一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法及系统，属于粘胶纤维生产中二硫化碳冷凝回收技术领域。基于冷凝回收循环系统，将二硫化碳与水蒸气的混合气体以特定流量通入依次至预冷装置、主冷装置及副冷装置中，经相应温度的冷凝介质作用，最终得到水和二硫化碳液体，储存于二硫化碳储罐中。不仅将粘胶纤维生产中二硫化碳气体最大程度回收，而且将热能及冷凝介质等循环回用，节约资源，同时，降低冷凝过程中的安全风险。

A condensation recycling method and system of carbon disulfide in viscose fiber production

【技术实现步骤摘要】
一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法及系统
本专利技术涉及一种二硫化碳的冷凝方法及系统，尤其涉及一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法及系统，属于粘胶纤维生产中二硫化碳冷凝回收

技术介绍
粘胶纤维是一种能与天然纤维和合成纤维相媲美的性能优异的再生纤维，在其生产过程中，主要包括：碱纤维素制造、黄化、制胶、纺丝、塑化拉伸、切断以及后处理精炼、烘干和打包，其中，在黄化工序时，需要加入二硫化碳与碱纤维素反应，生成可溶解在碱液中的黄原酸酯。黄化反应中，二硫化碳一部分被转化为硫化氢和单质硫，另一部分（65%以上）仍以二硫化碳形式存在而未参与反应，且这些未参与反应的二硫化碳少部分在纺丝浴中逸出，大部分被残留在丝束中，随之进入塑化浴。丝束中二硫化碳含量占二硫化碳加入量的50～60%，若将该部分二硫化碳外排，不仅是浪费，而且还会污染环境，所以，在塑化拉伸过程中，将丝束中二硫化碳进行回收，对于提高经济效益和保护环境十分有利。在实际的工业生产过程中，由于丝束在塑化浴时蒸发排出的主要包括二硫化碳与水蒸汽的混合气体，故一般采用冷凝法回收二硫化碳。目前，所采用的冷凝装置还存在如下的技术问题：1）二硫化碳气体冷凝不充分，排放尾气中二硫化碳气体含量仍高，造成二硫化碳浪费，同时污染环境；2）二硫化碳气体经过冷凝设备换热时，冷凝介质（低温冷凝介质）耗量较高，环保压力较大；3）在冷凝过程中，热能损失较大，造成热能资源浪费。专利文献“一种粘胶纤维生产中二硫化碳的回收工艺，CN103331083A”及专利文献“一种粘胶纤维生产中二硫化碳的回收装置，CN103331078A”中，公开有：粘胶纤维生产中产生的二硫化碳废气经碱喷淋去除废气中的硫化氢后，再通过以下工艺步骤回收二硫化碳：A）用白油作为吸收剂，吸收废气中的二硫化碳，将吸收饱和后的二硫化碳富液降温至15～35℃；B）吸收饱和后的二硫化碳富液通过泵进入解析塔，经液体分布器后，加热至150℃～170℃，液体沸腾分离得到二硫化碳气体与贫液；C）二硫化碳气体经冷凝、气液分离回收冷凝下来的二硫化碳；以及公开：包括碱喷淋塔、吸收塔、换热器、解析塔、冷凝器和气液分离器，所述的喷淋塔连接吸收塔，吸收塔连接换热器，换热器连接解析塔，解析塔连接冷凝器，冷凝器连接气液分离器。在该专利文献中，先降温再升温最后再降温，能耗过高，成本过高；使用白油、NaOH等化工药剂处理，成本高，且NaOH与H2S会产生Na2S或NaHS等二次污染物；将二硫化碳气体冷凝至～10~5℃，冷能耗较高；同时，未涉及能量的回收及利用。专利文献“一种粘胶纤维生产过程中采用双冷凝器回收二硫化碳的方法，CN101413155”中，公开：采用双冷凝器进行冷却回收碱纤维素黄化的二硫化碳，双冷凝器装在二浴槽上，二浴槽的长度道20～22米。年产10万吨粘胶纤维，一年可多回收2360吨二硫化碳，以现市场5000元/吨计算，可节约1180万元。在产生经济效益的同时，大大降低二硫化碳的排放量，减少污染物的处理费用，更有利于生产和周围的生态环境。在该专利文献中，采用两个冷凝器对二硫化碳进行冷凝回收，但其未涉及有热能的回收，以及冷凝器中冷凝介质的回用。