專利名稱：一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置及其回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種苯類(苯、甲苯、二甲苯等)有機(jī)蒸汽的回收裝置和方法，尤其涉及的是一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置及其回收方法。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境是當(dāng)今世界發(fā)展的主題也是我國發(fā)展必須面對的問題。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展的要求，苯類有機(jī)蒸汽回收工作將會受到越來越多的重視。苯類有機(jī)蒸汽的揮發(fā)存在于石化行業(yè)的生產(chǎn)、裝卸、儲存、罐裝等各個環(huán)節(jié)，例如煉廠、焦化廠、苯貯存庫等場所。由于苯系物等烴類在生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售、使用等過程中非常容易揮發(fā)，從而產(chǎn)生十分嚴(yán)重的苯類有機(jī)蒸汽固定排放源，不僅造成資源損失，更構(gòu)成了潛在的火災(zāi)危險，同時有毒苯類有機(jī)蒸汽嚴(yán)重污染了環(huán)境，危害職工的身體健康。據(jù)查，名稱為“甲苯-苯尾氣回收工藝”，申請?zhí)枮?00710185214.0的中國發(fā)明專利申請公開了一種甲苯氧化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺中的甲苯-苯尾氣回收工藝，采用吸收-解析的工藝過程，采用吸收劑吸收的方法回收甲苯和苯，吸收完成后的含甲苯-苯的溶液送至解吸塔進(jìn)行高溫解析。名稱為“氯化苯生產(chǎn)中含苯和氯化氫尾氣的回收機(jī)循環(huán)利用方法”，專利號為 ZL200710051557.8的中發(fā)明專利，采用吸收-解析工藝方法回收氯化苯生產(chǎn)中含的苯和氯化氫尾氣，屬化工生產(chǎn)過程排放物的回收利用領(lǐng)域。目前為止，市場上尚未有成熟的可滿足大型石化廠和焦化廠、苯貯存庫及苯中轉(zhuǎn)庫等存在苯類蒸汽揮發(fā)排放的場所使用的苯類有機(jī)蒸汽回收裝置。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置及其回收方法，利用冷凝和變溫吸附技術(shù)實現(xiàn)苯類有機(jī)蒸汽的連續(xù)冷卻分凝回收。技術(shù)方案本發(fā)明的回收裝置包括換熱器、防爆制冷壓縮機(jī)和第一冷凝器、第一吸附器、第二吸附器、排風(fēng)機(jī)、第二冷凝器、分層槽和貯槽；換熱器、防爆制冷壓縮機(jī)、四通換向閥、膨脹閥和第一冷凝器依次相連，第一吸附器上設(shè)有第一進(jìn)氣閥、第一出氣閥、第一蒸汽進(jìn)閥和第一蒸汽出閥，第二吸附器上設(shè)有第二進(jìn)氣閥、第二出氣閥、第二蒸汽進(jìn)閥和第二蒸汽出閥，換熱器的出口分別與第一進(jìn)氣閥和第二進(jìn)氣閥相連，第一出氣閥和第二出氣閥分別與排風(fēng)機(jī)相連，第一蒸汽出閥和第二吸附器相連，第二蒸汽出閥和第二冷凝器相連，第一吸附器和第二吸附器的底部分別與第二冷凝器相連，第二冷凝器和分層槽相連，分層槽和貯槽相連，貯槽連接回收罐。本發(fā)明的回收方法主要包括以下過程(1)前級制冷至_25°C 利用制冷技術(shù)將裝置進(jìn)口苯類有機(jī)蒸汽分級冷卻至_25°C進(jìn)行冷凝處理，大部分苯類有機(jī)蒸汽冷凝為液態(tài)直接回收至分層槽；(2)回?zé)峤粨Q過程前級冷卻分凝處理后的低溫低濃度苯類有機(jī)蒸氣和裝置入口的高濃度苯類有機(jī)蒸氣進(jìn)行充分的熱量交換，換熱后至近常溫狀態(tài)；(3)變溫吸附過程將近常溫的苯類有機(jī)氣體輸入到裝有活性炭纖維的吸附器中進(jìn)行吸附處理，吸附處理完成后，對吸附器中通入干蒸汽進(jìn)行解析處理；(4)冷卻干燥過程解析處理完成后，對吸附器通入氮氣進(jìn)行冷卻干燥，冷卻干燥結(jié)束后進(jìn)入下一個吸附循環(huán)；(5)自動融霜過程利用系統(tǒng)自動融霜裝置自動回收換熱器上的霜狀苯系物，可以實現(xiàn)苯類有機(jī)蒸汽回收裝置的連續(xù)工作。