CN117443142A - 一种吸收塔及废气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸收塔及废气回收系统，吸收塔包括外筒体和至少一个设于外筒体内的内筒体，外筒体内设有填料支撑板，外筒体上设有进气口和排液口，进气口和排液口均位于填料支撑板的下方，内筒体的底部具有开口，内筒体设于填料支撑板的上方，内筒体内设有第一填料，内筒体与外筒体之间的空隙处填充有第二填料，内筒体内还设有第一液体分布器和第一除沫器，第一液体分布器位于第一填料的上方，内筒体的上部还设有第一出气口；外筒体内还设有第二液体分布器和第二除沫器，第二液体分布器位于第二填料的上方，外筒体的上部还设有第二出气口。本吸收塔结构简单新颖，回收效益高，控制简单，产品质量稳定，占用空间小。

Description

一种吸收塔及废气回收系统

技术领域

本发明涉及化学品回收技术领域，特别涉及一种吸收塔及废气回收系统。

背景技术

N-甲基吡咯烷酮(简称NMP)是一种重要的化工溶剂，具有毒性小、沸点高、溶解力强、选择性好及稳定性好的特点，是金属离子电池生产中最常用的溶剂。

NMP废气常用回收工艺为水洗工艺，传统的水洗工艺在满足NMP处理尾气排放标准时，要不回收废液的含水量较高，给后续的处理带来困难；要不在NMP废液的含水量控制较低时，容易尾气排放超标。特别是NMP水洗回风工艺，如果保证尾气达到排放标准，则吸收塔回涂布机处理后的气体湿度过大，造成后续工序处理复杂，成本较高。而且传统的工艺采用多级循环操作，塔设备较高或者占地过大，吸收塔的控制需要有经验的工程师，产品的质量稳定性低。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种回收效益高的小型化吸收塔，以及具有该吸收塔的废气回收系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：一种吸收塔，包括外筒体和至少一个设于所述外筒体内的内筒体，所述外筒体内设有填料支撑板，所述外筒体上设有进气口和排液口，所述进气口和排液口均位于所述填料支撑板的下方，所述内筒体的底部具有开口，所述内筒体设于所述填料支撑板的上方，所述内筒体内设有第一填料，所述内筒体与所述外筒体之间的空隙处填充有第二填料，所述内筒体内还设有第一液体分布器和第一除沫器，所述第一液体分布器位于所述第一填料的上方，所述第一除沫器位于所述第一液体分布器的上方，所述内筒体的上部还设有第一出气口；所述外筒体内还设有第二液体分布器和第二除沫器，所述第二液体分布器位于所述第二填料的上方，所述第二除沫器位于所述第二液体分布器的上方，所述外筒体的上部还设有第二出气口。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：废气回收系统，包括上述吸收塔。

本发明的有益效果在于：本吸收塔结构新颖，保证在满足处理尾气排放标准的同时，综合废液的含水量较小，不需要多级塔倒料，可以连续出料生产以实现连续化作业，利于提高回收效率及回收效益，而且，控制简单，产品质量稳定；相比于现有技术的两塔式结构，本吸收塔结构更为简单且占用空间小，实现了小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的吸收塔的剖视图一；

图2为本发明实施例一的吸收塔的剖视图二；

图3为本发明实施例一的吸收塔中的第一液体分布器的局部区域的结构示意图；

图4为本发明实施例一的吸收塔中的第二液体分布器的局部区域的结构示意图；

图5为本发明实施例一的废气回收系统的结构简化示意图；

图6为本发明实施例二的废气回收系统的结构简化示意图。

附图标号说明：

1、外筒体；2、内筒体；3、填料支撑板；4、第一填料；5、第二填料；6、第一液体分布器；7、第二液体分布器；71、环状体；72、漏液口；73、气体上升管；74、溢流口；8、第一除沫器；9、第二除沫器；10、第一出气口；11、第二出气口；12、第一进液口；13、第二进液口；14、进气口；15、排液口；16、入液口；17、排风机；18、回风机；19、余热回收换热器；20、表冷器；21、液液换热器。

具体实施方式

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“和/或”为例，包括方案，或方案，或和同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

