一种一氯甲烷分离回收系统及方法。
背景技术
阳离子聚合物是目前在石油化工、造纸、纺织印染、日用化学品等方面用量最大的水溶性聚合物大类,特别是作为絮凝剂在水处理、污淤泥脱水等领域有较高的应用价值。阳离子单体是阳离子聚合物的基础原料,其中二甲胺基乙基丙烯酸脂氯甲烷季铵盐(DAC)的阳离子聚合物形成絮团的机械力经受性远优于DMC类絮凝剂,是目前应用最广、用量最多的高分子絮凝剂产品。现在通常用二甲基胺乙基丙烯酸酯与过量一氯甲烷反应是制备DAC,此方法的一个重要问题就是反应中过量的一氯甲烷回收与脱水提纯问题。
一氯甲烷是无色、透明、比水重、易挥发的液体,有类似醚的气味和甜味,不燃烧,但与高浓度氧混合后形成爆炸的混合物。一氯甲烷微溶于水,与绝大多数常用的有机溶剂互溶,与其他含氯溶剂、乙醚和乙醇也可以任意比例混溶。
吸附、吸收、冷凝是常用的一氯甲烷回收、清除方法。吸附、吸收法通常用于生产装置尾气中少量的一氯甲烷处理,以达到尾气合格排放的环保标准,不适合大量的一氯甲烷回收再利用。现在用装置系统存在吸附、吸收介质用量大,特别是回收气含水,造成DAC生产过程中物料聚合,不利于装置的稳定运行;同时,传统吸附、吸收工艺要求配套酸洗塔、碱洗塔进行除杂,现在环保标准提高,使用酸洗、碱洗装置大大增加污水处理设施投资,反而得不偿失。冷凝回收在产品纯度上较吸附、吸收法有一定优势,但存在制冷系统设备占地面积大,能效低,能耗高,自动化操作水平低,回收成本高,投资与收益不成比例,不适合无余热可利用的普通企业投资建设等方面的问题;在系统控制方面存在冷凝至一氯甲烷液化后就不能再继续深冷,回收率低,含有液化VOC杂质成分,从而造成一部分一氯甲烷浪费,还降低一氯甲烷纯度,并造成空气污染,提高尾气处理成本,尾气环保排放压力大。
因此,针对以上不足,需要提供一种一氯甲烷分离回收系统及方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现今的一氯甲烷回收和清除方式效率低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种一氯甲烷分离回收系统,包括用于混合气降温的混合气过滤预冷单元、用于去除混合气中水分的分子筛除水过滤单元、用于混合气结霜分离的深冷换热分离单元、用于制冷和存储液化一氯甲烷的液氮及产品储存单元和处理尾气的废气生物处理单元,混合气过滤预冷单元、分子筛除水过滤单元和深冷换热分离单元通过管道和电磁阀依次串联,液氮及产品储存单元和废气生物处理单元通过管道和电磁阀并联在深冷换热分离单元出口处,其中氮气与混合气流动方向相反。
作为对本发明的进一步说明,优选地,混合气过滤预冷单元包括用于分离出混合气的气液分离罐、用于对混合气中的油脂和烃类进行二次吸附分离的纤维过滤分离器、用于对混合气降温的氮气预冷器和用于减压气化氮气的气化稳压缓冲柜,气液分离罐、纤维过滤分离器和氮气预冷器内的产品部通过管道和多个电磁阀串联,气化稳压缓冲柜通过管道的多个电磁阀通过氮气预冷器内冷却部连接。
作为对本发明的进一步说明,优选地,分子筛除水过滤单元由分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B通过管道和多个电磁阀进行并联组成,分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B均与氮气预冷器内的产品部通过管道和电磁阀相连,分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B分别进行脱水工作和加热再生工作,分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B交替运行。
作为对本发明的进一步说明,优选地,深冷换热分离单元由两套并联的深冷换热器组构成,每套深冷换热器组均包含三个串联的深冷换热器,深冷换热器内的产品部均通过金属烧结材料过滤器与分子筛脱水塔A或分子筛脱水塔B相连,深冷换热器内的冷却部通过管道和电磁阀与氮气预冷器内的冷却部相连;两套深冷换热器组分别进行混合气冷凝工作和除霜工作,两套深冷换热器组交替运行,其中除霜采用混合气进行加热。
作为对本发明的进一步说明,优选地,液氮及产品储存单元包括液氮储罐、液化一氯甲烷缓存罐和液化一氯甲烷储罐,液氮储罐通过管道和电磁阀与深冷换热器内的冷却部相连;液化一氯甲烷缓存罐与液化一氯甲烷储罐通过管道和电磁阀相连,液化一氯甲烷缓存罐与两套深冷换热器组内的产品部通过管道和电磁阀相连。
作为对本发明的进一步说明,优选地,废气生物处理单元由废气生物处理菌箱组成,废气生物处理菌箱内培养有生物菌种,废气生物处理菌箱与气化稳压缓冲柜以及两套深冷换热器组通过管道和多个电磁阀相连。
本发明还提供一种一氯甲烷分离回收方法,包括以下步骤:
Ⅰ.在废气生物处理菌箱内培养生物菌种,菌种达标后,对整个系统管线及壳程进行氮气吹扫,排冷凝水,关闭系统阀门;
Ⅱ.打开连接液氮储罐的部分电磁阀,使液氮通过两套深冷换热器组进入氮气预冷器和气化稳压缓冲柜内,以对系统进行降温;
Ⅲ.系统达到预定温度后,将混合气从气液分离罐抽出至纤维过滤分离器内,对混合气中的油脂、烃类进行二次吸附分离后再通入氮气预冷器中进行降温;
Ⅳ.降至2℃后将混合气导入至分子筛脱水塔A中进行脱水,其中进入分子筛脱水塔A内气体流量控制在0.2m3/s,以保证脱水效果;
Ⅴ.脱水后的混合气通过增压进入金属烧结材料过滤器内,进一步除去水分、烃及酯类杂质,除杂后的混合气进入一套深冷换热器组内冷凝使一氯甲烷液化,其中第一个深冷换热器内温度控制在-80℃~5℃,第二个深冷换热器内温度控制在-130℃~-80℃,第三个深冷换热器内温度控制在-160℃~-130℃;液化后的一氯甲烷通过一氯甲烷缓存罐进入液化一氯甲烷储罐,完成一周期的一氯甲烷分离回收工作;
Ⅵ.下一周期开始,混合气自金属烧结材料过滤器通入上一周期中所使用的第三个深冷换热器中进行除霜,随后进入另一套深冷换热器组内冷凝使一氯甲烷液化,该套深冷换热器组内的三个深冷换热器温度和前一套深冷换热器组内的三个深冷换热器温度相同;液化后的一氯甲烷也通过一氯甲烷缓存罐进入液化一氯甲烷储罐,完成另一周期的一氯甲烷分离回收工作,其中,一周期时间为4h;
