一种兼具分馏功能的尾气净化装置的制作方法

1.本实用新型涉及尾气处理设备技术领域，具体为一种兼具分馏功能的尾气净化装置。


背景技术：

2.石油、化工、医药、农药、新材料等相关生产或储运过程中产生含有有毒有害化合物的尾气，尾气直接排放不但造成环境污染，损害人体健康，而且容易引起起火爆炸等安全风险。尾气含有的污染物种类繁多，物理和化学性质复杂，毒性也不尽相同，严重污染环境和影响人体健康，不同生产行业产生的化工废气成分差别很大，有机物尾气末端治理技术包括吸附、吸收、冷凝、焚烧、膜分离、催化燃烧和生物净化等，冷凝法尾气处理是根据组分的挥发和冷凝特性，降低并控制温度和压力，以组分饱和蒸汽压/平衡分压为推动力，实现污染物冷凝，是常用的vocs尾气处理方法之一。
3.现有技术的不足：
4.目前常用尾气冷凝技术以制冷压缩机产生低温氟利昂为冷媒，冷凝的温度一般在－30～-70℃，难以满足冷凝效果，也有液氮冷凝处理尾气技术的专利，但是专利没有设计冷量回收或者冷量回收不充分，造成能量浪费，此外，一般冷凝液为混合物，难以直接使用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种兼具分馏功能的尾气净化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种兼具分馏功能的尾气净化装置，包括气体输送装置、气提器、冷凝机构和冷媒储存槽，所述气体输送装置的出气端通过设置三通阀分别与气提器和冷凝机构连接，所述冷媒储存槽通过导管与冷凝机构连接，所述气提器和冷凝机构的输出端设置有排气装置；
7.所述冷凝机构包括有预冷器、二级冷凝器和三级冷凝器，所述预冷器、二级冷凝器和三级冷凝器上均设置有连接组件，所述预冷器、二级冷凝器和三级冷凝器的连接组件之间依次通过导管连接；
8.所述气体输送装置的出气端通过三通阀与预冷器的连接组件连接，所述冷媒储存槽通过导管与三级冷凝器的连接组件连接。
9.优选的，所述连接组件包括有热侧进口、冷侧进口、热侧气相出口、热侧液相出口和冷侧气相出口，所述三通阀的出气端通过导管与预冷器的热侧进口连接，所述预冷器的热侧气相出口与二级冷凝器热侧进口、二级冷凝器的热侧气相出口与三级冷凝器热侧进口、三级冷凝器的热侧气相出口与预冷器的冷侧进口、三级冷凝器的冷侧气相出口与二级冷凝器的冷侧进口通过导管连接，所述冷媒储存槽通过导管与三级冷凝器的冷侧进口连接。
10.优选的，所述预冷器和二级冷凝器的热侧液相出口通过导管合并与气提器的液相进口连接，所述气提器的气相出口与二级冷凝器热侧气相出口管道合并和三级冷凝器热侧进口连接。
11.优选的，所述排气装置包括有排气筒、第一液体输送泵和第二液体输送泵，所述预冷器的冷侧气相出口与排气筒连接，所述三级冷凝器的热侧液相出口与第一液体输送泵连接，所述气提器的底部液相出口与第二液体输送泵连接。
12.优选的，所述气体输送装置包括风机和压缩机中的任意一种，所述气提器包括筛板塔、浮阀塔、固阀和填料塔中的任意一种。
13.优选的，所述预冷器、二级冷凝器和三级冷凝器包括板式换热器、管式换热器、管板式换热器和螺旋板式换热器中的任意一种，并且换热温差范围在5～180℃。
14.优选的，所述冷媒储存槽中冷媒介质包括液氮、液体丙烷和液体异丁烷中的任意一种。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、该一种兼具分馏功能的尾气净化装置，通过设置有冷凝机构，冷凝机构包括有预冷器、二级冷凝器和三级冷凝器，多级冷凝，采用低温冷凝技术处理有机废气，不新增介质，不新增废水、固废和废气，无二次污染，并且可根据废气的组分物性及浓度，通过相平衡计算分析，设计合适的冷凝温度、压力等工艺条件，确保污染物达标排放，并且回收几乎所有的污染物，做到废气的有机物近零排放，冷凝温度可到－160℃以下，冷凝后能保证大多数组份的达标排放，不需要配置吸附、膜分离或焚烧等后处理装置；
17.2、该一种兼具分馏功能的尾气净化装置，通过设置有冷媒储存槽，冷媒储存槽通过导管与三级冷凝器的冷侧进口连接，三级冷凝器的冷侧气相出口与二级冷凝器的冷侧进口通过导管连接，利用低温氮气和净化后尾气的冷量，分别用于尾气的二级和一级冷凝，实现能量的梯级利用和回收，运行成本低。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图。
