CN119660857A - 一种nmp废水低温回收系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种NMP废水低温回收系统及其方法，该回收系统包括原料桶、中间桶、浓液桶、产品池、低温热泵蒸发单元、低温刮板蒸发单元和过滤单元；低温热泵蒸发单元连通原料桶和中间桶，NMP废水从原料桶进入低温热泵蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；低温刮板蒸发单元连通中间桶和浓液桶，浓度为80%的NMP液体从中间桶进入低温刮板蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP液体的浓度则被提纯至99.9%并排入浓液桶内；过滤单元连通浓液桶和产品池，浓度为99.9%的NMP液体从浓液桶进入过滤单元内滤除杂质，最终排入产品池内；该回收方法运用于该回收系统中。

Description

一种NMP废水低温回收系统及其方法

技术领域

本发明属于NMP废水处理技术领域，尤其是涉及一种NMP废水低温回收系统及其方法。

背景技术

N-甲基吡咯烷酮（以下简称NMP），是一种选择性强和稳定性好的极性溶剂，在锂离子二次电池的制造中，将由锂化合物等活性物质、聚偏氟乙烯等粘合剂和作为溶剂的NMP形成的电极材料涂敷在基材上，对其进行烧制而制作电极。

在电极生产过程中，所用的NMP溶剂不断的挥发，如果该NMP废气不经回收处理直接排入环境，一方面会造成环境污染，另一方面会造成极大的资源浪费；故而现有技术中，会先通过吸附法将挥发的NMP气体制成NMP废水，再通过精馏塔提纯技术对NMP液体进行回收。

然而，采用精馏塔提纯技术回收得到的NMP液体纯度不高，为了得到高浓度的NMP浓液，通常需要设置多组精馏塔和NMP储罐来组合使用，这会增加整体的占地空间和总能耗量，导致使用成本偏高。

发明内容

解决的技术问题

本发明提供了一种NMP废水低温回收系统及其方法，可以在提高NMP液体回收纯度的同时减少总设备量，进而缩减整体占地空间并降低整体能耗。

技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种NMP废水低温回收系统，包括原料桶、中间桶、浓液桶、产品池、低温热泵蒸发单元、低温刮板蒸发单元和过滤单元；所述低温热泵蒸发单元连通所述原料桶和所述中间桶，NMP废水从所述原料桶进入所述低温热泵蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；所述低温刮板蒸发单元连通所述中间桶和所述浓液桶，浓度为80%的NMP液体从所述中间桶进入所述低温刮板蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP液体的浓度则被提纯至99.9%并排入所述浓液桶内；所述过滤单元连通所述浓液桶和所述产品池，浓度为99.9%的NMP液体从所述浓液桶进入所述过滤单元内滤除杂质，最终排入所述产品池内。

优选地，所述低温热泵蒸发单元包括真空蒸馏釜、压缩机、换热管、冷凝器和蒸发器；所述真空蒸馏釜分别接通所述原料桶、所述中间桶和所述蒸发器；所述蒸发器分别直连接通所述压缩机首端和通过膨胀阀接通所述冷凝器尾端，所述换热管安装在所述真空蒸馏釜内并连通所述压缩机尾端和所述冷凝器首端；所述蒸发器上还安装有引水管；其中，所述压缩机添加液态冷媒后产生高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒途经所述换热管时与所述真空蒸馏釜内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分低温蒸发并形成二次蒸汽，穿过所述换热管的高温高压气态冷媒在所述冷凝器和所述膨胀阀的作用下形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒与从所述真空蒸馏釜进入所述蒸发器内的二次蒸汽换热，使得二次蒸汽冷凝成蒸馏水并经由所述引水管排出外界，而低温高压气态冷媒则冷凝成低温低压液态冷媒并进入所述压缩机内继续使用。

优选地，所述低温刮板蒸发单元包括真空反应釜、搅拌组件和冷凝管；所述真空反应釜分别接通所述中间桶、所述浓液桶和所述冷凝管，且所述真空反应釜上安装有换热基座；所述搅拌组件包括螺旋刮板和减速机，所述螺旋刮板可转动地安装在所述真空反应釜内部，所述减速机安装在所述真空反应釜外并与所述螺旋刮板驱动连接；所述冷凝管可进出冷却水，且所述冷凝管上还安装有排水管；其中，高温蒸汽进入所述换热基座时与所述真空反应釜内的NMP液体进行换热，使得NMP液体中的水分蒸发后形成二次蒸汽，二次蒸汽进入所述冷凝管内冷凝形成蒸馏水，蒸馏水经由所述排水管排出，而失去热量的高温蒸汽则冷凝形成水体并从所述换热基座内排出。