Ⅶ.两套深冷换热器组在一周期结束后交替运行,直至混合气完全耗尽以完成所有的一氯甲烷的回收工作。
作为对本发明的进一步说明,优选地,在第三个深冷换热器中未液化的气体通过管道进入废气生物处理菌箱进行生物处理,待废气生物处理菌箱内压力高于8.05bar上限后自动向外排气,低于8.01bar停止向外排气,完成对废气的处理。
作为对本发明的进一步说明,优选地,分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B交替运行;在分子筛脱水塔A停止脱水流程24小时后,气化稳压缓冲柜出口端连接有分子筛再生加热器,通过分子筛再生加热器将175℃的氮气通入分子筛脱水塔A内释放水分,20小时后由气化稳压缓冲柜直接向分子筛脱水塔A通入氮气进行吹扫,4小时后完成再生工作,再将分子筛脱水塔B的脱水工作交替到分子筛脱水塔A处,然后再对分子筛脱水塔B进行所述再生工作;其中分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B进行完再生工作后的氮气通入废气生物处理菌箱内。
作为对本发明的进一步说明,优选地,经过两套深冷换热器组的制冷氮气,一部分制冷氮气进入氮气预冷器以对混合气进行预冷;升温后的氮气进入气化稳压缓冲柜内分三路再利用,一路进装置区;一路进深冷换热器组内的产品部进行吹扫;一路则经分子筛再生加热器进入分子筛脱水塔A和分子筛脱水塔B内;
另一部分制冷氮气通入分子筛脱水塔A或分子筛脱水塔B内进行再生前吹扫排料以及再生加热后的降温吹扫。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:
本发明采用制冷氮气进气与混合进气逆向运行的方式,有利于保持低温稳定,而且将三个冷却器作为一组交替运行,分子筛、制冷换热器组都采用两组循环工作程序,保证了装置运行的连续性,提高了能量梯级综合利率。还采用混合气除霜再降温、后进料的设计,有利于提高能量循环利用率;并采用低温冷凝,将VOC杂质深冷分解,有效降低了废气排放指标;最后采用生物菌对排放废气进行再处理,进一步降低了废气中一氯甲烷及VOC的含量。
附图说明
图1是本发明的系统简图;
图2是本发明的系统开机降温曲线图。
图中:
1、气液分离罐;11、气液分离罐进气电磁阀;12、气液分离罐出气电磁阀;
2、纤维过滤分离器;
3、氮气预冷器;31、氮气预冷器氮气进气阀;32、氮气预冷器氮气出气电磁阀;33、氮气预冷器进气电磁阀;34、氮气预冷器出气电磁阀;35、氮气预冷器底自动疏水阀;
4、气化稳压缓冲柜;41、气化稳压缓冲柜进气电磁阀;42、气化稳压缓冲柜出气电磁阀;43、气化氮气外送风机;44、生产装置区用氮气总电磁阀;45、吹扫氮气总电磁阀;46、换热器吹扫氮气电磁阀;47、分子筛切换吹扫计量阀;48、分子筛降温吹扫电磁阀;49、气化稳压缓冲柜泄压阀;
5、分子筛脱水塔A;51、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀;52、分子筛脱水塔A顶上电磁阀;53、分子筛脱水塔A顶下电磁阀;54、分子筛脱水塔A底上电磁阀;55、分子筛脱水塔A底下电磁阀;
6、分子筛脱水塔B;61、分子筛脱水塔B顶上电磁阀;62、分子筛脱水塔B顶下电磁阀;63、分子筛脱水塔B底上电磁阀;64、分子筛脱水塔B底下电磁阀;65、分子筛脱水塔出气电磁阀;66、分子筛脱水气外送风机;
7、分子筛再生加热器;71、分子筛再生加热器进气电磁阀;72、分子筛再生加热器出气电磁阀;
8、金属烧结材料过滤器;81、金属烧结材料过滤器进气电磁阀;82、金属烧结材料过滤器出气总电磁阀;83、A深冷换热器组进气电磁阀;84、B深冷换热器组进气电磁阀;85、金属烧结材料过滤器底自动疏水阀;
9、A1深冷换热器;91、A1深冷换热器顶控制电磁阀;92、A1深冷换热器氮气出气电磁阀;93、A1深冷换热器自动疏水阀;94、A1深冷换热器出气电磁阀;
10、A2深冷换热器;101、A2深冷换热器顶控制电磁阀;102、A2深冷换热器自动疏水阀;103、A2深冷换热器出气电磁阀;
11、A3深冷换热器;111、A3深冷换热器除霜进气电磁阀;112、A3深冷换热器进气电磁阀;113、A3深冷换热器顶控制电磁阀;114、A3深冷换热器尾气定压排放阀;115、A3深冷换热器氮气进气电磁阀;116、A3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀;117、A3深冷换热器除霜排气电磁阀;118、A3深冷换热器自动疏水阀;
12、B1深冷换热器;121、B1深冷换热器顶控制电磁阀;122、B1深冷换热器氮气出气电磁阀;123、B1深冷换热器出气电磁阀;124、B1深冷换热器自动疏水阀;
13、B2深冷换热器;131、B2深冷换热器顶控制电磁阀;132、B2深冷换热器自动疏水阀;133、B2深冷换热器出气电磁阀;
14、B3深冷换热器;141、B3深冷换热器除霜进气电磁阀;142、B3深冷换热器进气电磁阀;143、B3深冷换热器顶控制电磁阀;144、B3深冷换热器尾气定压排放阀;145、B3深冷换热器氮气进气电磁阀;146、B3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀;147、B3深冷换热器除霜排气电磁阀;148、B3深冷换热器自动疏水阀;
15、液氮储罐;151、液氮储罐进料电磁阀;152、液氮储罐出料电磁阀;153、液氮供料泵;154、液氮供料泵电磁阀;
16、液化一氯甲烷缓存罐;161、A3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵;162、液化一氯甲烷缓存罐顶进料电磁阀;163、B3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵;164、液化一氯甲烷缓存罐底进料电磁阀;165、液化一氯甲烷出料电磁阀;166、液化一氯甲烷缓存罐氮封系统电磁阀;
17、液化一氯甲烷储罐,171、液化一氯甲烷储罐出料电磁阀;172、液化一氯甲烷储罐进料泵;173、液化一氯甲烷储罐进料电磁阀;174、液化一氯甲烷储罐氮封系统电磁阀;
