CN204051368U - 碳五尾气回收处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种碳五尾气回收处理装置，包括一级冷凝器(2)、二级冷凝器(3)、碳五受槽(4)、尾气缓冲罐(5)、两台液环真空压缩机(6)、冷却器(7)、气液分离器(8)、三级冷凝器(9)、碳五回收罐(10)、第一碳五泵(11)、第二碳五泵(13)和催化氧化装置(12)。来自生产装置储存罐、反应器的放空尾气经收集管收集后，进入一级、二级冷凝器，大部分被冷凝成液体进入液体贮槽，未能冷凝的尾气进入缓冲罐，经液环真空压缩机压缩，气液分离器内气液两相分离，液体进入碳五回收罐，气体进入冷凝器再冷凝成液体进入碳五回收罐，不凝性气体及低浓度碳五进入催化氧化装置，实现达标排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种碳五尾气回收处理装置，一种环氧树脂固化剂甲基四氢苯酐生产过程中碳五尾气回收处理的装置。
背景技术
甲基四氢苯酐是环氧树脂固化剂中极其重要的品种之一，因其优异的性能，广泛应用于电子、电器材料绝缘封装，近年来，特别是LED封装、LCD封装、高压容器、特种管道、风电叶片等新材料领域的发展，推动了对甲基四氢苯酐的需求。而甲基四氢苯酐生产过程中以碳五(主要有效成分为间戊二烯、异戊二烯及环戊烯、环戊烷等)和顺酐为原料，经过双烯合成、异构化、减压蒸馏得到甲基四氢苯酐。在原料碳五储存、装卸及生产过程碳五输送过程中设有碳五尾气排放系统，目前仅通过常规多级冷凝、吸附或吸收等方法回收和处理，因碳五属于低沸点、易挥发、易燃易爆的烃类，生产过程中尾气中碳五不能得到有效回收和处理不仅造成了资源的浪费，增加了生产成本，还污染了环境。
发明内容
本实用新型旨在提出一种碳五尾气回收处理装置，能有效回收和处理甲基四氢苯酐生产过程中碳五尾气，减少尾气对环境的污染。
这种碳五尾气回收处理装置包括一级冷凝器、二级冷凝器、碳五受槽、尾气缓冲罐、两台液环真空压缩机、冷却器、气液分离器、三级冷凝器、碳五回收罐、第一碳五泵、第二碳五泵和催化氧化装置。一级冷凝器的进气口与碳五尾气管线相连，一级冷凝器底部的出液口与碳五受槽顶部的进液口相连，一级冷凝器顶部的出气口与二级冷凝器的进气口相连。二级冷凝器底部的出液口与碳五受槽顶部的进液口相连，二级冷凝器顶部的出气口与尾气缓冲罐的进气口相连。尾气缓冲罐的出气口与两台液环真空压缩机的进口相连，两台液环真空压缩机的出口与气液分离器侧壁上的进口相连，气液分离器顶部的出气口与三级冷凝器的进气口相连，三级冷凝器底部的出液口与碳五回收罐顶部的进口相连，三级冷凝器顶部的出气口与催化氧化装置的进口相连。碳五回收罐底部的一个出液口与第一碳五泵的进口相连，碳五回收罐底部的另一个出液口与冷却器的进口相连，冷却器的出口与两台液环真空压缩机的工作液进口相连。碳五受槽底部的出液口与第二碳五泵的进口相连，第一碳五泵的出口和第二碳五泵的出口为液态碳五的输出口。
来自生产装置储存罐、反应器的放空尾气经碳五尾气管线收集后，进入一级、二级冷凝器，大部分被冷凝成液体进入液体贮槽，未能冷凝的尾气进入缓冲罐，经液环真空压缩机压缩，在气液分离器内气液两相分离，液体进入碳五回收罐，气体进入冷凝器再冷凝成液体进入碳五回收罐，不凝性气体及低浓度碳五进入催化氧化装置，实现达标排放。
附图说明
附图为这种碳五尾气回收处理装置的结构图。
具体实施方式
如图所示，这种碳五尾气回收处理装置包括一级冷凝器2、二级冷凝器3、碳五受槽4、尾气缓冲罐5、两台液环真空压缩机6、冷却器7、气液分离器8、三级冷凝器9、碳五回收罐10、第一碳五泵11、第二碳五泵13和催化氧化装置12。一级冷凝器2的进气口与碳五尾气管线1相连，一级冷凝器底部的出液口与碳五受槽4顶部的进液口相连，一级冷凝器顶部的出气口与二级冷凝器3的进气口相连。二级冷凝器底部的出液口与碳五受槽4顶部的进液口相连，二级冷凝器顶部的出气口与尾气缓冲罐5的进气口相连。尾气缓冲罐5的出气口与两台液环真空压缩机6的进口相连，两台液环真空压缩机6的出口与气液分离器8侧壁上的进口相连，气液分离器顶部的出气口与三级冷凝器9的进气口相连，三级冷凝器底部的出液口与碳五回收罐10顶部的进口相连，三级冷凝器顶部的出气口与催化氧化装置12的进口相连。碳五回收罐10底部的一个出液口与第一碳五泵11的进口相连，碳五回收罐10底部的另一个出液口与冷却器7的进口相连，冷却器7的出口与两台液环真空压缩机6的工作液进口相连。碳五受槽4底部的出液口与第二碳五泵13的进口相连，第一碳五泵11的出口和第二碳五泵13的出口为液态碳五的输出口，与液态碳五储槽相连。
