CN106349935A - 一种松脂的高效节能加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种松脂的高效节能加工方法，属于松脂生产技术领域。本方法包括将松脂置入熔解锅中溶解，溶解后的脂液置入高位锅和澄清锅中澄清、排渣，再置入预热储脂锅进行预热，将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中蒸馏，最后分别得到松香和松节油；所述蒸馏所需的闭汽为通过锅炉加热产生的水蒸汽和通过热泵吸收并转化提升后的热气，所述蒸馏所需的活汽为通过高压热风机经出风管输送的热风。本发明不仅回收蒸馏锅中的高温尾气和油气，还在蒸馏过程中设置了热泵和高压热风机，使本发明的蒸馏时间和能耗得以大大降低，有效降低了蒸馏的成本。同时还降低了锅炉和加热炉所需提供的热气温度，使锅炉和加热炉所消耗的燃料减少，达到了节能的目的。
Description
【技术领域】
本发明涉及松脂的生产技术领域，具体涉及一种松脂的高效节能加工方法。
【背景技术】
松脂是由松类树干分泌出的树脂，属于树木生理活动的产物，在空气中呈粘滞液或块状固体。松脂直接利用的经济价值低，但松脂中含有丰富的松香和松节油，松香和松节油是一种广泛使用的化工基本原料，其中，松香不溶于水，具有防腐、绝缘、粘合、软化等性能，是合成橡胶、油漆、肥皂、乳化剂、造纸等各化工产品的主要原辅料。松节油为一种无色或淡黄色的挥发油，广泛应用于油漆、制革等行业。因此进行松脂加工，不但可向国家提供大量的工业原料和出口物资，还可提高山区人民的生活水平，繁荣山区经济。
目前松脂加工方法包括直接火法和蒸汽法，直接火法是把松脂直接装于蒸馏锅内，锅底用直接烧火进行加热，故称为直接火法。由于本法在蒸馏过程中，当加热到规定温度时，必须滴入适量清水，产生出水蒸汽，降低蒸馏温度，蒸出松节油，所以直接火法又称为滴水法。蒸汽法是用蒸汽作加工热源，并用过热蒸汽作活汽，即蒸汽从蒸汽管的小孔喷出，以降低蒸馏温度，蒸出松节油。松脂的蒸汽法加工分三个工序进行：即松脂熔解、熔解脂液净制和净制液蒸馏。若三个工序都连续进行，称为连续蒸汽法；若三个工序全部间歇进行，则称为间歇蒸汽法。
近年来，松香和松节油的市场需求量不断上升，制备高质量松香和松节油的生产方法得以不断改进。但现有的松脂加工方法，能源利用较大，虽也出现了一些利用回收的尾气作为热源等节能的加工方法，但节能效果不够显著。
空气能(源)热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷(热)源制取冷(热)风或者冷(热)水的设备，主要包括热侧换设备、热源侧换热设备及压缩机等部件。空气能(源)热泵利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环***，提取或释放热能。热泵使不能直接利用的热能(冷能)再生为可以直接利用的热能(冷能)，其只需要消耗少量电能即可得到2-6倍的热能。高压型工业热风机是由三部分组成：风机部分/加热部分/控制部分。空气在经过中压风机的蜗壳后变成快速流动的气流，快速经过高纯度2080镍铬电阻丝，电阻丝通电后迅速升温，与气流互换热能，出风口快速吹出，对工件和空间直接做工。风机和加热由控制部分整体控制。且高压型工业热风机的温控范围为常温～350℃可调。因此将空气源热泵和高压热风机应用到松脂加工的蒸馏过程中，对松脂的整个加工过程将具有显著的节能效果。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种松脂的高效节能加工方法，该方法通过引入热泵和高压热风机，蒸馏时间短，能耗低，降低了蒸馏成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种松脂的高效节能加工方法，包括将澄清后的脂液置入预热储脂锅进行预热，将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中蒸馏，最后分别得到松香和松节油；所述连续蒸馏包括一级蒸馏、二级蒸馏；
所述脂液在预热储脂锅中进行预热的热量来自二级蒸馏放出的高温尾气和油气；所述蒸馏所需的闭汽为通过锅炉加热产生的水蒸汽和通过热泵吸收并转化提升后的热气，所述蒸馏所需的活汽为通过高压热风机(高压型工业热风机)经出风管输送的热风。