18、废气生物处理菌箱;181、废气生物处理菌箱进气电磁阀;182、废气生物处理菌箱出气电磁阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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的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。
一种一氯甲烷分离回收系统,如图1所示,包括用于混合气降温的混合气过滤预冷单元、用于去除混合气中水分的分子筛除水过滤单元、用于混合气结霜分离的深冷换热分离单元、用于制冷和存储液化一氯甲烷的液氮及产品储存单元和处理尾气的废气生物处理单元,混合气过滤预冷单元、分子筛除水过滤单元和深冷换热分离单元通过管道和电磁阀依次串联,液氮及产品储存单元和废气生物处理单元通过管道和电磁阀并联在深冷换热分离单元出口处,其中氮气与混合气流动方向相反。混合气经混合气过滤预冷单元过滤后通过管线、电磁阀进分子筛除水过滤单元,后经分子筛除水过滤单元风机加压后经管线、电磁阀送入深冷换热分离单元,混合气经深冷换热结霜分离,尾气进废气生物处理单元生物处理后达标排放,一氯甲烷经除霜液化后泵送入液氮及产品储存单元储罐,液氮及产品储存单元经泵为深冷换热分离单元提供液氮制冷剂。
如图1所示,混合气过滤预冷单元主要由混合气线、预冷氮气线两条供气线路设备连接组成。具体如下:
①混合气线路由气液分离罐1、气液分离罐进气电磁阀11、气液分离罐出气电磁阀12、纤维过滤分离器2、氮气预冷器进气电磁阀33、氮气预冷器3、氮气预冷器出气电磁阀34经管线依次连结组成。氮气预冷器3底部设有氮气预冷器底自动疏水阀35,氮气预冷器底自动疏水阀35可进行自动化疏水。
②预冷氮气线路由氮气预冷器氮气进气阀31、氮气预冷器3、氮气预冷器氮气出气电磁阀32、气化稳压缓冲柜进气电磁阀41、气化稳压缓冲柜4、气化稳压缓冲柜出气电磁阀42、气化氮气外送风机43经管线依次连结组成,气化氮气外送风机43采用氮气密封。预冷氮气经气化氮气外送风机43后一分为三,一路经生产装置区用氮气电磁阀44进装置区;一路经深冷换热器组吹扫氮气电磁阀45;换热器吹扫氮气电磁阀46进换热器供料线进行吹扫;一路经分子筛再生加热器进气电磁阀71进分子筛吹扫线。
如图1所示,分子筛除水过滤单元由分子筛脱水塔A5和分子筛脱水塔B6以及相关管路和电磁阀组成,两个分子筛脱水塔交替运行,其中一个进行脱水运行,另一个则进行加热再生。具体如下:
①分子筛脱水塔A5的脱水线路由氮气预冷器出气电磁阀34、分子筛脱水塔A顶上电磁阀52、分子筛脱水塔A5、混合气脱水后经分子筛脱水塔A底下电磁阀55、分子筛脱水塔出气电磁阀65、分子筛脱水气外送风机66、金属烧结材料过滤器进气电磁阀81、金属烧结材料过滤器8、金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82依次连结组成。经金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82后分两路,一路经A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9。另一路经B深冷换热器组进气电磁阀84、B1深冷换热器顶控制电磁阀121进B1深冷换热器12,两路进气交替运行。
②分子筛脱水塔A5的再生线路由气化氮气外送风机43、分子筛再生加热器进气电磁阀71、分子筛再生加热器7、分子筛再生加热器出气电磁阀72、分子筛脱水塔A底上电磁阀54、分子筛脱水塔A5,分子筛脱水塔A顶下电磁阀53、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51依次连结组成。
③分子筛脱水塔B6的脱水线路由氮气预冷器出气电磁阀34、分子筛脱水塔B顶上电磁阀61、分子筛脱水塔B6、分子筛脱水塔B底下电磁阀64、分子筛脱水塔出气电磁阀65、分子筛脱水气外送风机66、金属烧结材料过滤器进气电磁阀81、金属烧结材料过滤器8、金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82依次连结组成。经金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82后分两路,一路经A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9,另一路经B深冷换热器组进气电磁阀84、B1深冷换热器顶控制电磁阀121进B1深冷换热器12,两路进气交替运行。
④分子筛脱水塔B6的再生线路由气化氮气外送风机43、经分子筛再生加热器进气电磁阀71、分子筛再生加热器7、分子筛再生加热器出气电磁阀72、分子筛脱水塔B底上电磁阀63、分子筛脱水塔B6、分子筛脱水塔B顶下电磁阀62、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51依次连结组成。
如图1所示,金属烧结材料过滤器8中间焊接内隔板,隔板底部焊接弧形护罩,减轻底部填料压力,并通过金属烧结材料过滤器底自动疏水阀85进行自动疏水排污。
如图1所示,深冷换热分离单元由A、B两组深冷换热器组组成,两组线路交替运行,一组进行混合气冷凝,另一组进行除霜。具体如下:
A组深冷换热器组又包括A深冷换热器组混合气冷凝线路、A深冷换热器组冷凝氮气线路和A深冷换热器组除霜线路,具体如下:
①A深冷换热器组混合气冷凝线路由A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91、A1深冷换热器9、A1深冷换热器出气电磁阀94、A2深冷换热器顶控制电磁阀101、A2深冷换热器10、A2深冷换热器出气电磁阀103、A3深冷换热器进气电磁阀112、A3深冷换热器顶控制电磁阀113、A3深冷换热器11依次连结组成。尾气(含深冷分解的VOC成分)经A3深冷换热器尾气定压排放阀114进废气生物处理单元。A3深冷换热器顶控制电磁阀113所接换热器内进气管、A3深冷换热器尾气定压排放阀114所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体,定时启动微加热,防止进、出气管内一氯甲烷凝结堵塞管路。
