CN204073774U - 一种苯类有机蒸汽回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种苯类有机蒸汽回收装置，包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器、制冷压缩机、冷凝换热器，所述冷箱换热器的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器通过阀门与所述冷箱换热器连接，形成冷却循环***，所述冷凝换热器还设置有冷却水进口和冷却水出口，形成水循环***，所述冷箱换热器还设置有液体出口，所述冷箱换热器的液体出口与分层槽连接，用于回收苯液；本实用新型的通过低温冷凝、变温吸附和变压吸附三级装置回收并净化苯类蒸汽，最终苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m³以下，完全达标排放，并且机组在运行中无任何二次污染。

Description

一种苯类有机蒸汽回收装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种苯类（苯、甲苯、二甲苯等）有机蒸汽的回收装置，尤其涉及的是一种三级苯类有机蒸汽回收装置。

背景技术

能源与环境是当今世界发展的主题也是我国发展必须面对的问题。随着环保意识的增强和可持续发展的要求，苯类有机蒸汽回收工作将会受到越来越多的重视。苯类有机蒸汽的挥发存在于石化行业的生产、装卸、储存、罐装等各个环节，例如：炼厂、焦化厂、苯贮存库等场所。

由于苯系物等烃类在生产、储存、运输、销售、使用等过程中非常容易挥发，从而产生十分严重的苯类有机蒸汽固定排放源，不仅造成资源损失，更构成了潜在的火灾危险，同时有毒苯类有机蒸汽严重污染了环境，危害职工的身体健康。

据查，名称为“一种两级苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法”，专利号为ZL201120415119.7，采用冷凝处理及变温吸附组合的两级苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法，其很大层面上解决了苯类有机蒸汽回收，但是与国家毫克级排放指标还有一定的差异。

目前为止，市场上尚未有成熟的可满足大型石化厂和焦化厂、苯贮存库及苯中转库等存在苯类蒸汽挥发排放的场所使用的苯类有机蒸汽回收并真正达标排放的装置。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用低温冷凝、变温吸附和变压吸附技术实现苯类有机蒸汽的连续冷却分凝回收并达标排放的苯类有机蒸汽回收装置。

本实用新型的另一目的在于提供一种使用上述装置实现苯蒸汽回收的苯类有机蒸汽回收方法。

技术方案： 本实用新型所述苯类有机蒸汽回收装置，包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器、制冷压缩机、冷凝换热器，所述冷箱换热器的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器通过阀门与所述冷箱换热器连接，形成冷却循环***，所述冷箱换热器还设置有液体出口，所述冷箱换热器的液体出口与分层槽连接，用于回收苯液；所述低温冷凝装置通过制冷压缩机产生的高压冷却剂气体，经冷凝换热器冷凝为汽液两相混合物后，输送到冷箱换热器中，冷却剂吸收苯类有机蒸汽的热量汽化，使苯类有机蒸汽降温液化。

所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱、进气三通阀、出气阀、切换三通阀，所述进气三通阀的第一进口通过第一运输泵与所述低温冷凝装置的冷箱换热器出口连接，所述进气三通阀的出口与所述吸附箱的进口连接，所述吸附箱底部设置的液体出口与所述分层槽连接，所述吸附箱的出口与所述出气阀进口连接，所述出气阀的出口与所述切换三通阀的进口连接，所述切换三通阀的第二出口通过第二运输泵分别与每组进气三通阀的第二进口连接，用于苯类蒸汽在吸附箱中进行二级吸附。

所述变压吸附包括吸附罐、进气阀、解析阀和排空阀，所述进气阀的进口分别与每组变温吸附装置的切换三通阀的第一出口连接，所述进气阀的出口与所述吸附罐的进口连接，所述吸附罐的蒸汽出口与所述排空阀连接，蒸汽通过排空阀排向大气，所述吸附罐的解析出口与所述解析阀的进口连接，所述解析阀的出口通过第三运输泵与冷却换热器连接，所述冷却换热器的液体出口与所述分层槽连接。

作为优选，所述变温吸附装置的吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽进口与蒸汽进阀的出口连接，所述蒸汽进阀的进口接入饱和蒸汽，所述饱和蒸汽出口与蒸汽出阀进口连接，所述蒸汽出阀的出口与所述冷却换热器连接。通过饱和蒸汽使吸附箱中吸附的苯类升温再生，随蒸汽进入冷却换热器中。

作为优选，所述变温吸附装置为三组，其中两组对苯类蒸汽吸附同时，另一组通入饱和蒸汽解析。

作为优选，所述低温冷凝装置的冷凝换热器与所述冷箱换热器之间通过电磁阀、热力膨胀阀连接。

作为优选，所述冷箱换热器与所述第一运输泵之间还设置有阻火器。

作为优选，所述第一运输泵、第二运输泵和第三运输泵均为防爆风泵。

作为优选，所述吸附箱为活性炭纤维吸附箱，所述吸附罐为活性炭纤维吸附罐。

本实用新型利用所述装置进行苯类有机蒸汽回收的方法，包括以下步骤，

①低温冷凝：将苯类有机蒸汽通入冷箱换热器中，再依次经过制冷压缩机、冷凝换热器分级循环冷却，使苯类蒸汽冷却至-30℃，94%~97%的苯类蒸汽冷却为液态，由冷箱换热器的液体出口回收至分层槽中，处理后的苯类有机蒸汽浓度约为20g/m³；