优选地，所述溶解液包括如下重量份的组分：水10-20份、二甲基乙酰胺20-30份、松节油10-20份和草酸0.1-0.3份。
优选地，所述预热的温度为135℃-145℃。
优选地，所述预热储脂锅内还设有搅拌器，使预热储脂锅内的脂液受热均匀。
优选地，所述热泵为空气源热泵，空气源热泵将周围空气的热量吸收、经热泵内的压缩机将低温的热能提升为高温的热能后通过管道将高温的热能传递至蒸馏锅内。
优选地，所述高压热风机经出风管输送的热风温度为300-350℃。
优选地，所述热泵产生的热气温度为70-100℃。
在松脂蒸馏工艺中，闭汽的作用是间接加热，活汽的作用是直接加热和搅拌脂液，促进相之间传热和传质，同时降低松节油蒸汽的分压，使松节油中的轻、重组分能在180℃左右充分蒸馏出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明不仅通过回收蒸馏锅中的高温尾气和油气用于预热，达到循环使用、节能的目的，还引入了热泵这一热能提升装置和高压热风机。热泵充分利用了加工过程中周围空气的热能，将空气中的不能直接利用的热能再生为可以直接利用的热能；高压热风机的热交换率近100％、风压损失少、流量少，且温度温升精度为±2℃、温升时间短、速度快、能耗低，不仅使本发明的蒸馏时间得以缩短，还可使本发明的能耗相对传统方法的能耗大大降低，有效降低了松脂加工中蒸馏工序的成本。
(2)本发明中利用二甲基乙酰胺具有稳定性高、对多种树脂具有良好的溶解能力的特性，在溶解液中添加二甲基乙酰胺作为松脂溶解的有机溶剂，进一步促进了松脂的溶解，缩短了块状松脂的溶解时间。
(3)本发明中引入了热泵和高压热风机提供热量，降低了锅炉和加热炉所需提供的热气温度，使锅炉和加热炉所消耗的燃料减少，进一步达到了节能的目的。
【附图说明】
图1为本发明松脂的高效节能加工方法的流程图。
【具体实施方式】
实施例1：
一种松脂的高效节能加工方法，如图1，包括如下步骤：
(1)将松脂输送入熔解锅，在熔解锅底部通入一级蒸馏放出的90-100℃的高温尾气和油气，使松脂溶于溶解锅内的溶解液中，其中溶解液所加入的重量为所述松脂重量的40％，溶解液中包括以下重量份的组分：水10份、二甲基乙酰胺30份、松节油20份和草酸0.1份；
(2)将溶解后的松脂脂液置入高位锅中停留1小时后，将高位锅下层的污水、残渣排出，将高位锅上层的脂液置入澄清锅中进行澄清，排出底部的污水、残渣；
(3)将澄清后的脂液置入温度为135℃、内设有搅拌器的预热储脂锅进行预热，预热储脂锅的加热供气由二级蒸馏放出的高温尾气和油气回输提供。
(4)将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中蒸馏，蒸馏过程中将锅炉加热产生的水蒸汽和通过热泵吸收并转化提升后的热气作为蒸馏所需的闭汽，将通过高压热风机(即高压型工业热风机)经出风管输送的热风作为蒸馏所需的活汽，活汽的温度为300-320℃，最后分别得到松香和松节油。其中，所述热泵为空气源热泵，空气源热泵将周围空气的热量吸收、经热泵内的压缩机将低温的热能提升为高温的热能后通过管道将高温的热能传递至蒸馏锅内。热泵产生的热气温度为80-90℃。
实施例2：
一种松脂的高效节能加工方法，如图1，包括如下步骤：
(1)将松脂输送入熔解锅，在熔解锅底部通入一级蒸馏放出的90-100℃的高温尾气和油气，使松脂溶于溶解锅内的溶解液中，其中溶解液所加入的重量为所述松脂重量的40％，溶解液中包括以下重量份的组分：水20份、二甲基乙酰胺30份、松节油10份和草酸0.3份；
(2)将溶解后的松脂脂液置入高位锅中停留2小时后，将高位锅下层的污水、残渣排出，将高位锅上层的脂液置入澄清锅中进行澄清，排出底部的污水、残渣；
(3)将澄清后的脂液置入温度为135℃、内设有搅拌器的预热储脂锅进行预热，预热储脂锅的加热供气由二级蒸馏放出的高温尾气和油气回输提供。
(4)将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中蒸馏，蒸馏过程中将锅炉加热产生的水蒸汽和通过热泵吸收并转化提升后的热气作为蒸馏所需的闭汽，将通过高压热风机(即高压型工业热风机)经出风管输送的热风作为蒸馏所需的活汽，活汽的温度为330-350℃，最后分别得到松香和松节油。其中，所述热泵为空气源热泵，空气源热泵将周围空气的热量吸收、经热泵内的压缩机将低温的热能提升为高温的热能后通过管道将高温的热能传递至蒸馏锅内。热泵产生的热气温度为70-80℃。