②A深冷换热器组冷凝氮气线路由A3深冷换热器氮气进气电磁阀115、A3深冷换热器11、A2深冷换热器10、A1深冷换热器9、A1深冷换热器氮气出气电磁阀92、氮气预冷器氮气进气阀31、氮气预冷器3依次连结组成。首轮循环后,A深冷换热器组混合气冷凝混合气固定为自B3深冷换热器除霜排气电磁阀147来,再经上面的线路正常运行。
③A深冷换热器组除霜线路由A深冷换热器组进气电磁阀83、A3深冷换热器除霜进气电磁阀111、A3深冷换热器顶控制电磁阀113、A3深冷换热器11、A3深冷换热器除霜排气电磁阀117、B1深冷换热器顶控制电磁阀121、B1深冷换热器12依次连结组成。A3深冷换热器除霜排气电磁阀117所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体,定时启动微加热,防止出气管口结霜堵塞,保持A3深冷换热器除霜排气电磁阀117排气通畅。液化后的一氯甲烷达到液位要求后通过A3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀116进液氮及产品储存单元;除霜排出气体经A3深冷换热器除霜排气电磁阀117送入B深冷换热器组进行冷凝。
B组深冷换热器组又包括B深冷换热器组混合气冷凝线路、B深冷换热器组冷凝氮气线路和B深冷换热器组除霜线路,具体如下:
①B深冷换热器组混合气冷凝线路由A3深冷换热器除霜排气电磁阀117、B1深冷换热器顶控制电磁阀121、B1深冷换热器12、B1深冷换热器出气电磁阀123、B2深冷换热器顶控制电磁阀131、B2深冷换热器13、B2深冷换热器出气电磁阀133、B3深冷换热器进气电磁阀142、B3深冷换热器顶控制电磁阀143、B3深冷换热器14依次连结组成。尾气(含深冷分解的VOC成分)经B3深冷换热器尾气定压排放阀144进废气生物处理单元。B3深冷换热器顶控制电磁阀143所接换热器内进气管、B3深冷换热器尾气定压排放阀144所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体,定时启动微加热,防止进、出气管内一氯甲烷凝结堵塞管路。
②B深冷换热器组冷凝氮气线路由B3深冷换热器氮气进气电磁阀145、B3深冷换热器14、B2深冷换热器13、B1深冷换热器12、B1深冷换热器氮气出气电磁阀122、氮气预冷器氮气进气阀31、氮气预冷器3依次连结组成。
③B深冷换热器组除霜线路由B深冷换热器组进气电磁阀84、B3深冷换热器除霜进气电磁阀141、B3深冷换热器顶控制电磁阀143、B3深冷换热器14、B3深冷换热器除霜排气电磁阀147、A1深冷换热器顶控制电磁阀91、A1深冷换热器9依次连结组成。B深冷换热器组除霜所排混合气进A深冷换热器组冷凝;B3深冷换热器除霜排气电磁阀147所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体,定时启动微加热,防止出气管口结霜堵塞,保持B3深冷换热器除霜排气电磁阀147排气通畅;液化后的一氯甲烷达到液位要求后通过B3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀146进液氮及产品储存单元;除霜排出气体经B3深冷换热器除霜排气电磁阀147送入A深冷换热器组进行冷凝。
为了提高能量利用效率,换热器中冷凝氮气与混合气运行方向需相反。除霜则采用混合气进行加温,散热降温后的混合气进冷凝深冷换热器组进料线。
另外,A1深冷换热器自动疏水阀93、A2深冷换热器自动疏水阀102、A3深冷换热器自动疏水阀118、B1深冷换热器自动疏水阀124、B2深冷换热器自动疏水阀132、B3深冷换热器自动疏水阀148用于各自所安装的深冷换热器自动疏水排污。
如图1所示,液氮及产品储存单元主要由液氮储罐进料电磁阀151、进液氮储罐15、经液氮储罐出料电磁阀152、液氮供料泵153、液氮供料泵电磁阀154依次连结组成。随后至液氮供料泵电磁阀154后分两路,一路连接A3深冷换热器氮气进气电磁阀115,另一路连接B3深冷换热器氮气进气电磁阀145。
液化一氯甲烷有两条储存物料线路:一路由A3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀116、A3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵161、液化一氯甲烷缓存罐顶进料电磁阀162、液化一氯甲烷缓存罐16、液化一氯甲烷出料电磁阀165、液化一氯甲烷储罐进料泵172、液化一氯甲烷储罐进料电磁阀173进液化一氯甲烷储罐17依次连结组成。另一路由B3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀146、B3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵163、液化一氯甲烷缓存罐底进料电磁阀164、液化一氯甲烷缓存罐16、液化一氯甲烷出料电磁阀165、液化一氯甲烷储罐进料泵172、液化一氯甲烷储罐进料电磁阀173进液化一氯甲烷储罐17依次连结组成。
以上两路交替向液化一氯甲烷储罐17进料,进料通过液化一氯甲烷储罐出料电磁阀171送装置回用;液化一氯甲烷缓存罐氮封系统电磁阀166,液化一氯甲烷储罐氮封系统电磁阀174连接氮封系统。
如图1所示,废气生物处理单元主要包括以下设备及物料线路:废气自气化稳压缓冲柜泄压阀49、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51、A3深冷换热器尾气定压排放阀114、B3深冷换热器尾气定压排放阀144来汇集于废气生物处理菌箱进气电磁阀181,进废气生物处理菌箱18生物处理后由废气生物处理菌箱出气电磁阀182排出。
上述所有的系统管道、深冷换热器均采用保冷措施,以最大限度降低外界热量向系统传递。
本发明还提供一种一氯甲烷分离回收方法,包括以下步骤:
Ⅰ.开工准备,进行装置降温;
首先培养废气生物处理单元生物菌种,菌种达标后,对整个系统管线及壳程进行氮气吹扫,排冷凝水,关闭系统阀门。(装置运行程序中没有专门说明物料通过的阀门则默认为关闭,在同时运行的其它程序中有物料通过,则默认为开启。在上一程序开启过的阀门在进行下一程序切换时要关闭,下同。)
