[發(fā)明專利]一種VOCs尾氣回用系統(tǒng)及聚乙烯纖維生產(chǎn)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811612345.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111375272A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永富;黃興良;趙鵬;申志沖;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京同益中新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/02
• 分類號(hào): B01D53/02;B01D53/26;D01F13/04
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11303
• 代理人: 馬麗蓮

本發(fā)明公開(kāi)了一種VOCs尾氣回用系統(tǒng)，包括干燥設(shè)備、氣體回收設(shè)備，所述干燥設(shè)備為聚乙烯纖維生產(chǎn)中設(shè)置在萃取裝置后的設(shè)備；所述干燥設(shè)備的出風(fēng)端通過(guò)氣體回收進(jìn)風(fēng)管道與氣體回收設(shè)備連通；所述氣體回收設(shè)備通過(guò)回風(fēng)管道連接至干燥設(shè)備的進(jìn)風(fēng)端；所述氣體回收設(shè)備出口端的回風(fēng)管道上設(shè)置有尾氣回用三通閥，所述尾氣回用三通閥的第三個(gè)端口連接有排空管道。本發(fā)明還公開(kāi)了一種含有上述尾氣回用系統(tǒng)的聚乙烯纖維生產(chǎn)設(shè)備。本發(fā)明將氣體回收設(shè)備的尾氣引入到車間干燥設(shè)備循環(huán)利用，可大大降低VOCs排放、提高對(duì)萃取劑的回收效率、降低干燥蒸汽的用量、同時(shí)可提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，適于推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚乙烯纖維生產(chǎn)及廢氣處理領(lǐng)域，特別是涉及一種VOCs尾氣回用系統(tǒng)及聚乙烯纖維生產(chǎn)設(shè)備。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)對(duì)環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)也愈發(fā)嚴(yán)格。碳?xì)浠衔锸蔷垡蚁├w維的一種生產(chǎn)原料，其屬于一種非甲烷總烴類物質(zhì)，國(guó)家對(duì)該物質(zhì)有嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前的排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m³。而目前在聚乙烯纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，針對(duì)該溶劑的回收設(shè)備，還無(wú)法達(dá)到該排放標(biāo)準(zhǔn)。

在化工、印染、醫(yī)藥等行業(yè)，有機(jī)溶劑使用非常廣泛，并且絕大多數(shù)為中間溶劑，最終多以VOCs氣體排放，給環(huán)境造成污染，近些年隨著VOCs回收裝置的發(fā)展，通過(guò)炭纖維氈、碳顆粒等多種吸附材料實(shí)現(xiàn)對(duì)溶劑的回收再利用或集中處置，但隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格以及吸附材料本身吸附率的限制，如何對(duì)回收設(shè)備的排放尾氣進(jìn)行再處理，增加回收設(shè)備的吸附效率，進(jìn)一步降低VOCs氣體排放變得越來(lái)越重要。

超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)通常采用的是凍膠紡技術(shù)，它是將聚乙烯與合適的溶劑配制成紡絲熔體，再將紡絲熔體經(jīng)紡絲制得凍膠絲，然后采用萃取工藝將溶劑去除，經(jīng)干燥設(shè)備去原絲殘留的萃取劑，再經(jīng)加熱、牽伸后制得高模高強(qiáng)的超高分子量聚乙烯纖維。其中，干燥設(shè)備將萃取劑(即碳?xì)浠衔?氣化后進(jìn)入氣體回收設(shè)備進(jìn)行回收再利用。氣體回收設(shè)備采用的是碳纖維吸附的方式，該設(shè)備分為三個(gè)箱體，每個(gè)箱體輪流進(jìn)行吸附(將車間尾氣經(jīng)過(guò)碳芯，將萃取劑氣體吸附到碳纖維上，吸附后的空氣直接排到大氣中)、解吸(利用蒸汽對(duì)碳芯進(jìn)行脫附，將萃取劑從碳芯內(nèi)蒸出)、干燥(將碳芯內(nèi)的水分吹干，并降溫再生重新具備吸附能力)的流程，從而達(dá)到回收萃取劑的目的。由于碳纖維對(duì)碳?xì)浠衔锏奈叫什荒苓_(dá)到100％，而且隨著碳纖維的老化，吸附效率會(huì)逐漸下降。車間尾氣經(jīng)新的碳纖維吸附后排放濃度為150mg/m³，隨著碳纖維的老化，尾氣排放濃度可達(dá)到3500mg/m³，遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且無(wú)形中增加了纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)是目前解決超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)過(guò)程中VOCs排放問(wèn)題的主要設(shè)備。其工作原理為：VOCs廢氣通過(guò)疏水性沸石濃縮轉(zhuǎn)輪后，能有效被吸附于沸石中，達(dá)到去除的目的。經(jīng)過(guò)沸石吸附的揮發(fā)性有機(jī)物的潔凈氣體，直接通過(guò)煙囪排放到大氣中，轉(zhuǎn)輪持續(xù)以每小時(shí)1-6轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將吸附的揮發(fā)性有機(jī)物傳送至脫附區(qū)，轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)、冷卻區(qū)、脫附區(qū)的比值為10:1:1。在脫附區(qū)中利用一小股加熱氣體將揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行脫附，脫附后的沸石轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，持續(xù)吸附揮發(fā)性有機(jī)氣體。脫附后的濃縮有機(jī)廢氣送至燃燒爐進(jìn)行燃燒轉(zhuǎn)化成二氧化碳及水蒸氣排放至大氣中。其主要工藝包括：

1、吸附濃縮：處理大風(fēng)量含濃度低于800ppm、40℃溫度以下的VOCs氣體，通過(guò)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的沸石被吸附，以系統(tǒng)抽氣變頻風(fēng)機(jī)將干凈尾氣排入大氣。吸附器為立式轉(zhuǎn)輪(CTR)可提供大量的氣體接觸沸石表面積，轉(zhuǎn)輪持續(xù)以每小1～6轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。提供90％以上的VOCs去除率。

2、脫附：轉(zhuǎn)輪內(nèi)VOCs被濃縮成飽和沸石區(qū)、再利用熱交換器提供的熱流(約200℃)來(lái)進(jìn)行脫附，脫附完成后旋轉(zhuǎn)至冷卻區(qū)，以常溫空氣吹噓冷卻至常溫、再旋轉(zhuǎn)至吸附濃縮區(qū)。脫附前氣體溫度為200℃，脫附后的氣體溫度為63℃。