19.图中：1、气体输送装置；101、三通阀；2、气提器；3、冷凝机构；31、预冷器；32、二级冷凝器；33、三级冷凝器；4、冷媒储存槽；5、排气筒；51、排气筒；52、第一液体输送泵；53、第二液体输送泵；6、连接组件；61、热侧进口；62、冷侧进口；63、热侧气相出口；64、热侧液相出口；65、冷侧气相出口。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不
是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体的连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.请参阅图1所示，本实用新型提供的一种兼具分馏功能的尾气净化装置技术方案：一种兼具分馏功能的尾气净化装置，包括气体输送装置1、气提器2、冷凝机构3和冷媒储存槽4，气体输送装置1的出气端通过安装三通阀101分别与气提器2和冷凝机构3连接，冷媒储存槽4通过导管与冷凝机构3连接，气提器2和冷凝机构3的输出端设置有排气装置5，冷凝机构3包括有预冷器31、二级冷凝器32和三级冷凝器33，预冷器31、二级冷凝器32和三级冷凝器33上均设置有连接组件6，预冷器31、二级冷凝器32和三级冷凝器33的连接组件6之间依次通过导管连接，气体输送装置1的出气端通过三通阀101与预冷器31的连接组件6连接，冷媒储存槽4通过导管与三级冷凝器33的连接组件6连接。
25.连接组件6包括有热侧进口61、冷侧进口62、热侧气相出口63、热侧液相出口64和冷侧气相出口65，三通阀101的出气端通过导管与预冷器31的热侧进口61连接，预冷器31的热侧气相出口63与二级冷凝器32热侧进口61、二级冷凝器32的热侧气相出口63与三级冷凝器33热侧进口61、三级冷凝器33的热侧气相出口63与预冷器31的冷侧进口62、三级冷凝器33的冷侧气相出口65与二级冷凝器32的冷侧进口62通过导管连接，冷媒储存槽4通过导管与三级冷凝器33的冷侧进口62连接。
26.预冷器31和二级冷凝器32的热侧液相出口64通过导管合并与气提器2的液相进口连接，气提器2的气相出口与二级冷凝器32热侧气相出口63管道合并和三级冷凝器33热侧进口61连接。
27.排气装置5包括有排气筒51、第一液体输送泵52和第二液体输送泵53，预冷器31的冷侧气相出口65与排气筒51连接，三级冷凝器33的热侧液相出口64与第一液体输送泵52连接，气提器2的底部液相出口与第二液体输送泵53连接。
28.气体输送装置1包括风机和压缩机中的任意一种，气提器2包括筛板塔、浮阀塔、固阀和填料塔中的任意一种。
29.预冷器31、二级冷凝器32和三级冷凝器33包括板式换热器、管式换热器、管板式换热器和螺旋板式换热器中的任意一种，并且换热温差范围在5～180℃。
30.冷媒储存槽4中冷媒介质包括液氮、液体丙烷和液体异丁烷中的任意一种。
31.本实用新型的工作原理如下：
32.本实施例的一种兼具分馏功能的尾气净化装置在使用时，含有有机物的尾气经气体输送装置1输送，气体分流为两股气体，分别为气体a1和气体流股a2，气体a1和气体流股a2的比例为3：1，其中气体a1通过首先导管和热侧进口61进入到预冷器31，预冷温度0℃，经
过预冷器31进行预冷，冷凝混合物在预冷器31内部进行汽液分离，得到液体流股b和气体流股b，气体流股b从预冷器31经过热侧气相出口63、导管和热侧进口61进入到二级冷凝器32，冷凝温度－30℃，经过二级冷凝器32进行二级冷凝，冷凝后的混合物进行汽液分离得到液体流股c和气体流股c，气体流股a2从底部进入气提塔2，液体流股b和液体流股c从顶部进入气提塔2，气体流股a2与液体流股b和液体流股c的混合物在气提塔2内进行汽液传质和传热，得到液体流股d和气体流股d，液体流股d通过第二液体输送泵53排放，气体流股c与气体流股d合并后通过三级冷凝器33进行深度冷凝，冷凝温度－100℃，得到液体流股e和净化气体流股e，被净化后的净化气体流股e进入到预冷器31作为冷媒介质然后通过排气筒51排放，液体流股e通过第一液体输53送泵排放，冷媒储存槽4中的冷媒介质经过三级冷凝器33冷凝换热后继续作为二级冷凝器32的冷媒使用，本装置据组分相对挥发度，以进气对低温液体进行气提分馏，通过气液间的传热、传质，实现相对挥发度低组分的冷凝，和相对挥发度高组分的气化，从而实现高低挥发分的富集和回收，充分利用低温介质和净化后尾气的冷量，分别用于尾气的二级和一级冷凝，实现能量的梯级利用和回收，运行成本低，并且冷凝温度可到－160℃以下，冷凝后能保证大多数组份的达标排放，不需要配置吸附、膜分离或焚烧等后处理装置。
33.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。