这种碳五尾气回收处理装置的工作过程如下：
来自生产装置储存罐、反应器放空尾气经收集管收集后，通过碳五尾气管线1进入一级冷凝器2后，再进入二级冷凝器3，大部分被冷凝成液体进入碳五受槽4，未能冷凝的尾气进入尾气缓冲罐5，尾气缓冲罐的出气口与两台液环真空压缩机6的进口相连，来自尾气缓冲罐内的尾气经液环真空压缩机压缩后，与部分工作液一起进入气液分离器8，在气液分离器内气液两相分离，液体进入碳五回收罐10，碳五回收罐10内的液体一部分进入冷却器7，冷却后再进入液环真空压缩机6作为工作液循环使用，碳五回收罐10上装有液位控制器22，保证液环真空压缩机的正常工作所需要的液位高度，当液位超过上限时，自动开启第一碳五泵11，将多余的碳五回收液输送到液态碳五储槽，碳五回收罐10的液位降到下限时，第一碳五泵自动停止。气液分离器8排出的气体进入三级冷凝器9再冷凝成液体后，进入碳五回收罐10，不凝性气体及低浓度碳五通过压力控制阀进入催化氧化装置12，处理后实现达标排放。压力控制阀有二种控制方式，第一种方式是自动调节，即通过PI103反馈给出信号经PLC(或DCS)控制系统在设定压力上、下限值通过阀门18调节开关量，保持8、9、10封闭系统内压力相对稳定，来确保压缩冷凝的目的。第二种方式是通过减压阀19自动调节，减压阀19是一种自力式减压阀，当系统内压力超过设定值时，阀门自动调节开度，确保系统内外压力平衡，这种阀门是一种机械式结构。两种方式中采用第一种方式更好。
液环真空压缩机6的作用是抽吸尾气并压缩至一定压力，提高饱和蒸汽压，使得碳五的沸点升高，利于冷凝液化。液环真空压缩机设置并联2台，平时为一台工作，当缓冲罐压力大于设定值时，另一台自动启动，确保生产过程尾气排空系统畅通和稳定，使尾气中碳五得到有效回收。液环真空压缩机的工作液采用碳五冷凝液，在冷却器7中，工作液由－10至0℃的冷冻盐水换热冷却，保证工作液在0－5℃，不仅保证了烃类在0.10－0.15Mpa下冷凝为液体，提高了碳五回收率，且液环真空压缩机因采用液环作为密封液，无金属直接接触、等温压缩，提高了系统的安全性。
缓冲罐5与液环真空压缩机6的气相管路上设置了止回阀21，防止液环真空压缩机故障异常停机时工作液返流进入排空系统；液环真空压缩机吸气管路上还设置真空压力表或压力传感器PI101及温度检测TI101，便于现场检查吸气压力或根据压力报警、控制开机数量等；液环真空压缩机吸气管路上还设置过滤器或滤网，防止异物进入真空压缩机内影响或损坏真空压缩机。15是呼吸阀，当系统压力超过设定值时向大气排放，系统压力低于设定时自动关闭；16是气动阀门，根据PI101压力信号经PLC控制系统自动调节；20是手动阀门，在系统异常或检修16时使用。
缓冲罐5的作用是避免生产过程排放尾气不稳定造成液环真空压缩机6负荷增加，甚至损坏压缩机，增加缓冲罐可在一定程度上保证进入液环真空压缩机的气体的均衡。缓冲罐上同时设置安全阀或防爆膜，生产过程尾气排放出现异常，2台液环真空压缩机同时运行仍不能保证系统正常尾气排空，安全阀或防爆膜自动开启。
一级冷凝器2和二级冷凝器3的作用是将可凝性碳五一部分先加以冷凝回收，减轻液环真空压缩机的负荷。
冷却器7的作用是通过冷冻盐水冷却液环真空压缩机的工作液，带走吸入温度较高尾气的热量及可凝性气体在压缩过程中释放的相变热，使工作液温度保持在合理的范围内，降低工作液的饱和蒸汽压，提高碳五回收率。冷却器7的工作液进、出口管路上设置温度计TI104、TI105，以便观察工作液温度，确保进入液环真空压缩机的工作液温度。
气液分离器8的作用是将来自液环真空压缩机的气液实现分离，气体进入三级冷凝器9，液体进入碳五回收罐10。