优选地，还包括第一抽吸单元和第二抽吸单元；所述第一抽吸单元包括第一水箱、第一离心泵和第一射流器；所述第一水箱可进出冷却水，且所述第一水箱上安装有位于液面上方第一导管和位于液面下方的第二导管，所述第一导管上安装有接通外界的第一净水管，所述第二导管上安装有第一球阀；所述第一离心泵接通所述第一导管和所述第二导管，所述第一射流器接通所述第一导管和所述引水管；所述第二抽吸单元包括第二水箱、第二离心泵和第二射流器；所述第二水箱可进出冷却水，且所述第二水箱上安装有位于液面上方第三导管和位于液面下方的第四导管，所述第三导管上安装有接通外界的第二净水管，所述第四导管上安装有第二球阀；所述第二离心泵接通所述第三导管和所述第四导管，所述第二射流器接通所述第三导管和所述排水管。

优选地，所述低温刮板蒸发单元还包括过滤罐，所述过滤罐接通所述真空反应釜和所述冷凝管，且所述过滤罐上安装有消泡器和感应组件；所述过滤罐用于滤除二次蒸汽中的杂质，所述消泡器用于消除二次蒸汽中的气泡；所述感应组件包括用于检测二次蒸汽气温的温度传感器、用于检测二次蒸汽气压的压力传感器和用于检测二次蒸汽中泡沫量的泡沫传感器。

优选地，所述低温刮板蒸发单元还包括排水罐，所述排水罐接通所述换热基座，以用于储存和排放由蒸汽冷凝形成的水体。

优选地，所述过滤单元采用布袋过滤器或替换为所述低温刮板蒸发单元。

一种NMP废水低温回收方法，运用于上述的NMP废水低温回收系统，其包括以下步骤：

S1:通过所述原料桶收集浓度为25%的NMP废水，打开所述第一球阀并启动所述第一离心泵，使得所述第一射流器产生负压，由于所述第一射流器、所述引水管、所述蒸发器和所述真空蒸馏釜相互接通，故而在负压作用下可以将所述真空蒸馏釜内的空气抽出，所述真空蒸馏釜内部真空后关闭所述第一球阀，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S2:将所述原料桶内的NMP废水排入所述真空蒸馏釜内，向所述压缩机添加液体冷媒，所述压缩机产生的高温高压气态冷媒途经所述换热管，并与所述真空蒸馏釜内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分在30～40℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，所述换热管处的高温高压气态冷媒经过所述冷凝器和所述膨胀阀后形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒进入所述蒸发器内并与进入所述蒸发器内的二次蒸汽换热，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水流入所述第一射流器内并从所述第一净水管排出，低温高压气态冷媒冷凝形成低温低压气态冷媒进入所述压缩机内重新使用，而留存于所述真空蒸馏釜内的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过所述中间桶收集浓度为80%的NMP液体，打开所述第二球阀并启动所述第二离心泵，使得所述第二射流器产生负压，由于所述第二射流器、所述排水管、所述冷凝管和所述真空反应釜相互接通，故而在负压作用下可以将所述真空反应釜内的空气抽出，所述真空反应釜内部真空后关闭所述第二球阀，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S4:将所述中间桶内NMP的液体排入所述真空反应釜内，启动所述减速机驱使所述螺旋刮板旋转搅拌NMP液体，再向所述换热基座输送高温蒸汽，高温蒸汽与NMP液体换热，使得所述NMP液体中的水分在45～48℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽进入所述冷凝管内冷凝形成蒸馏水,所形成的蒸馏水流入所述第二射流器内并从所述第二净水管排出，所述换热基座内的蒸汽失去热量而冷凝形成水体并排出，而留存于所述真空反应釜内的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过所述浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将所述浓液桶内NMP液体排入所述过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入所述产品池内。

（三）有益效果

本发明提供的一种NMP废水低温回收系统及其方法，相较于现有技术，本方案仅通过低温热泵蒸发单元和低温刮板蒸发单元即可提高NMP液体的回收纯度，无需设置多组蒸馏塔组合使用，可以有效减少总设备量，缩短各设备之间的管程，从而缩减整体占地空间并降低整体能耗；同时，由于整个回收过程低温进行，还可以有效地提高操作安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制,在附图中：