装置降温:依次打开液氮供料泵电磁阀154,A3深冷换热器氮气进气电磁阀115,A1深冷换热器氮气出气电磁阀92,预冷氮气线由氮气预冷器氮气进气阀31,氮气预冷器氮气出气电磁阀32,气化稳压缓冲柜进气电磁阀41后,打开液氮储罐出料电磁阀152,启动液氮供料泵153,对系统进行降温,气化稳压缓冲柜泄压阀49用于超压排放,当气化稳压缓冲柜泄压阀49出现超8bar压力时排气,降温时按降温曲线执行,低点温度测量值以投用深冷换热器组首个进料换热器温度为准,即以A3深冷换热器11、B3深冷换热器14温度为准,降温速率优选1℃/min,优选每降30℃进行保温,优选保温时间为9min,本实施例根据图2中优选降温曲线进行降温。首次开工时先对A深冷换热器组进行降温,降到设定温度后投用,B深冷换热器组降温,一轮循环后,正常切换运行以减少冷量损失。
系统到达预定温度后,开启气化氮气外送风机43、分子筛脱水气外送风机66、液化一氯甲烷缓存罐16、液化一氯甲烷储罐17等氮封系统待用;其中分子筛脱水气外送风机66采用氮气密封。
Ⅱ.A深冷换热器组冷凝分离;
首次运行A深冷换热器组冷凝分离程序4.5h,以后正常循环优选按4h设定。混合气自装置空压机来,经气液分离罐进气电磁阀11进气液分离罐1进行初步气液分离,分离液相后的混合经气液分离罐出气电磁阀12进纤维过滤分离器2,对气相中的油脂、烃类进行二次吸附分离后经氮气预冷器进气电磁阀33进氮气预冷器3降温,降至2℃后经氮气预冷器出气电磁阀34、分子筛脱水塔A顶上电磁阀52进混合气进分子筛脱水塔A5脱水,混合气进分子筛脱水塔A5流量控制在0.2m/s,保证脱水效果;混合气脱水后经分子筛脱水塔A底下电磁阀55,分子筛脱水塔出气电磁阀65,进分子筛脱水气外送风机66增压,增压值根据所接金属烧结材料过滤器金属烧结材料过滤器8性质及进料量确定;增压后的混合气经金属烧结材料过滤器进气电磁阀81进金属烧结材料过滤器8,进一步除去微量的水、烃及脂类杂质,除杂后的混合气经金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82、A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9,然后依次经A1深冷换热器出气电磁阀94、A2深冷换热器顶控制电磁阀101、A2深冷换热器10、A2深冷换热器出气电磁阀103、A3深冷换热器进气电磁阀112、A3深冷换热器顶控制电磁阀113进A3深冷换热器11冷凝。系统定时启动A3深冷换热器顶控制电磁阀113所接换热器内进气管、A3深冷换热器尾气定压排放阀114所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体加热,防止进、出气管内一氯甲烷凝结堵塞管路。
经过深冷后未冷凝的尾气,包含经深冷分解的VOC成分达到A3深冷换热器尾气定压排放阀114按设定压力高于8.05bar上限自动排气,低于8.01bar下限停止排气;经废气生物处理菌箱进气电磁阀181进废气生物处理菌箱18生物处理,按设定压力高于8.05bar上限自动经废气生物处理菌箱出气电磁阀182排出,低于8.01bar下限停止排气。
冷凝氮气自液氮及产品储存单元来,依次经A3深冷换热器氮气进气电磁阀115、A3深冷换热器11、A2深冷换热器10、A1深冷换热器9、A1深冷换热器氮气出气电磁阀92、氮气预冷器氮气进气阀31进氮气预冷器3。A1深冷换热器9控制温度范围-80~5℃,A2深冷换热器10控制温度范围-130~-80℃,A3深冷换热器11控制温度范围-160~-130℃,前两个换热器温度以保持A3深冷换热器11冷凝温度不低于-155℃为准。
Ⅲ.A深冷换热器组除霜,B深冷换热器组冷凝分离;
A深冷换热器组冷凝持续运行到达优选设定4h后,关闭A3深冷换热器氮气进气电磁阀115、A1深冷换热器氮气出气电磁阀92,启动除霜程序:关闭A1深冷换热器顶控制电磁阀91、A3深冷换热器进气电磁阀112、A3深冷换热器尾气定压排放阀114,混合气自A3深冷换热器除霜进气电磁阀111来,依次经A3深冷换热器除霜进气电磁阀111、A3深冷换热器顶控制电磁阀113、A3深冷换热器11、A3深冷换热器除霜排气电磁阀117、B1深冷换热器顶控制电磁阀121进B1深冷换热器12,开始B深冷换热器组混合气冷凝运行;系统定时启动A3深冷换热器顶控制电磁阀113后进气管与A3深冷换热器除霜排气电磁阀117前出气管内衬防爆陶瓷发热体,防止进、出气管口结霜堵塞,便于A3深冷换热器除霜排气电磁阀117排气;液化后的一氯甲烷达到液位要求后通过A3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀116进液氮及产品储存单元,除霜4h进行程序转换。
B深冷换热器组混合气冷凝:混合气自A3深冷换热器除霜排气电磁阀117来,依次经B1深冷换热器顶控制电磁阀121、B1深冷换热器12、B1深冷换热器出气电磁阀123、B2深冷换热器顶控制电磁阀131、B2深冷换热器13、B2深冷换热器出气电磁阀133、B3深冷换热器进气电磁阀142、B3深冷换热器顶控制电磁阀143进B3深冷换热器14冷凝,优选冷凝4h进行程序转换,系统定时启动B3深冷换热器顶控制电磁阀143所接换热器内进气管、B3深冷换热器尾气定压排放阀144所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体微加热,防止进、出气管内一氯甲烷凝结堵塞管路。
经过深冷后未冷凝的尾气,包含经深冷分解的VOC成分达到B3深冷换热器尾气定压排放阀144按设定压力高于8.05bar上限自动排气,低于8.01bar下限停止排气;经废气生物处理菌箱进气电磁阀181进废气生物处理菌箱18生物处理,按设定压力高于8.05bar上限自动经废气生物处理菌箱出气电磁阀182排出,低于8.01bar下限停止排气。