请参照图1至图5，本发明的实施例一为：一种吸收塔，可应用于NMP气体、DMAC气体等类似气体回收过程中。

如图1所示，所述吸收塔包括外筒体1和至少一个设于所述外筒体1内的内筒体2，所述外筒体1内设有填料支撑板3，所述外筒体1上设有进气口14和排液口15，所述进气口14和排液口15均位于所述填料支撑板3的下方，所述内筒体2的底部具有开口，所述内筒体2设于所述填料支撑板3的上方，所述内筒体2内设有第一填料4，所述内筒体2与所述外筒体1之间的空隙处填充有第二填料5，所述内筒体2内还设有第一液体分布器6和第一除沫器8，所述第一液体分布器6位于所述第一填料4的上方，所述第一除沫器8位于所述第一液体分布器6的上方，所述内筒体2的上部还设有第一出气口10；所述外筒体1内还设有第二液体分布器7和第二除沫器9，所述第二液体分布器7位于所述第二填料5的上方，所述第二除沫器9位于所述第二液体分布器7的上方，所述外筒体1的上部还设有第二出气口11。本实施例中，所述内筒体2的数量为一个，在其他实施例中，所述内筒体2的数量还可以是多个，具体根据实际需要进行设定。

前述类似气体回收要求为一部分的气体需要循环回用，另一部分气体需要处理后排放。在实际回收过程中，这两部分气体一起处理的话往往会顾此失彼，因为循环回用的气体对所含溶剂含量要求不高(例如NMP含量控制在200ppm以内就可以，很容易达到)，但能对含水量可能有的严格要求(如露点15℃)，而排放气体对所含溶剂含量要求严格(例如NMP回用气含量在几个ppm)，但露点没有要求。本吸收塔采用内筒体2与外筒体1分开处理则有比较好的效果，具体来说，所述第一出气口10排出的气体为处理达标后的外排气体，而所述第二出气口11排出的气体为循环回用气体。

请结合图1至图3，所述外筒体1上还设有第一进液口12，所述第一进液口12连通所述第一液体分布器6，所述第一液体分布器6为管式分布器、盘式分布器或槽盘式分布器。所述外筒体1上还设有第二进液口13，所述第二进液口13连通所述第二液体分布器7，所述第二液体分布器7为盘式分布器或槽盘式分布器。

请结合图1、图2和图4，本实施例中，所述第二液体分布器7为盘式分布器，所述第二液体分布器7包括环状体71，所述环状体71套设在所述内筒体2上，所述环状体71上设有多个漏液口72和多个气体上升管73，所述气体上升管73上设有若干个溢流口74，所述溢流口74能够防止环状体71所承载的液体的液位过高，这样可以确保第二液体分布器7能够长时间稳定地工作。优选的，所述气体上升管73的轴向及漏液口72的轴向均垂直于所述环状体71。由于外筒体1的气体和液体的流量都比较大，这样结构的第二液体分布器7具有以下优点：气体阻力小，操作压降低，结构紧凑，并且和第一液体分布器6之间没有干扰；操作弹性大，弹性比可达10；液沐流量不均匀度可小于10％，而且可通入含少量的固体杂质的废液以对废气进行吸收，具有良好的适应性。

可选的，所述气体上升管73上的所述溢流口74的数量为多个，同一所述气体上升管73上的多个所述溢流口74具有高度差。

在一实施例中，所述溢流口74的宽度由下至上逐渐增大，这样可以让溢流口74根据环状体71所承载的液体的液位自动调整溢流速度。

可选的，所述外筒体1上还设有入液口16，所述入液口16位于所述填料支撑板3的下方。

如图5所示，本实施例还提供一种废气回收系统，所述废气回收系统包括上述吸收塔、排风机17、回风机18、余热回收换热器19、表冷器20和液液换热器21，所述排风机17连接所述余热回收换热器19的第一通道的一端，所述余热回收换热器19的第一通道的另一端连接所述表冷器20的进口，所述表冷器20的第一出口连接所述外筒体1的所述进气口14，所述表冷器20的第二出口排放第一回收液，优选的，所述表冷器20通入循环水以对流经所述表冷器20的流体进行冷却；所述内筒体2的所述第一出气口10向外界排气，所述外筒体1的所述第二出气口11连接所述余热回收换热器19的第二通道的一端，所述余热回收换热器19的第二通道的另一端连接所述回风机18；所述排液口15的排出的液体的一部分作为第二回收液，另一部分通入所述液液换热器21的第一通道的一端，所述液液换热器21的第一通道的另一端连接所述第二液体分布器7，所述液液换热器21的第二通道流动有冷冻水，所述第一液体分布器6通入纯水。