图1示出了本发明的使用流程图一；

图2示出了本发明的使用流程图二；

图3示出了本发明的低温热泵蒸发单元的结构示意图；

图4示出了3部分结构的放大图一；

图5示出了3部分结构的放大图二；

图6示出了本发明的低温刮板蒸发单元的结构示意图；

图7示图6部分结构的放大图一；

图8图6部分结构的放大图二；

图9图6部分结构的放大图三；

图10示出了图1-图9中各元部件的注释图。

图中：1低温热泵蒸发单元、11真空蒸馏釜、12压缩机、13换热管、14冷凝器、15蒸发器、150引水管、16膨胀阀、2低温刮板蒸发单元、21真空反应釜、22搅拌组件、221螺旋刮板、222减速机、23冷凝管、230排水管、24换热基座、25过滤罐、251消泡器、252感应组件、2521温度传感器、2522压力传感器、2523泡沫传感器、26排水罐、3第一抽吸单元、31第一水箱、311第一导管、312第二导管、3120第一球阀、313第一净水管、32第一离心泵、33第一射流器、4第二抽吸单元、41第二水箱、411第三导管、412第四导管、4120第二球阀、413第二净水管、42第二离心泵、43第二射流器。

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。

参阅附图1-附图10，一种NMP废水低温回收系统，包括原料桶、中间桶、浓液桶、产品池、低温热泵蒸发单元1、低温刮板蒸发单元2和过滤单元；

低温热泵蒸发单元1连通原料桶和中间桶，NMP废水从原料桶进入低温热泵蒸发单元1后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

低温刮板蒸发单元2连通中间桶和浓液桶，浓度为80%的NMP液体从中间桶进入低温刮板蒸发单元2后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP液体的浓度则被提纯至99.9%并排入浓液桶内；

过滤单元连通浓液桶和产品池，浓度为99.9%的NMP液体从浓液桶进入过滤单元内滤除杂质，最终排入产品池内。

具体的，相较于现有技术，本方案仅通过低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2即可提高NMP液体的回收纯度，无需设置多级蒸馏塔组合使用，可以有效减少总设备量，缩短各设备之间的管程，从而缩减整体占地空间并降低整体能耗；同时，由于整个回收过程低温进行，还可以有效地提高操作安全性。

需要注意的是，低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2可以是标准类设备或非标类设备，标准类设备在市面上可以直接购置，属于现有产品，但目前没有将二者结合并配合运用于NMP液体提纯回收的相关技术；而非标类设备则增加或减少了部分结构件，使低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2具体其他功能；本发明中，低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2优先采用非标类设备，具体如下：

参阅附图1-附图9，低温热泵蒸发单元1包括真空蒸馏釜11、压缩机12、换热管13、冷凝器14和蒸发器15；真空蒸馏釜11分别接通原料桶、中间桶和蒸发器15；蒸发器15分别直连接通压缩机12首端和通过膨胀阀16接通冷凝器14尾端，换热管13安装在真空蒸馏釜11内并连通压缩机12尾端和冷凝器14首端；蒸发器15上还安装有引水管150；

其中，压缩机12添加液态冷媒后产生高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒途经换热管13时与真空蒸馏釜11内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分低温蒸发并形成二次蒸汽，穿过换热管13的高温高压气态冷媒在冷凝器14和膨胀阀16的作用下形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒与从真空蒸馏釜11进入蒸发器15内的二次蒸汽换热，使得二次蒸汽冷凝成蒸馏水并经由引水管150排出外界，而低温高压气态冷媒则冷凝成低温低压液态冷媒并进入压缩机12内继续使用。

具体的，现有的精馏塔提纯技术中，需要不断填料来对NMP废水进行换热，不仅换热效率低，且整个过程所需的热焓非常高，导致整体的能耗偏高。

而在本申请中，由于依靠压缩机12产生的气态冷媒来与NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分低温蒸发成二次蒸汽，且气态冷媒与二次蒸汽进行换热后可以返回压缩机12内作为液态冷媒使用，实现了换热物料的重复使用和循环，从而有效提高换热效率并降低能耗。

经实际测试，若原料桶给真空蒸馏釜11输送的NMP废水量为8T/D（吨/天），且真空蒸馏釜11的真空度为-0.093～-0.098MPa，蒸发温度为30～40℃，则此低温热泵蒸发单元1的总功率为45KW，能量消耗为160KW-180KW/m³，蒸发出5.5T/D的水分，具体数据请参考表1。

