CN209155474U

CN209155474U - 四循环nmp气体回收装置

Info

Publication number: CN209155474U
Application number: CN201821543172.3U
Authority: CN
Inventors: 贺国强
Original assignee: Guangdong Shinfeng Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Shinfeng Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2028-09-20

Abstract

本实用新型公开了一种四循环NMP气体回收装置，包括回收塔以及回收系统，所述回收塔包括循环液储池、螺旋喷淋装置、布液喷淋装置、丝网除雾装置、PP球填料层、集液器以及尾气出口；所述回收系统包括控制系统以及与控制系统连接的且设置于回收塔入口处用于过滤气体中杂物的废气过滤系统、对废气作降温处理的空气换热冷却系统、调节废气流速的加压集气系统、监测NMP气体浓度的浓度在线监测控制系统和对废气进行吸收的NMP回收水洗系统。所述废气过滤系统、空气换热冷却系统、加压集气系统、浓度在线监测控制系统均设置于回收塔外部。该实用新型利用NMP气体亲水基因特性，通过水洗方式可将NMP气体全面回收以达到循环利用的效果。

Description

四循环NMP气体回收装置

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，特别涉及一种四循环NMP气体回收装置。

背景技术

在锂离子电池各类正极片涂浆生产过程中由于使用大量可挥发性有机溶剂 N-甲基吡咯烷酮(NMP)，特别是在涂布机加热烘干处理过程中，会产生大量可挥发性含NMP的工艺气体，若全部挥发排放到大气中，不仅对环境造成一定污染，也给企业造成一定浪费。因此，处理涂布机生产线排出的NMP废气不仅是环境污染问题，也是社会经济和资源利用的问题。

因此，有必要对现有技术进行改进以解决NMP气体回收装置的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种四循环NMP气体回收装置，由于NMP具有亲水基因，极易溶于水，通过NMP回收水洗系统对NMP废气进行循环吸收回收利用，可将NMP气体全面回收以达到循环利用及达标排放的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括回收塔以及回收系统，所述回收塔包括循环液储池、螺旋喷淋装置、布液喷淋装置、丝网除雾装置、PP球填料层、集液器以及尾气出口；所述回收系统包括控制系统以及与控制系统连接的且设置于回收塔入口处用于过滤气体中杂物的废气过滤系统、对废气作降温处理的空气换热冷却系统、调节废气流速的加压集气系统、监测NMP 气体浓度的浓度在线监测控制系统和对废气进行吸收的NMP回收水洗系统，所述废气过滤系统、空气换热冷却系统、加压集气系统、浓度在线监测控制系统均设置于回收塔外部。

进一步，所述循环液储池包括第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池、自来水接口、四个浮球阀、风机法兰接口以及四个排污阀；所述第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池上均设置有补液阀，所述第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池与NMP回收水洗系统连接且四个循环液储池内均设置有翻板式液位计以及固定翻板式液位计的法兰接口，所述加压集气系统、空气换热冷却系统均与风机法兰接口连接。

进一步，所述喷淋装置包括螺旋喷淋装置、1^#布液喷淋装置、2^#布液喷淋装置以及3^#布液喷淋装置，所述螺旋喷淋装置与循环液储池之间设置有孔板均风器，所述喷淋装置上设置有与循环液储池连通形成循环吸收的四组喷淋管，所述喷淋管在螺旋喷淋装置、1^#布液喷淋装置、2^#布液喷淋装置以及^3#布液喷淋装置上设置有喷淋头，所述喷淋头分别与第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池之间通过喷淋管道连通，所述喷淋管道上依次设置有压力表、球阀Ⅰ、循环泵以及球阀Ⅱ，所述螺旋喷淋装置上设置有十六组喷淋头，第一级循环储池内的NMP水溶液经循环泵加压产生水雾后因重力落回第一循环液储池。

进一步，所述集液器包括1^#集液器、2^#集液器以及3^#集液器，所述1^#集液器、 2^#集液器、3^#集液器分别与第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池之间分别通过回水管道连通。