为让阅者更充分地理解本技术方案，接下来以NMP废气的回收为例对本技术方案进行更为详细的阐述。但需要说明的是，本吸收塔并不是只能应用于NMP废气的回收，前述类似气体均可采用本吸收塔进行回收。

内筒体2与外筒体1的外径取决于气体回流涂布机的处理量及外排量，内筒体2处理后的气体主要是要控制达标外排，气体中的NMP含量越低越好，采用纯水喷淋吸收通入内筒体2的气体中的NMP，最终废气中的NMP的外排浓度可以做到很低。本实施例中，内筒体2中的所述第一液体分布器6采用的是管式分布器，管式分布器的液体分布性能优越，适合于较多喷淋点和较低液体负荷的场合，且操作弹性好；当然，在实际应用中，所述第一液体分布器6可以根据工艺情况，选择其它类型的液体分布器。(NMP需要控制加入的纯水量，加入量少，从而塔底产出的NMP溶液浓度才比较高，内筒体2中液体负荷小、气体流量大且吸收液没有杂质(第一液体分布器6通入的是纯水)，比较适用于管式分布器，当然如果是其他物质，例如DMAC的吸收，需要加入水量较多，也可以用盘式分布器，槽盘式分布器)；外筒体1与内筒体2之间的圆环空隙的气体主要是吸收废气中的NMP及控制回涂布机的湿度，采用降温的冷流体循环吸收，回气的NMP含量可以做到200ppm以下，同时回气湿度也满足要求。请结合图1、图2和图5，外筒体1中的第二液体分布器7采用定制的盘式分布器，该盘式分布器操作弹性大(弹性大是指液体经过液体分布器的量随不同的工况变化较大，例如从50000kg/hr变化到100000kg/hr)，不容易堵塞，当然也可以根据工艺情况，选择其它类型的液体分布器，例如槽盘式分布器等。

外筒体1中的液体负荷高(根据NMP外筒体1吸收的计算结果表明，如果需要把外筒体1气体冷却降温到15℃，在换热器5℃的温差条件下，需要大量的液体参加换热及后续的喷淋吸收，所以液体负荷高)，气体流量大，循环的液体含有微量的固体杂质(涂布机废气自带、微量可溶的锂盐、不溶解的颗粒物，如果使用带喷嘴的管式分布器，时间久了可能会堵)，因此，所述第二液体分布器7采用盘式分布器。

在废气回收系统中，含NMP废气通过排风机17经过余热回收换热器19及表冷器20冷却到一定温度进入吸收塔，在此过程中，所述表冷器20可排出第一NMP回收液，表冷器20排出的一部分NMP废气经内筒体2喷淋的纯水吸收达标后排放，另一部分的NMP废气通过内筒体2与外筒体1之间的环隙，经冷却后的高浓度NMP循环废液(高浓度NMP循环废液经第二液体分布器7通入第二填料5中)吸收处理，大部分废气中的NMP被吸收，外筒体1的第二出气口11排放的废气经所述回风机18返回涂布机。沿内筒体2的第一填料4下落的废液以及沿外筒体1的第二填料5下落的废液一起落入塔底并混合形成混合液，一部分混合液作为产品(即第二NMP回收液)排出塔外，另一部分经过液液换热器21降温到规定温度(一般是15℃)继续进入第二液体分布器7以实现循环喷淋。在实际操作中，只要控制外筒体1排出的回气的温度，就能保证回气的湿度满足工艺要求。纯水的加入量则根据第二NMP回收液的浓度在线控制。