表1

参阅附图1-附图9，低温刮板蒸发单元2包括真空反应釜21、搅拌组件22和冷凝管23；真空反应釜21分别接通中间桶、浓液桶和冷凝管23，且真空反应釜21上安装有换热基座24；搅拌组件22包括螺旋刮板221和减速机222，螺旋刮板221可转动地安装在真空反应釜21内部，减速机222安装在真空反应釜21外并与螺旋刮板221驱动连接；冷凝管23可进出冷却水，且冷凝管23上还安装有排水管230；其中，高温蒸汽进入换热基座24时与真空反应釜21内的NMP液体进行换热，使得NMP液体中的水分蒸发后形成二次蒸汽，二次蒸汽进入冷凝管23内冷凝形成蒸馏水，蒸馏水经由排水管230排出，而失去热量的高温蒸汽则冷凝形成水体并从换热基座24内排出，由于高温蒸汽未接触混合二次蒸汽，故而其冷凝形成的水体可以直接回收使用。

具体的，在本申请中，依靠螺旋刮板221来搅拌浓度为80%的NMP液体，使其均匀分散，有利于NMP液体中的水分与蒸汽进行换热，提高换热效率；同时NMP液体中的水分在换热过程中低温蒸发形成二次蒸汽，且二次蒸汽进入冷凝管23后直接与不断循环进出的冷却水换热，即可冷凝形成蒸馏水，整个过程所需的能耗极少。

经实际测试，若中间桶给真空反应釜21输送的NMP液体量2.5T/D（吨/天），且真空反应釜21的真空度为-0.093～-0.098MPa，蒸发温度为45～48℃，则此低温刮板蒸发单元2的总功率为4.5KW，蒸发出0.5T/D的水分，具体数据请参考表2。

表2

综上，参照表1和表2，低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2处理8T/D的NMP废水液，总功率只需49.5KW，按电价0.8RMB/kW.H计，共计39.6RMB/T；循环冷却水需要30T/H，损失率为1%，按水费价照3RMB/T，共计2.7RMB/T；总计费用为42.3RMB/T，具有很高的经济效益。

另一方面，低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2是成套装置，直接拉到现场接电就可以使用，无需工程安装调试，可以降低安装成本；且低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2结构紧凑，最大高度不超过3.8米，解决了占地空间受限的问题。

参阅附图1-附图9，考虑到现有技术中，通常需配备单独的抽真空设备来给蒸馏塔抽真空，同时每次精馏都需要使用单独的泵体来在蒸馏塔之间输送NMP废水；导致占地面积大且成本高，为解决此问题；本发明中还包括第一抽吸单元3和第二抽吸单元4；第一抽吸单元3包括第一水箱31、第一离心泵32和第一射流器33；第一水箱31可进出冷却水，且第一水箱31上安装有位于液面上方第一导管311和位于液面下方的第二导管312，第一导管311上安装有接通外界的第一净水管313，第二导管312上安装有第一球阀3120；第一离心泵32接通第一导管311和第二导管312，第一射流器33接通第一导管311和引水管150；第二抽吸单元4包括第二水箱41、第二离心泵42和第二射流器43；第二水箱41可进出冷却水，且第二水箱41上安装有位于液面上方第三导管411和位于液面下方的第四导管412，第三导管411上安装有接通外界的第二净水管413，第四导管412上安装有第二球阀4120；第二离心泵42接通第三导管411和第四导管412，第二射流器43接通第三导管411和排水管230。

具体的，抽真空时，打开第一球阀3120并启动第一离心泵32，使得第一射流器33产生负压，由于第一射流器33、引水管150、蒸发器15和真空蒸馏釜11相互接通，故而在负压作用下可以将真空蒸馏釜11内的空气抽出即可，由于此时真空蒸馏釜11处于负压状态，故而可以主动抽吸原料桶内的NMP废水；排放蒸发器15内的蒸馏水时，关闭第一球阀3120来切断第一离心泵32与第一水箱31之间的联系，利用第一离心泵32和第一射流器33配合使用产生的负压，即可顺利地通过引水管150将蒸发器15内的蒸馏水排出。

同理，抽真空时，打开第二球阀4120并启动第二离心泵42，使得第二射流器43产生负压，由于第二射流器43、排水管230、冷凝管23和真空反应釜21相互接通，故而在负压作用下可以将真空反应釜21内的空气抽出即可，由于此时真空反应釜21处于负压状态，故而可以主动抽吸中间桶内的NMP液体；排放冷凝管23内的蒸馏水时，关闭第二球阀4120来切断第二离心泵42与第二水箱41之间的联系，利用第二离心泵42和第二射流器43配合使用产生的负压，即可顺利地通过排水管230将冷凝管23内的蒸馏水排出。

