[發明專利]一種節能降耗的雙氧水生產工藝及其裝置和系統

在審

• 申請號: 201910345756.2
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109928366A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 卿光宗;覃立波;付立華;王鄢建
• 申請（專利權）人: 北京凱迪森科技有限公司
• 主分類號: C01B15/01
• 分類號: C01B15/01
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 劉青霞

本發明公開了一種節能降耗的雙氧水生產工藝及其裝置和系統，包括如下步驟：在雙氧水生產過程中通過使用壓縮空氣進行氧化反應生產雙氧水，并排放出氧化尾氣；將雙氧水氧化反應后氧化尾氣系統中剩余的能量通過渦輪膨脹壓縮機進行能量利用，渦輪膨脹壓縮機包括通過機械軸連接的膨脹端和壓縮端，膨脹端將氧化尾氣減壓膨脹釋放的能量通過機械軸傳遞給壓縮端，壓縮端利用傳遞過來的能量將壓縮空氣進一步壓縮，以減少外部能量輸入，降低能量消耗，通過本工藝技術減少原有裝置的不合理性使生產更節能，更低消耗。本發明將渦輪膨脹壓縮機和空氣壓縮機在生產工藝中有機結合使每噸雙氧水生產空氣壓縮部分消耗電能降至60～85KWh，具有非常實用的經濟價值。

技術領域

本發明涉及雙氧水生產及尾氣處理領域，特別是涉及一種節能降耗的雙氧水生產工藝及其裝置和系統。

背景技術

目前雙氧水生產工藝空氣系統流程如下，采用空壓機將大氣壓縮至壓力0.45-0.7MPa(表壓，以下壓力除注明意外均代表表壓)，再降至室溫并分離出水，過濾后送至氧化反應器反應后，排出壓力為0.15-0.25MPa的氧化尾氣(其中含水和工作液溶劑組分等)，氧化尾氣經循環水冷卻分離液體后與膨脹機膨脹端出口的空氣換熱后進入膨脹機膨脹端膨脹減壓減溫后分離液體經換熱去膨脹機壓氣端壓縮后再經氣液分離后如活性炭纖維機組吸附工作液溶劑組分達標后放空。該技術中空壓機消耗電能較大，氧化尾氣富余壓力對炭纖維系統不利，膨脹機壓氣端為了平衡不得不被動將原有低壓氧化尾氣再壓縮升溫(0.08-0.12MPa,溫度大于50℃)，進而降低尾氣吸附系統使用效果(尾氣吸附劑吸附壓力一般不大于5KPa，溫度20-30℃最佳), 整體系統能量過剩，每噸雙氧水(27.5％)生產空氣壓縮部分消耗電能約 125KWh。

現有技術中，有技術人員使用膨脹機膨脹端冷卻尾氣后，壓縮端再將冷卻尾氣壓縮以平衡能量，致使進后段碳纖維尾氣吸附裝置的超溫超壓，需要設置減壓減溫相關設備，投資大，能耗高，效果不明顯，同樣溫度高導致碳纖維吸附效果差，裝置芳烴消耗高。而且現有雙氧水裝置工藝壓縮機一般采用三級壓縮，其壓力可至1.2MPa，使用壓力僅為0.45～0.5MPa，大量設計富余，同時需配用三級冷卻器，冷卻水消耗大，能量利用效率低，能耗較高。

相關專利中采用渦輪膨脹發電技術，相對發電機投資較高，投資在本技術的數倍以上，且輸出電能受工藝操作影響極不穩定，無法直接利用，輸入電網較繁瑣，且回收效率相對較低；在現有裝置的應用效果均不夠理想。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能源利用率高、整個系統有機結合，系統運行平穩、能耗低、裝置建設固定資產投資少和大幅度降低運行能源和物料消耗的節能降耗且操作簡單的雙氧水生產工藝及其裝置和系統。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種節能降耗的雙氧水生產工藝，包括如下步驟：在雙氧水生產過程中通過使用壓縮空氣進行氧化反應生產雙氧水，并排放出氧化尾氣；將雙氧水氧化反應后氧化尾氣系統中剩余的能量通過渦輪膨脹壓縮機進行能量利用，所述渦輪膨脹壓縮機包括通過機械軸連接的膨脹端和壓縮端，所述膨脹端將氧化尾氣減壓膨脹釋放的能量通過機械軸傳遞給壓縮端，所述壓縮端利用傳遞過來的能量將空氣系統中的壓縮空氣進一步壓縮作為氧化反應用的壓縮空氣，從而將雙氧水氧化反應后氧化尾氣系統中剩余的能量通過回收再輸入至工藝空氣系統內進行再利用。

具體地，包括如下步驟：

1)通過空氣壓縮機抽取大氣中的空氣，對空氣壓縮，輸出壓縮空氣；

2)將所述壓縮空氣輸入渦輪膨脹壓縮機的壓縮端，所述壓縮端將壓縮空氣進一步壓縮，輸出較高壓力的壓縮空氣；

3)將較高壓力的壓縮空氣輸入氧化反應器，在氧化反應器中進行雙氧水氧化反應，并從氧化反應器中排出氧化尾氣；