[发明专利]丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统及回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚氨酯胶黏剂制鞋行业的丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统及回收方法，属于丙酮气体回收技术领域。

背景技术

制鞋行业的挥发性有机物（VOCs）主要来源于鞋用胶粘剂、处理剂等含溶剂产品的使用,主要集中在成型工艺的中段。水性胶可显著降低VOCs的含量但普及率低，普遍使用的油性胶是制鞋行业VOCs的主要来源，比如聚氨酯胶粘剂大量使用丙酮，从而产生大量丙酮等有机废气排放。常用的丙酮治理方式主要有：催化氧化法、吸附法、膜分离法、冷凝法等。目前冷凝+吸附法通常采用常压冷凝+真空变压吸附方式，对于常压冷凝，因回收气体中丙酮浓度较低，回收系统的制冷机中需要提供-60℃的低温来实现回收气体中丙酮的液化，存在能效比较低，系统运行费用高的问题；对于真空变压吸附，存在着丙酮脱附效率不高、真空泵故障率高等问题，因此目前的回收系统在设备成本、运行费用、效率和可靠性上还有待进一步改进。

发明内容

发明目的：针对现有聚氨酯胶粘剂制鞋行业常用的常压冷凝+吸附的丙酮回收系统的设备能效低、运行费用高、故障率高等问题，本发明提出一种新型丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统及回收方法，以降低制冷要求和运行费用，提高系统的运行效率和可靠性。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统，包括丙酮气体压缩装置，制冷装置，吸附装置，丙酮储液罐，以及富集气循环管路；所述丙酮气体压缩装置包括螺杆式增压压缩机、控制柜和储气罐；所述制冷装置包括螺杆式制冷压缩机、风冷冷凝器、电子膨胀阀和板翅式蒸发器；所述螺杆式增压压缩机的进气口与丙酮废气出气口相连，螺杆式增压压缩机的出气口与所述储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与所述板翅式蒸发器的进气口相连，板翅式蒸发器的出液口与丙酮储液罐的进液口相连，板翅式蒸发器的出气口与所述吸附装置的进气口相连，吸附装置的解析出口通过所述富集气循环管路与螺杆式增压压缩机的进气口相连，富集气循环管路上设有循环用气动阀。

进一步地，所述吸附装置包括两个吸附罐和用于切换吸附罐的六个气动阀，所述吸附罐内的吸附剂为柱状微孔活性炭吸附剂。

进一步地，所述螺杆式增压压缩机设有温度传感器，所述储气罐设有压力传感器，所述控制柜分别与温度传感器和压力传感器，以及螺杆式增压压缩机的旁通阀电连接。

进一步地，所述吸附装置中，第一吸附罐通过第一气动阀与吸附装置的进气口相连，通过第二气动阀与吸附装置的解析出口相连，通过第三气动阀与吸附装置的洁净气排放口相连；第二吸附罐通过第四气动阀与吸附装置的进气口相连，通过第五气动阀与吸附装置的解析出口相连，通过第六气动阀与吸附装置的洁净气排放口相连。

进一步地，所述螺杆式增压压缩机为采用防爆电机、防爆电磁阀和防爆接线盒的防爆螺杆式增压压缩机。

进一步地，所述螺杆式增压压缩机为采用无油润滑方式的螺杆式增压压缩机。

进一步地，所述螺杆式增压压缩机外部设有冷却装置。优选地，所述冷却装置为包裹在所述螺杆式增压压缩机外壁的冷却用水套。

使用上述丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统的回收方法，包括如下步骤：

（1）丙酮气体压缩：将收集来的丙酮废气通入丙酮气体压缩装置的螺杆式增压压缩机中提压到0.6～0.8MPa后通入储气罐；

（2）低温冷凝：将储气罐中压缩后的气体通入制冷装置的板翅式蒸发器中，在低温制冷剂的冷却下液化；

（3）中压吸附：将从板翅式蒸发器出气口排出的气体通入吸附装置，由吸附装置的两个吸附罐交替吸附，一个吸附罐吸附饱和后降到常压进行脱附；

（4）循环回收：将吸附装置解析出来的富集丙酮气体经富集气循环管路通入螺杆式增压压缩机，进行循环冷却回收；

（5）丙酮收集：将板翅式蒸发器中的液态丙酮输入丙酮储液罐。

有益效果：本发明提供的丙酮加压的冷凝吸附式丙酮回收系统，通过丙酮气体压缩装置将丙酮气体压缩到中压状态后再进入制冷装置的蒸发器进行冷却液化，液化后进入丙酮储液罐达到回收的目的，未液化的气体保持中压状态进入吸附装置，在中压状态被吸附，吸附饱和后降到常压进行脱附，解析出来的富集丙酮气体再送回进入丙酮气体压缩装置进行循环回收。与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、将待回收丙酮气体通过螺杆式增压压缩机进行压缩后再进入制冷装置的蒸发器进行液化，最终液化温度大幅提高，降低对制冷装置的要求，大大简化制冷装置的结构，能够大幅降低回收系统的初投资和运行费用。