[發明專利]節能型氮氣凈化工藝及裝置

在審

• 申請號: 202210901287.X
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115140713A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李旭東;邱增明;臧紅輝;錄翰武;舒文兵;裴書偉;郭軍強
• 申請（專利權）人: 重慶萬凱新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04;F23G7/07;F23G7/06;F23J15/06
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 伍琴琴

本發明涉及瓶級聚酯切片生產氮氣凈化技術領域，具體為節能型氮氣凈化工藝及裝置；包括噴淋處理階段、催化燃燒階段；將經過噴淋處理后的氮氣與噴淋處理前的氮氣經過換熱器換熱處理后進行催化燃燒；噴淋處理階段采用噴淋塔進行處理，催化燃燒階段在催化燃燒器中進行。本發明的節能型氮氣凈化工藝及裝置，可以有效的降低氮氣中的乙醛含量，并且實現了高效凈化、節能降耗、降低生產成本的目的。

技術領域

本發明涉及瓶級聚酯切片生產氮氣凈化技術領域，具體為節能型氮氣凈化工藝及裝置。

背景技術

瓶級聚酯切片主要用于飲料的包裝瓶，乙醛會影響瓶裝飲料的口味和質量，使飲料變質，可口可樂、百事可樂公司及GB17931-2003中對瓶級聚酯切片中的乙醛含量都有相應的規定，所以控制好瓶級聚酯切片生產中的乙醛含量非常重要。目前市場上要求瓶級切片的乙醛含量必須要在1.0ppm以下，因為在使用的過程中樹脂中的乙醛會滲析到被包裝的這些飲料或食品中，或改變飲料、食品的口感，或與之作用，使飲料、食品變質，因此要求瓶級聚酯切片的中乙醛含量要盡可能的低，達到并優于國家標準。

現有的生產聚酯切片時降低乙醛的方法是：利用作為保護氣體的氮氣將生產過程中產生的乙醛、乙二醇、水等小分子副產物帶出，然后再通過氮氣凈化系統去除這些小分子副產物，得到純凈的氮氣后再循環利用；常規的氮氣凈化系統通常是采用催化燃燒加干燥的方式，例如公開號為CN111282306A專利文件就公開了一種氮氣凈化裝置，其先將氮氣通入到催化反應器中燃燒，再經過冷卻器降溫冷卻，最后通過吸附塔吸附剩余的雜質。但是，在實際的使用中，發明人發現要使乙醛的含量降至1ppm以下，就必須在催化反應時對氮氣進行充分的燃燒，然而催化燃燒的能耗大，且催化燃燒所使用的鉑催化劑價格昂貴，因此僅在氮氣凈化這個環節其生產成本就很大了；為了在不影響氮氣凈化效果的前提下，實現節能降耗、降低生產成本，一般是直接采用降低催化燃燒功率的方式(即將大功率的催化燃燒器換為功率較低的型號)，但是此種方式又會使得催化燃燒的效率降低，去除氮氣中乙醛的時間變長，進而導致整個生產效率降低，因此也不是一種經濟的方式。

發明內容

針對上述問題，發明人經過研究，并綜合考慮了生產成本和生產效率，采取了一種全新的節能型氮氣凈化工藝及裝置，其在保證降低乙醛含量的情況下，達到了高效凈化、節能降耗、降低生產成本的目的。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

節能型氮氣凈化工藝，包括噴淋處理階段、催化燃燒階段；將經過噴淋處理后的氮氣與噴淋處理前的氮氣經過換熱器換熱處理后進行催化燃燒。

發明人在實際的使用過程中發現，使用催化燃燒加噴淋的方式凈化氮氣，相比于傳統的催化燃燒加干燥的凈化方式而言，由于采用噴淋處理去除了氮氣中的部分小分子副產物，因此其催化燃燒只需要使用小功率型號，即由原來的355Kw降低到120Kw,這在很大程度上達到了節能降耗的目的，并且最終產品中乙醛的含量可降低到國家要求的1ppm以下，甚至達到更優,其氮氣凈化的效果和效率更高；但是，由于引入了噴淋處理，其生產成本相較于傳統的催化燃燒加干燥凈化方式降低了一部分，但總體的聚酯切片生產成本仍然比較大。因此，發明人將經過噴淋處理后的氮氣與噴淋處理前的氮氣，經過換熱器換熱處理后進行催化燃燒，最終可將催化燃燒的功率降為80Kw，且不會影響燃燒的效率。

研發過程中發明人為了進一步降低成本，曾將催化燃燒階段所用加熱裝置的功率降低至120KW以下，但是存在燃燒不充分和燃燒效率低的問題，不能達到整個生產的要求；因此，經過進一步深入研究，發明人利用了氮氣本身的熱量進行熱交換實現節能，這樣做既不用再降低催化燃燒的功率，避免了燃燒不充分和燃燒效率低的問題，也不用改進其它的設備，降低了改進成本；并且在實際的使用中發現，未使用換熱器節能裝置前固相縮聚生產一噸產品約需要41度電，使用換熱器后生產一噸產品約需要39度電，按照設計產能1650噸計算，一年可節約用電量100萬度左右，獲得了預料不到的效果，達到了國家對于工業生產中節能降耗的要求，也一定程度上降低了本公司的生產成本，提高了本公司在市場上的競爭力。