CN202892959U - 冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置、冷凝回收装置、流量计、吸附回收装置和吸收槽，本实用新型通过联用冷凝法和吸附法，提高了有机溶剂的回收效果，回收效率在90%以上；提高了冷凝装置的冷凝温度，达到节能、设备小型化和易于维护的目的；且本实用新型使用压力转换装置，能够回收真空条件下的有机溶剂。
Description
技术领域
本实用新型属于有机溶剂回收领域，特别是一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置。
背景技术
在化工生产过程中，有机溶剂经常被使用于化工产品的溶解、精制、提纯等工序，并在真空干燥、减压蒸馏、塑化成型和抽滤工序中被直接排放到空气中，造成严重的环境污染和资源浪费，同时也增加了安全隐患。中国在1996年共使用有机溶剂近260万吨，随着我国化工行业的迅速发展，有机溶剂的使用量正呈现逐年增长的趋势。因此，对溶剂回收装置进行研究，提高回收效果，可以在化工行业的生产中进行应用，具有广阔的实用价值。
目前回收有机溶剂的方法主要有冷凝法、吸附法、吸收法和膜分离法。其中冷凝法和吸附法由于其操作简单，设备技术要求不高被使用较多。冷凝法适用与浓度高于5000ppm，沸点高于310K的有机气体。当浓度低于5000ppm时使用吸附法回收有机溶剂。
本专利通过冷凝和吸附联用的技术，扩大该装置的适用范围，提高回收率和降低回收系统的能耗。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够扩大适用范围，提高回收率和降低回收系统能耗的冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置、冷凝回收装置和吸附回收装置。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点：
（1）通过联用冷凝法和吸附法，提高了有机溶剂的回收效果，回收效率在90%以上；
（2）通过联用冷凝法和吸附法，提高了冷凝装置的冷凝温度，达到节能、设备小型化和易于维护的目的；
（3）使用压力转换装置，能够回收真空条件下的有机溶剂。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1是本实用新型的冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的目的是这样实现的：在真空抽滤和真空干燥的工序中，通过压力转换型装置，将负压环境中的有机溶剂收集起来，有机溶剂首先转变为正压状态，被输送到冷凝回收系统中，然后再将从冷凝回收系统出来的气体，通过吸附装置吸附，从而完成对有机溶剂的回收。同时将吸附装置出口的气体通入到吸附槽中，吸收剩余的少量有机溶剂，并在吸附槽处增加一个有机溶剂报警器，一旦浓度超限就发出报警信号，便于我们及时调整冷凝系统的冷凝温度和吸附装置中吸附剂的装填量。
降低冷凝装置的冷凝温度和提高压力有利于提高有机溶剂的回收效率。
为了能连续不断的回收有机溶剂，所述吸附装置至少应再并联一个吸附器，使各吸附器交替吸附和脱附。
为了提高吸附的效果，需要针对有机溶剂的种类选择相应的活性炭装填。提高活性炭的吸附效果可以降低冷凝装置的冷凝温度，达到节能和保护设备的效果。
为了达到环保和安全的目的，需在尾气出口处安装一个有机溶剂警报器。
下面结合图1详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情况。
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2和吸附回收装置4；所述的吸附回收装置4通过胶管与吸收槽5相连；所述的冷凝回收装置2和吸附回收装置4之间安装有流量计3；所述的压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述的吸附回收装置4包括至少一个吸附器，并且吸附器4装填高度可调；所述的吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；所述冷凝回收装置2是指使用载冷剂的冷冻式干燥机，其中冷冻式干燥机的热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；所述的载冷剂为乙二醇水溶液；所述的冷冻式干燥机带有多个排液口。
该回收装置包括压力转换装置1，冷凝回收装置2和吸附回收装置4，有机溶剂在真空操作环境下，会发生强烈的挥发，沿箭头所示方向移动的有机溶剂蒸汽，通过压力转换装置1，形成正压的有机溶剂蒸汽；然后将有机溶剂蒸气输送到冷凝回收装置2中进行回收，部分未冷凝的有机溶剂通入到吸附回收装置4中；最后含有少量有机气体的尾气通入到吸收槽5中进行吸收处理；其中有机溶剂蒸气流量由流量计3监控。冷凝和吸附联用装置的预期回收率达90%以上。
冷凝回收装置2的温度可以调节，从-20℃—-8℃，根据需要回收的有机溶剂性质决定。冷凝回收装置2压力可调，最高压力可达压力转换装置最大输出压力。
吸附回收装置4的高度可根据活性炭装填量调节，并且有多个吸附器可切换脱附吸附以保持连续操作。
根据有机溶剂浓度报警器6的数据调节冷凝回收装置2中冷凝介质的工作温度和吸附回收装置4中吸附剂的装填量。
选择丙酮、乙酸乙酯和乙醇这些常用的有机试剂作为试验溶剂，表1为它们的基本性质。
表1 是常用有机溶剂性质
| 名称 | 相对分子量 | 沸点（℃） | 导热系数（W/(m.℃)） |
| 丙酮 | 58.08 | 56 | 0.14 |
| 乙醇 | 46.07 | 78 | 0.22 |
| 乙酸乙酯 | 88.11 | 77 | 0.17 |
实施例1：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用乙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有一个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用一个吸附器。
量取500ml丙酮倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-18℃，工作压力为0.06Mpa；吸附装置中装填活性炭1000g，装填高度为40cm；气体流量为27L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到380.5ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到74g丙酮，计算得冷凝回收率为76.1%，吸附回收率为18.5%，总回收率为94.6%。
实施例2：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用乙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用一个吸附器。
量取500ml丙酮倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.06Mpa；吸附装置中装填活性炭1000g，装填高度为40cm；气体流量为27L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到360ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到88g丙酮，计算得冷凝回收率为72.1%，吸附回收率为22.0%，总回收率为94.1%。
实施例3：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用乙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml丙酮倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-8℃，工作压力为0.06Mpa；吸附装置中装填活性炭1000g，装填高度为40cm；气体流量为27L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到330ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到112g丙酮，计算得冷凝回收率为66.0%，吸附回收率为28.0%，总回收率为94.0%。
实施例4：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用CaCl2水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有三个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml丙酮倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.06Mpa；吸附装置中装填活性炭1000g，装填高度为40cm；气体流量为27L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余溶液181ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到185ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到92.5g丙酮，计算得冷凝回收率为58.0%，吸附回收率为36.2%，总回收率为94.2%。
