CN215310264U - 一种高纯度有机溶剂回收循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯度有机溶剂回收循环系统，包括第一精馏塔、通过第一管道连接在第一精馏塔的出口端的膜脱水器、通过第二管道连接在膜脱水器出口端的第二精馏塔、通过第三管道连接在所述第二精馏塔出口端的冷凝器以及连接在冷凝器出口端的成品罐；其结构简单，操作简便，大大提高了回收有机溶剂的纯度，通过对膜脱水器的特定结构设置，使得由第一精馏塔流出的气相物质可以直接进入到膜脱水器中进行脱水分离操作，整个系统中减少了分离过程中的冷凝器、气液分离器、再沸器等装置，大大缩小了整个系统的体积，占地面积小，降低企业生产成本。

Description

一种高纯度有机溶剂回收循环系统

技术领域

本实用新型涉及有机溶剂回收技术领域，具体涉及一种高纯度有机溶剂回收循环系统。

背景技术

现有对有机溶剂进行分离回收时多数采用精馏、冷凝、再精馏、气液分离器、再沸、脱水等多个步骤，各个步骤依次进行，其涉及到的装置设备多，管路结构复杂，整个系统体积大，占地面积大，操作程序复杂，操作繁琐，各个装置单独运行的耗能高，大大增加了企业的生产成本。此外，现有的回收系统中仅能对有机溶剂进行初步处理，其回收的有机溶剂纯度低，并不能再次使用，降低了使用性能，资源利用率低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高纯度有机溶剂回收循环系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高纯度有机溶剂回收循环系统，包括第一精馏塔、通过第一管道连接在第一精馏塔的出口端的膜脱水器、通过第二管道连接在膜脱水器出口端的第二精馏塔、通过第三管道连接在所述第二精馏塔出口端的冷凝器以及连接在冷凝器出口端的成品罐；

膜脱水器包括内部为空腔结构的脱水筒、设置在脱水筒内部的多个横板以及设置在横板上的多个纵板，通过横板将脱水筒分割为多个呈上下分布的导流腔，通过纵板将导流腔分割为多个分离腔，分离腔内设置有多组分离膜管，第一管道连接在第一精馏塔与最顶端导流腔内的首个分离腔之间，有机溶剂由最顶端导流腔内的首个分离腔流入，由最底端导流腔的末尾分离腔流出。

进一步地，纵板上开设有用于连通相邻分离腔的第一流通孔道，相邻纵板上的第一流通孔道的开设位置呈对角线结构；横板上开设有用于连通相邻导流腔的第二流通孔道，相邻横板上的第二流通孔道的开设位置呈对角线结构，且第一流通孔道与第二流通孔道呈对角线设置。

进一步地，位于分离腔内的横板上开设有冷凝水口，冷凝水口连通有冷凝水管，且冷凝水管轴向贯穿所述横板并延伸至横板的外部。

进一步地，第一精馏塔包括加热组件、设置在加热组件上的塔体、倾斜设置在塔体内壁上的多个导流筛板以及设置在塔体顶端的塔罩，且导流筛板沿塔体由下至上依次设置为螺旋状结构，第一管道连接在塔罩的出口上，塔体的上端内壁设置有余热回收口，余热回收口处密封连接有过滤件，余热回收口与加热组件之间密封连接有余热回收管道。

进一步地，导流筛板包括倾斜设置在塔体内壁上的斜板以及设置在所述斜板端部的导向板，斜板与导向板之间具有夹角，斜板与导向板上分别开设有均匀布置的通孔，相邻导向板之间形成有流通道口。

进一步地，加热组件包括加热壳体、设置在加热壳体内部的加热件以及位于加热壳体内部的液位传感器，第一精馏塔设置在所述加热壳体上端且与加热壳体内部连通，液位传感器与加热件分别与控制器通信连接。

