维生素K₃生产中低浓度废气回收乙醇的装置的制作方法

专利名称：维生素K₃生产中低浓度废气回收乙醇的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置。
背景技术：
维生素K3主要用作饲料添加剂必须用食用级乙醇，维生素K3 (MSB及MNB)生产过程中，在磺化、加成、洗涤等作业，用大量乙醇作为溶剂，结晶脱水后的维生素K3湿品，虽然经过高速离心机长时间离心分离，但乙醇含量仍然较大，需在干燥作业高温条件下才能从维生素K3湿品中蒸发。维生素K3成品中乙醇残留量为IOPPm以下，成品中乙醇带损量可忽略不计，维生素K3湿品乙醇含量取平均值15 %计算，每生产一吨维生素K3，在干燥作业将有150 kg乙醇被干燥气流带走，按2500吨/年计算，每年有375吨乙醇损 失。用于干燥作业乙醇损失生产成本为225万元/年。故回收干燥气流中乙醇对企业来说有较大经济潜力可挖。但目前的回收设备简单，是由空气过滤换热器、沸腾干燥机、袋式除尘器及引风机通过管路连接成。不能充分将维生素K3生产过程中干燥工序中干燥气流带走的乙醇回收，致使生产成本增大，同时也浪费资源。。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置，以克服维生素K3生产设备中存在的上述不足问题。维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置，由干燥、废气循环和废气冷凝和废气吸收四部分通过管路连通构成，其中干燥部分由空气过滤换热器、沸腾干燥机、袋式除尘器、引风机以及将各器件连通一体的管路构成；废气循环部分由连接引风机的出口到空气过滤换热器的入口管路连通构成；废气冷凝部分由在引风机出口管路上安装的废气进冷凝器管路接通至冷凝器，在冷凝器上安装的低温冷却水进水管、低温冷却水出水管构成；废气吸收部分由以并联结构形式安装在冷凝器出口管路上的活性炭纤维过滤器I、活性炭纤维过滤器II和活性炭纤维过滤器III，三个活性炭纤维过滤器的下端出口通过管路接通到乙醇精馏再沸器，它们的上端出口通过管路与尾端引风机连通构成。这样就制成一个维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置。本实用新型的积极效果是a.干燥废气循环利用，提高废气中乙醇浓度，有利回收原工艺中，空气流经升温后进入沸腾干燥机，沸腾干燥机中气流经布袋除尘器过滤后，由引风机抽出直接排空，气流平均酒精含量约2. 25g/m3，热能流失大。采用本装置后，排出气流乙醇平均含量可提升至9. 00g/m3，干燥气体返回到空气过滤换热器入口管路，进入循环系统中再利用。b.干燥废气循环利用，节约能耗以四台干燥机计算，可节约空气加热能源为134. 5吨标准煤，同时也可节约废气冷却能源134. 5吨标准煤，合计269吨标准煤。干燥废气在线间壁冷却，杜绝回收物交叉污染[0010]干燥废气在管内流动，低温冷却水在管外流动，通过管束的壁面换热使干燥废气温度下降至25 30°C，冷却过程中干燥废气与冷却介质在不锈钢管束壁面的两侧面流动，被彻底隔离，杜绝了回收乙醇与低温冷却水的交叉污染。 d.活性炭纤维解吸过程与乙醇精馏联合流程应用活性炭纤维废气吸附回收装置，它包括并联起来的多个活性炭纤维吸附器、气动控制系统和连接管路等组成。吸附开始时，吸附器入口和出口打开，干燥气流从吸附器下端进入吸附器内，经过活性炭纤维床层，通过吸附器出口经浓度检测后排放到大气中，此过程大部分乙醇被活性炭纤维吸收，从而达到净化的目的。吸附结束后，进入解吸过程。吸附介质采用水蒸汽，当吸附器出口浓度达到设定值时，吸附器出口阀门自动关闭，蒸汽由吸附器顶部进入，穿过活性炭纤维层，将被吸附浓缩的乙醇和水蒸汽的混合物带出吸附器，进入乙醇精馏系统的再沸器，在乙醇精馏系统中乙醇和水得于分离。采用活性炭纤维解吸过程与乙醇精馏联合流程可减少操作环节，减少设备投资，同时加强工序之间的联系，有利于提高乙醇回收效率。具有节约资源、降低环境污染的突出优点，可推广应用于类似废气的资源化处理过程中，为化工、制药生产过程中产生的废气处理开辟新的途径。

