真空裝置的有機溶劑回收系統及方法

2023-05-06 23:23:11 1

專利名稱：真空裝置的有機溶劑回收系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種有機溶劑的回收系統及方法，具體的說是一種應用在真空裝置， 尤其是用水做密封的真空裝置中，對真空裝置中的水溶液所含有的有機溶劑進行回收的系統和方法。
背景技術：
在醫藥、石油化工等應用有機溶劑的工業生產中，都會大量使用水環真空泵、水射真空泵等用水密封的真空裝置。真空裝置用水作為工作液，通過葉輪的旋轉和離心力的作用，形成容積變化的泵腔以實現吸氣、壓縮和排氣等過程。典型的水環真空泵最初被用作自吸水泵，而後逐漸用於石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環真空泵都得到廣泛的應用。使用時，在泵體中裝適量的水作為工作液。當葉輪順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由於離心力的作用，水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點，那麼葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。水環真空泵就是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣。水是一種相對廉價的工作液介質的同時也造成了一定的問題。例如，大部分有機溶劑可能被溶於水中或強制乳化而進入水中。含有有機溶劑的水溶液將影響泵體內的真空度，給安全生產帶來隱患。實際生產中，為了滿足真空度以及安全的要求，需要給泵體提供相對潔淨的密封水。一般的做法是在真空裝置的一側設置一個給泵體換水的水容器。該水容器設置有進水口、出水口、補水口，水容器內部設置有液位傳感器和溫度傳感器。該出水口設置為三通，一側與真空裝置的進水口連接，一側與廢液池連接。考慮到在真空裝置中的密封水工作了一段時間溫度都會比較高，一般都還在水容器的前面(即真空裝置水溶液出水端和水容器進水口之間)設置一個對真空裝置排出的使用過的循環水進行冷卻的換熱器。水容器可以通過補水口預置潔淨的密封水，在真空裝置需要換水時，純淨的密封水從水容器的出水口補充到真空裝置裡。與此同時，從真空裝置排出的含有有機溶劑的水溶液在經過換熱器冷卻後，從水容器的進水口進入水容器中，如果此時從真空裝置排出的水溶液還可以滿足生產需求，則根據需要從補水口進行適當的補水，當真空裝置再次需要換水時， 此部分水溶液和新補充的潔淨的水從出水口流入真空裝置的進水端，如此反覆，當經過一段時間後，從真空裝置排出的水溶液不能再用於生產時，將這些水溶液從出水口排出到廢液池，水容器中則補充新的潔淨的密封水用於整個循環過程。但是實際上，從水容器出水口排出的水溶液中都是含有生產用的有機溶劑的，如果扔掉的話，造成大量有機溶劑的損失，既是一種浪費行為，還有可能嚴重汙染環境。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種針對水密封的真空裝置的、對真空裝置的水溶液中的有機溶劑進行回收的系統及方法。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是真空裝置的有機溶劑回收系統，包括與真空裝置的出水端連接的冷卻換熱裝置， 所述冷卻換熱裝置的出口與真空裝置的進水端之間連接有若干帶有驅動水泵的裝有循環水的水容器，水容器通過管道連接到帶水蒸氣發生器的吸附裝置，吸附裝置順次連接有冷凝器、收集容器或精餾設備。本發明的進一步改進在於所述管道包括設置在水容器下端的連接到吸附裝置的
第一管道。本發明的進一步改進在於所述管道還包括設置在水容器上端的連接到吸附裝置的第二管道，水容器外側設置與水容器連接的空氣加熱器和曝氣風機，水容器底部設置與曝氣風機連接的曝氣盤。本發明的進一步改進在於所述吸附裝置設置為若干並排布置的內設顆粒狀活性炭或活性炭纖維的吸附器。真空裝置的有機溶劑回收方法，採用上述真空裝置的有機溶劑回收系統，所述真空裝置工作時，真空裝置與第一水容器連接並形成循環，當真空裝置工作0. 5 1小時後， 此第一水容器中的有機溶劑含量接近真空設備允許值，將真空裝置切換連接到裝有潔淨的循環水的第二水容器進行循環，並對第一水容器中含有的有機溶劑進行回收處理，具體包括以下步驟a.打開第一管道，使第一水容器通過第一管道與吸附裝置接通，水容器中含有有機溶劑的水溶液進入吸附裝置，對水溶液中含有的有機溶劑進行吸附處理；b.