进一步地，脱水筒外围设置有储热套，储热套的内壁与脱水筒的外壁之间形成换热腔，储热套上连接有与换热腔相连通的热气输入组件。

进一步地，第二精馏塔包括第二塔体以及设置在第二塔体顶端的管道加热器，第二管道连接在脱水筒的最底端导流腔的末尾分离腔与第二塔体之间。

进一步地，分离膜管通过工字型四氟圈安装在位于分离腔内的横板上。

进一步地，第一管道、第二管道和第三管道上分别设置有控制阀，所述控制阀与控制器通信连接。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的高纯度有机溶剂回收循环系统，其结构简单，操作简便，大大提高了回收有机溶剂的纯度，通过对膜脱水器的特定结构设置，使得由第一精馏塔流出的气相物质可以直接进入到膜脱水器中进行脱水分离操作，整个系统中减少了分离过程中的冷凝器、气液分离器、再沸器等装置，大大缩小了整个系统的体积，占地面积小；通过在膜脱水器中设置纵板和横板，使得脱水筒分割为多个分离腔，有机溶剂分子依次流过所有分离腔，大大增加了有机溶剂分子的流道长度，使得有机溶剂分子在分离腔内的分布更加均匀，保证有机溶剂分子与分离膜管充分接触，大大提高分离效果；同时，在运行过程中或运行前，通过外部接入的热气输入组件向换热腔中通入热气，对脱水筒进行保温、稳定脱水筒的内部温度，保证整个分离过程中处于恒温，进而避免冷凝水的产生通过外接的热气组件向换热腔内通入热气，对脱水筒进行预热，消除膜设备内的冷凝效果，提高设备整体的使用性能；此外，通过余热回收组件将第一精馏塔内的热气流回至加热组件中实现剩余热气的回收利用，从而提高余热利用率，节约能源消耗。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为本实用新型中膜脱水器外部结构示意图；

图3为本实用新型中膜脱水器内部结构示意图；

图4为本实用新型中膜脱水器内有机溶剂流动示意图；

图5为本实用新型中膜脱水器的横板示意图；

图6为本实用新型中第一精馏塔结构示意图；

图7为本实用新型中第一精馏塔内的导流筛板结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种高纯度有机溶剂回收循环系统，包括第一精馏塔1、通过第一管道2连接在第一精馏塔1的出口端的膜脱水器3、通过第二管道4连接在膜脱水器3出口端的第二精馏塔5、通过第三管道6连接在第二精馏塔5出口端的冷凝器7以及连接在冷凝器7出口端的成品罐8。第一管道2、第二管道4和第三管道6上分别设置有控制阀，控制阀与控制器通信连接，控制阀采用电磁阀。有机溶剂通过进料管道输送至第一精馏塔1内，在第一精馏塔1内进行汽化精馏操作，精馏后的有机溶剂分子进入到膜脱水器3中进行脱水处理，脱去有机溶剂分子中的水分子，再进入到第二精馏塔5内进行精馏操作，精馏完成后的有机溶剂分子进入冷凝器7冷却为液态，随后流入到成品罐8中储存。其结构简单，操作简便，大大提高了回收有机溶剂的纯度，通过对膜脱水器3的特定结构设置，使得由第一精馏塔1流出的气相物质可以直接进入到膜脱水器3中进行脱水分离操作，整个系统中减少了分离过程中的冷凝器7、气液分离器、再沸器等装置，大大缩小了整个系统的体积，占地面积小，降低了企业的生产成本。

如图2至图4所示，膜脱水器3包括内部为空腔结构的脱水筒30、设置在脱水筒30内部的多个横板31以及设置在横板31上的多个纵板32，通过横板31将脱水筒30分割为多个呈上下分布的导流腔33，通过纵板32将导流腔33分割为多个分离腔34，分离腔34内设置有多组分离膜管35，第一管道2连接在第一精馏塔1与最顶端导流腔33内的首个分离腔34之间，有机溶剂由最顶端导流腔33内的首个分离腔34流入，由最底端导流腔33的末尾分离腔34流出。通过设置纵板32和横板31，使得脱水筒30分割为多个分离腔34，有机溶剂分子依次流过所有分离腔34，大大增加了有机溶剂分子的流道长度，使得有机溶剂分子在分离腔34内的分布更加均匀，保证有机溶剂分子与分离膜管35充分接触，大大提高分离效果。

纵板32上开设有用于连通相邻分离腔34的第一流通孔道36，相邻纵板32上的第一流通孔道36的开设位置呈对角线结构；横板31上开设有用于连通相邻导流腔33的第二流通孔道37，相邻横板31上的第二流通孔道37的开设位置呈对角线结构，且第一流通孔道36与第二流通孔道37呈对角线设置。通过对角线结构设置，使得有机溶剂分子在分离腔34内充分的均匀分布，填满整个分离腔34，保证分离腔34内的分离膜管35与有机溶剂分子充分接触，从而提高分离效率和效果。

