聚酰亚胺生产用废气利用系统的制作方法

文档序号:15526757发布日期:2018-09-25 20:43阅读:174来源:国知局

本实用新型属于节能设备技术领域,具体涉及一种聚酰亚胺生产用废气利用系统。



背景技术:

含氟层聚酰亚胺复合材料,是由聚酰亚胺薄膜单面或者双面复合一层或者多层含氟材料,经过烧结成型而成。这种复合材料综合了聚酰亚胺和含氟材料的优点,具有耐高/低温、耐辐射、耐候,并可在200-370℃熔融自粘,其优异的电气性能,使其广泛用于电线、电缆、石油工业、航空航天等领域,聚酰亚胺材料的粘结性能在应用的过程中尤为重要,它直接关系到聚酰亚胺产品能否牢固的粘结在如电磁线,铝板等产品上。含氟材料在与聚酰亚胺热压时需要高达300度的温度,而且现有的都采用溶剂型原料,加热时热风会带走溶剂;现有技术纯粹抽取空气进行加热然后形成热风,带走溶剂,冷空气加热过程需要大量的热量,导致现有技术能耗较高,而且溶剂易造成环境污染。



技术实现要素:

本实用新型公开了一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,通过带走溶剂的热气流与空气冷气流的热交换实现干净空气预加热,不仅节省加热时间、减少加热能耗,而且通过合理结构设计,保证溶剂挥发效果,尤其是通过合理设计回收溶剂,为聚酰亚胺绿色生产提供保障;另外,本公司还设计了另外结构的换热壳,用于气流量较小的生产线。

为达到上述发明目的,本实用新型采用的技术方案是:

一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置、溶剂回收装置、溶剂吸附装置;所述换热装置包括中空壳体;所述中空壳体内部设有冷空气通道、热空气通道;所述冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板;所述冷空气通道内设有复数个加热网;所述加热网由金属网与围绕在金属网四周的金属片组成;所述加热网焊接在金属隔板上;所述热空气通道内设有复数个传热板;所述传热板焊接在金属隔板上;所述传热板设有一个主通风孔与复数个副通风孔;所述副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;所述热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;所述冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;所述溶剂回收装置包括冷却管、溶剂储桶、溶剂接管;所述冷却管通过连接管与热空气通道的出口连接;所述冷却管设有朝下的开口;所述溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;所述冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱;所述冷却管的管径为连接管的3倍;所述溶剂接管内设有多孔板;所述溶剂吸附装置包括盒体;所述盒体设有盒体进气口与盒体出气口;所述盒体进气口与冷却管连通;所述盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板。

本实用新型中,冷空气是指不含溶剂的空气,经由现有抽风设备输送,加热后形成热风,用于含氟材料与聚酰亚胺的复合;所谓热空气是指带有溶剂分子的空气,由热空气经过含氟材料与聚酰亚胺的复合而带走溶剂形成,热空气带走溶剂一方面使得含氟材料干燥,另外使得有机物固化,形成稳定整体。很容易理解,冷空气通道、热空气通道分别设有对应的空气进出口,用于气流流动。

本实用新型中,冷空气通道与热空气通道都是由侧壁组成的空心结构,可以为规则的侧壁结构,比如方形,两个空气通道具有一个相同的侧壁金属隔板,从而可以进行热量交换,并且不会互相接触,实现利用废弃的带有热量的含溶剂空气预加热洁净的需要加热的洁净冷空气,不仅实现能源再次利用,减少能源排放浪费,而且预加热后的空气更容易被加热到设计温度,指数级的降低能源消耗。从物理能源学角度看,室温空气加热到300度所需要的能量超过150度空气加热到300度所需要能量的五倍以上,只要是空气加热过程中,起始加热是最消耗能量的,因此,本实用新型预热后的空气更容易被加热至设计温度,指数级的降低能源消耗。同样的,可以在中空壳体外表面设置保温层,避免热损失,也避免伤害危险;优选金属隔板的厚度为2毫米。

