CN219964411U - 一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置 - Google Patents

一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置 Download PDF

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马景旭
梁建华
孟东辉
李广播
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Abstract

本实用新型公开了一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,包括尾气引风机、高效冷凝器组、溶剂储存罐、溶剂送出泵、主线烘干设备;其中,高效冷凝器包括依次连接的翅片换热器、管壳式U型管换热器、螺旋板式换热器;翅片换热器与溶剂储存罐连接;螺旋板式换热器与尾气引风机连接。本实用新型利用尾气中二氯甲烷在低温下易冷凝的特点,通过采用不同特性的冷凝器、不同温度的冷媒,使高浓度尾气中的二氯甲烷逐级得到充分冷凝液化,从而实现尾气中二氯甲烷的充分冷凝回收,提高回收率,避免空气污染。

Description

一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,属于环境保护技术领域。
背景技术
随着环境问题的日益严重,环境保护与污染处理已得到了越来越多的关注。锂电池隔膜行业的萃取液处理系统采用精馏工艺,隔膜烘干阶段烘干出的气体含有大量的二氯甲烷。如果处理工艺到位,这部分二氯甲烷可通过吸附回收,而且回收效率高,收回投资快,也符合国家节能环保的要求。
在二氯甲烷的吸附回收工艺中,隔膜经过萃取后进入烘干阶段,通过热风将隔膜中残留的二氯甲烷烘干并带出,此部分烘干气体中的二氯甲烷浓度很高,若作为废气直接排放不仅会污染环境,也会造成资源和成本的严重浪费。
在专利号为ZL 201410566318.6的中国发明专利中,公开了一种挥发性有机溶剂冷凝回收装置,包括冷凝器、吸雾器、及离心式引风机。其中,冷凝器连通有有机溶剂蒸汽进气管道,吸雾器扣接在冷凝器的上部,吸雾器上部加装有排气烟囱,离心式引风机安装在吸雾器出口与排气烟囱之间,离心式引风机连接有PLC控制器,PLC控制器控制离心式引风机的转速。来自烘干设备的有机溶剂蒸汽进入冷凝器后,先经气体分布隔板使有机溶剂蒸汽均匀分布并向上流动,流经通有冷媒的冷凝器盘管进行换热降温,冷凝成液态的有机溶剂汇流入集液器中,经冷凝器后未能完全冷凝的溶剂气体上流,经过致密孔网状吸雾器,凝聚成滴流入集液器。此时未能冷凝的有机溶剂蒸汽经排气烟囱,并被装有吸附剂的吸附罐吸附,确保排放气体达到环保要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置。
为实现上述技术目的,本实用新型采用以下的技术方案:
一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,包括尾气引风机、高效冷凝器组、溶剂储存罐、溶剂送出泵、主线烘干设备;其中,
所述高效冷凝器包括依次连接的翅片换热器、管壳式U型管换热器、螺旋板式换热器;
所述翅片换热器与所述溶剂储存罐连接;
所述螺旋板式换热器与尾气引风机连接。
所述翅片换热器包括第一尾气进口、第一尾气出口、第一冷凝液出口、第一冷却水进口、第一冷却水出口;
所述第一尾气进口与引风机尾气出口连接;
所述第一尾气出口与所述管壳式U型管换热器连接;
所述第一冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
其中较优地,所述第一冷凝液出口位于翅片换热器底部;
所述翅片换热器采用第一冷却水作为冷媒。
管壳式U型管换热器包括第二尾气进口、第二尾气出口、第二冷凝液出口、第二冷却水进口、第二冷却水出口;
所述第二尾气进口与所述第一尾气出口连接;
所述第二尾气出口与所述螺旋板式换热器连接;
所述第二冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
其中较优地,所述第二冷凝液出口位于管壳式U型管换热器底部;
所述管壳式U型管换热器采用第二冷却水作为冷媒。
所述螺旋板式换热器包括第三尾气进口、第三尾气出口、第三冷凝液出口、第三冷却水进口、第三冷却水出口;
所述第三尾气进口与所述第二尾气出口连接;
所述第三尾气出口与所述主线烘干设备连接;
所述第三尾气出口与后端处理设备连接;
