一种VOCs尾气回用系统及聚乙烯纤维生产设备技术方案

本发明专利技术公开了一种VOCs尾气回用系统，包括干燥设备、气体回收设备，所述干燥设备为聚乙烯纤维生产中设置在萃取装置后的设备；所述干燥设备的出风端通过气体回收进风管道与气体回收设备连通；所述气体回收设备通过回风管道连接至干燥设备的进风端；所述气体回收设备出口端的回风管道上设置有尾气回用三通阀，所述尾气回用三通阀的第三个端口连接有排空管道。本发明专利技术还公开了一种含有上述尾气回用系统的聚乙烯纤维生产设备。本发明专利技术将气体回收设备的尾气引入到车间干燥设备循环利用，可大大降低VOCs排放、提高对萃取剂的回收效率、降低干燥蒸汽的用量、同时可提高系统的容错能力，适于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs尾气回用系统及聚乙烯纤维生产设备
本专利技术涉及聚乙烯纤维生产及废气处理领域，特别是涉及一种VOCs尾气回用系统及聚乙烯纤维生产设备。
技术介绍
当前我国对环保问题越来越重视，对大气污染物的排放标准也愈发严格。碳氢化合物是聚乙烯纤维的一种生产原料，其属于一种非甲烷总烃类物质，国家对该物质有严格的排放标准，当前的排放标准为50mg/m3。而目前在聚乙烯纤维的生产过程中，针对该溶剂的回收设备，还无法达到该排放标准。在化工、印染、医药等行业，有机溶剂使用非常广泛，并且绝大多数为中间溶剂，最终多以VOCs气体排放，给环境造成污染，近些年随着VOCs回收装置的发展，通过炭纤维毡、碳颗粒等多种吸附材料实现对溶剂的回收再利用或集中处置，但随着排放标准的日趋严格以及吸附材料本身吸附率的限制，如何对回收设备的排放尾气进行再处理，增加回收设备的吸附效率，进一步降低VOCs气体排放变得越来越重要。超高分子量聚乙烯纤维的生产通常采用的是冻胶纺技术，它是将聚乙烯与合适的溶剂配制成纺丝熔体，再将纺丝熔体经纺丝制得冻胶丝，然后采用萃取工艺将溶剂去除，经干燥设备去原丝残留的萃取剂，再经加热、牵伸后制得高模高强的超高分子量聚乙烯纤维。其中，干燥设备将萃取剂(即碳氢化合物)气化后进入气体回收设备进行回收再利用。气体回收设备采用的是碳纤维吸附的方式，该设备分为三个箱体，每个箱体轮流进行吸附(将车间尾气经过碳芯，将萃取剂气体吸附到碳纤维上，吸附后的空气直接排到大气中)、解吸(利用蒸汽对碳芯进行脱附，将萃取剂从碳芯内蒸出)、干燥(将碳芯内的水分吹干，并降温再生重新具备吸附能力)的流程，从而达到回收萃取剂的目的。由于碳纤维对碳氢化合物的吸附效率不能达到100％，而且随着碳纤维的老化，吸附效率会逐渐下降。车间尾气经新的碳纤维吸附后排放浓度为150mg/m3，随着碳纤维的老化，尾气排放浓度可达到3500mg/m3，远达不到国家的排放标准，而且无形中增加了纤维产品的生产成本。沸石浓缩转轮系统是目前解决超高分子量聚乙烯纤维生产过程中VOCs排放问题的主要设备。其工作原理为：VOCs废气通过疏水性沸石浓缩转轮后，能有效被吸附于沸石中，达到去除的目的。经过沸石吸附的挥发性有机物的洁净气体，直接通过烟囱排放到大气中，转轮持续以每小时1-6转的速度旋转，同时将吸附的挥发性有机物传送至脱附区，转轮吸附区、冷却区、脱附区的比值为10:1:1。在脱附区中利用一小股加热气体将挥发性有机物进行脱附，脱附后的沸石转轮旋转至吸附区，持续吸附挥发性有机气体。脱附后的浓缩有机废气送至燃烧炉进行燃烧转化成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。其主要工艺包括：1、吸附浓缩：处理大风量含浓度低于800ppm、40℃温度以下的VOCs气体，通过转轮内的沸石被吸附，以系统抽气变频风机将干净尾气排入大气。吸附器为立式转轮(CTR)可提供大量的气体接触沸石表面积，转轮持续以每小1～6转的速度旋转。提供90％以上的VOCs去除率。2、脱附：转轮内VOCs被浓缩成饱和沸石区、再利用热交换器提供的热流(约200℃)来进行脱附，脱附完成后旋转至冷却区，以常温空气吹嘘冷却至常温、再旋转至吸附浓缩区。脱附前气体温度为200℃，脱附后的气体温度为63℃。3、氧化：脱附出高浓度VOCs气流，以氧化风机抽送至RTO燃烧系统内燃烧处理，排放出干净CO2(g)及H2O(g)至大气。