CN205405099U - 溶剂回收成本排放控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种溶剂回收成本排放控制装置，溶剂吸附器一端与蒸汽管路和混合气进管连接，蒸汽管路上设有蒸汽调节阀，溶剂吸附器的另一端与尾气排放管和解吸气体管路连接；解吸气体管路与冷凝器的输入连接，冷凝器的输出与解吸液管路连接，在解吸液管路上设有溶剂密度检测仪；溶剂密度检测仪与控制装置的输入端连接，蒸汽调节阀与控制装置的输出端连接。采用在线的溶剂密度检测仪配合蒸汽流量控制的方案，实现尾气排放的自动控制，避免出现尾气排放超标的状况。通过建立成本控制模型，能够精确控制溶剂，回收过程成本与环保的关系，实现成本和环保兼顾的最优生产模式。本实用新型能够在尾气排放符合环保排放标准的前提下节省回收成本。

Description

溶剂回收成本排放控制装置

技术领域

本实用新型涉及醋酸纤维生产过程中的溶剂回收领域，特别是一种溶剂回收成本排放控制装置。

背景技术

醋酸纤维生产过程中的溶剂回收、浓缩通常包含：1、媒介吸附，例如采用活性炭；2、解吸，例如采用蒸汽；3、冷凝、精馏、提浓等主要过程。

在解吸过程中需要使用蒸汽来置换媒介所吸附的溶剂，蒸汽的用量与解吸深度有关，即消耗蒸汽越多，解吸越彻底，尾气排放越低，但回收成本越高，反之亦然。回收成本、尾气排放、蒸汽耗用形成了复杂平衡。单纯追求其中任何一项都会造成不受控制的局面，如过分强调蒸汽耗用，有可能造成尾气排放不符合环保要求。而过于降低尾气排放，又可能造成成本的大幅上升。如何在回收成本、尾气排放和蒸汽耗用之间形成最佳方案，目前尚无较为理想、便于实际操作的方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种溶剂回收成本排放控制装置，能够自动控制尾气的排放标准，能够实现在尾气排放符合环保排放标准的前提下节省回收成本，或在固定溶剂回收成本条件下尽量减少溶剂排放。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种溶剂回收成本排放控制装置，溶剂吸附器一端与蒸汽管路和混合气进管连接，蒸汽管路上设有蒸汽调节阀，溶剂吸附器的另一端与尾气排放管和解吸气体管路连接；

解吸气体管路与冷凝器的输入连接，冷凝器的输出与解吸液管路连接，在解吸液管路上设有溶剂密度检测仪；

溶剂密度检测仪与控制装置的输入端连接，蒸汽调节阀与控制装置的输出端连接。

所述的控制装置为PID控制装置。

所述的蒸汽调节阀为开度调节阀。

所述的溶剂密度检测仪为超声在线溶剂密度检测仪。

在蒸汽管路、混合气进管、尾气排放管和解吸气体管路上均设有阀。

所述的溶剂吸附器为多个，当其中一个处于解吸状态，则其他的溶剂吸附器为吸附状态。

一种采用上述的溶剂回收成本排放控制装置的方法，包括以下步骤：

一、根据溶剂密度检测仪的数据，得到解吸液中溶剂的浓度数据；

二、建立函数x=f(y)，

式中，x为蒸汽消耗量，单位为L；

y为解吸液中溶剂的浓度，单位为mol/kg；

根据蒸汽消耗量x计算得到蒸汽消耗成本B；

三、建立关系式A=B+C，约束条件为C＜D

式中,A为溶剂回收成本，单位为元；

B为蒸汽消耗成本，单位为元；

C为尾气溶剂消耗成本，单位为元；

D为尾气环保排放标准时的溶剂消耗成本，单位为元；

四、采用图表法，求溶剂回收成本A的最小值；

通过以上步骤，在不超过尾气环保排放标准的前提下，以较低成本实现溶剂的回收与排放控制。

本实用新型提供的一种溶剂回收成本排放控制装置，通过采用在线的溶剂密度检测仪配合蒸汽流量控制的方案，实现尾气排放的自动控制，避免出现尾气排放超标的状况。配合建立成本控制模型，能够精确控制溶剂，例如丙酮回收过程成本与环保的关系，实现成本和环保兼顾的最优生产模式。本实用新型的方案，能够在尾气排放符合环保排放标准的前提下节省回收成本，或在固定溶剂回收成本条件下尽量减少溶剂的排放。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的成本控制模型的示意图。

图中：第一溶剂吸附器1，第二溶剂吸附器1'，冷凝器2，溶剂密度检测仪3，蒸汽调节阀4，蒸汽管路5，解吸气体管路6，控制装置7，解吸液管路8，溶剂储罐9，混合气进管10，尾气排放管11，尾气排放阀12，解吸气体阀13，混合气进气阀14，蒸汽进气阀15，不凝气排放阀16，溶剂回收成本A，蒸汽消耗成本B，尾气溶剂消耗成本C，尾气环保排放标准时的溶剂消耗成本D。

具体实施方式

实施例1：

如图1中，一种溶剂回收成本排放控制装置，溶剂吸附器一端与蒸汽管路5和混合气进管10连接，蒸汽管路5上设有蒸汽调节阀4，溶剂吸附器的另一端与尾气排放管11和解吸气体管路6连接；