本实用新型分别在热空气通道、冷空气通道中设置传热板与加热网,并限定具体结构,这样可以空气通道之间的热交换面积,达到很好的热交换效果,尤其是冷空气通道内,加热网的间距为8~10厘米;热空气通道内,传热板的厚度为8~10毫米,传热板的间距为5~6厘米;从而可以实现冷空气速度削弱小、换热快,热空气接触面积大、传热效率大的效果,并且设计交错的通风孔,既可以利于热空气输送,有提高热空气与传热板的接触效果,副通风孔一般以主通风孔为中心排列,可以围绕或者直线排列,本实用新型设定孔径,可以实现同时保证生产效率、生产质量与换热效果的目的,其数量影响不大,可以根据换热装置的大小安排,优选3到8个。

本实用新型中,冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%,冷空气通道的体积小于热空气通道的体积可以充分保证室温空气被加热的效果,而且利于热空气单位热量的分散,进一步增加热空气的热量传递、再利用;同时冷空气通道不能太小于热空气通道,否则影响整体气流效率,同时反而使得部分热空气的热量来不及传递而损失。

本实用新型的吸附装置由盒体以及安装于盒体内部的多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板组成;盒体为中空结构,设有盒体进气口与盒体出气口,盒体进气口与冷却管连通,优选采用螺纹的方式连通,接收从冷却管出来的低温、低溶剂含量空气,盒体出气口排出基本干净的气体,有效保护环境。盒体进气口与盒体出气口之间依次设有多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板,从而溶剂空气经过多孔吸附板去除大分子溶剂以及极少杂质(硫化物等),通过多孔吸湿板吸附可能存在的水分,最后通过多孔陶瓷板起到一定的杀菌作用,最终得到干净的空气,排至大自然中。多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板为现有产品,其安装方式也属于现有技术,比如多孔吸附板可以为活性炭吸附板,多孔吸湿板可以为聚丙烯酸钠制备的多孔板,多孔陶瓷板可以为多孔二氧化钛板。

在含氟材料与聚酰亚胺复合时,大部分情况下溶剂都为高沸点溶剂,在换热后可以液化,从而本实用新型新设计了溶剂回收装置,通过连接管将已经热交换的带有溶剂的空气输送至冷却管内,优选冷却管与连接管通过法兰连接,利于拆卸与维修,冷却管为现有产品,可以仅仅为金属管,法兰连接也属于常规技术;带有溶剂的空气经过相变材料柱时一方面温度进一步降低一方面液化的溶剂沿着相变材料柱下流,从溶剂接管进入桶中,在溶剂接管内设置多孔板为了缓冲与降温,同时相变材料柱的数量没有限制,大小也不会存在影响,可以通过螺丝安装在冷却管内;经过此装置,大部分毒性大、沸点高的溶剂被回收,无论对生产还是对环境都很好,之后的空气从冷却管排出经过常规处理即可;优选冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,可以极有效的回收溶剂;相变材料柱为圆柱形结构,在增加热交换面积的同时利于溶剂流下。

本实用新型首次公开了一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,对废弃的带有溶剂的热气流进行热量再利用,有效实现了能源的再生,对室温空气进行预加热,大幅降低了其加热耗能,切实达到了降能耗的目的。利用合理的结构设计,在冷空气与热空气之间形成良好的换热界面,在充分达到两者热交换的基础上,保证气流稳定,从而不影响生产质量与效率;并且本实用新型新公开了溶剂回收,专门针对含氟材料与聚酰亚胺的复合,结合吸附装置,能达到很好的效果。

附图说明

图1为实施例一聚酰亚胺生产用废气利用系统的结构示意图;

图2为实施例一溶剂吸附装置内部结构示意图;

图3为实施例一中空壳体内部结构示意图;

图4为实施例一冷却管截面结构示意图;