综上，第一抽吸单元3和第二抽吸单元4均集成有抽真空功能和排水功能，故而整体体积较小，所用的设备总量较少，可以进一步缩减占地空间；此外，由于真空蒸馏釜11和真空反应釜21可依靠负压自吸的方式来对应抽吸原料桶内的NMP废水和中间桶内的NMP液体，无需额外设置泵体作为输送动力源，可以有效降低整体能耗。

参阅附图1-附图9，在实际作业中，从真空反应釜21内排出的二次蒸汽中依然可能会混杂有杂质和气泡，为解决此问题，本发明中，低温刮板蒸发单元2还包括过滤罐25，过滤罐25接通真空反应釜21和冷凝管23，且过滤罐25上安装有消泡器251和感应组件252；感应组件252包括温度传感器2521、压力传感器2522和泡沫传感器2523。

具体的，过滤罐25用于滤除二次蒸汽中的杂质，消泡器251用于消除二次蒸汽中的气泡，温度传感器2521用于检测二次蒸汽的气温，压力传感器2522用于检测二次蒸汽的气压，泡沫传感器2523用于检测二次蒸汽中的泡沫量；上述结构配合使用，可以提高进入冷凝器14的二次蒸汽的纯度，使得最终冷凝出的蒸馏水的品质提升。

参阅附图1-附图9，低温刮板蒸发单元2还包括排水罐26，排水罐26接通换热基座24，以用于储存和排放由蒸汽冷凝形成的水体。

参阅附图1-附图9，过滤单元采用布袋过滤器或替换为低温刮板蒸发单元2。

具体的，过滤单元采用布袋过滤器时，对于一些融于NMP液体中的特殊成分，无法做到有效滤除，且布袋过滤器的使用寿命相对较短。

过滤单元采用低温刮板蒸发单元2时，可以最大程度低蒸发NMP液体中的特殊成分，通过多次蒸发的方式能有效滤除杂质，提高NMP液体的纯度，且低温刮板蒸发单元2的使用寿命相对较长。

参阅附图1-附图9，一种NMP废水低温回收方法，运用于上述NMP废水低温回收系统，根据不同的情况而具备多种实施例，为方便理解本发明中进行例举，具体如下：

实施例一

在未具体限定低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2的情况下，该NMP废水低温回收方法包括以下步骤：

S1:通过原料桶收集浓度为25%的NMP废水；

S2:将原料桶内的NMP废水排入低温热泵蒸发单元1内，在-0.093～-0.098MPa的真空度下对NMP废水进行温度为30～40℃的加热，使得NMP废水中的水分蒸发分离形成二次蒸汽，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而留存的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过中间桶收集浓度为80%的NMP液体；

S4:将中间桶内的NMP液体排入低温刮板蒸发单元2内，在-0.093～-0.098MPa的真空度下对NMP液体进行温度为45～48℃的加热，使得NM液体中的水分继续蒸发分离形成二次蒸汽，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而留存的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将浓液桶内的NMP液体排入过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入产品池内。

具体的，在实施例一中，低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2未加以限制，在保证加工条件的前提下，厂家可以选择具备相应功能的部件来装配处对应的低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2；且相较于现有技术，本方案仅通过低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2即可保证NMP液体的回收纯度，并可有效减少总设备量，缩减整体占地空间并降低整体能耗。

实施例二

在具体限定低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2，但未限定第一抽吸单元3和第二抽吸单元4的情况下，该NMP废水低温回收方法包括以下步骤：

S1:通过原料桶收集浓度为25%的NMP废水，并将真空蒸馏釜11抽真空，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S2:将原料桶内的NMP废水排入真空蒸馏釜11内，向压缩机12添加液体冷媒，压缩机12产生的高温高压气态冷媒途经换热管13，并与真空蒸馏釜11内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分在30～40℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，换热管13处的高温高压气态冷媒经过冷凝器14和膨胀阀16后形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒进入蒸发器15内并与进入蒸发器15内的二次蒸汽换热，二次蒸汽冷凝形成蒸馏水并经由引水管150排出，低温高压气态冷媒冷凝形成低温低压气态冷媒进入压缩机12内重新使用，而留存于真空蒸馏釜11内的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过中间桶收集浓度为80%的NMP液体，并将真空反应釜21抽真空，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S4:将中间桶内的NMP液体排入真空反应釜21内，同时可选择加入适量阻垢剂，启动减速机222驱使螺旋刮板221旋转搅拌NMP液体，再向换热基座24输送高温蒸汽，高温蒸汽与NMP液体换热，使得NMP液体中的水分在45～48℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽进入冷凝管23内冷凝形成蒸馏水并经由排水管230排出，换热基座24内的蒸汽失去热量而冷凝形成水体并排出，而留存于真空反应釜21内的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将浓液桶内NMP液体排入过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入产品池内。