优选的，溶剂吸附器为多个，例如图1中的第一溶剂吸附器1和第二溶剂吸附器1'，当其中一个处于解吸状态，则其他的溶剂吸附器为吸附状态。

在蒸汽管路5、混合气进管10、尾气排放管11和解吸气体管路6上均设有阀。如图1中，各个溶剂吸附器的蒸汽管路5上设有蒸汽进气阀15，混合气进管10上设有混合气进气阀14，尾气排放管11上设有尾气排放阀12，解吸气体管路6上设有解吸气体阀13。当一个溶剂吸附器的蒸汽进气阀15和解吸气体阀13开启，混合气进气阀14和尾气排放阀12关闭，则该溶剂吸附器处于解吸状态，蒸汽将溶剂吸附器内的溶剂驱赶至回收工段。当溶剂吸附器的蒸汽进气阀15和解吸气体阀13关闭，混合气进气阀14和尾气排放阀12开启，则该溶剂吸附器处于吸附状态，溶剂吸附器内的媒介，例如活性炭，将含有丙酮的混合气中的溶剂吸附，暂时储存在溶剂吸附器内，吸附后的尾气从尾气排放管11排出。

解吸气体管路6与冷凝器2的输入连接，冷凝器2的输出与解吸液管路8连接，解吸液管路8与溶剂储罐9连接，在解吸液管路8上设有溶剂密度检测仪3；冷凝器2上设有不凝气排放阀16。

溶剂密度检测仪3与控制装置7的输入端连接，蒸汽调节阀4与控制装置7的输出端连接。由此结构，实现根据溶剂密度检测仪3的反馈，在线调节蒸汽调节阀4的开度，进而调节蒸汽的使用量。蒸汽耗用越多，但解吸过程越彻底，尾气排放则越低。

所述的控制装置7为PID控制装置。即比例、积分和微分控制装置，以实现蒸汽流量的快速、稳定的调节。本例中的控制装置7根据溶剂密度检测仪3的检测结果，与控制值进行比对，然后对蒸汽调节阀4的开度进行调节。

所述的蒸汽调节阀4为开度调节阀。由此结构，能够实时调节蒸汽的用量。

所述的溶剂密度检测仪3为超声在线溶剂密度检测仪。超声在线溶剂密度检测仪，具有重复性好、设备故障率低、设备成本合理等特点。超声波在液体中的传播衰减与液体密度有着良好的相关性，通过对波长和波速衰减的测量，可精确得到液体密度。

实施例2：

在实施例1的基础上，一种采用上述的溶剂回收成本排放控制装置的方法，包括以下步骤：

一、根据溶剂密度检测仪3的数据，得到解吸液中溶剂的浓度数据；这由溶剂的比重计算得到。

二、建立函数x=f(y)，

式中，x为蒸汽消耗量，单位为L；

y为解吸液中溶剂的浓度，单位为mol/kg；

根据蒸汽消耗量x计算得到蒸汽消耗成本B；

三、建立关系式A=B+C，约束条件为C＜D

回收成本主要由蒸汽耗用和溶剂损失两部分组成，一般情况下，两者呈明显的负相关性，即蒸汽耗用越多，蒸汽成本越大，但解吸过程越彻底，从尾气排放管11排出的溶剂浓度越低，溶剂损失就相对越小。反之亦然。

式中,A为溶剂回收成本，单位为元；即溶剂回收所支出的费用。

B为蒸汽消耗成本，单位为元；包括燃料成本、管损和人工成本；本例中的蒸汽消耗量及解吸液中溶剂的浓度，均为单位时间T内的结果。

C为尾气溶剂消耗成本，单位为元；本例中引入了尾气溶剂消耗成本，即在尾气的所排放的溶剂的成本，若该部分溶剂被回收，则该部分成本就不必支付，而排放的部分则被计入到成本中。根据溶剂的价格计算得到。

D为尾气环保排放标准时的溶剂消耗成本，单位为元；为便于计算，将尾气环保排放标准也换算成溶剂消耗成本。

在上述的模型中，B和C为联动参数，即蒸汽消耗成本B增加，相应的尾气溶剂消耗成本C则降低。

四、采用图表法如图2中所示，求溶剂回收成本A的最小值；以蒸汽消耗成本B为自变量，从较小的预设值开始，逐步增大，蒸汽消耗成本B相应增大，通过溶剂测量仪11经计算得到尾气溶剂消耗成本C，进而得到溶剂回收成本A。

根据A在最小值时的数值，得到蒸汽消耗量x；参见图2，随着蒸汽消耗量的增加，图中的线段B所示，尾气溶剂消耗成本C在初始急剧下降后，趋于平缓。由于溶剂价格较高，溶剂回收成本最低的位置，并不是接近尾气环保排放标准时的溶剂消耗成本D下方的位置，而是接近线段B和C交叉的位置，即在最低的溶剂回收成本A处，尾气排放中的溶剂含量要大幅低于尾气环保排放标准。

通过以上步骤，在不超过尾气环保排放标准的前提下，以较低成本实现溶剂的回收与排放控制。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：溶剂吸附器一端与蒸汽管路（5）和混合气进管（10）连接，蒸汽管路（5）上设有蒸汽调节阀（4），溶剂吸附器的另一端与尾气排放管（11）和解吸气体管路（6）连接；

解吸气体管路（6）与冷凝器（2）的输入连接，冷凝器（2）的输出与解吸液管路（8）连接，在解吸液管路（8）上设有溶剂密度检测仪（3）；

溶剂密度检测仪（3）与控制装置（7）的输入端连接，蒸汽调节阀（4）与控制装置（7）的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：所述的控制装置（7）为PID控制装置。

3.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：所述的蒸汽调节阀（4）为开度调节阀。

4.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：所述的溶剂密度检测仪（3）为超声在线溶剂密度检测仪。

5.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：在蒸汽管路（5）、混合气进管（10）、尾气排放管（11）和解吸气体管路（6）上均设有阀。

6.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：所述的溶剂吸附器为多个，当其中一个处于解吸状态，则其他的溶剂吸附器为吸附状态。

7.根据权利要求1所述的一种溶剂回收成本排放控制装置，其特征是：冷凝器（2）上设有不凝气排放阀（16）。