②变温吸附：将冷凝处理后的苯类有机蒸汽输入到吸附箱中进行吸附处理，吸附后得到的苯水混合液体通过吸附箱底部的液体出口回收至分层槽中，剩余的苯类蒸汽通过切换三通阀换到另一吸附箱中进行二级吸附，吸附后苯类有机蒸汽浓度约为40mg/m³，对完成吸附的吸附箱通入饱和蒸汽进行解析处理，解析后的蒸汽运输到冷却换热器中冷却，再由冷却换热器的液体出口回收至分层槽中；

③变压吸附：变温吸附后得到的苯类蒸汽输入到吸附罐中进行深层吸附处理，得到的苯水混合液体通过吸附罐的液体出口回收至分层槽中，深层吸附处理后的苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m³以下后安全排入到大气中；

④苯液收集：将分层槽中收集的苯水混合液体在分层槽中静置、分层后，高纯度的苯液输送到储存罐中，排出废水。

优选地，步骤②中苯类蒸汽可同时在两个吸附箱中进行吸附，另一吸附箱通入蒸汽进行解析，在解析完成后，对吸附箱引入洁净气体进行冷却干燥，冷却干燥结束后进入下一个吸附循环。

本实用新型的主要工作原理是：本实用新型中，低温冷凝装置工作时由制冷压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝换热器被冷凝成高压过冷液体，经热力膨胀阀节流降压变成低温低压的汽液两相混和物进入冷箱换热器，制冷剂在冷箱换热器内蒸发并吸收通过冷箱换热器中的苯类有机蒸汽的热量，使流经冷箱换热器的苯类有机蒸汽得以降温液化，制冷剂充分汽化后再被制冷压缩机压缩进入下一轮循环。其中冷箱换热器有三个温度场，回热温度场约20℃、苯结晶6℃温度场及-30℃温度场，整机通过以上过程不断循环，从而达到苯类有机蒸汽连续降温至-30℃的目的。

变温吸附装置是利用吸附剂对吸附质的选择性，即苯类有机蒸汽和空气混合气中各组分与活性炭纤维之间结合力强弱的差别，使难吸附的空气组分与易吸附的苯类有机蒸汽组分分离；同时利用分子活性随温度升高而增强的的特性，当吸附剂工作达到设定时间后通入蒸汽使吸附剂获得再生。

有益效果：（1）本实用新型的通过低温冷凝、变温吸附和变压吸附三级装置回收并净化苯类蒸汽，最终苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m³以下，完全达标排放，并且机组在运行中无任何二次污染；（2）本实用新型的吸附为三个以上，可同时进行苯类的蒸汽的吸附和解析，提高工作效率；（3）本实用新型吸附箱中残余的苯类可通过通入饱和蒸汽重新具备活性，不仅使吸附箱使用寿命延长，同时避免了资源的浪费；（2）本实用新型将分层槽中的苯类混合液体分层后，回收的苯系物纯度极高可以直接回收利用，经济效益可观；（3）本实用新型利用装置本身的冷量进行回热交换，使得换热器排出的气体为近常温的低浓度气体，整机节能性显著；（4）本实用新型运输泵均为防爆型，整套装置与排放尾气都符合防火防爆安全标准；（5）本实用新型结构紧凑，占地面积小，机组接通后即可按照预先设定全自动运行，无需专人监管。

附图说明

图1为本实用新型所述苯类有机蒸汽回收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种苯类有机蒸汽回收装置，包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器15、制冷压缩机12、冷凝换热器11，所述冷箱换热器15的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器11与所述冷箱换热器15之间通过电磁阀13、热力膨胀阀14连接，形成冷却循环***，所述冷凝换热器11还设置有冷却介质进口和冷却介质出口，形成介质循环***，所述冷箱换热器15还设置有液体出口，所述冷箱换热器15的液体出口与分层槽26连接，用于回收苯液； 

所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱30、进气三通阀31、出气阀34、切换三通阀35，所述进气三通阀31的第一进口通过第一防爆风泵22、阻火器21与所述低温冷凝装置的冷箱换热器15出口连接，所述进气三通阀31的出口与所述吸附箱30的进口连接，所述吸附箱30底部设置的液体出口与所述分层槽26连接，所述变温吸附装置的吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽进口与蒸汽进阀32的出口连接，所述蒸汽进阀32的进口接入饱和蒸汽，所述饱和蒸汽出口与蒸汽出阀33进口连接，所述蒸汽出阀33的出口与所述冷却换热器24连接，所述吸附箱30的出口与所述出气阀34进口连接，所述出气阀34的出口与所述切换三通阀35的进口连接，所述切换三通阀35的第二出口通过防爆风泵23分别与每组进气三通阀31的第二进口连接，用于苯类蒸汽在吸附箱中进行二级吸附；