所述第三尾气出口位于螺旋板式换热器顶部;
所述第三冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
其中较优地,所述第三冷凝液出口位于螺旋板式换热器底部;
所述螺旋板式换热器采用第三冷却水作为冷媒。
其中较优地,所述第一冷却水温度大于所述第二冷却水温度,
其中较优地,所述第二冷却水温度大于所述第三冷却水温度。
其中较优地,所述第一冷却水温度为32℃,所述第二冷却水温度为7℃;所述第三冷却水温度为2℃。
所述溶剂储存罐包括储存罐冷凝液进口、储存罐冷凝液出口;
所述储存罐冷凝液进口与所述第一冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液进口与所述第二冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液进口与所述第三冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液出口与所述溶剂送出泵连接。
所述溶剂送出泵包括物料液进口、物料液出口;
所述物料液进口与所述储存罐冷凝液出口连接;
所述物料液出口与回收容器连接。
所述主线烘干设备与所述螺旋板式换热器连接,另一端与所述尾气引风机连接。
所述尾气引风机与所述高效冷凝器组连接,另一端与主线烘干设备连接。
与现有技术相比较,本实用新型通过将单级冷凝装置转换成多级冷凝装置,采用不同特性的冷凝器、不同温度的冷媒,使高浓度尾气中的二氯甲烷逐级得到充分冷凝液化,从而实现尾气中二氯甲烷的充分回收,有效提高回收率,避免空气污染。
附图说明
图1为本实用新型所提供的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置的整体结构示意图;
图2为本实用新型实施例中,高效冷凝器组的结构示意图;
图3为本实用新型实施例中,翅片换热器的结构示意图;
图4为本实用新型实施例中,螺旋板式换热器的结构示意图;
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容进行详细具体的说明。
如图1所示,本实用新型公开了一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,用于锂电池隔膜行业尾气中二氯甲烷的回收。该有机溶剂蒸汽冷凝回收装置包括尾气引风机1、高效冷凝器组2、溶剂储存罐3、溶剂送出泵4、主线烘干设备5。其中,尾气引风机1包括引风机尾气入口、引风机尾气出口。引风机尾气入口与主线烘干设备5连接,引风机尾气出口与高效冷凝器组2连接。
如图2至图4所示,高效冷凝器组2分为三级,包括依次连接的第一级翅片换热器21、第二级管壳式U型管换热器22、第三级螺旋板式换热器23。
翅片管换热器是将板片以叠加的方式装在固定压紧板、活动压紧板中间,然后用夹紧螺栓夹紧而成。翅片换热器21设置有第一尾气进口、第一尾气出口、第一冷凝液出口、第一冷却水进口、第一冷却水出口。第一尾气进口与引风机尾气出口连接,第一尾气出口与管壳式U型管换热器22连接。第一冷凝液出口设置在翅片换热器21底部,与溶剂储存罐3连接。第一冷却水进口和第一冷却水出口的设置,使翅片换热器21内有充足的循环冷媒,冷媒为32℃冷却水,从而实现对高浓度、大风量尾气的第一次冷凝回收。
在本实用新型的一个实施例中,因翅片换热器21的换热部件为换热管和翅片,而且翅片环绕设置在换热管外侧。因此,翅片可以极大地增大换热面积。同时,各换热管与翅片交错排布,更有利于尾气与第一冷却水(32℃)进行热量交换,因此,翅片换热器更适合在大风量工况下进行热量交换,将翅片换热器作为高效冷凝器组的第一级换热装置,可满足对高浓度、大风量尾气的首次冷凝回收效果。同时,第一冷却水主要来自风冷的凉水塔,单位能耗低,可大幅降低生产成本。
管壳式换热器又称列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。管壳式U型管换热器22设置有第二尾气进口、第二尾气出口、第二冷凝液出口、第二冷却水进口、第二冷却水出口。第二尾气进口与翅片换热器21上的第一尾气出口连接,第二尾气出口与螺旋板式换热器23连接。第二冷凝液出口设置在管壳式U型管换热器22底部,与溶剂储存罐3连接。第一冷却水进口、第二冷却水出口的设置,可让管壳式U型管换热器22内有充足的循环冷媒,冷媒为7℃冷却水,以实现对高浓度尾气的第二次冷凝回收。
