[發明專利]一種水溶性有機廢氣回收系統及其工藝

在審

• 申請號: 202110311947.4
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112691510A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 沙小同;鄢永兵;王寶成;張付卿;郭駿;婁井杰
• 申請（專利權）人: 天津市博昱科技服務有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;B01D53/00
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 鄭曉晨

1.一種水溶性有機廢氣回收系統，其特征在于：包括廢氣管線、冷凝機組、復疊式吸收塔和安全維護系統，所述廢氣管線、冷凝機組、復疊式吸收塔依次連通，所述冷凝機組包括串聯設置的一級預冷箱和二級冷凝箱，所述安全維護系統包括進氣安全系統、出氣安全系統、備用循環管線、蒸汽伴熱管線、旁通管線和氮氣管線，所述進氣安全系統包括變頻防爆離心泵、第一阻火器、第一在線監測口、第一取樣口和分液罐，所述變頻防爆離心泵安裝于廢氣管線進氣閥輸入端，所述第一阻火器安裝于進氣閥輸出端，所述第一阻火器和第一球閥之間設置有第一在線監測口和第一取樣口，所述分液罐輸入端與廢氣管線相連通，該分液罐輸出端與回收總管線相連通，該分液罐前后分別設置有第十五球閥和第十六球閥；所述出氣安全系統包括第二阻火器、第二在線監測口和第二取樣口，所述第二阻火器安裝于排氣筒輸入端，該第二阻火器與排氣筒之間依次安裝有第二在線監測口和第二取樣口；所述備用循環管線并聯安裝于復疊式吸收塔的第三循環管線上，該備用循環管線上安裝有第十球閥、離心泵B和第十一球閥，所述蒸汽伴熱管線上設置有第十二球閥，該蒸汽伴熱管線通過第一蒸汽分支管線與復疊式吸收塔底部盤管相連通，所述第一蒸汽分支管線上安裝有第十三球閥，所述蒸汽伴熱管線通過第二蒸汽分支管線與一級噴淋口上方盤管相連通，所述第二蒸汽分支管線上安裝有第十四球閥，所述旁通管線輸入端位于第一阻火器輸出端，該旁通管線輸出端位于第二阻火器輸入端，所述氮氣管線通過氮氣進口閥將氮氣接入廢氣管線。

2.根據權利要求1所述的水溶性有機廢氣回收系統，其特征在于：還包括新鮮水補給管線、循環管線和回收管線，廢氣管線通過進氣閥和第一球閥與冷凝機組相連，所述二級冷凝箱經過第二球閥與噴射器相連，所述噴射器噴射口與復疊式吸收塔底部相連，所述復疊式吸收塔中部設置有一級噴淋口，該復疊式吸收塔頂部設置有二級噴淋口，該復疊式吸收塔頂部出口通過第三球閥與排氣筒相連，所述新鮮水補給管線上設置有水補給閥，該新鮮水補給管線通過二級噴淋口進入復疊式吸收塔；

所述循環管線包括第一循環管線、第二循環管線和第三循環管線，所述第一循環管線輸出端與二級噴淋口下方相連通，該第一循環管線輸入端與二級噴淋口相連通，該第一循環管線上安裝有第四球閥、二級循環泵和第五球閥；所述第二循環管線輸出端與一級噴淋口下方相連通，該第二循環管線輸入端與一級噴淋口相連通，該第二循環管線上安裝有第六球閥、一級循環泵和第七球閥；所述第三循環管線輸出端與復疊式吸收塔底部相連通，該第三循環管線輸入端與噴射器相連通，該第三循環管線上安裝有第八球閥與離心泵A和第九球閥；

所述回收管線包括回收總管線和若干回收分管線，復疊式吸收塔回收分管線的輸出端、冷凝機組回收分管線的輸出端均與回收總管線相連通，所述復疊式吸收塔回收分管線上安裝有第二十二球閥，所述冷凝機組回收分管線上安裝有第二十五球閥、回收罐和第十七球閥，所述回收管線上安裝有第二十一球閥和回收泵。

3.根據權利要求2所述的水溶性有機廢氣回收系統，其特征在于：所述變頻防爆離心泵根據進氣壓力的大小通過壓力傳感器來實現變頻控制，進氣壓力不低于-500Pa；所述一級預冷箱為制冷劑制冷，所述二級冷凝箱為變頻制冷壓縮機制冷；所述回收罐直徑為0.5m~2m，高度為1m~10m；所述一級噴淋口和二級噴淋口的噴淋流量為1~600t/h，噴淋密度為0.2~60m³/m²?h；所述復疊式吸收塔塔身高度為3m~10m，直徑為0.5m~3m，存儲高度為0.5m~4m，存儲直徑為1m~5m，塔設計溫度為-25℃~30℃；高溫蒸汽溫度設置在120℃~150℃。

4.一種水溶性有機廢氣回收工藝，包括以下步驟：

（1）廢氣進氣的安全控制：甲醇-空氣混合氣通過變頻防爆離心泵、第一阻火器和分液罐后進入冷凝機組，同時打開第一在線監測口監測進氣濃度，設置第一取樣口校驗廢氣濃度，所述變頻防爆離心泵根據進氣壓力的大小通過壓力傳感器來實現變頻控制，進氣壓力不低于-500Pa，阻火器起到阻燃的作用，分液罐將廢氣管線內產生的液體分離后回收，對工藝的初始階段進行安全控制；

（2）冷凝處理：廢氣在冷凝機組內先經過一級預冷箱進行初步冷凝，可以去除大量水氣，再經過二級冷凝箱進行深度冷凝，冷凝出的高濃度溶液輸入回收罐，未冷凝的廢氣再通過第二球閥進入復疊式吸收塔底部；

（3）多級吸收過程及排放的安全控制：廢氣首先順流經過“文丘里”原理的噴射器進行首次吸收處理，吸收液和未吸收的廢氣均進入復疊式吸收塔底部，然后廢氣從復疊式吸收塔底部通向頂部，逆流經過一級噴淋口和二級噴淋口，并通過第二阻火器，第二在線監測口和第二取樣口對氣體進行阻燃檢測和校驗，合格的氣體進入排氣筒達標排放，不合格的氣體被輸回廢氣管線，并加大各噴淋口的噴淋量或者打開回收泵，將復疊式吸收塔內的高濃度吸收液導回，實現廢氣達標；其中二級噴淋口由新鮮水補給管線的水補給閥提供新鮮水，吸收了廢氣的吸收液進入復疊式吸收塔底部，通過第二循環管線泵至一級噴淋口，通過第三循環管線泵至噴射器，實現再次吸收作業，備用循環管線并聯安裝于第三循環管線上，避免造成堵塞事故，復疊式吸收塔內吸收液液位合適時，關閉水補給閥，打開二級循環泵，此時復疊式吸收塔內的吸收液通過第一循環管線用于二級噴淋口的吸收作業，降低了生產成本；復疊式吸收塔內設置有溫度傳感器，設定溫度閾值，當溫度到達閾值的最低限度時，開啟蒸汽伴熱管線，蒸汽分別經過第一蒸汽分支管線和第二蒸汽分支管線進入復疊式吸收塔底部盤管和一級噴淋口上部盤管，氣溫較低時，避免復疊式吸收塔內吸收液在間歇性操作時結冰，造成安全事故；

（4）整體安全控制；氮氣管線可以將氮氣接入廢氣管線，進入整個系統，方便系統調試、管線清掃及日常維護；旁通管線作為回收系統內出現突然故障時的緊急排放管線，保證系統安全。