进一步，所述丝网除雾装置包括第一丝网除雾器和第二丝网除雾器，所述 PP球填料层包括1^#PP球填料层、2^#PP球填料层以及3^#PP球填料层，所述第一丝网除雾器和第二丝网除雾器分别由第一丝网填料层和第二丝网填料层组成；所述第一丝网除雾器设置于螺旋喷淋装置上方，所述第一丝网除雾器上方设置有第一集液器，所述第一集液器上方设置有1^#PP球填料层，所述1^#PP球填料层上方设置有1^#布液喷淋装置，所述1^#布液喷淋装置上方设置有2^#集液器，所述2^#集液器上方设置有2^#PP球填料层，所述2^#PP球填料层上方设置有2^#布液喷淋装置，所述2^#布液喷淋装置上方设置有3^#集液器，所述3^#集液器上方设置有3^#PP 球填料层，所述3^#PP球填料层上方设置有3^#布液喷淋装置，所述3^#布液喷淋装置上方设置有第二丝网除雾器，所述第二丝网除雾器上方设置法兰口对接，所述法兰口对接与尾气出口连接。

本实用新型的有益效果是：该实用新型涉及一种四循环NMP气体回收装置，利用NMP气体的亲水特性，通过水洗方式可将NMP气体全面回收以达到循环利用、达标排放的效果；通过采用回收塔，配置高效喷淋装置和PP球填料层，回收塔内安装集液器，使四级吸收液不混合，回收塔内置四级循环液储池减少占地面积，同时增加尾气排放口高度；吸收剂为水或NMP稀液，加压集气系统中的加压风机采用变频控制，能耗低，经济效益明显；该实用新型采用高效四循环吸收工艺，含NMP气体分别经浓度一、二、三、四级循环液反复吸收，确保回收效果达到NMP废气排放标准；本专利的其他有益效果将在以下实施例中进一步阐述。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型中回收塔的结构示意图

图2为本实用新型爬梯结构示意图；

图3为本实用新型中回收循环塔结构示意图；

图4为实用新型工艺流程图。

图中：1、第一级循环液储池 2、第二级循环液储池 3、第三级循环液储池 4、第四级循环液储池 5、自来水接口 6、浮球阀 7、风机法兰接口 8、排污阀 9、孔板均风器 10、螺旋喷淋装置 11、第一丝网除雾器 12、1^#集液器 13、1^#PP球填料层 14、1^#布液喷淋装置 15、2^#集液器 16、2^#PP球填料层 17、 2^#布液喷淋装置 18、3^#集液器 19、3^#PP球填料层 20、3^#布液喷淋装置 21、第二丝网除雾器 22、法兰口对接 23、检测口 24、压力表 25、球阀Ⅰ 26、循环泵 27、球阀Ⅱ 28、补液阀 29、喷淋管道 30、回水管道 31、翻板式液位计 32、翻板式液位计取样口 33、维修人孔口 34、维修爬梯及护栏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2、3、4所示，本实用新型涉及一种四循环NMP气体回收装置，包括回收塔以及回收系统，所述回收塔包括循环液储池、螺旋喷淋装置、布液喷淋装置、丝网除雾装置、PP球填料层、集液器以及尾气出口；所述回收系统包括控制系统以及与控制系统连接的且设置于回收塔入口处用于过滤气体中杂物的废气过滤系统、对废气作降温处理的空气换热冷却系统、调节废气流速的加压集气系统、监测NMP气体浓度的浓度在线监测控制系统和对废气进行吸收的 NMP回收水洗系统，所述废气过滤系统、空气换热冷却系统、加压集气系统、浓度在线监测控制系统均设置于回收塔外部。所述循环液储池包括第一级循环液储池1、第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4、自来水接口5、四个浮球阀6、风机法兰接口7以及四个排污阀8；所述第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4上均设置有补液阀28，所述第一级循环液储池1、第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4与NMP回收水洗系统连接且四个循环液储池内均设置有翻板式液位计31以及固定翻板式液位计31的法兰接口，所述加压集气系统、空气换热冷却系统均与风机法兰接口7连接。

由于NMP吸湿性很强，挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发。对光敏感，易溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和苯，能溶解大多数有机与无机化合物、极性气体、天然及合成高分子化合物，故根据水洗涤-吸收净化技术设计该技术方案。

