一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置的制作方法

本实用新型涉及尾气回收处理技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置。

背景技术：

聚酰亚胺薄膜被称为“黄金薄膜”，是目前性能最好的薄膜类绝缘材料，具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性，能在-269℃～300℃的温度范围内长期使用，短时可耐400℃的高温，改性之后甚至在500℃时仍能保持物性不变。广泛的应用于航空、航天、汽车工业、计算机及其他电子技术运用领域，随着这些产业的发展，聚酰亚胺薄膜的用量逐年倍增。

聚酰亚胺薄膜最普遍的生产方法，先由二胺与二酐在非质子高极性溶剂中聚合成聚酰胺酸(paa)，然后用铝箔法或者流延法或者拉伸法将聚酰胺酸制成聚酰亚胺薄膜(pi膜)。然而聚酰亚胺薄膜生产时产生的尾气含有大量的有机溶剂，平均每生产1吨聚酰亚胺薄膜，就有4吨左右的有机溶剂随尾气排出，提高尾气的回收效率是每个聚酰亚胺薄膜厂家都要面临的难题。

聚酰亚胺薄膜生产时产生尾气处理的工艺一般是先降温冷凝、再喷水吸收的方式，其中冷凝回收所获得的溶剂浓度高于75％，吸收法获得的溶剂浓度只有不到30％的浓度，且吸收法中溶剂提纯费用是冷凝回收法的7倍左右；现有冷凝技术一般单独使用冰机降温的冷冻水(能耗非常高)，或者单独使用冷却塔降温的常温水(尾气温度较高)，或者选择3：1的比例混合使用(能耗依然很高)。

技术实现要素：

基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置。

本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置，包括快速降温单元、强化冷凝单元、深冷降温单元和溶剂回收单元；

快速降温单元包括第一冷凝器，第一冷凝器内设有第一冷却机构，第一冷凝器的进气口连接尾气进管；

强化冷凝单元包括第二冷凝器，第二冷凝器内设有第二冷却机构，第二冷凝器的进气口通过第一管道与第一冷凝器的出气口连通；

深冷降温单元包括第三冷凝器，第三冷凝器内设有第三冷却机构，第三冷凝器的进气口通过第二管道与第二冷凝器的出气口连通，第三冷凝器的出气口连接尾气出管；

溶剂回收单元包括回收总管，第一冷凝器底端设有多个与回收总管连通的第一回收支管，第二冷凝器底端设有多个与回收总管连通的第二回收支管，第三冷凝器底端设有多个与回收总管连通的第三回收支管。

优选的，第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器为卧式或立式。

优选的，第一冷凝器为卧式，第二冷凝器为立式，第三冷凝器为卧式。

优选的，第一冷却机构、第二冷却机构均采用由冷却塔降温的常温水，第三冷却机构采用由冰机降温的冷冻水。

优选的，第一冷却机构、第二冷却机构、第三冷却机构内的冷却水流动方向分别与第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器中尾气流动方向相反。

优选的，尾气进管、第一管道、第二管道或尾气出管内至少设有一台增压风机。

优选的，第一冷却机构包括多个第一表冷器，沿着第一冷凝器的进气口朝向出气口方向，多个第一表冷器并排布置。

优选的，第二冷却机构包括多个第二表冷器，沿着第二冷凝器的进气口朝向出气口方向，多个第二表冷器并排布置。

优选的，第三冷却机构包括多个第三表冷器，沿着第三冷凝器的进气口朝向出气口方向，多个第三表冷器并排布置。

本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置，在使用时，聚酰亚胺薄膜的生产尾气进入后由增压风机增压后自前往后进入第一冷凝器，冷却塔降温后的冷却水自后往前通过第一表冷器，进行初次冷凝；尾气再经过增压风机增压后自下往上进入第二冷凝器，冷却塔降温后的冷却水自上往下通过第二表冷器，进行二次冷凝；尾气再经过增压风机增压后自前往后进入第三冷凝器，冰机降温后的冷却水自后往前通过第三表冷器，进行末次冷凝；然后由尾气出管排出，继续处理。本实用新型通过冷凝器分段并优化冷凝器安装方式和串联方式，可以在保持风量和风压不变的前提下，降低冷凝回收的成本、提高高浓度回收溶剂的占比，从而实现降低尾气处理费用的目的。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置中第一表冷器的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置中第二表冷器的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置中第三表冷器的结构示意图。

具体实施方式

参照图1-图4，本实用新型提出一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气阶梯式冷凝回收装置，包括快速降温单元、强化冷凝单元、深冷降温单元和溶剂回收单元；其中：