吸附處理完成後，關閉第一管道，由水蒸氣發生器向吸附裝置中通入水蒸氣，對吸附裝置進行解析處理，得到含有有機溶劑的混合氣；c.使混合氣流經冷凝器獲得含有有機溶劑的混合液；d.利用收集容器對混合液進行分層處理，得到有機溶劑；e.將真空裝置切換連接到第三水容器，對第二水容器中含有的有機溶劑進行回收處理，循環使用水容器用於真空裝置的工作，並對水容器中有機溶劑進行回收處理。真空裝置的有機溶劑回收方法的進一步改進在於所述步驟d替換為將混合液通入精餾設備進行精餾處理，得到有機溶劑。真空裝置的有機溶劑回收方法的進一步改進在於所述步驟a替換為用空氣加熱器對空氣加熱得到熱空氣，熱空氣在曝氣風機的驅動下從曝氣盤進入第一水容器，進行曝氣處理；打開第二管道，使第一水容器通過第二管道與吸附裝置接通，曝氣處理得到的含有有機溶劑的熱空氣由第二管道進入吸附裝置，進行吸附處理。本發明的進一步改進在於所述冷卻換熱裝置的冷卻溫度為34°C 36°C，所述空氣加熱器將空氣加熱到70 90°C。本發明的進一步改進在於所述步驟b中水蒸氣是壓強為0. 2 0. 4MPa的飽和水蒸氣。由於採用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是本發明針對真空裝置設置了一種回收密封水中的有機溶劑的系統和方法，所設計的系統簡單、布置合理，解決了長期以來密封水中有機溶劑的浪費和汙染問題，還根據系統的連接方式，建議了至少兩套回收方法，簡單、方便、有效的回收有機溶劑。在多個水容器中預置的用於密封真空裝置的循環水，使循環水在真空裝置和水容器中充分循環，有效合理的利用了水資源。而且設置多個並聯的水容器，可以實現連續生產，滿足自動化的要求。利用熱空氣進行曝氣處理，有效曝氣分離有機溶劑，獲得相對含量較高的含有有機溶劑的熱空氣。吸附裝置的工作介質可優選顆粒狀活性炭或者活性纖維，更有利於對有機溶劑吸附。 同時，將活性炭的吸附器也設置為並聯的多個可輪流使用的結構，同水容器一樣，可以滿足正常工作回收的需求，而且也為安全生產提供有效保障。利用飽和水蒸汽對吸附裝置解析獲得混合氣，此時有機溶劑的含量相對增大，只需對混合氣進行冷凝處理，通過分層或蒸餾方法即可收集有機溶劑。其中，所述冷卻換熱裝置的冷卻溫度、空氣加熱器的溫度、解析氣體的溫度、冷凝器的冷凝溫度等的合理選擇，進一步提高了回收效果。本發明具有設計合理、操作簡單、減少資源的浪費、潔淨環保的優點。


圖1是本發明的流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明實施例1真空裝置的有機溶劑回收系統，包括冷卻換熱裝置、若干水容器、吸附裝置、收集容器。所述冷卻換熱裝置連接在真空裝置的出水端，冷卻換熱裝置的另一端分別與若干水容器連接。所述水容器的上端設置有進水口、補水口，水容器的下端設置出水口，水容器內部設置有液位傳感器、溫度傳感器，水容器的底部設置曝氣盤。水容器的下端外側連接空氣加熱器和曝氣風機，曝氣風機與曝氣盤連接。在每個水容器中均預裝有潔淨的循環水。水容器與驅動水循環的水泵連接。水容器的出水口設置為三通結構，一側連通到真空裝置的進水端，另一側通過第一管道連接吸附裝置的入口，使用時通過開關控制出水口的連通方向。 水容器的上端設置第二管道連接到吸附裝置。第一管道中用於通入水容器中液體。第二管道用於通過曝氣處理後的氣體。吸附裝置的出口與冷凝器的入口連接，冷凝器的出口連接到收集容器。吸附裝置設置為並排布置的吸附器，每個吸附器內設顆粒狀活性炭或活性炭纖維。真空裝置工作中，當真空裝置內的密封水需要更換時，開啟冷卻換熱裝置與第一水容器的連通通道，使循環水從第一水容器的出水口補充到真空裝置裡。與此同時，從真空裝置排出的含有有機溶劑的水溶液經過冷卻換熱裝置冷卻，冷卻溫度為;34°C 36°C。冷去處理後的水溶液從進水口進入第一水容器，根據情況可以通過補水口對循環水進行補水。 當真空裝置內的密封水需要再次更換時，重複將水容器中的循環水補充到真空裝置，並再次通過冷卻換熱裝置收集真空裝置中的水溶液。如此反覆，循環水在第一水容器和真空裝置之間循環，當真空裝置工作0. 5 1小時後，第一水容器中的有機溶劑含量接近真空設備的允許值，將真空裝置切換連接到裝有潔淨的循環水的第二水容器進行循環，並對第一水容器中含有的有機溶劑進行回收處理。真空裝置的有機溶劑的回收方法具體包括以下步驟a.打開第一管道，使第一水容器通過第一管道與吸附裝置接通，水容器中含有有機溶劑的水溶液進入吸附裝置，對水溶液中含有的有機溶劑進行吸附處理；b.