三级冷凝器9的作用是将来自液环真空压缩机6、气液分离器8的经过压缩的可凝性碳五进一步冷凝成液体。三级冷凝器进、排气管路上设置压力表或压力传感器PI102、PI103，排气管路上还设置气动调节阀18、呼吸阀19、压力信号传送到控制系统，信号反馈给气动调节阀调节开关量，排出低浓度碳五及不凝性气体。
碳五回收罐10的作用，一是贮存接收来自气液分离器8、三级冷凝器9的液化碳五，二是为液环真空压缩机6提供工作液(碳五)，保证液环真空压缩机有正常工作所需要的工作液。保持工作液液位十分重要，工作液过低，流入液环真空压缩机的工作液量小，不利于压缩机正常工作；工作液液位过高，系统中碳五贮存量大，且也不利于压缩机正常工作。因此，碳五回收罐10装有液位控制装置的液位计22及第一碳五输送泵11，定期将回收的碳五排出系统。
液环真空压缩机6的出口经气液分离器8、三级冷凝器9的出气口之间为一密闭系统，保持0.10～0.15Mpa，在此工艺条件下碳五沸点为65－76℃，易被冷凝为液体，因此通过真空液环压缩、冷凝后，极大部分碳五被压缩、冷凝回收，其他不凝性及少量碳五排出后可通过催化氧化装置12进一步处理达标排放。
为方便日常检测、监管，尾气管路上还设置了取样口14、17，根据需要还可在三级冷凝后、催化氧化装置前分别设置取样口。
催化氧化装置12是现成设备，适合于低浓度尾气处理。本发明的工艺通过压缩、冷凝大量回收碳五，使得进入催化氧化装置12的尾气浓度能满足催化氧化装置(RCO)能力，达到安全处理碳五尾气。
催化氧化原理是将含有机污染物的废气预加热到催化剂的起燃点(约250℃)，在催化剂铂、钯的作用下，可以在较低的温度下将废气中的有机污染物氧化成二氧化碳和水后达标排放。一般工艺是废气由阻火器过滤后，经主进阀、旁通阀的同步反向切换调节进入热交换器，先通过热交换器的换热升高一定温度后进入预热室，经过预热室的加热，使废气升温到催化起燃温度(250℃)；然后进入催化反应床，在催化剂的活性作用下，有机废气进行氧化反应生成无害的水和二氧化碳，并放出一定的热量。反应后的高温气体再次进入热交换器，经换热后，最后以较低的温度进入UV光解尾气净化设备，最后达标气体经由引风机通过烟囱排入大气。复合催化氧化法由于起燃温度低，是一种较为理想的通过催化氧化反应(无明火)处理有机污染物的方法，具有适用范围广，结构简单，净化效率高，节能、无二次污染等优点，非常符合在化工企业的防爆区运行。在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面应用比较广泛。
Claims (1)
1.一种碳五尾气回收处理装置，其特征在于包括一级冷凝器(2)、二级冷凝器(3)、碳五受槽(4)、尾气缓冲罐(5)、两台液环真空压缩机(6)、冷却器(7)、气液分离器(8)、三级冷凝器(9)、碳五回收罐(10)、第一碳五泵(11)、第二碳五泵(13)和催化氧化装置(12)；一级冷凝器(2)的进气口与碳五尾气管线(1)相连，一级冷凝器底部的出液口与碳五受槽(4)顶部的进液口相连，一级冷凝器顶部的出气口与二级冷凝器(3)的进气口相连；二级冷凝器底部的出液口与碳五受槽(4)顶部的进液口相连，二级冷凝器顶部的出气口与尾气缓冲罐(5)的进气口相连；尾气缓冲罐(5)的出气口与两台液环真空压缩机(6)的进口相连，两台液环真空压缩机(6)的出口与气液分离器(8)侧壁上的进口相连，气液分离器顶部的出气口与三级冷凝器(9)的进气口相连，三级冷凝器底部的出液口与碳五回收罐(10)顶部的进口相连，三级冷凝器顶部的出气口与催化氧化装置(12)的进口相连；碳五回收罐(10)底部的一个出液口与第一碳五泵(11)的进口相连，碳五回收罐(10)底部的另一个出液口与冷却器(7)的进口相连，冷却器(7)的出口与两台液环真空压缩机(6)的工作液进口相连；碳五受槽(4)底部的出液口与第二碳五泵(13)的进口相连，第一碳五泵(11)的出口和第二碳五泵(13)的出口为液态碳五的输出口。
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