图I是维生素K3干燥装置现有技术示意图。图2是增加了废气循环、冷凝工序及废气吸收工序的维生素K3干燥装置结构示意图。图中符号说明1是低压蒸汽管路，2是常温空气管路，3是空气过滤器，4是蒸汽冷凝水管路，5是加热净化空气管路，6是FG - 300型沸腾干燥机，7是干燥机排气管路，8是YMC-88型袋式除尘器，9是除尘器排气管路，10是9-26 Na 6. 3A引风机，11是9_26Na 6. 3A引风机排气返回空气过滤换热器管路，12是200m2冷凝器，13是低温冷却水进水管路，14是冷凝器排气进活性炭纤维过滤器管路，15是低温冷却水出水管路，16是部分9-26Na 6. 3A引风机排气进冷凝器管路，17是冷凝气排气进I号活性炭纤维过滤器的管路，18是冷凝气排气进II号活性炭纤维过滤器的管路，19是冷凝气排气进入III号活性炭纤维过滤器的管路，20是三个活性炭纤维过滤器的下端出口至乙醇精馏再沸器的管路，21是乙醇精馏再沸器，22是III号活性炭纤维过滤器，23是9-26 Na 9 D引风机，24是9_26 Na 9 D引风机排气管路，25是三个活性炭纤维过滤器排气管路，26是II号活性炭纤维过滤器，27是I号活性炭纤维过滤器，28是解吸用低压蒸汽管路。
具体实施方式
参照图1，生产维生素K3的现有技术工艺中使用的装置是由空气过滤换热器3、FG — 300型沸腾干燥机6、YMC-88型袋式除尘器8及9_26 Na 6. 3A引风机10通过管路连接构成。具体是常温管路2、低压蒸汽管路I、冷凝水管路4与空气过滤换热器3连通，加热净化空气管路5连通FG — 300型沸腾干燥机入口 ；干燥机出口通过干燥机排气管路7连通到YMC-88型袋式除尘器8下部的入口，袋式除尘器上部出口通过除尘器排气管路9接通9-26 Na 6. 3A引风机10，空气经过滤加热后，进入沸腾干燥机，维生素K3结晶颗粒在热空气流中一方面被吹起、翻滚、互相混合和摩擦碰撞，另一方面又在进行传热和传质，从而得于干燥，从干燥机流出的含乙醇的废气经袋式除尘器除尘后由引风机抽出排入大气，废气中乙醇未回收。因而造成热能损失和大量乙醇流失的问题。参照图2、3，使用本实用新型提供的技术在生产维生素K3工艺中，使用的装置是由从引风机出口通过管路11把引风机排气返回空气过滤换热器3，将排出的热气引回到空气过滤换热器3的进口处，进入系统再循环 ，充分利用热能。同时，在管路11上通过阀门控制，使9-26 Na 6. 3A引风机10排气的部分进冷凝器管路16上安装的200m2冷凝器12，在冷凝器12出口端并联方式安装活性炭纤维过滤器27、活性炭纤维过滤26和活性炭纤维过滤器22，即三个活性炭纤维过滤器的入口分别通过管路17、18和19和管路上的控制阀门与冷凝器出口通过管路14连通，三个活性炭纤维过滤器的下端出口用管路20连通乙醇精馏再沸器21，将乙醇和水蒸汽的混合冷凝液送入乙醇精馏再沸器21处理回收乙醇。三个活性炭纤维过滤器(22、27、26)的上端出口通过管路25与尾端9-26 Na 9 D引风机23连通，处理后的废气经引风机23送出。三个活性炭纤维过滤器顶部入口与解析用低压蒸汽管路28连通，提供运行需要的低压蒸汽。装置中各管路气流和水流运行温度简述，参照图2生产运行流程中常温空气管路2中是环境空气，净化空气管5加热的空气温度70 80°C，干燥机排气管路7中气体温度65 70°C，除尘器排气管路9中的气体温度是60 65°C，9-26 Ns 6. 3A引风机10的排气返回空气过滤换热器管路11中气体温度55 60°C，即9-26 Na 6. 3A引风机排气部分进冷凝器12的管路16中气体温度55 60°C，冷凝器排气进活性炭纤维过滤器管路14中气体温度25 30°C，即三个活性炭纤维过滤器的进气管路17、18和19及排气管路25中气体温度是25 30°C，9-26 Na 9 D引风机排气管路24中气体温度25 30°C，低压蒸汽管路I进入空气过滤换热器的气体温度150 170°C，蒸汽冷凝水管路4中的水是常温冷水，低温冷却水进水管路13中水温8 12°C，低温冷却水出水管路15中水温是15 18°C，解吸用低压蒸汽管路28中气流温度150 170°C，乙醇和水蒸汽的混合冷凝液管路20将混合液送进乙醇精馏再沸器21处理回收乙醇。