真空装置的有机溶剂回收***及方法
技术领域
本发明涉及一种有机溶剂的回收***及方法,具体的说是一种应用在真空装置,尤其是用水做密封的真空装置中,对真空装置中的水溶液所含有的有机溶剂进行回收的***和方法。
背景技术
在医药、石油化工等应用有机溶剂的工业生产中,都会大量使用水环真空泵、水射真空泵等用水密封的真空装置。真空装置用水作为工作液,通过叶轮的旋转和离心力的作用,形成容积变化的泵腔以实现吸气、压缩和排气等过程。典型的水环真空泵最初被用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环真空泵都得到广泛的应用。使用时,在泵体中装适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。水环真空泵就是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气。
水是一种相对廉价的工作液介质的同时也造成了一定的问题。例如,大部分有机溶剂可能被溶于水中或强制乳化而进入水中。含有有机溶剂的水溶液将影响泵体内的真空度,给安全生产带来隐患。实际生产中,为了满足真空度以及安全的要求,需要给泵体提供相对洁净的密封水。一般的做法是在真空装置的一侧设置一个给泵体换水的水容器。该水容器设置有进水口、出水口、补水口,水容器内部设置有液位传感器和温度传感器。该出水口设置为三通,一侧与真空装置的进水口连接,一侧与废液池连接。考虑到在真空装置中的密封水工作了一段时间温度都会比较高,一般都还在水容器的前面(即真空装置水溶液出水端和水容器进水口之间)设置一个对真空装置排出的使用过的循环水进行冷却的换热器。水容器可以通过补水口预置洁净的密封水,在真空装置需要换水时,纯净的密封水从水容器的出水口补充到真空装置里。与此同时,从真空装置排出的含有有机溶剂的水溶液在经过换热器冷却后,从水容器的进水口进入水容器中,如果此时从真空装置排出的水溶液还可以满足生产需求,则根据需要从补水口进行适当的补水,当真空装置再次需要换水时,此部分水溶液和新补充的洁净的水从出水口流入真空装置的进水端,如此反复,当经过一段时间后,从真空装置排出的水溶液不能再用于生产时,将这些水溶液从出水口排出到废液池,水容器中则补充新的洁净的密封水用于整个循环过程。但是实际上,从水容器出水口排出的水溶液中都是含有生产用的有机溶剂的,如果扔掉的话,造成大量有机溶剂的损失,既是一种浪费行为,还有可能严重污染环境。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种针对水密封的真空装置的、对真空装置的水溶液中的有机溶剂进行回收的***及方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
真空装置的有机溶剂回收***,包括与真空装置的出水端连接的冷却换热装置,所述冷却换热装置的出口与真空装置的进水端之间连接有若干带有驱动水泵的装有循环水的水容器,水容器通过管道连接到带水蒸气发生器的吸附装置,吸附装置顺次连接有冷凝器、收集容器或精馏设备。
本发明的进一步改进在于:所述管道包括设置在水容器下端的连接到吸附装置的第一管道。
本发明的进一步改进在于:所述管道还包括设置在水容器上端的连接到吸附装置的第二管道,水容器外侧设置与水容器连接的空气加热器和曝气风机,水容器底部设置与曝气风机连接的曝气盘。
本发明的进一步改进在于:所述吸附装置设置为若干并排布置的内设颗粒状活性炭或活性炭纤维的吸附器。
真空装置的有机溶剂回收方法,采用上述真空装置的有机溶剂回收***,所述真空装置工作时,真空装置与第一水容器连接并形成循环,当真空装置工作0.5~1小时后,此第一水容器中的有机溶剂含量接近真空设备允许值,将真空装置切换连接到装有洁净的循环水的第二水容器进行循环,并对第一水容器中含有的有机溶剂进行回收处理,具体包括以下步骤:
a.打开第一管道,使第一水容器通过第一管道与吸附装置接通,水容器中含有有机溶剂的水溶液进入吸附装置,对水溶液中含有的有机溶剂进行吸附处理;
b.吸附处理完成后,关闭第一管道,由水蒸气发生器向吸附装置中通入水蒸气,对吸附装置进行解析处理,得到含有有机溶剂的混合气;
c.使混合气流经冷凝器获得含有有机溶剂的混合液;
d.利用收集容器对混合液进行分层处理,得到有机溶剂;
e.将真空装置切换连接到第三水容器,对第二水容器中含有的有机溶剂进行回收处理,循环使用水容器用于真空装置的工作,并对水容器中有机溶剂进行回收处理。
真空装置的有机溶剂回收方法的进一步改进在于:所述步骤d替换为:将混合液通入精馏设备进行精馏处理,得到有机溶剂。
真空装置的有机溶剂回收方法的进一步改进在于:所述步骤a替换为:用空气加热器对空气加热得到热空气,热空气在曝气风机的驱动下从曝气盘进入第一水容器,进行曝气处理;打开第二管道,使第一水容器通过第二管道与吸附装置接通,曝气处理得到的含有有机溶剂的热空气由第二管道进入吸附装置,进行吸附处理。