在本实用新型的一个实施例中,高浓度、大风量的尾气在经过第一级的热量交换后,尾气中大量的二氯甲烷被冷凝液化,尾气的浓度、温度、风量都大幅下降。此时,选择常用的管壳式换热器(本实施例选用的U型管式),可利用管壳式换热器内部设置的折流板,增加尾气的流动路径,延长尾气在换热器中的停留时间,有利于温度降低的尾气与第二冷却水(7℃)进一步进行热量交换。因此,采用管壳式U型管换热器作为高效冷凝器组的第二级换热装置,可满足对浓度、温度、风量均下降的尾气进行进一步的冷凝回收,提高尾气的冷凝回收量。
螺旋板式换热器23具有两个通道,通过两张卷板结合定距柱,共同卷制为一个圆筒形的设备,两种介质在两个通道中逆向流动,冷热流体依次通过流道,中间有一隔层板片将流体分开,并通过此板片进行换热。螺旋板式换热器23设置有第三尾气进口、第三尾气出口、第三冷凝液出口、第三冷却水进口、第三冷却水出口。第三尾气进口与管壳式U型管换热器22上的第二尾气出口连接,第三尾气出口设置在螺旋板式换热器23顶端,分别与主线烘干设备5、后端处理设备连接。第三冷凝液出口设置在螺旋板式换热器23底部,与溶剂储存罐3连接。第三冷却水进口、第三冷却水出口的设置,可让螺旋板式换热器23内有充足的循环冷媒,冷媒为2℃冷却水,以实现对高浓度尾气的第三次冷凝回收。
在本实用新型的一个实施例中,经过上述两级冷凝后的尾气,尾气量大幅减少,并且尾气浓度、温度、风量也再次大幅下降,需采用更低温度的冷媒(2℃冷却水)才能更进一步的冷凝出尾气中的二氯甲烷,因此,利用卷板式换热器体积更小、换热效率更高的特点,将其作为高效冷凝器组的第三级换热装置,可实现对低浓度、低温度、低风量的尾气更进一步的冷凝回收。另外,在螺旋板式换热器顶端第三尾气出口位置增加丝网设置,可用于拦截尾气中夹带的液滴,避免液滴被气流带走,从而增加尾气冷凝回收量。
溶剂储存罐3包括储存罐冷凝液进口、储存罐冷凝液出口。储存罐冷凝液进口与第一冷凝液出口、第二冷凝液出口、第三冷凝液出口连接,储存罐冷凝液出口与溶剂送出泵4连接。
溶剂送出泵4包括物料液进口、物料液出口。物料液进口与储存罐冷凝液出口连接,物料液出口与回收容器连接。
主线烘干设备5设置在引风机尾气入口外侧,一端与螺旋板式换热器23顶端的第三尾气出口连接,一端与引风机尾气入口连接。
尾气引风机1、高效冷凝器组2、主线烘干设备5依次连接,形成尾气循环使用通道。尾气引风机1、高效冷凝器组2、溶剂储存罐3、溶剂送出泵4依次连接,形成尾气回收通道。
在本实用新型的一个实施例中,含有高浓度二氯甲烷的高温尾气经过主线烘干设备5,在尾气引风机1的作用下,沿引风机尾气入口、引风机尾气出口、第一尾气进口进入第一级翅片换热器21,与翅片换热器21内第一冷却水(32℃)进行热交换,吸收第一冷却水(32℃)的冷量后,尾气温度降至35℃,冷凝出部分凝液,凝液沿第一冷凝液出口、储存罐冷凝液进口流入溶剂储存罐3。经过第一次降温冷凝,浓度降低的尾气沿第一尾气出口、第二尾气进口进入第二级管壳式U型管换热器22,与管壳式U型管换热器22内第二冷却水(7℃)进行热交换,吸收第二冷却水(7℃)冷量后的尾气,温度降至10℃,再次被冷凝出部分凝液,凝液沿第二冷凝液出口、储存罐冷凝液进口流入溶剂储存罐3。经过两次降温冷凝,浓度继续降低的尾气沿第二尾气出口、第三尾气进口进入第三级螺旋板式换热器23,与螺旋板式换热器23内第三冷却水(2℃)再次进行热交换,吸收第三冷却水(2℃)冷量后,尾气温度降至5℃,再次被冷凝出部分凝液,凝液沿第三冷凝液出口、储存罐冷凝液进口流入溶剂储存罐3。
经过三次冷凝降温的低浓度尾气,从设置在第三级螺旋板式换热器23顶端的第三尾气出口排出,一部分沿管道作为循环气返回主线烘干设备5,与新产生的尾气混合在一起,提高浓度后,继续通过尾气引风机,进入翅片换热器21,再次进行冷凝降温处理;另一部分剩余的低浓度尾气则沿管道进入后端设备进行处理。
经过三次冷凝产生的二氯甲烷凝液,均沿管道流入溶剂储存罐3,当溶剂储存罐3内的冷凝液储存量达到一定液位后,则会从溶剂储存罐3的储存罐冷凝液出口流出,沿管道,经溶剂送出泵4的物料液进口流入溶剂送出泵4,在溶剂送出泵4的作用下,冷凝液从溶剂送出泵4的物料液出口流出,进入回收装置。由此,尾气中的二氯甲烷液化回收过程完成。
在此过程中,第一级翅片换热器21、第二级管壳式U型管换热器22、第三级螺旋板式换热器23中的冷却水温度逐级降低,即,第一冷却水温度(32℃)大于第二冷却水温度(7℃),第二冷却水温度(7℃)大于第三冷却水温度(2℃),这种冷媒温度逐级降低的设置,有利于对冷凝液化后,温度逐级降低的尾气进行更加充分的冷凝液化,从而达到二氯甲烷回收效率最大化的目的。