图5为实施例一溶剂接管截面结构示意图;

其中,换热装置1、溶剂回收装置2、中空壳体3、保温层31、冷空气通道4、热空气通道5、金属隔板6、加热网7、金属网71、金属片72、传热板8、主通风孔81、副通风孔82、冷却管9、溶剂储桶10、溶剂接管11、连接管12、开口91、相变材料柱92、多孔板111、溶剂吸附装置101、盒体102、盒体进气口103、盒体出气口104、多孔吸附板105、多孔吸湿板106、多孔陶瓷板107。

具体实施方式

实施例一

参见附图1-5,一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置1、溶剂回收装置2;换热装置包括中空壳体3,其内部设有冷空气通道4、热空气通道5,都设有常规的空气进出口;冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板6;冷空气通道内设有复数个加热网7,加热网的间距为9厘米;加热网由金属网71与围绕在金属网四周的金属片72组成;加热网焊接在金属隔板上,既稳定又传热快;热空气通道内设有复数个传热板8,传热板的厚度为8毫米,传热板的间距为6厘米;传热板焊接在金属隔板上;传热板设有一个主通风孔81与复数个副通风孔82;副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;溶剂回收装置包括冷却管9、溶剂储桶10、溶剂接管11;冷却管通过连接管12与热空气通道的出口连接;冷却管设有朝下的开口91;溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱92;冷却管的管径为连接管的3倍,冷却管与连接管通过法兰连接;溶剂接管内设有多孔板111,具体设置方式属于常识;金属隔板厚度为2毫米,导热的同时强度足够;中空壳体的外表面设有保温层31,与壳体复合,加热网与传热板可以在一条线上,也可不在一条线上,副通风孔的数量为3~4个,冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,相变材料柱为圆柱形结构;特别的,聚酰亚胺生产用废气利用系统还包括溶剂吸附装置101;溶剂吸附装置包括盒体102,盒体设有盒体进气口103与盒体出气口104,盒体进气口与冷却管连通,采用通过法兰连接的方式;盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板105、多孔吸湿板106、多孔陶瓷板107;附图为示意性表示,重复部件仅标注一处,并且一些常规部件没有示意出,比如管道之间的连接,这些都属于常识。

本实用新型中,室温空气被抽进冷空气通道从而进入换热壳体中(比如将抽风机的出口与冷空气通道进口连通,直接将室温空气抽进中空壳体的冷空气通道中,用于预加热),再被送入加热箱进行加热,加热箱本身以及其对空气的加热属于现有技术,可以采用加热丝、加热棒、加热板等方式加热,加热后的气体根据现有方式进入固化箱对聚酰亚胺进行处理,使其固化粘接并带走溶剂形成溶剂空气,进入换热装置的热空气通道中,与正在流动的洁净冷空气进行有效的热交换,预热洁净空气的同时降低溶剂空气的温度,降温后的溶剂空气经过有效处理排放出去,预热后的洁净空气进入加热箱后,很容易升温至设计温度,进行有效的热处理。

利用本实用新型的装置,室温空气从换热设备出来时的温度达到150度以上,带溶剂空气进入溶剂回收装置时的温度低于150度,节约能耗达40%以上,与现有技术相比,含氟材料与聚酰亚胺薄膜复合良率一致,从冷却管出来的气体中,高沸点溶剂残留小于8%,再经过溶剂吸附装置的处理,从盒体出气口排出的气体几乎检测不到溶剂以及其他污染物(比如硫化物、氮化物)。