所述控制系统采用PLC超大液晶显示控制，控制设备信号、动作及整体运行，实现设备手动自动无扰动切换。采气管均采用镀锌管连接，与阀连接采用铜管式，线管均用线槽及镀锌管，防爆软接头。废气过滤系统主要作用是将废气中大颗粒物、胶水及布毛类物去除。空气换热冷却系统利用空气换热器使生产线所需进风与出风进行热交换，从而达到废气降温，生产线热效回收双重效果。加压集气系统中加压风机的选型经过严格系统风压计算及适合风量，选用高性能的中压C型加压风机，转速低，工作性能好，噪音小，易保养；每个加压风机均设有变频调节，更节能，更精确控制风量。NMP回收水洗系统采用四层循环，效果更佳，回收率高，带走水气少；NMP回收水洗系统的循环量充足并可调节布液量，每一循环区均有备用泵浦，出现故障可立即切换，不影响生产；补水采用新一代更先进的气动阀补水法，不受电机影响控制。

所述回收塔上设置有维修爬梯及护栏34，所述维修爬梯及护栏34上设置有通向螺旋喷淋装置10、1^#液喷淋装置14、2^#布液喷淋装置17、3^#布液喷淋装置20 以及第二丝网除雾器21维修人孔口33的横向支撑架，所述横向支撑架用于设备的维护检修，所述维修人孔口33为10个。

本实施例中，所述喷淋装置包括螺旋喷淋装置10、1^#液喷淋装置14、2^#布液喷淋装置17、3^#布液喷淋装置20，所述螺旋喷淋装置10与循环液储池之间设置有孔板均风器9，所述喷淋装置上设置有与循环液储池连通形成循环吸收的四组喷淋管道29，所述喷淋管道29在螺旋喷淋装置10、1^#布液喷淋装置14、2^#布液喷淋装置17以及3^#布液喷淋装置20上设置有喷淋头，所述喷淋头与第一级循环液储池1、第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4之间均通过喷淋管道29连通，所述喷淋管道29上依次设置有压力表24、球阀Ⅰ25、循环泵26以及球阀Ⅱ27。

由于NMP气体具有溶于水的特性，设置喷淋装置的目的旨在将含NMP气体充分与水进行混合，有效稀释NMP气体。所述喷淋装置与螺旋喷淋装置10、1^#布液喷淋装置14、2^#布液喷淋装置17以及3^#布液喷淋装置20之间设置有四组喷淋管道29，四组喷淋管道29分别与第一级循环液储池1、第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4之间连接，其喷淋管道29上设置有调节压力、流量、流速的相关部件，通过该设置可以有效节约水资源可回收高价值的NMP；消耗的工艺水少，吸收液可循环使用，无二次污染；运行费用低，一次性投资最省。所述孔板均风器9的孔板上设置有至少两个通风孔用于散风。

本实施例中，所述集液器包括1^#集液器12、2^#集液器15以及3^#集液器18，所述1^#集液器12、2^#集液器15、3^#集液器18与第二级循环液储池2、第三级循环液储池3、第四级循环液储池4之间分别通过回水管道30连通。

通过设置的集液器及回收管道分别将第二级循环液、第三级循环液以及第四级循环液在重力的作用下送入与其一一对应的第二级循环液储池2、第三级循环液储池3以及第四级循环液储池4中进行存储。所述四级循环液储池的自来水补充均采用液位自动控制，排液经专职人员现场检测根据客户要求浓度排放到指定储罐。所述第一循环液储池内存储的第一级循环液由浓度在线监测控制系统进行浓度测量，当NMP回收液浓度控制在70％～80％之间时，NMP废水达到排放浓度要求，浓度在线检测控制系统将该NMP废水自动排入NMP废水储罐中。