所述变压吸附包括吸附罐40、进气阀41、解析阀42和排空阀43，所述进气阀41的进口分别与每组变温吸附装置的切换三通阀35的第一出口连接，所述进气阀41的出口与所述吸附罐40的进口连接，所述吸附罐40的蒸汽出口与所述排空阀43连接，蒸汽通过排空阀43排向大气，所述吸附罐40的解析出口与所述解析阀42的进口连接，所述解析阀42的出口通过防爆风泵25与冷却换热器24连接，所述冷却换热器24还设置有冷却介质进口和冷却介质出口，形成介质循环***，所述冷却换热器24的液体出口与所述分层槽26连接。

本实用新型的具体工作过程包括以下步骤，

①低温冷凝：将苯类有机蒸汽通入冷箱换热器15中，再依次经过制冷压缩机12、冷凝换热器11分级循环冷却，使苯类蒸汽冷却至-30℃，94%~97%的苯类蒸汽冷却为液态，由冷箱换热器15的液体出口回收至分层槽26中，处理后的苯类有机蒸汽浓度约为20g/m³；

②变温吸附：将冷凝处理后的苯类有机蒸汽输入到吸附箱30中进行吸附处理，吸附后得到的苯水混合液体通过吸附箱30底部的液体出口回收至分层槽26中，剩余的苯类蒸汽通过切换三通阀35换到另一吸附箱中进行二级吸附，吸附后苯类有机蒸汽浓度约为40mg/m³，对完成吸附的吸附箱通入饱和蒸汽进行解析处理，解析后的蒸汽运输到冷却换热器24中冷却，再由冷却换热器24的液体出口回收至分层槽26中，在解析完成后，对吸附箱引入洁净气体进行冷却干燥，冷却干燥结束后进入下一个吸附循环；

③变压吸附：变温吸附后得到的苯类蒸汽输入到吸附罐40中进行深层吸附处理，得到的苯水混合液体通过吸附罐40的液体出口回收至分层槽26中，深层吸附处理后的苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m³以下后安全排入到大气中；

④苯液收集：将分层槽26中收集的苯水混合液体在分层槽中静置、分层后，高纯度的苯液输送到储存罐中，排出废水。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器（15）、制冷压缩机（12）、冷凝换热器（11），所述冷箱换热器（15）的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器（11）通过阀门与所述冷箱换热器（15）连接，形成冷却循环***，所述冷箱换热器（15）还设置有液体出口，所述冷箱换热器（15）的液体出口与分层槽（26）连接，用于回收苯液；

所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱（30）、进气三通阀（31）、出气阀（34）、切换三通阀（35），所述进气三通阀（31）的第一进口通过第一运输泵（22）与所述低温冷凝装置的冷箱换热器（15）出口连接，所述进气三通阀（31）的出口与所述吸附箱（30）的进口连接，所述吸附箱（30）底部设置的液体出口与所述分层槽（26）连接，所述吸附箱（30）的出口与所述出气阀（34）进口连接，所述出气阀（34）的出口与所述切换三通阀（35）的进口连接，所述切换三通阀（35）的第二出口通过第二运输泵（23）分别与每组进气三通阀（31）的第二进口连接，用于苯类蒸汽在吸附箱中进行二级吸附；

所述变压吸附包括吸附罐（40）、进气阀（41）、解析阀（42）和排空阀（43），所述进气阀（41）的进口分别与每组变温吸附装置的切换三通阀（35）的第一出口连接，所述进气阀（41）的出口与所述吸附罐（40）的进口连接，所述吸附罐（40）的蒸汽出口与所述排空阀（43）连接，蒸汽通过排空阀（43）排向大气，所述吸附罐（40）的解析出口与所述解析阀（42）的进口连接，所述解析阀（42）的出口通过第三运输泵（25）与冷却换热器（24）连接，所述冷却换热器（24）的液体出口与所述分层槽（26）连接。

2.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述变温吸附装置的吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽进口与蒸汽进阀（32）的出口连接，所述蒸汽进阀（32）的进口接入饱和蒸汽，所述饱和蒸汽出口与蒸汽出阀（33）进口连接，所述蒸汽出阀（33）的出口与所述冷却换热器（24）连接。

3.根据权利要求2所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述变温吸附装置为三组，其中两组对苯类蒸汽吸附同时，另一组通入饱和蒸汽解析。

4.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述低温冷凝装置的冷凝换热器（11）与所述冷箱换热器（15）之间通过电磁阀（13）、热力膨胀阀（14）连接。

5.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述冷箱换热器（15）与所述第一运输泵（22）之间还设置有阻火器（21）。

6.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述第一运输泵（22）、第二运输泵（23）和第三运输泵（25）均为防爆风泵。

7.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述吸附箱（30）为活性炭纤维吸附箱，所述吸附罐（40）为活性炭纤维吸附罐。