本发明的进一步改进在于:所述冷却换热装置的冷却温度为34℃~36℃,所述空气加热器将空气加热到70~90℃。
本发明的进一步改进在于:所述步骤b中水蒸气是压强为0.2~0.4MPa的饱和水蒸气。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
本发明针对真空装置设置了一种回收密封水中的有机溶剂的***和方法,所设计的***简单、布置合理,解决了长期以来密封水中有机溶剂的浪费和污染问题,还根据***的连接方式,建议了至少两套回收方法,简单、方便、有效的回收有机溶剂。在多个水容器中预置的用于密封真空装置的循环水,使循环水在真空装置和水容器中充分循环,有效合理的利用了水资源。而且设置多个并联的水容器,可以实现连续生产,满足自动化的要求。利用热空气进行曝气处理,有效曝气分离有机溶剂,获得相对含量较高的含有有机溶剂的热空气。吸附装置的工作介质可优选颗粒状活性炭或者活性纤维,更有利于对有机溶剂吸附。同时,将活性炭的吸附器也设置为并联的多个可轮流使用的结构,同水容器一样,可以满足正常工作回收的需求,而且也为安全生产提供有效保障。利用饱和水蒸汽对吸附装置解析获得混合气,此时有机溶剂的含量相对增大,只需对混合气进行冷凝处理,通过分层或蒸馏方法即可收集有机溶剂。其中,所述冷却换热装置的冷却温度、空气加热器的温度、解析气体的温度、冷凝器的冷凝温度等的合理选择,进一步提高了回收效果。本发明具有设计合理、操作简单、减少资源的浪费、洁净环保的优点。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
实施例1
真空装置的有机溶剂回收***,包括冷却换热装置、若干水容器、吸附装置、收集容器。所述冷却换热装置连接在真空装置的出水端,冷却换热装置的另一端分别与若干水容器连接。所述水容器的上端设置有进水口、补水口,水容器的下端设置出水口,水容器内部设置有液位传感器、温度传感器,水容器的底部设置曝气盘。水容器的下端外侧连接空气加热器和曝气风机,曝气风机与曝气盘连接。在每个水容器中均预装有洁净的循环水。水容器与驱动水循环的水泵连接。水容器的出水口设置为三通结构,一侧连通到真空装置的进水端,另一侧通过第一管道连接吸附装置的入口,使用时通过开关控制出水口的连通方向。水容器的上端设置第二管道连接到吸附装置。第一管道中用于通入水容器中液体。第二管道用于通过曝气处理后的气体。吸附装置的出口与冷凝器的入口连接,冷凝器的出口连接到收集容器。吸附装置设置为并排布置的吸附器,每个吸附器内设颗粒状活性炭或活性炭纤维。
真空装置工作中,当真空装置内的密封水需要更换时,开启冷却换热装置与第一水容器的连通通道,使循环水从第一水容器的出水口补充到真空装置里。与此同时,从真空装置排出的含有有机溶剂的水溶液经过冷却换热装置冷却,冷却温度为34℃~36℃。冷去处理后的水溶液从进水口进入第一水容器,根据情况可以通过补水口对循环水进行补水。当真空装置内的密封水需要再次更换时,重复将水容器中的循环水补充到真空装置,并再次通过冷却换热装置收集真空装置中的水溶液。如此反复,循环水在第一水容器和真空装置之间循环,当真空装置工作0.5~1小时后,第一水容器中的有机溶剂含量接近真空设备的允许值,将真空装置切换连接到装有洁净的循环水的第二水容器进行循环,并对第一水容器中含有的有机溶剂进行回收处理。
真空装置的有机溶剂的回收方法具体包括以下步骤:
a.打开第一管道,使第一水容器通过第一管道与吸附装置接通,水容器中含有有机溶剂的水溶液进入吸附装置,对水溶液中含有的有机溶剂进行吸附处理;
b.吸附处理完成后,关闭第一管道,由水蒸气发生器向吸附装置中通入饱和水蒸气,对吸附装置进行解析处理,得到含有有机溶剂的混合气,所述饱和水蒸气的压强为0.2~0.4MPa;
c.使混合气流经冷凝器获得含有有机溶剂的混合液;
d.利用收集容器对混合液进行分层处理,得到有机溶剂;
e.将真空装置切换连接到第三水容器,对第二水容器中含有的有机溶剂进行回收处理,循环使用水容器用于真空装置的工作,并对水容器中有机溶剂进行回收处理。
实施例2
所述实施例1中真空装置的有机溶剂的回收方法中步骤a替换为:用空气加热器对空气加热得到热空气,热空气的温度为70~90℃。热空气在曝气风机的驱动下从曝气盘进入第一水容器,进行曝气处理;打开第二管道,使第一水容器通过第二管道与吸附装置接通,曝气处理得到的含有有机溶剂的热空气由第二管道进入吸附装置,进行吸附处理。
实施例3
所述收集容器替换为精馏设备,冷凝器的出口连通到精馏设备。所述实施例1中真空装置的有机溶剂的回收方法中所述步骤d替换为:将混合液通入精馏设备进行精馏处理,得到有机溶剂。