快速降温单元包括第一冷凝器1，第一冷凝器1采用卧式或立式，第一冷凝器1的进气口连接尾气进管2。第一冷凝器1内设有第一冷却机构，第一冷却机构包括多个第一表冷器12，沿着第一冷凝器1的进气口朝向出气口方向，多个第一表冷器12并排布置。

强化冷凝单元包括第二冷凝器3，第二冷凝器3采用卧式或立式，第二冷凝器3的进气口通过第一管道4与第一冷凝器1的出气口连通。第二冷凝器3内设有第二冷却机构，第二冷却机构包括多个第二表冷器13，沿着第二冷凝器3的进气口朝向出气口方向，多个第二表冷器13并排布置。

深冷降温单元包括第三冷凝器5，第三冷凝器5采用卧式或立式，第三冷凝器5的进气口通过第二管道6与第二冷凝器3的出气口连通，第三冷凝器5的出气口连接尾气出管7。第三冷凝器5内设有第三冷却机构，第三冷却机构包括多个第三表冷器14，沿着第三冷凝器5的进气口朝向出气口方向，多个第三表冷器14并排布置。

溶剂回收单元包括回收总管8，第一冷凝器1底端设有多个与回收总管8连通的第一回收支管9，第二冷凝器3底端设有多个与回收总管8连通的第二回收支管10，第三冷凝器5底端设有多个与回收总管8连通的第三回收支管11。

本实施例中，尾气进管2、第一管道4、第二管道6或尾气出管7内至少设有一台增压风机。

本实用新型在使用时，聚酰亚胺薄膜的生产尾气进入后由增压风机增压后自前往后进入第一冷凝器1，冷却塔降温后的冷却水自后往前通过第一表冷器12，进行初次冷凝；尾气再经过增压风机增压后自下往上进入第二冷凝器3，冷却塔降温后的冷却水自上往下通过第二表冷器13，进行二次冷凝；尾气再经过增压风机增压后自前往后进入第三冷凝器5，冰机降温后的冷却水自后往前通过第三表冷器14，进行末次冷凝；然后由尾气出管内的增压风机排出，继续处理。本实用新型通过冷凝器分段并优化冷凝器安装方式和串联方式，可以在保持风量和风压不变的前提下，降低冷凝回收的成本、提高高浓度回收溶剂的占比，从而实现降低尾气处理费用的目的。

本实施例中，第一冷凝器1使用冷却塔降温的常温水，冷却水设计温度进口32℃、出口37℃(气温31.5℃时)，尾气设计降温区间为80℃-180℃降温至50-70℃。第一冷凝器1优选卧式安装，可以保证冷凝液迅速流到下方，不堵塞第一表冷器12的通风流畅性。快速降温单元主要做主冷部分，60-70％左右的溶剂会在这个阶段冷凝。由于冷凝的液滴在下方，所以上方的凝结核变少，尾气通过速度太快，溶剂蒸汽饱和后仍然无法形成液滴。

本实施例中，第二冷凝器3仍然使用冷却塔降温的常温水，冷却水设计温度进口32℃、出口37℃(气温31.5℃时)，尾气设计降温区间为50-70℃降温至30-40℃。第二冷凝器3优选立式安装，冷凝液体的滴落方向跟尾气逆向，增加了尾气跟液滴的接触时间，让溶剂蒸汽更容易液化。强化冷凝单元主要是为了使饱和溶剂蒸汽液化，可以回收10-20％左右的溶剂。尾气跟液滴逆向，会导致微小的液滴被风吹出第二冷凝器3，而且此时的尾气温度较高，会造成后续喷水吸收时的能耗提高；如果强化冷凝单元冷凝比例太高，会堵塞表冷器的通风流畅性，需要在第一管道4或者第二管道6设置增压风机。

本实施例中，第三冷凝器5使用冰机降温的冷冻水，冷却水设计温度进口6℃、出口11℃(气温35℃时)，尾气设计降温区间为30-40℃降至10-20℃。第三冷凝器5优选卧式安装，卧式安装可以为尾气中的小液滴在第三表冷器14表面聚集下落且不影响尾气通过的流畅性。深冷降温单元主要是为了使尾气中的小微滴沉降、并将尾气温度降到常温以下，可以回收5-15％左右的溶剂。尾气中溶剂含量降到≤7.5g/m³的水平，尾气温度10-20℃，再进入到喷水吸收设备中。

本实施例中，常温水跟冷冻水的水量比例由3:1增加为6:1，一般常温水与冷冻水的能耗比例约为1:9，计算能耗降低25％左右。

本实用新型通过上述结构设计，充分利用了冷却塔低能耗之特性、滴落的液滴容易做凝结核之特性，将冷凝回收进行了提升，其能耗降低25％、高浓度回收溶剂的占比提高到90％，并且保证了生产尾气进入及排出时的风压无变化。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。