具体的，在实施例二中，限定了低温热泵蒸发单元1和低温刮板蒸发单元2的具体结构部件，实施例二实质上实质上是实施例一的最优方案之一，故而其所解决的问题和具备的效果大体与实施一相同，均是旨在保证回收的NMP液体纯度的同时减少总设备量，进而缩减整体占地空间并降低整体能耗；除此之外，实施例二中的气态冷媒与二次蒸汽进行换热后可以返回压缩机12内作为液态冷媒使用，实现了换热物料的重复使用和循环，从而可以进一步降低成本。

实施例三

在具体限定低温热泵蒸发单元1、低温刮板蒸发单元2、第一抽吸单元3和第二抽吸单元4的情况下，该NMP废水低温回收方法包括以下步骤：

S1:通过原料桶收集浓度为25%的NMP废水，打开第一球阀3120并启动第一离心泵32，使得第一射流器33产生负压，由于第一射流器33、引水管150、蒸发器15和真空蒸馏釜11相互接通，故而在负压作用下可以将真空蒸馏釜11内的空气抽出，真空蒸馏釜11内部真空后关闭第一球阀3120，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S2:将原料桶内的NMP废水排入真空蒸馏釜11内，向压缩机12添加液体冷媒，压缩机12产生的高温高压气态冷媒途经换热管13，并与真空蒸馏釜11内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分在30～40℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，换热管13处的高温高压气态冷媒经过冷凝器14和膨胀阀16后形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒进入蒸发器15内并与进入蒸发器15内的二次蒸汽换热，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水流入第一射流器33内并从第一净水管313排出，低温高压气态冷媒冷凝形成低温低压气态冷媒进入压缩机12内重新使用，而留存于真空蒸馏釜11内的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过中间桶收集浓度为80%的NMP液体，打开第二球阀4120并启动第二离心泵42，使得第二射流器43产生负压，由于第二射流器43、排水管230、冷凝管23和真空反应釜21相互接通，故而在负压作用下可以将真空反应釜21内的空气抽出，真空反应釜21内部真空后关闭第二球阀4120，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S4:将中间桶内NMP的液体排入真空反应釜21内，启动减速机222驱使螺旋刮板221旋转搅拌NMP液体，再向换热基座24输送高温蒸汽，高温蒸汽与NMP液体换热，使得NMP液体中的水分在45～48℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽进入冷凝管23内冷凝形成蒸馏水,所形成的蒸馏水流入第二射流器43内并从第二净水管413排出，换热基座24内的蒸汽失去热量而冷凝形成水体并排出，而留存于真空反应釜21内的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将浓液桶内NMP液体排入过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入产品池内。

具体的，现有技术中，通常配备单独的抽真空设备来给各级蒸馏塔抽真空，占地面积大且成本高；而在实施例三中，加入了具体的第一抽吸单元3和第二抽吸单元4，且第一抽吸单元3和第二抽吸单元4均集成有排水功能和抽真空功能，故而整体体积较小，所用的设备总量较少，可以缩减占地空间并降低整体能耗；其余部件则与实施例二相同，此处不再进行重复阐述。

需要注意的是，真空反应釜或真空蒸馏釜长期使用后容易产生污垢，用于可以在使用完毕后，往真空反应釜或真空蒸馏釜添加阻垢剂进行清洗。

还需要说明的是，尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种NMP废水低温回收系统，包括原料桶、中间桶、浓液桶和产品池，其特征在于，还包括：

低温热泵蒸发单元，所述低温热泵蒸发单元连通所述原料桶和所述中间桶，NMP废水从所述原料桶进入所述低温热泵蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

低温刮板蒸发单元，所述低温刮板蒸发单元连通所述中间桶和所述浓液桶，浓度为80%的NMP液体从所述中间桶进入所述低温刮板蒸发单元后蒸发分离，蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而NMP液体的浓度则被提纯至99.9%并排入所述浓液桶内；