实施例二

一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置、溶剂回收装置、溶剂吸附装置;换热装置包括中空壳体,其内部设有冷空气通道、热空气通道,都设有常规的空气进出口;冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板;冷空气通道内设有复数个加热网,加热网的间距为8厘米;加热网由金属网与围绕在金属网四周的金属片组成;加热网焊接在金属隔板上,既稳定又传热快;热空气通道内设有复数个传热板,传热板的厚度为8毫米,传热板的间距为6厘米;传热板焊接在金属隔板上;传热板设有一个主通风孔与复数个副通风孔;副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;溶剂回收装置包括冷却管、溶剂储桶、溶剂接管;冷却管通过连接管与热空气通道的出口连接;冷却管设有朝下的开口;溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱;冷却管的管径为连接管的3倍,冷却管与连接管通过法兰连接;溶剂接管内设有多孔板,具体设置方式属于常识;金属隔板厚度为2毫米;中空壳体的外表面设有保温层,与壳体复合,加热网与传热板可以在一条线上,也可不在一条线上,副通风孔的数量为3~5个,冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,相变材料柱为圆柱形结构;溶剂吸附装置包括盒体,盒体设有盒体进气口与盒体出气口,盒体进气口与冷却管连通,采用通过法兰连接的方式;盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板。利用本实用新型的装置,室温空气从换热设备出来时的温度达到150度以上,带溶剂空气进入溶剂回收装置时的温度低于150度,节约能耗达40%以上,与现有技术相比,含氟材料与聚酰亚胺薄膜复合良率一致,从冷却管出来的气体中,高沸点溶剂残留小于8%,再经过溶剂吸附装置的处理,从盒体出气口排出的气体几乎检测不到溶剂以及其他污染物(比如硫化物、氮化物)。

实施例三

一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置、溶剂回收装置、溶剂吸附装置;换热装置包括中空壳体,其内部设有冷空气通道、热空气通道,都设有常规的空气进出口;冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板;冷空气通道内设有复数个加热网,加热网的间距为10厘米;加热网由金属网与围绕在金属网四周的金属片组成;加热网焊接在金属隔板上,既稳定又传热快;热空气通道内设有复数个传热板,传热板的厚度为10毫米,传热板的间距为5厘米;传热板焊接在金属隔板上;传热板设有一个主通风孔与复数个副通风孔;副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;溶剂回收装置包括冷却管、溶剂储桶、溶剂接管;冷却管通过连接管与热空气通道的出口连接;冷却管设有朝下的开口;溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱;冷却管的管径为连接管的3倍,冷却管与连接管通过法兰连接;溶剂接管内设有多孔板,具体设置方式属于常识;金属隔板厚度为2毫米;中空壳体的外表面设有保温层,与壳体复合,加热网与传热板可以在一条线上,也可不在一条线上,副通风孔的数量为6~8个,冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,相变材料柱为圆柱形结构;溶剂吸附装置包括盒体,盒体设有盒体进气口与盒体出气口,盒体进气口与冷却管连通,采用通过法兰连接的方式;盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板。利用本实用新型的装置,室温空气从换热设备出来时的温度达到150度以上,带溶剂空气进入溶剂回收装置时的温度低于150度,节约能耗达40%以上,与现有技术相比,含氟材料与聚酰亚胺薄膜复合良率一致,从冷却管出来的气体中,高沸点溶剂残留小于8%,再经过溶剂吸附装置的处理,从盒体出气口排出的气体几乎检测不到溶剂以及其他污染物。