专利文献“一种酸浴系统闪蒸二次蒸汽循环再利用的方法，CN109173311A”中，公开：包括以下步骤：（1）粘胶生产系统中的酸浴系统闪蒸蒸发室V11的二次蒸汽进入一级换热器，蒸发室V10的二次蒸汽进入二级换热器，蒸发室V9的二次蒸汽进入三级换热器，分别与各级换热器内的循环冷凝介质进行热交换；（2）将二次蒸汽经过换热器冷凝后的冷凝水收集回用，同时将二次蒸汽中不凝气体抽真空回用，并将换热器中温度升高的循环冷凝介质进入闭式冷却塔进行降温回用。该专利技术从根本上解决了粘胶行业酸浴蒸发系统异味不再挥发，同时闭式冷却塔特有的结构和工艺原理。但在该专利文献中，循环冷凝介质吸收蒸汽中的热能，将蒸汽冷凝，但其热能并未能被充分利用，比如：先由26～30℃的循环冷凝介质吸热到41～45℃，再降温至26～30℃使用，热能完全浪费；所涉及的一级、二级、三级换热器的进出水温差小，换热效率越低，对冷凝介质的需求量大，或是对换热器面积要求大。专利文献“生产黄原酸盐并从生产尾气中回收二硫化碳的设备及方法，CN105233780A”及专利文献“一种黄药生产过程中二硫化碳的回收装置及方法，CN105148624A”中，公开有：包括一级冷凝器、一级深冷器、二级冷凝器和二级深冷器等，以及冷媒温度为～5℃和～20℃。但在该专利文献中，二硫化碳冷凝过程均使用制冷水，冷能耗过高，成本过高；且与二硫化碳气体换热后的回水被再次送入至制冷器中，将其再次制冷，这虽然节约用水，但制冷负荷增加，能耗增高；且未将热能回收，造成热能流失、浪费严重。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，而提出了一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法及系统。在本技术方案中，通过预冷装置、主冷装置、副冷装置以及与该各装置相匹配的冷凝介质等设置，一方面将粘胶纤维生产中二硫化碳气体最大程度的回收，另一方面将热能及冷凝介质等循环回用，节约资源，同时，解决现有技术中冷凝设备由于局部骤冷而导致二硫化碳气体冷凝成液体流入蒸汽冷凝水槽等问题，进而降低安全风险。为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，包括如下步骤：A.将塑化槽内产生的二硫化碳与水蒸气的混合气体以流量3500～4000m3/h通入至预冷装置中；B.在预冷装置中，二硫化碳与水蒸气的混合气体经常温冷凝介质作用，得液态水及水蒸气与降温二硫化碳气体的混合气体，将液态水通入至蒸汽冷凝水槽中，后再回用于塑化槽；将水蒸气与降温二硫化碳的混合气体以流量2500～3000m3/h通入至主冷装置中；C．在主冷装置中，水蒸气与降温二硫化碳的混合气体经凉水池循环冷凝介质作用，其中，水蒸气全部被冷凝为液态水，并得液态水、二硫化碳液体和再次降温二硫化碳气体，并将液态水、二硫化碳液体和再次降温二硫化碳气体以流量500～800m3/h通入至副冷装置中；D.在副冷装置中，再次降温二硫化碳气体经制冷装置循环冷凝介质作用，其中，再次降温二硫化碳气体全部被冷凝为二硫化碳液体，并将液态水与二硫化碳液体以流量1.5～2.0m3/h通入至二硫化碳储罐中，储存或使用。优选的，预冷装置中，常温冷凝介质以流量15～20m3/h经预冷装置下部冷凝介质进口Ⅰ通入至预冷装置中，后以流量15～20m3/h经预冷装置上部冷凝介质出口Ⅰ通入至粘胶纤维生产的纤维洗涤工序中；在主冷装置中，凉水池循环冷凝介质以流量100～120m3/h经主冷装置下部冷凝介质进口Ⅱ通入至主冷装置中，后以流量100～120m3/h经主冷装置上部冷凝介质出口Ⅱ通入凉水池中，经凉水塔降温后再循环回用于主冷冷凝工序；在副冷装置中，制冷装置循环冷凝介质以流量80～100m3/h经副冷装置下部冷凝介质进口Ⅲ通入至副冷装置中，后以流量80～100m3/h经副冷装置上部冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，基于冷凝回收循环系统，包括如下步骤：/nA.将塑化槽（5）内产生的二硫化碳与水蒸气的混合气体以流量3500～4000m