过滤单元，所述过滤单元连通所述浓液桶和所述产品池，浓度为99.9%的NMP液体从所述浓液桶进入所述过滤单元内滤除杂质，最终排入所述产品池内。

2.根据权利要求1所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，所述低温热泵蒸发单元包括真空蒸馏釜、压缩机、换热管、冷凝器和蒸发器；所述真空蒸馏釜分别接通所述原料桶、所述中间桶和所述蒸发器；所述蒸发器分别直连接通所述压缩机首端和通过膨胀阀接通所述冷凝器尾端，所述换热管安装在所述真空蒸馏釜内并连通所述压缩机尾端和所述冷凝器首端；所述蒸发器上还安装有引水管；

其中，所述压缩机添加液态冷媒后产生高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒途经所述换热管时与所述真空蒸馏釜内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分低温蒸发并形成二次蒸汽，穿过所述换热管的高温高压气态冷媒在所述冷凝器和所述膨胀阀的作用下形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒与从所述真空蒸馏釜进入所述蒸发器内的二次蒸汽换热，使得二次蒸汽冷凝成蒸馏水并经由所述引水管排出外界，而低温高压气态冷媒则冷凝成低温低压液态冷媒并进入所述压缩机内继续使用。

3.根据权利要求2所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，所述低温刮板蒸发单元包括真空反应釜、搅拌组件和冷凝管；所述真空反应釜分别接通所述中间桶、所述浓液桶和所述冷凝管，且所述真空反应釜上安装有换热基座；所述搅拌组件包括螺旋刮板和减速机，所述螺旋刮板可转动地安装在所述真空反应釜内部，所述减速机安装在所述真空反应釜外并与所述螺旋刮板驱动连接；所述冷凝管可进出冷却水，且所述冷凝管上还安装有排水管；

其中，高温蒸汽进入所述换热基座时与所述真空反应釜内的NMP液体进行换热，使得NMP液体中的水分蒸发后形成二次蒸汽，二次蒸汽进入所述冷凝管内冷凝形成蒸馏水，蒸馏水经由所述排水管排出，而失去热量的高温蒸汽则冷凝形成水体并从所述换热基座内排出。

4.根据权利要求3所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，还包括第一抽吸单元和第二抽吸单元；

所述第一抽吸单元包括第一水箱、第一离心泵和第一射流器；所述第一水箱可进出冷却水，且所述第一水箱上安装有位于液面上方第一导管和位于液面下方的第二导管，所述第一导管上安装有接通外界的第一净水管，所述第二导管上安装有第一球阀；所述第一离心泵接通所述第一导管和所述第二导管，所述第一射流器接通所述第一导管和所述引水管；

所述第二抽吸单元包括第二水箱、第二离心泵和第二射流器；所述第二水箱可进出冷却水，且所述第二水箱上安装有位于液面上方第三导管和位于液面下方的第四导管，所述第三导管上安装有接通外界的第二净水管，所述第四导管上安装有第二球阀；所述第二离心泵接通所述第三导管和所述第四导管，所述第二射流器接通所述第三导管和所述排水管。

5.根据权利要求3所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，所述低温刮板蒸发单元还包括过滤罐，所述过滤罐接通所述真空反应釜和所述冷凝管，且所述过滤罐上安装有消泡器和感应组件；所述过滤罐用于滤除二次蒸汽中的杂质，所述消泡器用于消除二次蒸汽中的气泡；所述感应组件包括用于检测二次蒸汽气温的温度传感器、用于检测二次蒸汽气压的压力传感器和用于检测二次蒸汽中泡沫量的泡沫传感器。

6.根据权利要求3所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，所述低温刮板蒸发单元还包括排水罐，所述排水罐接通所述换热基座，以用于储存和排放由蒸汽冷凝形成的水体。

7.根据权利要求3所述的一种NMP废水低温回收系统，其特征在于，所述过滤单元采用布袋过滤器或替换为所述低温刮板蒸发单元。

8.一种NMP废水低温回收方法，运用于权利要求1所述的NMP废水低温回收系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1:通过所述原料桶收集浓度为25%的NMP废水；

S2:将所述原料桶内的NMP废水排入所述低温热泵蒸发单元内，在-0.093～-0.098MPa的真空度下对NMP废水进行温度为30～40℃的加热，使得NMP废水中的水分蒸发分离形成二次蒸汽，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而留存的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过所述中间桶收集浓度为80%的NMP液体；

