一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气高效喷淋吸收装置的制作方法

本实用新型涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气高效喷淋吸收装置。

背景技术：

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，在保证尾气达标的前提下降低溶剂回收成本是每个聚酰亚胺薄膜厂家都要面临的难题。聚酰亚胺薄膜生产尾气目前使用喷淋吸收所获得的吸收液浓度不超过20％，在精馏时需要耗费大量的热量去除吸收液中的液分，导致溶剂回收成本居高不下。

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高效喷淋吸收装置。

本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气高效喷淋吸收装置，一级喷淋单元、二级喷淋单元和供液管；

一级喷淋单元包括中效吸收塔，中效吸收塔底端设有第一进气口、第一排液口且其顶端设有第一出气口，中效吸收塔内设有中效喷淋机构；

二级喷淋单元包括高效吸收塔，高效吸收塔顶端设有尾气排出口且其底端设有第二进气口、第二排液口，第二进气口通过第一管道与中效吸收塔的第一出气口连通，第二排液口通过第二管道与中效喷淋机构的进液口连通；高效吸收塔内设有高效喷淋机构，供液管与高效喷淋机构的进液口连通。

优选的，一级喷淋单元还包括初效吸收塔，初效吸收塔底端设有尾气进管、吸收液排出管且其顶端设有第二出气口，第二出气口通过第三管道与第一进气口连通，初效吸收塔内设有初效喷淋机构，初效喷淋机构的进液口通过第四管道与第一排液口连通。

优选的，初效喷淋机构包括设置在初效吸收塔顶端的初效喷淋管，第四管道上设有第一泵，第一泵通过第一导液管与初效喷淋管连通。

优选的，初效喷淋机构还包括多个位于初效喷淋管下方的第一回流喷淋管，初效吸收塔底端设有第一回流管，第一回流管上设有多个第一回流泵，多个第一回流泵通过多个第四导液管分别与多个第一回流喷淋管连接；优选的，初效吸收塔内位于任一第一回流喷淋管下方位置均设有第一填料层，第一填料层包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

优选的，中效喷淋机构包括设置在中效吸收塔顶端的中效喷淋管，第二管道上设有第二泵，第二泵通过第二导液管与中效喷淋管连通。

优选的，中效喷淋机构还包括多个位于中效喷淋管下方的第二回流喷淋管，中效吸收塔底端设有第二回流管，第二回流管上设有多个第二回流泵，多个第二回流泵通过多个第五导液管分别与多个第二回流喷淋管连接；优选的，中效吸收塔内位于任一第二回流喷淋管下方位置均设有第二填料层，第二填料层包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

优选的，高效喷淋机构包括设置在高效吸收塔顶端的高效喷淋管，供液管上设有第三泵，第三泵通过第三导液管与高级喷淋管连通。

优选的，高效喷淋机构还包括多个位于高效喷淋管下方的第三回流喷淋管，高效吸收塔底端设有第三回流管，第三回流管上设有多个第三回流泵，多个第三回流泵通过多个第六导液管分别与多个第三回流喷淋管连接；优选的，高级吸收塔内位于任一第三回流喷淋管下方位置均设有第三填料层，第三填料层包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球；优选的，高效吸收塔内位于高效喷淋管下方位置设有第四填料层，第四填料层包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

优选的，尾气进管、第三管道和/或第一管道内至少设有一台增压风机。

本实用新型提出的一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气高效喷淋吸收装置，充分利用了不同浓度吸收液吸收速度不同的特点，通过合理分配喷淋机构在吸收塔的组合方式，将尾气的喷淋吸收阶段分成三个阶段，优化了吸收液的加料和连通方式，并预留了增压风机的安装位置来控制吸收塔内的空塔流速，可以在保证尾气达标的前提下，将喷淋吸收液的浓度提高40％以上，吸收液的提纯成本降低25％；虽然喷淋机构的数量增多，使喷淋回收的运行成本提高了5％，所以总的溶剂回收成本会降低20％左右，弥补了因为增设喷淋设施带来的经济损失，可以极大的提高企业主动环保的积极性。