对比例：
一种松脂的高效节能加工方法，具体步骤如下：
(1)将松脂输送入熔解锅，在熔解锅底部通入一级蒸馏放出的90-100℃的高温尾气和油气，使松脂溶于溶解锅内的溶解液中，其中溶解液所加入的重量为所述松脂重量的40％，溶解液中包括以下重量份的组分：水20份、松节油30份和草酸0.1份；
(2)将溶解后的松脂脂液置入高位锅中停留2小时后，将高位锅下层的污水、残渣排出，将高位锅上层的脂液置入澄清锅中进行澄清，排出底部的污水、残渣；
(3)将澄清后的脂液置入温度为135℃的预热储脂锅进行预热，预热储脂锅的加热供气由二级蒸馏放出的高温尾气和油气回输提供。
(4)将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中蒸馏，蒸馏过程中将锅炉中的水加热产生的水蒸汽作为蒸馏所需的闭汽，将通过加热炉中的水加热后的水蒸气作为蒸馏所需的活汽，活汽的温度为360-380℃，最后分别得到松香和松节油。
通过将本发明实施例与设置的对比例得到的松香及能耗对比，发现本发明实施例1中生产每吨松香所消耗的能量为1.90×106KJ，实施例2中生产每吨松香所消耗的能量为1.86×106KJ，而对比例中生产每吨松香所消耗的能量约为2.18×106KJ，这充分地表明了生产出一吨松香所消耗的能量本发明较传统蒸馏方法(对比例)降低了(0.28～0.32)×106千焦，表明本发明具有良好的节能效果。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (7)
1.一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：包括将松脂置入装有溶解液的熔解锅中溶解，溶解后的脂液置入高位锅和澄清锅中澄清、排渣，再置入预热储脂锅进行预热，将预热后的脂液置入连续蒸馏锅中连续蒸馏，最后分别得到松香和松节油；所述连续蒸馏包括一级蒸馏、二级蒸馏；
所述脂液在预热储脂锅中进行预热的热量来自二级蒸馏放出的高温尾气和油气；所述蒸馏所需的闭汽为通过锅炉加热产生的水蒸汽和通过热泵吸收并转化提升后的热气，所述蒸馏所需的活汽为通过高压热风机经出风管输送的热风。
2.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述溶解液包括如下重量份的组分：水10-20份、二甲基乙酰胺20-30份、松节油10-20份和草酸0.1-0.3份。
3.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述预热的温度为135℃-145℃。
4.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述预热储脂锅内还设有搅拌器，使预热储脂锅内的脂液受热均匀。
5.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述热泵为空气源热泵，空气源热泵将周围空气的热量吸收、提升为高温的热能后通过管道将高温的热能传递至蒸馏锅内。
6.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述高压热风机经出风管输送的热风温度为300-350℃。
7.根据权利要求1所述的一种松脂的高效节能加工方法，其特征在于：所述热泵产生的热气温度为70-100℃。
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| Title |
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| 吴金星: "《工业节能技术》", 30 September 2014, 机械工业出版社 * |
| 贺近恪等: "《林产化学工业全书》", 28 February 2001, 中国林业出版社 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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