一种富氧回收利用系统的制作方法

本实用新型涉及双氧水生产设备技术领域，尤其涉及一种富氧回收利用系统。

背景技术：

双氧水是一种重要的化工中间体，蒽醌法是生产工业双氧水的主流方法，其制备工艺是以2-乙基蒽醌(eaq)为载体、重芳烃(ar)和磷酸三辛酯(top)为混合溶剂组成工作液，并以钯为催化剂，交替进行eaq的氢化和氧化。

目前，双氧水制备工段中，其氧化工序多需要利用空气压缩机压缩空气，将压缩空气通入氧化塔与氢化液在一定压力、温度下进行氧化反应，生成双氧水，而空气用量的多少取决于氢化效率的高低及空气中的氧含量高低，在氢化效率一定的条件下，氧化所需的空气量与空气中的氧含量成反比，由于大气中的氧含量低(约21％)，故在双氧水的氧化工段中，要满足工艺需求，所需空气量较多，故空气压缩机的负荷较高，而空气压缩机长期高负荷运行，则消耗的电能较高，且使用寿命降低；此外，空分装置制备氮气的工段中，采用深冷制氮机将空气中的氮气与氧气分离，以获得氮气，但分离出来的氧气纯度较高的富氧空气则作为尾气直接放空排放掉，造成资源浪费。

因此，开发一种富氧回收利用系统，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种富氧回收利用系统，以便于将空分装置中的富氧输送到双氧水制备工段中的氧化工序使用，从而降低空气压缩机负荷，节能降耗。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种富氧回收利用系统，包括深冷制氮装置，所述深冷制氮装置的尾气排放口连通有第一气体缓冲罐，所述第一气体缓冲罐的出气口连通有空气压缩机，所述空气压缩机的出气口连通有第二气体缓冲罐，所述第二气体缓冲罐的出气口连通有空气过滤器，所述空气过滤器的出气口与双氧水制备系统的氧化塔的进气口连通。

作为一种改进的技术方案，所述深冷制氮装置的尾气排放口与所述第一气体缓冲罐间的连接管道上设有第一调节阀。

作为一种改进的技术方案，所述空气过滤器与所述氧化塔之间的连接管道上设有第二调节阀和气体流量计。

作为一种改进的技术方案，还包括并联安装于所述深冷制氮装置和所述第一气体缓冲罐之间的富氧储罐，所述富氧储罐的进气口与所述深冷制氮装置的尾气排放口连通，所述富氧储罐的出气口与所述第一气体缓冲罐的进气口连通，且所述第一调节阀位于所述富氧储罐的出气口与所述第一气体缓冲罐的进气口之间。

作为一种进一步改进的技术方案，所述富氧储罐的顶部设有压力表和安全阀。

作为一种改进的技术方案，所述空气压缩机并联设置有两套。

作为一种改进的技术方案，所述双氧水制备系统包括氢化釜，所述氢化釜设有氢气入口和催化剂添加口，所述氢化釜的出水口连通有氢化液过滤器，所述氢化液过滤器的出水口与所述氧化塔的进水口连通，所述氧化塔的出水口连通有萃取塔，所述萃取塔的顶部设有萃取剂添加口，且所述萃取塔的底部出水口连通有净化塔，所述萃取塔的顶部出水口连通有工作液再生塔，所述工作液再生塔的出水口连通有工作液配制装置，所述工作液配制装置的出水口与所述氢化釜的进水口连通。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

设有的该富氧回收利用系统，能够对深冷制氮装置产生的富氧尾气进行回收并利用到双氧水制备工段的氧化工序中，避免了资源浪费，且经过深冷制氮装置分离后，分离出来的氧气纯度高，气体中的氧含量较高，提高了氢化液的氧化效果，在氢化效率一定的条件下，相较传统的氧化工序，所需的空气量大大降低，从而使得空气压缩机的负荷大大降低，达到了节能降耗的目的，且空气压缩机的使用寿命长；此外，设有的富氧储罐，当富氧消耗量少于深冷制氮装置的排放量时，会将多余的富氧暂时储存在富氧储罐内，当富氧消耗量多于深冷制氮装置的排放量时，会从富氧储罐内供给，实现了富氧的需求调节，使得深冷制氮装置分离产生的富氧能够得到尽量的回收利用，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的工艺流程示意图；