【技术特征摘要】
1.一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，基于冷凝回收循环系统，包括如下步骤：
A.将塑化槽（5）内产生的二硫化碳与水蒸气的混合气体以流量3500～4000m3/h通入至预冷装置（1）中；
B.在预冷装置（1）中，二硫化碳与水蒸气的混合气体经常温冷凝介质作用，得液态水及水蒸气与降温二硫化碳气体的混合气体，将液态水通入至蒸汽冷凝水槽（10）中，后再回用于塑化槽（5）；将水蒸气与降温二硫化碳的混合气体以流量2500～3000m3/h通入至主冷装置（2）中；
C．在主冷装置（2）中，水蒸气与降温二硫化碳的混合气体经凉水池（7）循环冷凝介质作用，得液态水、二硫化碳液体和再次降温二硫化碳气体，并将液态水、二硫化碳液体和再次降温二硫化碳气体以流量500～800m3/h通入至副冷装置（3）中；
D.在副冷装置（3）中，再次降温二硫化碳气体经制冷装置（9）循环冷凝介质作用，再次降温二硫化碳气体全部被冷凝为二硫化碳液体，并将液态水与二硫化碳液体以流量1.5～2.0m3/h通入至二硫化碳储罐（18）中，储存或使用。


2.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，
预冷装置（1）中，常温冷凝介质以流量15～20m3/h经预冷装置（1）下部冷凝介质进口Ⅰ（102）通入至预冷装置（1）中，后以流量15～20m3/h经预冷装置（1）上部冷凝介质出口Ⅰ（104）通入至粘胶纤维生产的纤维洗涤工序中；
在主冷装置（2）中，凉水池（7）循环冷凝介质以流量100～120m3/h经主冷装置（2）下部冷凝介质进口Ⅱ（203）通入至主冷装置（2）中，后以流量100～120m3/h经主冷装置（2）上部冷凝介质出口Ⅱ（202）通入凉水池（7）中，经凉水塔（8）降温后再循环回用于主冷冷凝工序；
在副冷装置（3）中，制冷装置（9）循环冷凝介质以流量80～100m3/h经副冷装置（3）下部冷凝介质进口Ⅲ（302）通入至副冷装置（3）中，后以流量80～100m3/h经副冷装置（3）上部冷凝介质出口Ⅲ（301）通入制冷装置（9）中，经制冷装置（9）降温后再循环回用于副冷冷凝工序。


3.根据权利要求2所述的粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，在预冷装置（1）的冷凝介质进口Ⅰ（102）中，所述常温冷凝介质温度为常温；在预冷装置（1）的冷凝介质出口Ⅰ（104）中，冷凝介质温度为90～95℃。


4.根据权利要求3所述的粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，在主冷装置（2）的冷凝介质进口Ⅱ（203）中，所述凉水池（7）循环冷凝介质温度为25～35℃；在主冷装置（2）的冷凝介质出口Ⅱ（202）中，冷凝介质温度为45～50℃。


5.根据权利要求4所述的粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，在副冷装置（3）的冷凝介质进口Ⅲ（302）中，所述制冷装置（9）循环冷凝介质温度为5～7℃；在副冷装置（3）的冷凝介质出口Ⅲ（301）中，冷凝介质温度为15～20℃。


6.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收循环方法，其特征在于，在步骤B中，所述二硫化碳与水蒸气的混合气体温度为98～100℃；
在步骤B中，所述降温二硫化碳气体温度为90～95℃；
在步骤C中，所述再次降温二硫化碳气体温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小军，贺敏，陈勇君，竭发全，
申请(专利权)人：宜宾丝丽雅股份有限公司，宜宾丝丽雅集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51