S4:将所述中间桶内的NMP液体排入所述低温刮板蒸发单元内，在-0.093～-0.098MPa的真空度下对NMP液体进行温度为45～48℃的加热，使得NM液体中的水分继续蒸发分离形成二次蒸汽，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水被单独收集，而留存的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过所述浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将所述浓液桶内的NMP液体排入所述过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入所述产品池内。

9.一种NMP废水低温回收方法，运用于权利要求3所述的NMP废水低温回收系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1:通过所述原料桶收集浓度为25%的NMP废水，并将所述真空蒸馏釜抽真空，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S2:将所述原料桶内的NMP废水排入所述真空蒸馏釜内，向所述压缩机添加液体冷媒，所述压缩机产生的高温高压气态冷媒途经所述换热管，并与所述真空蒸馏釜内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分在30～40℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，所述换热管处的高温高压气态冷媒经过所述冷凝器和所述膨胀阀后形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒进入所述蒸发器内并与进入所述蒸发器内的二次蒸汽换热，二次蒸汽冷凝形成蒸馏水并经由所述引水管排出，低温高压气态冷媒冷凝形成低温低压气态冷媒进入所述压缩机内重新使用，而留存于所述真空蒸馏釜内的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过所述中间桶收集浓度为80%的NMP液体，并将所述真空反应釜抽真空，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S4:将所述中间桶内的NMP液体排入所述真空反应釜内，启动所述减速机驱使所述螺旋刮板旋转搅拌NMP液体，再向所述换热基座输送高温蒸汽，高温蒸汽与NMP液体换热，使得所述NMP液体中的水分在45～48℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽进入所述冷凝管内冷凝形成蒸馏水并经由所述排水管排出，所述换热基座内的蒸汽失去热量而冷凝形成水体并排出，而留存于所述真空反应釜内的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过所述浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将所述浓液桶内NMP液体排入所述过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入所述产品池内。

10.一种NMP废水低温回收方法，运用于权利要求4所述的NMP废水低温回收系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1:通过所述原料桶收集浓度为25%的NMP废水，打开所述第一球阀并启动所述第一离心泵，使得所述第一射流器产生负压，由于所述第一射流器、所述引水管、所述蒸发器和所述真空蒸馏釜相互接通，故而在负压作用下可以将所述真空蒸馏釜内的空气抽出，所述真空蒸馏釜内部真空后关闭所述第一球阀，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S2:将所述原料桶内的NMP废水排入所述真空蒸馏釜内，向所述压缩机添加液体冷媒，所述压缩机产生的高温高压气态冷媒途经所述换热管，并与所述真空蒸馏釜内的NMP废水进行换热，使得NMP废水中的水分在30～40℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，所述换热管处的高温高压气态冷媒经过所述冷凝器和所述膨胀阀后形成低温高压气态冷媒，低温高压气态冷媒进入所述蒸发器内并与进入所述蒸发器内的二次蒸汽换热，二次蒸汽冷凝形成的蒸馏水流入所述第一射流器内并从所述第一净水管排出，低温高压气态冷媒冷凝形成低温低压气态冷媒进入所述压缩机内重新使用，而留存于所述真空蒸馏釜内的NMP废水则被提纯至浓度为80%的NMP液体；

S3:通过所述中间桶收集浓度为80%的NMP液体，打开所述第二球阀并启动所述第二离心泵，使得所述第二射流器产生负压，由于所述第二射流器、所述排水管、所述冷凝管和所述真空反应釜相互接通，故而在负压作用下可以将所述真空反应釜内的空气抽出，所述真空反应釜内部真空后关闭所述第二球阀，真空度为-0.093～-0.098MPa；

S4:将所述中间桶内NMP的液体排入所述真空反应釜内，启动所述减速机驱使所述螺旋刮板旋转搅拌NMP液体，再向所述换热基座输送高温蒸汽，高温蒸汽与NMP液体换热，使得所述NMP液体中的水分在45～48℃的温度下低温蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽进入所述冷凝管内冷凝形成蒸馏水,所形成的蒸馏水流入所述第二射流器内并从所述第二净水管排出，所述换热基座内的蒸汽失去热量而冷凝形成水体并排出，而留存于所述真空反应釜内的NMP液体则被提纯至浓度为99.9%的NMP液体；

S5:通过所述浓液桶收集浓度为99.9%的NMP液体；

S6:将所述浓液桶内NMP液体排入所述过滤单元内，以滤除NMP液体杂质，最终排入所述产品池内。