吸附處理完成後，關閉第一管道，由水蒸氣發生器向吸附裝置中通入飽和水蒸氣，對吸附裝置進行解析處理，得到含有有機溶劑的混合氣，所述飽和水蒸氣的壓強為 0. 2 0. 4MPa ；c.使混合氣流經冷凝器獲得含有有機溶劑的混合液；d.利用收集容器對混合液進行分層處理，得到有機溶劑；e.將真空裝置切換連接到第三水容器，對第二水容器中含有的有機溶劑進行回收處理，循環使用水容器用於真空裝置的工作，並對水容器中有機溶劑進行回收處理。實施例2所述實施例1中真空裝置的有機溶劑的回收方法中步驟a替換為用空氣加熱器對空氣加熱得到熱空氣，熱空氣的溫度為70 90°C。熱空氣在曝氣風機的驅動下從曝氣盤進入第一水容器，進行曝氣處理；打開第二管道，使第一水容器通過第二管道與吸附裝置接通，曝氣處理得到的含有有機溶劑的熱空氣由第二管道進入吸附裝置，進行吸附處理。實施例3所述收集容器替換為精餾設備，冷凝器的出口連通到精餾設備。所述實施例1中真空裝置的有機溶劑的回收方法中所述步驟d替換為將混合液通入精餾設備進行精餾處理，得到有機溶劑。
權利要求
1.真空裝置的有機溶劑回收系統，包括與真空裝置的出水端連接的冷卻換熱裝置，其特徵在於所述冷卻換熱裝置的出口與真空裝置的進水端之間連接有若干帶有驅動水泵的裝有循環水的水容器，水容器通過管道連接到帶水蒸氣發生器的吸附裝置，吸附裝置順次連接有冷凝器、收集容器或精餾設備。
2.根據權利要求1所述的真空裝置的有機溶劑回收系統，其特徵在於所述管道包括設置在水容器下端的連接到吸附裝置的第一管道。
3.根據權利要求2所述的真空裝置的有機溶劑回收系統，其特徵在於所述管道還包括設置在水容器上端的連接到吸附裝置的第二管道，水容器外側設置與水容器連接的空氣加熱器和曝氣風機，水容器底部設置與曝氣風機連接的曝氣盤。
4.根據權利要求1 3任一項所述的真空裝置的有機溶劑回收系統，其特徵在於所述吸附裝置設置為若干並排布置的內設顆粒狀活性炭或活性炭纖維的吸附器。
5.真空裝置的有機溶劑回收方法，其特徵在於採用權利要求1 4任一項所述的真空裝置的有機溶劑回收系統，所述真空裝置工作時，真空裝置與第一水容器連接並形成循環，當第一水容器中的有機溶劑含量接近真空設備允許值時，將真空裝置切換連接到裝有潔淨的循環水的第二水容器進行循環，並對第一水容器中含有的有機溶劑進行回收處理， 具體包括以下步驟a.打開第一管道，使第一水容器通過第一管道與吸附裝置接通，水容器中含有有機溶劑的水溶液進入吸附裝置，對水溶液中含有的有機溶劑進行吸附處理；b.吸附處理完成後，關閉第一管道，由水蒸氣發生器向吸附裝置中通入水蒸氣，對吸附裝置進行解析處理，得到含有有機溶劑的混合氣；c.使混合氣流經冷凝器獲得含有有機溶劑的混合液；d.利用收集容器對混合液進行分層處理，得到有機溶劑；e.將真空裝置切換連接到第三水容器，對第二水容器中含有的有機溶劑進行回收處理，循環使用水容器用於真空裝置的工作，並對水容器中有機溶劑進行回收處理。
6.根據權利要求5所述的真空裝置的有機溶劑回收方法，其特徵在於所述步驟d替換為將混合液通入精餾設備進行精餾處理，得到有機溶劑。
7.根據權利要求5或6所述的真空裝置的有機溶劑回收方法，其特徵在於所述步驟a 替換為用空氣加熱器對空氣加熱得到熱空氣，熱空氣在曝氣風機的驅動下從曝氣盤進入第一水容器，進行曝氣處理；打開第二管道，使第一水容器通過第二管道與吸附裝置接通， 曝氣處理得到的含有有機溶劑的熱空氣由第二管道進入吸附裝置，進行吸附處理。
8.根據權利要求7所述的真空裝置的有機溶劑回收方法，其特徵在於所述冷卻換熱裝置的冷卻溫度為34°C 36°C，所述空氣加熱器將空氣加熱到70 90°C。
9.根據權利要求7所述的真空裝置的有機溶劑回收方法，其特徵在於所述步驟b中水蒸氣是壓強為0. 2 0. 4MPa的飽和水蒸氣。
全文摘要
本發明公開了一種真空裝置的有機溶劑回收系統及方法，它應用於用水做密封的真空裝置中，回收密封水中的有機溶劑。真空裝置的有機溶劑回收系統包括冷卻換熱裝置、若干預裝有潔淨的循環水的水容器、吸附裝置、冷凝器、收集容器。真空裝置的有機溶劑回收方法主要分為曝氣處理、吸附處理、解析和收集。本發明所設計的系統簡單、布置合理，解決了長期以來密封水中有機溶劑的浪費和汙染問題，根據系統的連接方式，建議了至少兩套回收方法，簡單、方便、有效的實現了有機溶劑的回收。
文檔編號B01D5/00GK102500132SQ20111030929
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者崔貴芹, 趙勝 申請人:趙勝