综上所述,本实用新型提供的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,利用高浓度二氯甲烷在低温下易冷凝的特点,通过将单级冷凝装置转换成多级冷凝装置,并采用不同特性的冷凝器、不同温度的冷媒,使高浓度尾气中的二氯甲烷逐级得到充分冷凝液化,从而实现尾气中二氯甲烷的充分回收,提高回收率,避免空气污染。
上面对本实用新型所提供的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言,在不背离本实用新型实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将构成对本实用新型专利权的侵犯,将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于包括尾气引风机、高效冷凝器组、溶剂储存罐、溶剂送出泵、主线烘干设备;其中,
所述高效冷凝器包括依次连接的翅片换热器、管壳式U型管换热器、螺旋板式换热器;
所述翅片换热器与所述溶剂储存罐连接;
所述螺旋板式换热器与尾气引风机连接。
2.如权利要求1所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述翅片换热器包括第一尾气进口、第一尾气出口、第一冷凝液出口、第一冷却水进口、第一冷却水出口;
所述第一尾气进口与引风机尾气出口连接;
所述第一尾气出口与所述管壳式U型管换热器连接;
所述第一冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
所述第一冷凝液出口位于翅片换热器底部;
所述翅片换热器采用第一冷却水作为冷媒。
3.如权利要求2所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述管壳式U型管换热器包括第二尾气进口、第二尾气出口、第二冷凝液出口、第二冷却水进口、第二冷却水出口;
所述第二尾气进口与所述第一尾气出口连接;
所述第二尾气出口与所述螺旋板式换热器连接;
所述第二冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
所述第二冷凝液出口位于管壳式U型管换热器底部;
所述管壳式U型管换热器采用第二冷却水作为冷媒。
4.如权利要求3所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述螺旋板式换热器包括第三尾气进口、第三尾气出口、第三冷凝液出口、第三冷却水进口、第三冷却水出口;
所述第三尾气进口与所述第二尾气出口连接;
所述第三尾气出口与所述主线烘干设备连接;
所述第三尾气出口与后端处理设备连接;
所述第三尾气出口位于螺旋板式换热器顶部;
所述第三冷凝液出口与所述溶剂储存罐连接;
所述第三冷凝液出口位于螺旋板式换热器底部;
所述螺旋板式换热器采用第三冷却水作为冷媒。
5.如权利要求4所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述第一冷却水温度大于所述第二冷却水温度,
所述第二冷却水温度大于所述第三冷却水温度。
6.如权利要求5所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述第一冷却水温度为32℃,所述第二冷却水温度为7℃;所述第三冷却水温度为2℃。
7.如权利要求5或6所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述溶剂储存罐包括储存罐冷凝液进口、储存罐冷凝液出口;
所述储存罐冷凝液进口与所述第一冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液进口与所述第二冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液进口与所述第三冷凝液出口连接;
所述储存罐冷凝液出口与所述溶剂送出泵连接。
8.如权利要求7所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述溶剂送出泵包括物料液进口、物料液出口;
所述物料液进口与所述储存罐冷凝液出口连接;
所述物料液出口与回收容器连接。
9.如权利要求8所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述主线烘干设备与所述螺旋板式换热器连接,另一端与所述尾气引风机连接。
10.如权利要求8所述的有机溶剂蒸汽冷凝回收装置,其特征在于:
所述尾气引风机与所述高效冷凝器组连接,另一端与主线烘干设备连接。
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