脱水筒30外围设置有储热套40，储热套40的内壁与脱水筒30的外壁之间形成换热腔41，储热套40上连接有与换热腔41相连通的热气输入组件42。储热套40的形状与脱水筒30一致并包围在脱水筒30的外部，通过热气输入组件42向换热腔41内输入热气，输入的热气与脱水筒30之间形成热交换，使得脱水筒30的温度上升，进而消除脱水筒30内的冷凝效果，减少冷凝水的形成，避免大量的水分子对分离效果的影响。

如图5所示，为了便于对冷凝水的及时排出，位于分离腔34内的横板31上开设有冷凝水口38，冷凝水口38连通有冷凝水管39，且冷凝水管39轴向贯穿横板31并延伸至横板31的外部。横板31为边缘高、中部低的内凹型结构，冷凝水口38开设在中部位置处，便于冷却水的收集集中。当冷却筒内形成冷凝水后，向横板31的中部流动，随后通过冷凝水口38流向冷凝水管39，再通过冷凝水管39排出到脱水筒30的外部，操作便捷，可有效的实现对冷凝水的快速排出，为有机溶剂分子分离提供可靠的分离环境。

如图6所示，第一精馏塔1包括加热组件10、设置在加热组件10上的塔体11、倾斜设置在塔体11内壁上的多个导流筛板12以及设置在塔体11顶端的塔罩13，且导流筛板12沿塔体11由下至上依次设置为螺旋状结构，第一管道2连接在塔罩13的出口上，塔体11的上端内壁设置有余热回收口14，余热回收口14处密封连接有过滤件15，余热回收口14与加热组件10之间密封连接有余热回收管道16。导流筛板12用于挡隔塔体11内形成的液相，相邻导流筛板12之间具有气相流通的道口，在整个流动过程中，通过多个导流筛板12呈螺旋状的特定设置，使得在塔体11内部形成螺旋升力，提高流动速度，大大提高精馏分离的效率。过滤件15为现有技术中公知的，过滤件15用于对气相有机物和热气进行分离，从而保证余热能够通过余热回收管道16流回至加热组件10，而气相有机物则只能通过上端的第一管道2流入到膜脱水器3中。通过余热回收组件将第一精馏塔1内的热气流回至加热组件10中实现剩余热气的回收利用，从而提高余热利用率，节约能源消耗

如图7所示，导流筛板12包括倾斜设置在塔体11内壁上的斜板121以及设置在斜板121端部的导向板122，斜板121与导向板122之间具有夹角，斜板121与导向板122上分别开设有均匀布置的通孔123，相邻导向板122之间形成有流通道口。斜板121与导向板122呈一体式结构，斜板121为倾斜布置，便于后续吸附在斜板121上的液体掉落，同时，通过导向板122的导向作用，减小对精馏塔内形成的气相有机物的阻挡，便于气相有机物的快速流动，提高精馏分离效率。

加热组件10包括加热壳体101、设置在加热壳体101内部的加热件102以及位于加热壳体101内部的液位传感器103，第一精馏塔1设置在加热壳体101上端且与加热壳体101内部连通，液位传感器103与加热件102分别与控制器通信连接。第一精馏塔1的底端通过法兰盘连接在加热壳体101上，加热件102为蒸汽管道加热件102，采用现有设计。液位传感器103用于感应加热壳体101内的物料量，当物料量到达2/3位置处时，液位传感器103将感应信号传递至控制器，控制器接收感应信号后，对加热件102发出动作指令，开启加热件102，进行精馏分离作业。控制器采用型号为STM32单片机或PLC控制器。

第二精馏塔5包括第二塔体50以及设置在第二塔体50顶端的管道加热器51，第二管道4连接在脱水筒30的最底端导流腔33的末尾分离腔34与第二塔体50之间。管道加热器51采用现有设计，通过管道加热器51避免第二精馏塔5内部的温度下降而出现冷凝水的形成。