图2是经过改进后的维生素K3干燥系统示意图，在背景技术图I的基础上增加了废气循环、废气冷凝和废气吸收系统三部分。废气循环部分是从沸腾干燥机6流出的含乙醇的废气经袋式除尘器8除尘后，由引风机10抽出并用蝶阀控制，其中75%左右经管路11回流入空气过滤换热器3，干燥废气经换热器处理，从55 60°C冷却至25 30°C，再进入沸腾干燥机6循环使用。废气冷凝部分是在引风机出口至空气过滤换热器的管路11中接出由阀门控制的管路16，使管路11中废气的25 %进入冷凝器12，废气中有部分乙醇被液化成小液滴，部分尚未液化仍成汽态存在，进入吸收系统。废气吸收系统共有三套活性炭纤维吸收器组成，运行时每套活性炭纤维吸收器处于不同工作状态。处于吸收状态的I号吸收器27，干燥废气经管路17从吸收器底部进入吸收器，经过环形活性炭纤维床层，大部分乙醇被吸收截留在活性炭纤维内。处于解吸状态的II号吸收器26，解吸用低压蒸汽经管路28从吸收器顶部进入吸收器，将截留在活性炭纤维内的乙醇吹扫出吸收器，乙醇和水蒸汽的混合冷凝液，经管路20直接送入乙醇精馏系统再沸器内，由乙醇精馏系统精馏回收合格乙醇。处于再生状态的III号吸收器22，在引风机23的抽吸下用净化空气干燥后即可进入下一循环。[0024]干燥废气在线间壁冷却，杜绝回收物交叉污染干燥废气用管壳式换热器从55 60°C冷却至25 30 °C,管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成。干燥废气在管内流动，低温冷却水在管外流动，通过管束的壁面换热使干燥废气温度下降至25 30°C，冷却过程中干燥废气与冷却介质在不锈钢管束壁面的两侧面流动，被彻底隔离，杜绝了回收乙醇与低温冷却水的交叉污染。活性炭纤维解吸过程与乙醇精馏联合流程应用活性炭纤维废气吸附回收装置，它包括并联起来的多个活性炭纤维吸附器、气动控制系统和连接管路等组成。吸附开始时，吸附器入口和出口打开，干燥气流从吸附器下端进入吸附器内，经过活性炭纤维床层，通过吸附器出口经浓度检测后排放到大气中，此过程大部分乙醇被活性炭纤维吸收，从而达到净化的目的。吸附结束后，进入解吸过程。吸附介质采用水蒸汽，当吸附器出口浓度达到设定值时，吸附器出口阀门自动关闭，蒸汽由吸附器顶部进入，穿过活性炭纤维层，将被吸附浓缩的乙醇和水蒸汽的混合物带出吸附器，进入乙醇精馏系统的再沸器，在乙醇精馏系统中乙醇和水得于分离。
权利要求1.维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置，由干燥、废气循环和废气冷凝和废气吸收四部分通过管路连通构成，其特征在于a废气循环部分由连接弓I风机(10 )的出口到空气过滤换热器(3 )的入口管路(11)连通构成；b废气冷凝部分由在引风机出口管路(11)上安装的废气进冷凝器管路(16 )接通至冷凝器(12)，在冷凝器上安装的低温冷却水进水管(13)、低温冷却水出水管(15)构成c废气吸收部分由以并联结构形式安装在冷凝器(12)出口管路(14)上的活性炭纤维过滤器(27)、活性炭纤维过滤器(26)和活性炭纤维过滤器(22)，三个活性炭纤维过滤器的下端出口通过管路(20)接通到乙醇精馏再沸器(21)，它们的上端出口通过管路(25)与尾端引风机(23)连通构成。
专利摘要维生素K3生产中低浓度废气回收乙醇的装置，由干燥、废气循环和废气冷凝和废气吸收四部分通过管路连通构成，其中废气循环部分由连接引风机的出口到空气过滤换热器的入口管路连通构成；废气冷凝部分由在引风机出口管路上安装的废气进冷凝器管路管接通至冷凝器，在冷凝器上安装的低温冷却水进水管、低温冷却水出水管构成；废气吸收部分由以并联结构形式安装在冷凝器出口管路上的活性炭纤维过滤器Ⅰ、活性炭纤维过滤器Ⅱ和活性炭纤维过滤器Ⅲ，三个活性炭纤维过滤器的下端出口通过管路接通到乙醇精馏再沸器，它们的上端出口通过管路与尾端引风机连通构成。提高乙醇回收效率，节约资源、降低环境污染。
文档编号C07C31/08GK202355983SQ20112018356
公开日2012年8月1日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者史爱良, 汤再扬 申请人:云南省陆良和平科技有限公司