本發(fā)明的主要工作原理是本發(fā)明中，制冷系統(tǒng)工作時由防爆制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器被冷凝成高壓過冷液體，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓變成低溫低壓的汽液兩相混和物進(jìn)入換熱器，制冷劑在換熱器內(nèi)蒸發(fā)并吸收通過換熱器中的苯類有機(jī)蒸汽的熱量，使流經(jīng)換熱器的苯類有機(jī)蒸汽得以降溫液化，部分以霜的形式出現(xiàn)，利用本裝置的自動化霜功能實現(xiàn)回收， 同時制冷劑充分汽化后再被防爆制冷壓縮機(jī)吸入壓縮室進(jìn)入下一輪循環(huán)。整機(jī)通過以上過程不斷循環(huán)，從而達(dá)到苯類有機(jī)蒸汽連續(xù)降溫至_25°C的目的?；?zé)峤粨Q工藝經(jīng)過前級制冷處理后的低溫低濃度苯系物蒸氣進(jìn)入換熱器(回?zé)峤粨Q器和換熱器為一體化設(shè)計，統(tǒng)稱換熱器)和裝置入口的常溫高濃度的苯系物蒸氣進(jìn)行逆向回?zé)峤粨Q，低溫低濃度苯系物蒸氣吸收來自常溫高濃度的苯系物蒸氣的熱量溫度升高至近常溫狀態(tài)。變溫吸附工藝是利用吸附劑對吸附質(zhì)的選擇性，即苯類有機(jī)蒸汽和空氣混合氣中各組分與活性炭纖維之間結(jié)合力強(qiáng)弱的差別，使難吸附的空氣組分與易吸附的苯類有機(jī)蒸汽組分分離；同時利用分子活性隨溫度升高而增強(qiáng)的特性，當(dāng)吸附劑工作達(dá)到設(shè)定時間后通入干蒸汽使吸附劑獲得再生。冷卻干燥工藝是在解析處理完成后，對吸附器通入氮氣進(jìn)行冷卻干燥，冷卻干燥結(jié)束后進(jìn)入下一個吸附循環(huán)。系統(tǒng)自動融霜部分是利用對制冷系統(tǒng)的特定設(shè)計，利用四通閥切換，由壓縮機(jī)壓縮的高溫、高壓氣體通過四通閥排入換熱器，換熱器表面霜狀苯系物吸熱融化，達(dá)到融霜目的。有益效果本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(1)環(huán)保本發(fā)明的兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置，尾氣可以完全達(dá)標(biāo)排放，并且機(jī)組在運行中無任何二次污染；(2)經(jīng)濟(jì)效益顯著回收的苯系物可以直接回收利用，經(jīng)濟(jì)效益可觀；(3)節(jié)能裝置結(jié)合了“冷凝+吸附”兩種工藝自身的優(yōu)點，同時充分利用裝置本身的冷量進(jìn)行回?zé)峤粨Q，使得換熱器排出的氣體為近常溫的低濃度氣體，整機(jī)節(jié)能性顯著；(4)連續(xù)工作該發(fā)明利用自動融霜裝置自動回收換熱器上的霜狀苯系物，可以實現(xiàn)苯類有機(jī)蒸汽回收裝置的連續(xù)工作；(5)可靠性高所有電氣元件均為防爆型，整套裝置與排放尾氣都符合防火防爆安全標(biāo)準(zhǔn)；
(6)方便維護(hù)操作設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，機(jī)組接通后即可按照預(yù)先設(shè)定全自動運行，無需專人監(jiān)管。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。