附图标记：1-深冷制氮装置；2-第一气体缓冲罐；3-空气压缩机；4-第二气体缓冲罐；5-空气过滤器；6-富氧储罐；7-第一调节阀；8-第二调节阀；9-气体流量计；10-压力表；11-安全阀；12-氢化釜；13-氢化液过滤器；14-氧化塔；15-萃取塔；16-净化塔；17-工作液再生塔；18-工作液配制装置。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，本实施例提供了一种富氧回收利用系统，包括深冷制氮装置1，深冷制氮装置1的尾气排放口连通有第一气体缓冲罐2，第一气体缓冲罐2的出气口连通有空气压缩机3，空气压缩机3的出气口连通有第二气体缓冲罐4，第二气体缓冲罐4的出气口连通有空气过滤器5，空气过滤器5的出气口与双氧水制备系统的氧化塔14的进气口连通；该系统将深冷制氮装置1分离产生的富氧回收，并引到双氧水制备工段的氧化工序中利用，避免了资源浪费。

深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史，它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空；液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气，同时生成富氧空气。本实施例中，深冷制氮装置1为现有的用以实现大气分离的空分装置，包含空气过滤器、空气压缩机、空气冷却器、空气干燥净化器、空分塔、透平膨胀机等主要设备，整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮气化组成，由于深冷制氮装置为现有技术中的较成熟工艺设备，为领域技术人员所共识的，故在此不作赘述。

该系统设有的第一气体缓冲罐2，实现了对排除后富氧气体的缓冲、缓存，起到缓冲系统的压力波动的作用，避免空气压缩机3运转过程中，由于压力改变而产生的气压变化，为空气压缩机3的泵气工作提供了可靠保障；设有的第二气体缓冲罐4起到了气压的平衡作用，使得通入到氧化塔14的富氧空气的压力及通入量平稳，避免了通入量波动范围大对富氧与氢化液的氧化反应产生影响，为实现双氧水制备的有效氧化提供了可靠保障。

该系统在第二气体缓冲罐4与氧化塔14之间设有的空气过滤器5，实现了对富氧控制的有效过滤净化，能够将富氧空气中含有的杂质等过滤掉，避免了富氧空气中含有的杂质颗粒等对后续双氧水制备工序造成的影响。

该富氧回收利用系统还包括并联安装于深冷制氮装置1和第一气体缓冲罐2之间的富氧储罐6，富氧储罐6的进气口与深冷制氮装置1的尾气排放口连通，富氧储罐6的出气口与第一气体缓冲罐2的进气口连通；设有的该富氧储罐6，当富氧消耗量少于深冷制氮装置1的排放量时，会将多余的富氧暂时储存在富氧储罐6内，当富氧消耗量多于深冷制氮装置1的排放量时，会从富氧储罐6内供给，实现了富氧的需求调节，使得深冷制氮装置1分离产生的富氧能够得到尽量的回收利用，避免深冷制氮装置1分离后产生的富氧空气排放浪费。

本实施例中，富氧储罐6的顶部设有压力表10和安全阀11；设有的压力表10能够实现对富氧储罐6内富氧空气储放量多少的实时监控、反馈，将富氧储罐6内的富氧空气的容量进行直观显示，当富氧储罐6内的富氧空气量达到富氧储罐6的额定存储量时，设有的安全阀11会及时放空泄压。

本实施例中，深冷制氮装置1的尾气排放口与第一气体缓冲罐2间的连接管道上设有第一调节阀7，且第一调节阀7位于富氧储罐6的出气口与第一气体缓冲罐2的进气口之间；设有的第一调节阀7，能够依据对富氧空气的使用量，灵活调节通入到第一气体缓冲罐2内的气体量，实现富氧空气使用量及于富氧储罐6内暂储量间的合理调配。