实施例四

一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置、溶剂回收装置、溶剂吸附装置;换热装置包括中空壳体,其内部设有冷空气通道、热空气通道,都设有常规的空气进出口;冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板;冷空气通道内设有复数个加热网,加热网的间距为10厘米;加热网由金属网与围绕在金属网四周的金属片组成;加热网焊接在金属隔板上,既稳定又传热快;热空气通道内设有复数个传热板,传热板的厚度为8毫米,传热板的间距为5厘米;传热板焊接在金属隔板上;传热板设有一个主通风孔与复数个副通风孔;副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;溶剂回收装置包括冷却管、溶剂储桶、溶剂接管;冷却管通过连接管与热空气通道的出口连接;冷却管设有朝下的开口;溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱;冷却管的管径为连接管的3倍,冷却管与连接管通过法兰连接;溶剂接管内设有多孔板,具体设置方式属于常识;金属隔板厚度为2毫米;中空壳体的外表面设有保温层,与壳体复合,加热网与传热板可以在一条线上,也可不在一条线上,副通风孔的数量为3~8个,冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,相变材料柱为圆柱形结构;溶剂吸附装置包括盒体,盒体设有盒体进气口与盒体出气口,盒体进气口与冷却管连通,采用通过法兰连接的方式;盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板。利用本实用新型的装置,室温空气从换热设备出来时的温度达到150度以上,带溶剂空气进入溶剂回收装置时的温度低于150度,节约能耗达40%以上,与现有技术相比,含氟材料与聚酰亚胺薄膜复合良率一致,从冷却管出来的气体中,高沸点溶剂残留小于8%,再经过溶剂吸附装置的处理,从盒体出气口排出的气体几乎检测不到溶剂以及其他污染物。

实施例五

一种聚酰亚胺生产用废气利用系统,包括换热装置、溶剂回收装置、溶剂吸附装置;换热装置包括中空壳体,其内部设有冷空气通道、热空气通道,都设有常规的空气进出口;冷空气通道、热空气通道之间设有金属隔板;冷空气通道内设有复数个加热网,加热网的间距为10厘米;加热网由金属网与围绕在金属网四周的金属片组成;加热网焊接在金属隔板上,既稳定又传热快;热空气通道内设有复数个传热板,传热板的厚度为10毫米,传热板的间距为6厘米;传热板焊接在金属隔板上;传热板设有一个主通风孔与复数个副通风孔;副通风孔的孔径为主通风孔孔径的5%;热空气通道内,相邻传热板的主通风孔交错设置;冷空气通道的体积为热空气通道体积的60%;溶剂回收装置包括冷却管、溶剂储桶、溶剂接管;冷却管通过连接管与热空气通道的出口连接;冷却管设有朝下的开口;溶剂接管一端与溶剂储桶连接,一端与冷却管的开口连接;冷却管中,开口上方设有复数个相变材料柱;冷却管的管径为连接管的3倍,冷却管与连接管通过法兰连接;溶剂接管内设有多孔板,具体设置方式属于常识;金属隔板厚度为2毫米;中空壳体的外表面设有保温层,与壳体复合,加热网与传热板可以在一条线上,也可不在一条线上,副通风孔的数量为4~7个,冷却管设有的开口位于冷却管远离连接管的一端,相变材料柱为圆柱形结构;溶剂吸附装置包括盒体,盒体设有盒体进气口与盒体出气口,盒体进气口与冷却管连通,采用通过法兰连接的方式;盒体内,盒体进气口与盒体出气口之间依次安装多孔吸附板、多孔吸湿板、多孔陶瓷板。利用本实用新型的装置,室温空气从换热设备出来时的温度达到150度以上,带溶剂空气进入溶剂回收装置时的温度低于150度,节约能耗达40%以上,与现有技术相比,含氟材料与聚酰亚胺薄膜复合良率一致,从冷却管出来的气体中,高沸点溶剂残留小于8%,再经过溶剂吸附装置的处理,从盒体出气口排出的气体几乎检测不到溶剂以及其他污染物。

三废中,废物废液可以运输到处理厂集中处理,但是废气大都数需要排放企业现场处理,针对不同的废气都有不用的处理方法,本公司的废气中组成简单,基本为溶剂以及极少量杂质污染物,鉴于此,本实用新型创造性的提出新的结构,既改进了现有热废气直接排放处理、冷净气从室温开始电加热的高能耗结构,又提出了溶剂回收简易结构,确保废气能量充分利用的同时极大降低环境污染,再结合吸附装置,达到几乎无污染的效果,同时本公司还设计其他结构用于回收低沸点/高沸点混合溶剂,另行公开。

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