本實施例中，如圖1所示，該裝置包括換熱器1、防爆制冷壓縮機(jī)2和第一冷凝器 3、第一吸附器4、第二吸附器5、排風(fēng)機(jī)6、第二冷凝器7、分層槽8、貯槽9、膨脹閥18和四通換向閥19 ；換熱器1、防爆制冷壓縮機(jī)2、四通換向閥19、膨脹閥18和第一冷凝器3依次相連，第一吸附器4上設(shè)有第一進(jìn)氣閥10、第一出氣閥11、第一蒸汽進(jìn)閥12和第一蒸汽出閥 13，第二吸附器5上設(shè)有第二進(jìn)氣閥14、第二出氣閥15、第二蒸汽進(jìn)閥16和第二蒸汽出閥 17，換熱器1的出口分別與第一進(jìn)氣閥10和第二進(jìn)氣閥14相連，第一出氣閥11和第二出氣閥15分別與排風(fēng)機(jī)6相連，第一蒸汽出閥13和第二吸附器5相連，第二蒸汽出閥17和第二冷凝器7相連，第一吸附器4和第二吸附器5的底部分別與第二冷凝器7相連，第二冷凝器7和分層槽8相連，分層槽8和貯槽9相連，貯槽9連接回收罐。本實施例的回收方法包括以下步驟(1)首先利用制冷技術(shù)將進(jìn)入裝置的苯類有機(jī)蒸汽分級冷卻至_25°C進(jìn)行冷凝處理，大部分苯類有機(jī)蒸汽冷凝為液態(tài)直接回收至分層槽8 ；(2)前級冷卻分凝處理后的低溫低濃度苯類有機(jī)蒸氣和裝置入口的高濃度苯類有機(jī)蒸氣進(jìn)行充分的熱量交換，換熱后至近常溫狀態(tài)；(3)將近常溫的苯類有機(jī)氣體輸入到吸附器中進(jìn)行吸附處理，吸附后干凈氣體可直接達(dá)標(biāo)排放；(4)吸附處理完成后，對吸附器中通入蒸汽進(jìn)行解析處理；(5)含有苯類有機(jī)氣體和蒸汽的混合氣體冷凝后對苯系物和水進(jìn)行重力差靜止分層，取出苯液；(6)解析處理完成后，采用氮氣對吸附器進(jìn)行冷卻干燥，冷卻干燥結(jié)束后進(jìn)入下一個吸附循環(huán)；(7)利用系統(tǒng)自動融霜裝置自動回收換熱器1上的霜狀苯系物，可以實現(xiàn)苯類有機(jī)蒸汽回收裝置的連續(xù)工作。本發(fā)明的回收裝置在工作過程中，防爆制冷壓縮機(jī)2排出的高溫高壓制冷劑氣體首先進(jìn)入第一冷凝器3被冷凝成高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)膨脹閥18節(jié)流降壓變成低溫低壓的汽液兩相混和物進(jìn)入換熱器1，換熱器1內(nèi)有制冷劑，例如R-404A，制冷劑在換熱器1內(nèi)蒸發(fā)并吸收通過換熱器1中的苯類有機(jī)蒸汽的熱量，使流經(jīng)換熱器1的苯類有機(jī)蒸汽得以降溫液化，部分以霜的形式出現(xiàn)；降溫液化的苯類有機(jī)液體直接流至分層槽8，降溫后的低溫低濃度苯系物蒸氣進(jìn)入換熱器1(回?zé)峤粨Q器和換熱器為一體化設(shè)計，統(tǒng)稱換熱器1)和裝置入口的常溫高濃度的苯系物蒸氣進(jìn)行逆向回?zé)峤粨Q，低溫低濃度苯系物蒸氣吸收來自常溫高濃度的苯系物蒸氣的熱量溫度升高至近常溫狀態(tài)，近常溫苯系物蒸汽經(jīng)過第一進(jìn)氣閥10進(jìn)入第一吸附器4進(jìn)行吸附處理，苯系物蒸汽吸附在活性炭纖維表面，達(dá)標(biāo)空氣透出后經(jīng)過第一出氣閥11、排風(fēng)機(jī)6直接排放。第一吸附器4工作達(dá)到預(yù)設(shè)定的吸附時間后，第一進(jìn)氣閥10、第一出氣閥11關(guān)閉，同時第二進(jìn)氣閥14、第二出氣閥15、第一蒸汽進(jìn)閥12、第一蒸汽出閥13打開(此時，苯系物蒸汽經(jīng)過第二進(jìn)氣閥14進(jìn)入第二吸附器 5進(jìn)行吸附處理，苯系物蒸汽吸附在第二吸附器5內(nèi)裝填的活性炭纖維表面，達(dá)標(biāo)空氣透出后經(jīng)過第二出氣閥15、排風(fēng)機(jī)6直接排放。)，高溫干蒸汽經(jīng)過第一蒸汽閥12進(jìn)入第一吸附器4，在吸附器4中富集苯系物蒸汽吸收干蒸汽的熱量溫度升高，部分干蒸汽和苯系物蒸汽以液態(tài)形式出現(xiàn)，液態(tài)含水混合物直接排至分層槽8，另一部分氣態(tài)含水混合物經(jīng)過第一蒸汽出閥13進(jìn)入第二冷凝器7，在第二冷凝器中和冷卻水進(jìn)行熱量交換，冷卻水吸收來自苯系物蒸汽混合物的熱量使得苯系物蒸汽混合物溫度降低進(jìn)而液化，液化后的混合液體直接排至分層槽8。通入干蒸汽達(dá)到設(shè)定時間后，關(guān)閉第一蒸汽進(jìn)閥12，往第一吸附器4通入常溫氮氣，使得第一吸附器4中的活性炭纖維溫度降低，以恢復(fù)活性炭纖維的優(yōu)良吸附性能， 冷卻干燥結(jié)束后斷開氮氣，關(guān)閉第一蒸汽出閥13、第二進(jìn)氣閥14、第二出氣閥15，同時打開第一進(jìn)氣閥10、第一出氣閥11、第二蒸氣進(jìn)閥16、第二蒸汽出閥17進(jìn)入下一個吸附-解析循環(huán)；苯類有機(jī)混合液體在分層槽8中利用苯水的重力差異自動實現(xiàn)靜置分層，分層槽8上部的苯類混合液體直接排至貯槽9，水經(jīng)分層槽下部直接排至污水處理池，苯類混合液體在貯槽9中達(dá)到一定液位后，經(jīng)輸苯泵自動排至用戶指定回收罐。