B深冷换热器组冷凝氮气自液氮及产品储存单元来,关闭A3深冷换热器氮气进气电磁阀115,开启B3深冷换热器氮气进气电磁阀145、液氮依次经B3深冷换热器14、B2深冷换热器13、B1深冷换热器12、B1深冷换热器氮气出气电磁阀122、氮气预冷器氮气进气阀31进氮气预冷器3。B1深冷换热器12控制温度范围-80~5℃,B2深冷换热器13控制温度范围-130~-80℃,B3深冷换热器14控制温度范围-160~-130℃,前两个换热器温度以保持A3深冷换热器11冷凝温度不低于-155℃为准。
Ⅳ.B深冷换热器组除霜,A深冷换热器组冷凝分离;
A深冷换热器组除霜与B深冷换热器组冷凝运行4h后进行流程转换。
B深冷换热器组除霜:B3深冷换热器氮气进气电磁阀145、B1深冷换热器氮气出气电磁阀122关闭,停供液氮,停止B深冷换热器组制冷。关闭B1深冷换热器顶控制电磁阀121、B3深冷换热器进气电磁阀142、B3深冷换热器尾气定压排放阀144;混合气自B深冷换热器组进气电磁阀84来,依次经B3深冷换热器除霜进气电磁阀141、B3深冷换热器顶控制电磁阀143、进B3深冷换热器14、B3深冷换热器除霜排气电磁阀147、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9,开始A深冷换热器组混合气冷凝运行。系统定时启动B3深冷换热器除霜排气电磁阀147所接换热器内出气管内衬防爆陶瓷发热体,定时启动微加热,防止出气管口结霜堵塞,保持B3深冷换热器除霜排气电磁阀147排气通畅;液化后的一氯甲烷达到液位要求后通过B3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀146进液氮及产品储存单元,除霜4h后进行程序转换。
A深冷换热器组冷凝分离:打开A3深冷换热器氮气进气电磁阀115、A1深冷换热器氮气出气电磁阀92,启动A深冷换热器组制冷。关闭A深冷换热器组进气电磁阀83、A3深冷换热器除霜进气电磁阀111、A3深冷换热器除霜排气电磁阀117;开启A1深冷换热器顶控制电磁阀91、A3深冷换热器进气电磁阀112、A3深冷换热器尾气定压排放阀114定压排气,混合气经A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9,然后依次经A1深冷换热器出气电磁阀94、A2深冷换热器顶控制电磁阀101、A2深冷换热器10、A2深冷换热器出气电磁阀103、A3深冷换热器进气电磁阀112、A3深冷换热器顶控制电磁阀113进A3深冷换热器11冷凝,冷凝4h后进行程序转换。
Ⅴ.分子筛再生切换流程;
分子筛再生切换流程由两个分子筛脱水塔交替运行,一个进行脱水运行,一个加热再生,运行周期按分子筛厂家要求确定,这里优选48小时,整个再生循环持续时间优选24小时。
首次运行分子筛脱水塔A5进行脱水:混合气自氮气预冷器出气电磁阀34来,经分子筛脱水塔A顶上电磁阀52进分子筛脱水塔A5,混合气脱水后经分子筛脱水塔A底下电磁阀55、分子筛脱水塔出气电磁阀65、分子筛脱水气外送风机66、金属烧结材料过滤器金属烧结材料过滤器进气电磁阀81、金属烧结材料过滤器8、金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82后分两路,一路经A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9;一路经B深冷换热器组进气电磁阀84、B1深冷换热器顶控制电磁阀121进B1深冷换热器12,两路进气根据A、B两深冷换热器组冷凝、除霜程序交替运行。首次冷凝、除霜运行到第六周期(按运行48.5h算)前12分钟,关闭气液分离罐进气电磁阀11、氮气预冷器出气电磁阀34,打开分子筛切换吹扫计量阀47用于分子筛再生前吹扫排料;按设定流量对分子筛脱水塔A5进行吹扫,吹扫气按正常进料线路运行,减少尾气环保排放压力,保证一氯甲烷产品回收率,达到设定时间后自动停止吹扫,关闭分子筛切换吹扫计量阀47,关闭分子筛脱水塔A顶上电磁阀52、分子筛脱水塔A底下电磁阀55,分子筛脱水塔A5停止脱水流程。
分子筛脱水塔A5再生:分子筛脱水塔A5停止脱水流程24小时后启动再生流程,再生流程持续24小时。再生氮气自气化氮气外送风机43来,经分子筛再生加热器进气电磁阀71、分子筛再生加热器7、分子筛再生加热器出气电磁阀72、分子筛脱水塔A底上电磁阀54、分子筛脱水塔A5、分子筛脱水塔A顶下电磁阀53、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51排出。前20小时将分子筛脱水塔A5加热温度优选175℃,释放出水分,关闭分子筛再生加热器进气电磁阀71、分子筛再生加热器出气电磁阀72,停止加热;开启分子筛降温吹扫电磁阀48用于分子筛再生加热后进行降温吹扫;吹扫4小时结束分子筛脱水塔A5再生流程;关闭分子筛降温吹扫电磁阀48、分子筛脱水塔A底上电磁阀54、分子筛脱水塔A顶下电磁阀53,开启分子筛脱水塔A顶上电磁阀52、分子筛脱水塔A底下电磁阀55,混合气进料切换到分子筛脱水塔A5,进入脱水流程,以后进行正常程序循环。
分子筛脱水塔B6脱水:首次分子筛脱水塔A5停止脱水流程,开启气液分离罐进气电磁阀11、氮气预冷器出气电磁阀34、分子筛脱水塔B顶上电磁阀61,混合气进料切换到分子筛脱水塔B6,混合气脱水后经分子筛脱水塔B底下电磁阀64、分子筛脱水塔出气电磁阀65、分子筛脱水气外送风机66、金属烧结材料过滤器进气电磁阀81、金属烧结材料过滤器8、金属烧结材料过滤器出气总电磁阀82后分两路,一路经A深冷换热器组进气电磁阀83、A1深冷换热器顶控制电磁阀91进A1深冷换热器9;一路经B深冷换热器组进气电磁阀84、B1深冷换热器顶控制电磁阀121进B1深冷换热器12,两路进气根据A、B两深冷换热器组冷凝、除霜程序交替运行。分子筛脱水塔B6脱水运行至第48h前12分钟,关闭气液分离罐进气电磁阀11、氮气预冷器出气电磁阀34,打开分子筛切换吹扫计量阀47,按设定流量对分子筛脱水塔B6进行吹扫,吹扫气按正常进料线路运行,减少尾气环保排放压力,保证一氯甲烷产品回收率,达到设定时间后自动停止吹扫,关闭分子筛切换吹扫计量阀47,关闭分子筛脱水塔B顶上电磁阀61、分子筛脱水塔B底下电磁阀64,分子筛脱水塔B6停止脱水流程。