为了防止分离膜管35安装时的损坏风险，本发明中，分离膜管35通过工字型四氟圈安装在位于分离腔34内的横板31上。通过工字型四氟圈的保护作用，使得分离膜管35与横板31之间形成密封的弹性连接，避免了刚性连接对分离膜管35带来的结构性破坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，包括第一精馏塔(1)、通过第一管道(2)连接在所述第一精馏塔(1)的出口端的膜脱水器(3)、通过第二管道(4)连接在所述膜脱水器(3)出口端的第二精馏塔(5)、通过第三管道(6)连接在所述第二精馏塔(5)出口端的冷凝器(7)以及连接在所述冷凝器(7)出口端的成品罐(8)；

所述膜脱水器(3)包括内部为空腔结构的脱水筒(30)、设置在所述脱水筒(30)内部的多个横板(31)以及设置在所述横板(31)上的多个纵板(32)，通过所述横板(31)将所述脱水筒(30)分割为多个呈上下分布的导流腔(33)，通过所述纵板(32)将所述导流腔(33)分割为多个分离腔(34)，所述分离腔(34)内设置有多组分离膜管(35)，第一管道(2)连接在所述第一精馏塔(1)与最顶端导流腔(33)内的首个分离腔(34)之间，有机溶剂由最顶端导流腔(33)内的首个分离腔(34)流入，由最底端导流腔(33)的末尾分离腔(34)流出。

2.根据权利要求1所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述纵板(32)上开设有用于连通相邻分离腔(34)的第一流通孔道(36)，相邻所述纵板(32)上的第一流通孔道(36)的开设位置呈对角线结构；所述横板(31)上开设有用于连通相邻导流腔(33)的第二流通孔道(37)，相邻所述横板(31)上的第二流通孔道(37)的开设位置呈对角线结构，且所述第一流通孔道(36)与所述第二流通孔道(37)呈对角线设置。

3.根据权利要求2所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述脱水筒(30)外围设置有储热套(40)，所述储热套(40)的内壁与所述脱水筒(30)的外壁之间形成换热腔(41)，所述储热套(40)上连接有与所述换热腔(41)相连通的热气输入组件(42)。

4.根据权利要求2所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述横板(31)的内部为中空结构，位于所述分离腔(34)内的横板(31)上开设有冷凝水口(38)，所述冷凝水口(38)连通有冷凝水管(39)，且所述冷凝水管(39)轴向贯穿所述横板(31)并延伸至横板(31)的外部。

5.根据权利要求1所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述第一精馏塔(1)包括加热组件(10)、设置在所述加热组件(10)上的塔体(11)、倾斜设置在所述塔体(11)内壁上的多个导流筛板(12)以及设置在所述塔体(11)顶端的塔罩(13)，且所述导流筛板(12)沿所述塔体(11)由下至上依次设置为螺旋状结构，所述第一管道(2)连接在所述塔罩(13)的出口上，所述塔体(11)的上端内壁设置有余热回收口(14)，所述余热回收口(14)处密封连接有过滤件(15)，所述余热回收口(14)与所述加热组件(10)之间密封连接有余热回收管道(16)。

6.根据权利要求5所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述导流筛板(12)包括倾斜设置在塔体(11)内壁上的斜板(121)以及设置在所述斜板(121)端部的导向板(122)，所述斜板(121)与所述导向板(122)之间具有夹角，所述斜板(121)与所述导向板(122)上分别开设有均匀布置的通孔(123)，相邻所述导向板(122)之间形成有流通道口。

7.根据权利要求5所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述加热组件(10)包括加热壳体(101)、设置在所述加热壳体(101)内部的加热件(102)以及位于所述加热壳体(101)内部的液位传感器(103)，所述第一精馏塔(1)设置在所述加热壳体(101)上端且与所述加热壳体(101)内部连通，所述液位传感器(103)与所述加热件(102)分别与控制器通信连接。

8.根据权利要求1所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述第二精馏塔(5)包括第二塔体(50)以及设置在所述第二塔体(50)顶端的管道加热器(51)，所述第二管道(4)连接在所述脱水筒(30)的最底端导流腔(33)的末尾分离腔(34)与第二塔体(50)之间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述分离膜管(35)通过工字型四氟圈安装在位于所述分离腔(34)内的横板(31)上。

10.根据权利要求7所述的高纯度有机溶剂回收循环系统，其特征在于，所述第一管道(2)、第二管道(4)和第三管道(6)上分别设置有控制阀，所述控制阀与控制器通信连接。

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