權(quán)利要求
1.一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置，其特征在于，包括換熱器(1)、防爆制冷壓縮機(jī) (2)和第一冷凝器(3)、第一吸附器G)、第二吸附器(5)、排風(fēng)機(jī)(6)、第二冷凝器(7)、分層槽⑶、貯槽(9)、膨脹閥(18)和四通換向閥(19)；換熱器(1)、防爆制冷壓縮機(jī)O)、四通換向閥(19)、膨脹閥(18)和第一冷凝器C3)依次相連，第一吸附器(4)上設(shè)有第一進(jìn)氣閥(10)、第一出氣閥(11)、第一蒸汽進(jìn)閥(12)和第一蒸汽出閥(13)，第二吸附器(5)上設(shè)有第二進(jìn)氣閥(14)、第二出氣閥(15)、第二蒸汽進(jìn)閥(16)和第二蒸汽出閥(17)，換熱器 (1)的出口分別與第一進(jìn)氣閥(10)和第二進(jìn)氣閥(14)相連，第一出氣閥(11)和第二出氣閥(1 分別與排風(fēng)機(jī)(6)相連，第一蒸汽出閥(1 和第二吸附器( 相連，第二蒸汽出閥 (17)和第二冷凝器(7)相連，第一吸附器(4)和第二吸附器(5)的底部分別與第二冷凝器 (7)相連，第二冷凝器(7)和分層槽⑶相連，分層槽⑶和貯槽(9)相連。
2.一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收方法，其特征在于包括以下過程(1)前級制冷至_25°C利用制冷技術(shù)將裝置入口苯類有機(jī)蒸汽分級冷卻至_25°C進(jìn)行冷凝處理，大部分苯類有機(jī)蒸汽冷凝為液態(tài)直接回收至分層槽(8)；(2)回?zé)峤粨Q過程前級冷卻分凝處理后的低溫低濃度苯類有機(jī)蒸氣和裝置入口的高濃度苯類有機(jī)蒸氣進(jìn)行充分的熱量交換，換熱后至近常溫狀態(tài)；(3)變溫吸附過程將近常溫的苯類有機(jī)氣體輸入到吸附器中進(jìn)行吸附處理，吸附處理完成后，對吸附器中通入干蒸汽進(jìn)行解析處理；(4)冷卻干燥過程解析處理完成后，對吸附器通入氮氣進(jìn)行冷卻干燥，冷卻干燥結(jié)束后進(jìn)入下一個吸附循環(huán)；(5)自動融霜過程利用系統(tǒng)自動融霜裝置自動回收換熱器(1)上的霜狀苯系物，可以實現(xiàn)苯類有機(jī)蒸汽回收裝置的連續(xù)工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兩級苯類有機(jī)蒸汽回收裝置及其回收方法，該方法首先將苯類有機(jī)蒸汽進(jìn)行冷凝處理，冷卻分凝后的低濃度苯類有機(jī)氣體進(jìn)行熱量回收后接近常溫；將常溫的苯類有機(jī)氣體輸入到吸附器中進(jìn)行吸附處理；吸附處理完成后，對吸附器中輸入蒸汽進(jìn)行解析處理；含有苯類有機(jī)氣體和蒸汽的混合氣體冷凝后對苯系物和水進(jìn)行重力差靜止分層，取出苯液。本發(fā)明的裝置工作可靠、維護(hù)方便，通過本發(fā)明的裝置和方法對苯類有機(jī)蒸汽進(jìn)行回收，具有操作簡單、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，保證苯系物排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號B01D53/04GK102407026SQ201110330869
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者孫罡, 張 林, 張貴德, 朱志平, 繆志華, 雷學(xué)云 申請人:南京都樂制冷設(shè)備有限公司