本实施例中，所述丝网除雾装置包括第一丝网除雾装器11和第二丝网除雾装器21，所述PP球填料层包括1^#PP球填料层13、2^#PP球填料层16以及3^#PP 球填料层19；所述第一丝网除雾器11设置于螺旋喷淋装置10上方，所述第一丝网除雾器11上方设置有1^#集液器12，所述1^#集液器12上方设置有1^#PP球填料层13，所述1^#PP球填料层13上方设置有1^#布液喷淋装置14，所述1^#布液喷淋装置14上方设置有2^#集液器15，所述2^#集液器15上方设置有2^#PP球填料层 16，所述2^#PP球填料层16上方设置有2^#布液喷淋装置17，所述2^#布液喷淋装置17上方设置有3^#集液器18，所述3^#集液器18上方设置有3^#PP球填料层19，所述3^#PP球填料层19上方设置有3^#布液喷淋装置20，所述3^#布液喷淋装置20 上方设置有第二丝网除雾器21，所述第二丝网除雾器上方设置法兰口对接，所述法兰口对接与尾气出口连接，尾气出口处有一盲板式检测口。

除雾装置采用SUS304丝网BX500型，每个除雾装置高300毫米。PP球填料层上下用孔径为Φ10mm*10mm材质为SUS304的多孔板，中间采用PE材料Φ50mm 型的PP球组成，每个填料层高达1200毫米，传质面积大，滞水量小，不易脏不易堵，清洗方便。通过四个喷淋装置、三个集液器、三层PP球填料层及四个循环液储池之间交错设置形成循环回收系统，该设置可以更加有效的回收NMP 气体。所述尾气出口与回收塔之间通过法兰口对接22，所述尾气出口上设置有检测口23。

如图1和图4所示，所述废气进入回收循环塔，首先经由第一级循环液储池构成的第一级循环系统对高浓度NMP的气体进行过滤，其次经由第二级循环液储池构成的第二级循环系统对首次过滤后的NMP气体进行二次过滤，再次经由第三级循环液储池构成的第三级循环系统对二次过滤后的NMP气体进行三次过滤，最后经由第四级循环液储池构成的第四级循环系统进行对NMP气体最后过滤，具体过滤步骤如下：

第一步，在第一级循环系统中含NMP气体经高压风机加压从风机法兰接口进入回收塔内后向上升，首先经孔板均风器对气体进行均风，与螺旋喷淋装置喷淋下的水雾形成气液吸收，重力作用下落回第一循环液储池，第一循环液储池顶部是敞开的，该部分高浓度循环液为一级循环液，一级循环液与浓度在线检测控制系统连接，浓度在线检测控制系统检测发现一级循环液浓度控制在 70％～80％之间时，NMP废水达到排放浓度标准，排水口自动打开由循环泵将该 NMP废水提升至NMP废水储罐，同时打开补液阀在第一级循环液储池中补入第二级循环液，由螺旋喷淋装置完成对NMP气体的初步吸收和进一步降温，同时含有NMP的气体经第一丝网除雾器后继续上升，第一丝网除雾器起到防止螺旋喷淋装置喷淋出的高浓度水雾进入第二级循环系统；

第二步，含NMP的气体进入第二级循环系统，经降温后的气体体积流率减少，回收液NMP浓度控制在20％～30％之间，1^#PP球填料层去除大部分气体中的 NMP，与1^#布液喷淋装置喷淋下的水形成气液吸收，经1^#布液喷淋装置喷淋产生的第二级循环液由1^#集液器收集并经回水管道回到第二级循环液储池，该含NMP20％～30％的第二级循环液在第一级循环液被外排后，打开补液阀将第二级循环液等量补充到第一级循环液储池中，同时第三级循环液等量补充回第二级循环储池中；

第三步，气体继续上升进入第三级循环系统，经2^#PP球填料层吸收后，与 2^#布液喷淋装置喷淋下的水形成气液吸收，由2^#集液器收集经回收管道回到第三级循环液储池，第三级循环液NMP浓度一般控制在6％～10％，该含NMP6％～10％的第三级循环液在第二级循环液被对外补水后，打开补液阀将第三级循环液等量补充到第二级循环液储池中，同时第四级循环液等量补充回第三级循环储池中；

第四步，气体继续上升进入第四级循环系统，经3^#PP球填料层吸收后，与 3^#布液喷淋装置喷淋下的水形成气液吸收，由3^#集液器收集经回收管道回到第四级循环液储池，第四级循环液NMP浓度一般控制在0％～2％，将经第四级循环吸收后的NMP气体中残留的NMP基本完全吸收收集，该含NMP0％～2％的第四级循环液在第三级循环液被对外补水后，打开补液阀将第四级循环液等量补充到第三级循环液储池中，当第四级循环液储池中废水高度低于1米时，自动浮球阀开启，补入一定量的自来水；