分子筛脱水塔B6再生:分子筛脱水塔B6停止脱水流程24小时后启动再生流程,再生流程持续24小时。再生氮气自气化氮气外送风机43来,经分子筛再生加热器进气电磁阀71、分子筛再生加热器7、分子筛再生加热器出气电磁阀72、分子筛脱水塔B底上电磁阀63、分子筛脱水塔B6、分子筛脱水塔B顶下电磁阀62、分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51排出。前20小时将分子筛脱水塔B6加热温度优选175℃,释放出水分,关闭分子筛再生加热器进气电磁阀71,分子筛再生加热器出气电磁阀72,停止加热;开启分子筛降温吹扫电磁阀48进行吹扫,吹扫4小时结束分子筛脱水塔B6再生流程;关闭分子筛降温吹扫电磁阀48、分子筛脱水塔B底上电磁阀63、分子筛脱水塔B顶下电磁阀62,开启分子筛脱水塔B顶上电磁阀61、分子筛脱水塔B底下电磁阀64,混合气进料切换到分子筛脱水塔B6,进入脱水流程,以后进行正常程序循环。
Ⅵ.液氮原料、一氯甲烷产品储运、氮气再利用及废气处理;
液氮原料储运:
制冷液氮自液氮储罐进料电磁阀151来,进液氮储罐15储存,经液氮储罐出料电磁阀152、液氮供料泵153至液氮供料泵电磁阀154后分两路,一路连接A3深冷换热器氮气进气电磁阀115;另一路连接B3深冷换热器氮气进气电磁阀145,由供料泵维持制冷液氮压强优选8bar,根据A、B两深冷换热器组流程进行切换:A深冷换热器组冷凝,则A3深冷换热器氮气进气电磁阀115开,B3深冷换热器氮气进气电磁阀145关;B深冷换热器组冷凝,则B3深冷换热器氮气进气电磁阀145开,A3深冷换热器氮气进气电磁阀115关。
一氯甲烷产品储运:
A深冷换热器组除霜时,A3深冷换热器11内一氯甲烷液化,当达到出料液面要求时,A3深冷换热器11一氯甲烷外排电磁阀116打开,A3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵161启动,液化一氯甲烷经液化一氯甲烷缓存罐顶进料电磁阀162进液化一氯甲烷缓存罐16。
B深冷换热器组除霜时,B3深冷换热器14内一氯甲烷液化,当达到出料液面要求时,B3深冷换热器一氯甲烷外排电磁阀146打开,B3深冷换热器液化一氯甲烷送料泵163启动,液化一氯甲烷经液化一氯甲烷缓存罐底进料电磁阀164进液化一氯甲烷缓存罐16。
以上两路交替向液化一氯甲烷缓存罐16进料,达到液化一氯甲烷缓存罐16出料液面要求时,打开液化一氯甲烷出料电磁阀165,启动液化一氯甲烷储罐进料泵172,经液化一氯甲烷储罐进料电磁阀173将液化一氯甲烷泵入液化一氯甲烷储罐17,通过液化一氯甲烷储罐出料电磁阀171送装置回用;液化一氯甲烷缓存罐氮封系统电磁阀166,液化一氯甲烷储罐氮封系统电磁阀174连接氮封系统。
氮气再利用:
制冷氮气经A或B深冷换热器组制冷后出气分为主、旁两路:旁路接分子筛切换吹扫计量阀47、分子筛降温吹扫电磁阀48:分子筛切换吹扫计量阀47用于分子筛再生前吹扫排料,分子筛降温吹扫电磁阀48用于分子筛再生加热后进行降温吹扫;主路经氮气预冷器氮气进气阀31进氮气预冷器3、氮气预冷器3连接-氮气预冷器进气电磁阀33、氮气预冷器出气电磁阀34,对混合气进行预冷,以充分利用氮气冷量;经升温后的氮气经氮气预冷器氮气出气电磁阀32、气化稳压缓冲柜进气电磁阀41进气化稳压缓冲柜4,氮气在气化稳压缓冲柜4内减压气化,气化后的氮气经气化稳压缓冲柜出气电磁阀42、气化氮气外送风机43后分三路再利用,一路经生产装置区用氮气电磁阀44进装置区;一路经深冷换热器组吹扫氮气电磁阀45,换热器吹扫氮气电磁阀46进换热器供料线进行吹扫;一路经分子筛再生加热器进气电磁阀71进分子筛吹扫线。
废气生物处理:
本系统主要有三路废气排放源:制冷氮气气化稳压排放气、分子筛再生排放气、深冷换热器排放尾气,制冷氮气气化稳压排放气通过气化稳压缓冲柜泄压阀49,分子筛再生排放气通过分子筛脱水塔吹扫出气电磁阀51,深冷换热器排放尾气分别通过A3深冷换热器尾气定压排放阀114,B3深冷换热器尾气定压排放阀144汇集于废气生物处理菌箱进气电磁阀181进废气生物处理菌箱18生物处理,按设定压力高于8.05bar上限自动经废气生物处理菌箱出气电磁阀182排出,低于8.01bar下限停止排气。
综上所述,本发明采用制冷氮气进气与混合进气逆向运行,有利于保持低温稳定。而且选用三个冷却器进行交替运行,结合混合气除霜再降温后进料设计,有利于提高能量循环利用率。而且分子筛、制冷换热器组都采用两组循环工作程序,即保证了装置运行的连续性,提高了能量梯级综合利率,其中采用分子筛脱水、低温冷凝脱水及除霜回收一氯甲烷保持液出料相结合,有效降低了回收产品低水率,保持了回收一氯甲烷的高纯度。具体的,通过三次运行得到一氯甲烷的回收率均接近99.9%。
此外本发明采用低温冷凝,将VOC杂质深冷分解,有效降低了废气排放指标;结合采用生物菌对排放废气进行再处理,进一步降低了废气中一氯甲烷及VOC的含量,具体的,通过三次运行检测到的废气中一氯甲烷含量均≤50mg/m3。
而且本系统采用DCS控制系统对再生、冷凝过程进行集中管理和远程分散精准控制,并实现故障自检报警,提高企业生产自动化水平和管理水平,降低了工人劳动强度,有利于回收一氯甲烷质量控制本系统。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种一氯甲烷分离回收系统,其特征在于:包括用于混合气降温的混合气过滤预冷单元、用于去除混合气中水分的分子筛除水过滤单元、用于混合气结霜分离的深冷换热分离单元、用于制冷和存储液化一氯甲烷的液氮及产品储存单元和处理尾气的废气生物处理单元,混合气过滤预冷单元、分子筛除水过滤单元和深冷换热分离单元通过管道和电磁阀依次串联,其中,
混合气过滤预冷单元包括用于分离出混合气的气液分离罐(1)、用于对混合气中的油脂和烃类进行二次吸附分离的纤维过滤分离器(2)、用于对混合气降温的氮气预冷器(3)和用于减压气化氮气的气化稳压缓冲柜(4),气液分离罐(1)、纤维过滤分离器(2)和氮气预冷器(3)内的产品部通过管道和多个电磁阀串联,气化稳压缓冲柜(4)通过管道的多个电磁阀与氮气预冷器(3)内冷却部连接;