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高效喷淋吸收装置的结构示意图。

具体实施方式

以生产尾气的风量为100000m³/h、二甲基乙酰胺含量为7.5g/m³、尾气排放≤50mg/m³，来解释本实用新型的实施情况：

参照图1，本实用新型提出一种聚酰亚胺薄膜生产中尾气高效喷淋吸收装置，一级喷淋单元、二级喷淋单元和供液管6；其中：

一级喷淋单元包括中效吸收塔1和初效吸收塔7。中效吸收塔1底端设有第一进气口、第一排液口且其顶端设有第一出气口，中效吸收塔1内设有中效喷淋机构。初效吸收塔7底端设有尾气进管8、吸收液排出管9且其顶端设有第二出气口，第二出气口通过第三管道10与第一进气口连通，初效吸收塔7内设有初效喷淋机构，初效喷淋机构的进液口通过第四管道11与第一排液口连通。

二级喷淋单元包括高效吸收塔2，高效吸收塔2顶端设有尾气排出口3且其底端设有第二进气口、第二排液口，第二进气口通过第一管道4与中效吸收塔1的第一出气口连通，第二排液口通过第二管道5与中效喷淋机构的进液口连通；高效吸收塔2内设有高效喷淋机构，供液管6与高效喷淋机构的进液口连通。

本实施例中，尾气进管8、第三管道10和/或第一管道4内至少设有一台增压风机。

本实用新型工作时，由供液管6向高效喷淋机构提供吸收液，高效喷淋机构喷出吸收液后落到高效吸收塔2底端，吸收液再由第二管道5导入中效喷淋机构，中效喷淋机构喷出吸收液后落到中效吸收塔1底端，吸收液再由第四管道11导入初效喷淋机构，初效喷淋机构喷出吸收液后，吸收液落到初效吸收塔7底端并从吸收液排出管9排出进入精馏设备进行下一步工序；尾气由尾气进管8进入初效吸收塔7内，尾气与初效喷淋机构喷出的吸收液进行充分接触进行初效吸收，然后尾气由第二出气口、第三管道10、第一进气口进入中效吸收塔1内，尾气与中效喷淋机构喷出的吸收液进行充分接触进行中效吸收，然后尾气由第一出气口、第一管道4、第二进气口进入高效吸收塔2内，尾气与高效喷淋机构喷出的吸收液进行充分接触进行高效吸收，然后尾气由尾气排出口3排出。

本实施例中，初效喷淋机构包括设置在初效吸收塔7顶端的初效喷淋管12，第四管道11上设有第一泵14，第一泵14通过第一导液管13与初效喷淋管12连通。初效喷淋机构还包括两个位于初效喷淋管12下方的第一回流喷淋管24，初效吸收塔7底端设有第一回流管25，第一回流管25上设有两个第一回流泵26，两个第一回流泵26通过两个第四导液管27分别与两个第一回流喷淋管24连接。进一步的，初效吸收塔7内位于任一第一回流喷淋管24下方位置均设有第一填料层15，第一填料层15包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

本实施例中，尾气在初效吸收塔7内进行初效吸收阶段，尾气进入后与初效喷淋管12的高效雾化喷头大流量循环喷淋吸收，此处的空塔流速降低、液气比增大，使尾气与吸收液能充分接触，从而提升了吸收液中的溶剂浓度，吸收液中的溶剂浓度＞30％，在初效吸收塔7的塔底导出到精馏设备；空塔流速低时不适合用太多喷淋管，所以初效吸收阶段只能吸收尾气中40-60％的溶剂。初效吸收塔7将尾气含量降低到1.4g/m³，由中效吸收塔1导来的吸收液浓度20-25％，使用大流量喷头、较低空塔流速、较高液气比设计，可以将吸收液的浓度提高5-10％。初效吸收阶段的喷淋管数量、液体循环次数都和浓度呈正相关，但是喷淋单元数量、液体循环次数的的增加都回伴随着运行成本的增加，成本增加的来源时喷淋的电耗和设备投资；浓度20％提升到30％可以节约2.1吨蒸汽(160℃)，增加75度用电，每年可节省大约200万的溶剂回收费用，相当于一年就能收该一台吸收塔的固定投资。