本实施例中，空气过滤器5与氧化塔14之间的连接管道上设有第二调节阀8和气体流量计9；设有的第二调节阀8，能够依据氧化塔14内氧化氢化液所需的富氧空气的量，对最终通入到氧化塔14内的富氧空气的气体量进行灵活调节，在确保氧化工艺正常进行的同时，通入合适量的富氧空气，设有的气体流量计9，能够对通入到氧化塔14内的富氧空气的通入量进行准确的计量。

本实施例中，空气压缩机3并联设置有两套，在使用时，一备一用，当其中一空气压缩机3故障时，启用另一台空气压缩机3使用，从而确保不影响氧化工序的正常进行。当然，在实际使用中，依据氧化塔14正常工作时所需的富氧空气的量，具体决定空气压缩机3的安装数量，各空气压缩机3均并联安装到管路中，且其中一空气压缩机3始终作备用机使用。

本实施例中，双氧水制备系统包括氢化釜12，所述氢化釜12设有氢气入口和催化剂添加口，氢气入口位于氢化釜12底部，用以实现氢气原料的通入，催化剂添加口用以实现催化剂钯的添加，氢化釜12的出水口连通有氢化液过滤器13，实现对经过初步氢化工序生成的氢化液的过滤，氢化液过滤器13的出水口与氧化塔14的进水口连通，在氧化塔14内，富氧空气将氢化液充分氧化，氧化塔14的出水口连通有萃取塔15，与萃取塔15的底部连通，萃取塔15的顶部设有萃取剂添加口，用以实现萃取剂的添加，萃取塔15的底部出水口连通有净化塔16，萃取液进入净化塔16净化，最终生成的工业双氧水自净化塔16的底部排出，萃取塔15的顶部出水口连通有工作液再生塔17，萃取后工作液自萃取塔15通入到工作液再生塔17中处理，制得再生工作液，从而实现萃取后工作液的处理并循环再利用，工作液再生塔17的出水口连通有工作液配制装置18，在工作液配制装置18中将eaq载体、重芳烃(ar)和磷酸三辛酯(top)作为混合溶剂进行添加混合，与工作液再生塔17处理得到的再生工作液共同作为氢化工序中的工作液原料，工作液配制装置18的出水口与氢化釜12的进水口连通，实现工作液的供给；本实施例中，工作液再生塔17可选用现有的蒽醌法工艺的工作液再生装置，故在此不作赘述。

本实施例中，由于采用蒽醌法实现双氧水制备的制备工段为现有技术中的比较成熟的工艺方法，故该双氧水制备系统中各装置及管道上的阀门、仪表等工艺元件未在附图中示出，在此也不作赘述。

基于上述结构的该富氧回收利用系统，能够对深冷制氮装置1产生的富氧尾气进行回收并利用到双氧水制备工段的氧化工序中，避免了资源浪费，且经过深冷制氮装置1分离后，分离出来的氧气纯度高，气体中的氧含量较高，提高了氢化液的氧化效果，在氢化效率一定的条件下，相较传统的氧化工序，所需的空气量大大降低，从而使得空气压缩机3的负荷大大降低，达到了节能降耗的目的，且空气压缩机3的使用寿命长；此外，设有的富氧储罐6，当富氧消耗量少于深冷制氮装置1的排放量时，会将多余的富氧暂时储存在富氧储罐6内，当富氧消耗量多于深冷制氮装置1的排放量时，会从富氧储罐6内供给，实现了富氧的需求调节，使得深冷制氮装置1分离产生的富氧能够得到尽量的回收利用，实用性强。

由于经过深冷制氮装置1分离后排出的富氧空气的氧含量能够达到24％-26％，在双氧水制备工段中，每制备5吨双氧水，在氧化工艺中，直接用大气的用量(氧含量按21％计算)为6300m3左右，而采用富氧空气后，其用量降到5500m3左右，故空气压缩机3的负荷大大降低，节能约12.6％，节电约600*12.6％*8000＝604800kwh，节能降耗效果明显。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。