第五步，最后废气气体经第二丝网除雾器除雾后由尾气出口进入后续处理装置。

利用四级循环系统回收NMP气体，达标处理能力≤60000m³/h；气体中NMP 浓度≤3000mg/m³；第一级循环液浓度在70％～80％之间；第二级循环液浓度在 20％～30％之间；第三级循环液浓度在6％～10％之间；第四级循环液浓度在0％～ 2％之间。经循环过滤的气体符合达标排放标准。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种四循环NMP气体回收装置，其特征在于：包括回收塔以及回收系统，所述回收塔包括循环液储池、螺旋喷淋装置、布液喷淋装置、丝网除雾装置、PP球填料层、集液器以及尾气出口；所述回收系统包括控制系统以及与控制系统连接的且设置于回收塔入口处用于过滤气体中杂物的废气过滤系统、对废气作降温处理的空气换热冷却系统、调节废气流速的加压集气系统、监测NMP气体浓度的浓度在线监测控制系统和对废气进行吸收的NMP回收水洗系统，所述废气过滤系统、空气换热冷却系统、加压集气系统、浓度在线监测控制系统均设置于回收塔外部。

2.根据权利要求1所述的四循环NMP气体回收装置，其特征在于：所述循环液储池包括第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池、自来水接口、四个浮球阀、风机法兰接口以及四个排污阀；所述第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池上均设置有补液阀，所述第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池与NMP回收水洗系统连接且四个循环液储池内均设置有翻板式液位计以及固定翻板式液位计的法兰接口，所述加压集气系统、空气换热冷却系统均与风机法兰接口连接。

3.根据权利要求1所述的四循环NMP气体回收装置，其特征在于：所述喷淋装置包括螺旋喷淋装置、1^#布液喷淋装置、2^#布液喷淋装置以及3^#布液喷淋装置，所述螺旋喷淋装置与循环液储池之间设置有孔板均风器，所述喷淋装置上设置有与循环液储池连通形成循环吸收的四组喷淋管，所述喷淋管在螺旋喷淋装置、1^#布液喷淋装置、2^#布液喷淋装置以及3^#布液喷淋装置上均设置有喷淋头，所述喷淋头分别与第一级循环液储池、第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池之间通过喷淋管道连通，所述喷淋管道上依次设置有压力表、球阀Ⅰ、循环泵以及球阀Ⅱ，所述螺旋喷淋装置上设置有十六组喷淋头，第一级循环储池内的NMP水溶液经循环泵加压产生水雾后因重力落回第一循环液储池。

4.根据权利要求1所述的四循环NMP气体回收装置，其特征在于：所述集液器包括1^#集液器、2^#集液器以及3^#集液器，所述1^#集液器、2^#集液器、3^#集液器与第二级循环液储池、第三级循环液储池、第四级循环液储池之间分别通过回水管道连通。

5.根据权利要求1所述的四循环NMP气体回收装置，其特征在于：所述除雾装置包括第一丝网除雾器和第二丝网除雾器，所述PP球填料层包括1^#PP球填料层、2^#PP球填料层以及3^#PP球填料层，所述第一丝网除雾器和第二丝网除雾器分别由第一丝网填料层和第二丝网填料层组成；所述第一丝网除雾器设置于螺旋喷淋装置上方，所述第一丝网除雾器上方设置有第一集液器，所述第一集液器上方设置有1^#PP球填料层，所述1^#PP球填料层上方设置有1^#布液喷淋装置，所述1^#布液喷淋装置上方设置有2^#集液器，所述2^#集液器上方设置有2^#PP球填料层，所述2^#PP球填料层上方设置有2^#布液喷淋装置，所述2^#布液喷淋装置上方设置有3^#集液器，所述3^#集液器上方设置有3^#PP球填料层，所述3^#PP球填料层上方设置有3^#布液喷淋装置，所述3^#布液喷淋装置上方设置有第二丝网除雾器，所述第二丝网除雾器上方设置法兰口对接，所述法兰口对接与尾气出口连接，尾气出口处有一盲板式检测口。