实施例二

请结合图6，本发明实施例二是实施例一中废气回收系统的并列技术方案，与实施例一中的废气回收系统的不同之处仅在于：外筒体1上还设有入液口16，所述入液口16位于填料支撑板3的下方，此时，废气回收系统中的表冷器20的第二出口连接所述外筒体1的所述入液口16。这种废气回收系统适应于对涂布机回风的湿度要求更低的应用场合。

上述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种吸收塔，其特征在于：包括外筒体和至少一个设于所述外筒体内的内筒体，所述外筒体内设有填料支撑板，所述外筒体上设有进气口和排液口，所述进气口和排液口均位于所述填料支撑板的下方，所述内筒体的底部具有开口，所述内筒体设于所述填料支撑板的上方，所述内筒体内设有第一填料，所述内筒体与所述外筒体之间的空隙处填充有第二填料，所述内筒体内还设有第一液体分布器和第一除沫器，所述第一液体分布器位于所述第一填料的上方，所述第一除沫器位于所述第一液体分布器的上方，所述内筒体的上部还设有第一出气口；所述外筒体内还设有第二液体分布器和第二除沫器，所述第二液体分布器位于所述第二填料的上方，所述第二除沫器位于所述第二液体分布器的上方，所述外筒体的上部还设有第二出气口。

2.根据权利要求1所述的吸收塔，其特征在于：所述外筒体上还设有第一进液口，所述第一进液口连通所述第一液体分布器，所述第一液体分布器为管式分布器、盘式分布器或槽盘式分布器。

3.根据权利要求1所述的吸收塔，其特征在于：所述外筒体上还设有第二进液口，所述第二进液口连通所述第二液体分布器，所述第二液体分布器为盘式分布器或槽盘式分布器。

4.根据权利要求3所述的吸收塔，其特征在于：所述第二液体分布器为盘式分布器，所述第二液体分布器包括环状体，所述环状体套设在所述内筒体上，所述环状体上设有多个漏液口和多个气体上升管，所述气体上升管上设有若干个溢流口。

5.根据权利要求4所述的吸收塔，其特征在于：所述气体上升管上的所述溢流口的数量为多个，同一所述气体上升管上的多个所述溢流口具有高度差。

6.根据权利要求4所述的吸收塔，其特征在于：所述溢流口的宽度由下至上逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的吸收塔，其特征在于：所述外筒体上还设有入液口，所述入液口位于所述填料支撑板的下方。

8.废气回收系统，其特征在于：包括权利要求1-6中任意一项所述的吸收塔。

9.根据权利要求8所述的废气回收系统，其特征在于：还包括排风机、回风机、余热回收换热器、表冷器和液液换热器，所述排风机连接所述余热回收换热器的第一通道的一端，所述余热回收换热器的第一通道的另一端连接所述表冷器的进口，所述表冷器的第一出口连接所述外筒体的所述进气口，所述表冷器的第二出口排放第一回收液；所述内筒体的所述第一出气口向外界排气，所述外筒体的所述第二出气口连接所述余热回收换热器的第二通道的一端，所述余热回收换热器的第二通道的另一端连接所述回风机；所述排液口的排出的液体的一部分作为第二回收液，另一部分通入所述液液换热器的第一通道的一端，所述液液换热器的第一通道的另一端连接所述第二液体分布器，所述液液换热器的第二通道流动有冷冻水，所述第一液体分布器通入纯水。

10.根据权利要求8所述的废气回收系统，其特征在于：所述外筒体上还设有入液口，所述入液口位于所述填料支撑板的下方，还包括排风机、回风机、余热回收换热器、表冷器和液液换热器，所述排风机连接所述余热回收换热器的第一通道的一端，所述余热回收换热器的第一通道的另一端连接所述表冷器的进口，所述表冷器的第一出口连接所述外筒体的所述进气口，所述表冷器的第二出口连接所述外筒体的所述入液口；所述内筒体的所述第一出气口向外界排气，所述外筒体的所述第二出气口连接所述余热回收换热器的第二通道的一端，所述余热回收换热器的第二通道的另一端连接所述回风机；所述排液口的排出的液体的一部分作为第二回收液，另一部分通入所述液液换热器的第一通道的一端，所述液液换热器的第一通道的另一端连接所述第二液体分布器，所述液液换热器的第二通道流动有冷冻水，所述第一液体分布器通入纯水。