实施例5：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用丙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml丙酮倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.06Mpa；吸附装置中装填活性炭1000g，装填高度为40cm；气体流量为27L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余溶液302ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到93ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到75g丙酮，计算得冷凝回收率为46.9%，吸附回收率为47.2%，总回收率为94.1%。
实施例6：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用丙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有四个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml乙酸乙酯倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-18℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭500g，装填高度为20cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到422ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到43g乙酸乙酯，计算得冷凝回收率为84.3%，吸附回收率为9.4%，总回收率为93.7%。
实施例7：
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用丙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有一个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用一个吸附器。
量取500ml乙酸乙酯倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-8℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭600g，装填高度为24cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到398ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到71g乙酸乙酯，计算得冷凝回收率为79.6%，吸附回收率为15.8%，总回收率为95.4%。
实施例8
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用丙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有三个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用三个吸附器。
量取500ml乙酸乙酯倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭500g，装填高度为20cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余有机溶液78ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到342ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到51g乙酸乙酯，计算得冷凝回收率为81.1%，吸附回收率为13.4%，总回收率为94.5%。
实施例9
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用乙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用四个吸附器。
量取500ml乙酸乙酯倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭500g，装填高度为20cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余有机溶液244ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到187ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到45g乙酸乙酯，计算得冷凝回收率为73.1%，吸附回收率为22.0%，总回收率为95.1%。
实施例10
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用CaCl2水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml乙醇倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭500g，装填高度为20cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余有机溶液156ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到319ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到18g乙醇，计算得冷凝回收率为92.7%，吸附回收率为6.5%，总回收率为99.2%。
实施例11
一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，包括使用胶管依次连接的压力转换装置1、冷凝回收装置2、流量计3、吸附回收装置4和吸收槽5，吸收槽5中安装有机溶剂浓度报警器6；其中，压力转换装置1是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置；所述冷凝回收装置2是指使用乙二醇水溶液为载冷剂的冷冻式干燥机，冷冻式干燥机带有两个排液口，热交换器采用全铜弯管复合壳程结构；吸附回收装置4使用两个吸附器。
量取500ml乙醇倒入抽滤瓶中，打开干式涡旋真空泵，冷凝回收装置的冷凝剂温度设定为-15℃，工作压力为0.08Mpa；吸附装置中装填活性炭500g，装填高度为20cm；气体流量为26L/min。四十分钟后关闭干式涡旋真空泵，抽滤瓶剩余有机溶液304ml，打开冷凝回收装置的出口阀，收集冷凝回收液得到183ml，回收吸附装置的活性炭，称量吸附得到9g乙醇，计算得冷凝回收率为93.4%，吸附回收率为5.7%，总回收率为99.1%。
以上实例通过对丙酮（沸点56℃）、乙酸乙酯（沸点77℃）和乙醇（沸点78℃）的试验，试验结果表明，使用冷凝-吸附联用法对不同沸程的有机溶剂有很好的回收效果，总回收率达到94%以上。单独使用冷凝法的回收率只有70%～80%,增加吸附装置后回收率可以大幅提高到94%以上。
本实用新型对化工生产单元操作中涉及真空脱溶剂过程的有机溶剂有很好的回收效果，如真空抽滤、真空脱溶剂、真空干燥等工序产生的有机溶剂。生产1吨硝化棉需要乙醇500～600kg，乙醚400～450kg。乙醇的价格在6000～9000/吨，乙醚7000～10000/吨，如果回收90%，则每吨硝化棉可节约成本5000元左右。
本实用新型结构新颖简单、设备投资少，节能、运行费用低，易于操作与自动化，安全，对有机气体回收率高，预期回收率90%以上，不会产生二次污染，并且回收的有机溶剂可以进行重复利用，能有效降低生产成本。本实用新型可以应用于真空脱溶剂工艺的有机溶剂回收，具有很广的应用范围。
Claims (9)
1.一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：包括使用胶管依次连接的压力转换装置（1）、冷凝回收装置（2）和吸附回收装置（4）。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的吸附回收装置（4）通过胶管与吸收槽（5）相连。
3.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的冷凝回收装置（2）和吸附回收装置（4）之间安装有流量计（3）。
4.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的压力转换装置（1）是指以干式涡旋真空泵为主体，辅助安装有压力表、单向阀和连接管的压力转换装置。
5.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：吸附回收装置（4）包括至少一个吸附器，并且吸附器（4）装填高度可调。
6.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的吸收槽（5）中安装有机溶剂浓度报警器（6）。
7.根据权利要求1所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述冷凝回收装置（2）是指使用载冷剂的冷冻式干燥机，其中冷冻式干燥机的热交换器采用全铜弯管复合壳程结构。
8.根据权利要求7所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的载冷剂为乙二醇水溶液。
9.根据权利要求7所述的一种冷凝和吸附联用的有机溶剂回收装置，其特征在于：所述的冷冻式干燥机带有多个排液口。
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Granted publication date: 20130424 |