本实施例中，中效喷淋机构包括设置在中效吸收塔1顶端的中效喷淋管16，第二管道5上设有第二泵17，第二泵17通过第二导液管18与中效喷淋管16连通。中效喷淋机构还包括多个位于中效喷淋管16下方的第二回流喷淋管28，中效吸收塔1底端设有第二回流管29，第二回流管29上设有多个第二回流泵30，多个第二回流泵30通过多个第五导液管31分别与多个第二回流喷淋管28连接；进一步的，中效吸收塔1内位于任一第二回流喷淋管28下方位置均设有第二填料层19，第二填料层19包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

本实施例中，尾气在中效吸收塔1内进行中效吸收阶段，主要是靠吸收液在第二填料层19中大流量循环，虽然这种吸收方式接触面积更大吸收更彻底，此时吸收液中的溶剂浓度15-20％，中效吸收塔1的吸收效率最高，但是第二填料层19的阻力会导致塔底中效喷淋管16的空塔流速太大，使雾状液滴被气流带到上层的中效喷淋管16，从而影响上层的吸收效果，所以此阶段只能吸收尾气中30-40％的溶剂。中效吸收塔1将尾气含量降低到0.7g/m³，吸收液浓度＜15％时的中效吸收塔1吸收效率最高，当吸收液浓度＞20％时，中效吸收塔塔1顶中效喷淋管16的吸收负荷增大，所以中效吸收阶段的液体比、液体循环次数会适当降低，将吸收液浓度控制在20-25％。

本实施例中，高效喷淋机构包括设置在高效吸收塔2顶端的高效喷淋管20，供液管6上设有第三泵21，第三泵21通过第三导液管22与高级喷淋管连通。高效喷淋机构还包括多个位于高效喷淋管下方的第三回流喷淋管32，高效吸收塔底端设有第三回流管33，第三回流管33上设有多个第三回流泵34，多个第三回流泵34通过多个第六导液管35分别与多个第三回流喷淋管32连接；进一步的，高级吸收塔2内位于任一第三回流喷淋管32下方位置均设有第三填料层23，第三填料层23包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。进一步的，高效吸收塔2内位于高效喷淋管20下方位置设有第四填料层36，第四填料层36包括筛板以及在筛板上堆积的不锈钢球。

本实施例中，尾气在高效吸收塔2内进行高效吸收阶段，主要是靠新加入的清水在第三填料层23与尾气中的溶剂充分接触，从而将尾气中剩余的溶剂吸收，保证尾气中溶剂含量处理到50mg/m³以下，此时吸收液中的溶剂浓度小于1％。在尾气排出口的管道内设置100000m³/小时、2500增压风机，以保证高效吸收阶段的通畅性。高效吸收塔2将尾气含量降低到50mg/m³，根据饱和蒸汽压计算，当吸收液浓度1.5％时30℃的高效吸收塔2尾气含量为50mg/m³左右，所以在高效吸收塔2的吸收液浓度不能超过1.5％。高效吸收塔2顶部的高效喷淋管20的喷头下方增设了第四填料层36，让最终尾气可以被清水洗涤之后排出，从而保证尾气可以达标排放。设计高效吸收塔2吸收液浓度在1％以下，导入中效吸收塔2继续吸收。

本实用新型充分利用了不同浓度吸收液吸收速度不同的特点，通过合理分配喷淋机构在吸收塔的组合方式，将尾气的喷淋吸收阶段分成三个阶段，优化了吸收液的加料和连通方式，并预留了增压风机的安装位置来控制吸收塔内的空塔流速，可以在保证尾气达标的前提下，将喷淋吸收液的浓度提高40％以上，吸收液的提纯成本降低25％；虽然喷淋机构的数量增多，使喷淋回收的运行成本提高了5％，所以总的溶剂回收成本会降低20％左右，弥补了因为增设喷淋设施带来的经济损失，可以极大的提高企业主动环保的积极性。

在实际使用中，可以选择减少喷淋管的数量、增加吸收塔数量的方式来实现总吸收次数，运行费用低但是造价高；或者选择增加喷淋管的数量、减少吸收塔数量的方式来实现总吸收次数，运行费用高但是造价低。

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。