分子筛除水过滤单元由分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)通过管道和多个电磁阀进行并联组成,分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)均与氮气预冷器(3)内的产品部通过管道和电磁阀相连,分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)分别进行脱水工作和加热再生工作,分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)交替运行;
深冷换热分离单元由两套并联的深冷换热器组构成,每套深冷换热器组均包含三个串联的深冷换热器,深冷换热器内的产品部均通过金属烧结材料过滤器(8)与分子筛脱水塔A(5)或分子筛脱水塔B(6)相连,深冷换热器内的冷却部通过管道和电磁阀与氮气预冷器(3)内的冷却部相连;两套深冷换热器组分别进行混合气冷凝工作和除霜工作,两套深冷换热器组交替运行,其中除霜采用混合气进行加热;
废气生物处理单元由废气生物处理菌箱(18)组成,废气生物处理菌箱(18)内培养有生物菌种,废气生物处理菌箱(18)与气化稳压缓冲柜(4)以及两套深冷换热器组通过管道和多个电磁阀相连;液氮及产品储存单元和废气生物处理单元通过管道和电磁阀并联在深冷换热分离单元出口处,其中氮气与混合气流动方向相反,其中制冷氮气经A或B深冷换热器组制冷后出气分为主、旁两路:旁路接分子筛切换吹扫计量阀(47)、分子筛降温吹扫电磁阀(48):分子筛切换吹扫计量阀(47)用于分子筛再生前吹扫排料,分子筛降温吹扫电磁阀(48)用于分子筛再生加热后进行降温吹扫;主路经氮气预冷器氮气进气阀(31)进氮气预冷器(3)、氮气预冷器(3)连接-氮气预冷器进气电磁阀(33)、氮气预冷器出气电磁阀(34),对混合气进行预冷,以充分利用氮气冷量;经升温后的氮气经氮气预冷器氮气出气电磁阀(32)、气化稳压缓冲柜进气电磁阀(41)进气化稳压缓冲柜(4),氮气在气化稳压缓冲柜(4)内减压气化,气化后的氮气经气化稳压缓冲柜出气电磁阀(42)、气化氮气外送风机(43)后分三路再利用,一路经生产装置区用氮气电磁阀(44)进装置区;一路经深冷换热器组吹扫氮气电磁阀(45),换热器吹扫氮气电磁阀(46)进换热器供料线进行吹扫;一路经分子筛再生加热器进气电磁阀(71)进分子筛吹扫线。
2.根据权利要求1所述的一种一氯甲烷分离回收系统,其特征在于:液氮及产品储存单元包括液氮储罐(15)、液化一氯甲烷缓存罐(16)和液化一氯甲烷储罐(17),液氮储罐(15)通过管道和电磁阀与深冷换热器内的冷却部相连;液化一氯甲烷缓存罐(16)与液化一氯甲烷储罐(17)通过管道和电磁阀相连,液化一氯甲烷缓存罐(16)与两套深冷换热器组内的产品部通过管道和电磁阀相连。
3.根据权利要求2所述的一种一氯甲烷分离回收系统的分离回收方法,其特征在于:包括以下步骤,
Ⅰ.在废气生物处理菌箱(18)内培养生物菌种,菌种达标后,对整个系统管线及壳程进行氮气吹扫,排冷凝水,关闭系统阀门;
Ⅱ.打开连接液氮储罐(15)的部分电磁阀,使液氮通过两套深冷换热器组进入氮气预冷器(3)和气化稳压缓冲柜(4)内,以对系统进行降温;
Ⅲ.系统达到预定温度后,将混合气从气液分离罐(1)抽出至纤维过滤分离器(2)内,对混合气中的油脂、烃类进行二次吸附分离后再通入氮气预冷器(3)中进行降温;
Ⅳ.降至2℃后将混合气导入至分子筛脱水塔A(5)中进行脱水,其中进入分子筛脱水塔A(5)内气体流量控制在0.2m3/s,以保证脱水效果;
Ⅴ.脱水后的混合气通过增压进入金属烧结材料过滤器(8)内,进一步除去水分、烃及酯类杂质,除杂后的混合气进入一套深冷换热器组内冷凝使一氯甲烷液化,其中第一个深冷换热器内温度控制在-80℃~5℃,第二个深冷换热器内温度控制在-130℃~-80℃,第三个深冷换热器内温度控制在-160℃~-130℃;液化后的一氯甲烷通过液化一氯甲烷缓存罐(16)进入液化一氯甲烷储罐(17),完成一周期的一氯甲烷分离回收工作;
Ⅵ.下一周期开始,混合气自金属烧结材料过滤器(8)通入上一周期中所使用的第三个深冷换热器中进行除霜,随后进入另一套深冷换热器组内冷凝使一氯甲烷液化,该套深冷换热器组内的三个深冷换热器温度和前一套深冷换热器组内的三个深冷换热器温度相同;液化后的一氯甲烷也通过液化一氯甲烷缓存罐(16)进入液化一氯甲烷储罐(17),完成另一周期的一氯甲烷分离回收工作,其中,一周期时间为4h;
Ⅶ.两套深冷换热器组在一周期结束后交替运行,直至混合气完全耗尽以完成所有的一氯甲烷的回收工作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:在第三个深冷换热器中未液化的气体通过管道进入废气生物处理菌箱(18)进行生物处理,待废气生物处理菌箱(18)内压力高于8.05bar上限后自动向外排气,低于8.01bar停止向外排气,完成对废气的处理。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)交替运行;在分子筛脱水塔A(5)停止脱水流程24小时后,气化稳压缓冲柜(4)出口端连接有分子筛再生加热器(7),通过分子筛再生加热器(7)将175℃的氮气通入分子筛脱水塔A(5)内释放水分,20小时后由气化稳压缓冲柜(4)直接向分子筛脱水塔A(5)通入氮气进行吹扫,4小时后完成再生工作,再将分子筛脱水塔B(6)的脱水工作交替到分子筛脱水塔A(5)处,然后再对分子筛脱水塔B(6)进行所述再生工作;其中分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)进行完再生工作后的氮气通入废气生物处理菌箱(18)内。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:经过两套深冷换热器组的制冷氮气,一部分制冷氮气进入氮气预冷器(3)以对混合气进行预冷;升温后的氮气进入气化稳压缓冲柜(4)内分三路再利用,一路进装置区;一路进深冷换热器组内的产品部进行吹扫;一路则经分子筛再生加热器(7)进入分子筛脱水塔A(5)和分子筛脱水塔B(6)内;
另一部分制冷氮气通入分子筛脱水塔A(5)或分子筛脱水塔B(6)内进行再生前吹扫排料以及再生加热后的降温吹扫。
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