燃烧室高温气流被引出至气对气热交换器，与常温空气进行热交换、升温至脱附温度的热流，供脱附使用达到省能目的。上述沸石浓缩转轮系统的尾气排放浓度虽然能达到标准，但其还具有如下缺陷：(1)成本高，整套设备价格在1000万以上；(2)该设备对溶剂吸附浓缩后进行燃烧，不能对溶剂进行回收；(3)该设备能耗较高，需配备大功率风机；(4)该设备对尾气的温度湿度有严格的要求。由此可见，上述现有的聚乙烯纤维生产中的VOCs尾气处理，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种可降低VOCs排放、提高回收率、降低能源消耗的尾气处理系统成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可降低VOCs排放、提高回收率、降低能源消耗的尾气处理系统及聚乙烯纤维生产设备。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种VOCs尾气回用系统，包括干燥设备、气体回收设备，所述干燥设备为聚乙烯纤维生产中设置在萃取装置后的设备；所述干燥设备的出风端通过气体回收进风管道与气体回收设备连通；所述气体回收设备通过回风管道连接至干燥设备的进风端；所述气体回收设备出口端的回风管道上设置有尾气回用三通阀，所述尾气回用三通阀的第三个端口连接有排空管道。作为本专利技术进一步地改进，包括多个干燥设备及与所述干燥设备一一对应连通的气体回收设备，所述每个气体回收设备的回风管道均连接至一个回风总管道，所述每个干燥设备均设置有干燥进风管道，所述回风总管道分别通过干燥进风管道连接至每个干燥设备的进风端。进一步地，在所述气体回收进风管道上安装有应急排空三通阀，所述应急排空三通阀的第三端连接至所述的排空管道；在所述气体回收进风管道上或排空管道上，安装有应急回用三通阀，所述应急回用三通阀的第三端通过应急回用回风管道连接至回风总管道。进一步地，在回风总管道上安装有浓度传感器，所述浓度传感器的检测结果用于尾气回用三通阀、应急排空三通阀及应急回用三通阀的控制。进一步地，在每个气体回收设备出口端的回风管道上设置有分支浓度传感器，所述分支浓度传感器的检测结果用于尾气回用三通阀的控制。进一步地，在回风总管道和/或回风管道上设置有压力传感器，所述尾气回用系统还包括与总回风管道连通的补风装置及泄压装置，所述压力传感器的检测结果用于补风装置及泄压装置的控制。进一步地，所述气体回收设备与干燥设备之间的回风管道上设置有除湿装置。进一步地，所述干燥设备内部安装有负压传感器，干燥设备的进风端设置有干燥进风调节装置，所述负压传感器的检测结果用于干燥进风调节装置的控制。进一步地，所述气体回收设备为具有三个箱体的碳纤维吸附回收设备。一种聚乙烯纤维生产设备，包括上述的VOCs尾气回用系统。通过采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点：1、将气体回收设备净化后的尾气引入到车间干燥设备循环利用，可大大降低VOCs排放，如控制合理甚至可达到零排放，完全可满足环保要求。2、尾气一直在循环利用，随着干燥出风浓度的增加，气体回收设备的吸附效率相对提高，最后可达到一定浓度平衡的状态，最终可提高整个回收系统的回收率，可大大降低产品的生产成本，提高企业利润率。3、气体回收尾气回用，同时可实现热量的回用，从而减少了干燥加热用蒸汽的用量，达到节能及降低能耗的目的。4、单条气体回收设备出故障时，该条气体回收设备的尾气可平衡到其他气体回收设备进行吸附，大大提高了系统的容错能力。同时在维修单条气体回收设备时，该条气体回收设备对应的生产线可不用停车处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOCs尾气回用系统，其特征在于，包括干燥设备、气体回收设备，所述干燥设备为聚乙烯纤维生产中设置在萃取装置后的设备；/n所述干燥设备的出风端通过气体回收进风管道与气体回收设备连通；/n所述气体回收设备通过回风管道连接至干燥设备的进风端；/n所述气体回收设备出口端的回风管道上设置有尾气回用三通阀，所述尾气回用三通阀的第三个端口连接有排空管道。/n

【技术特征摘要】
1.一种VOCs尾气回用系统，其特征在于，包括干燥设备、气体回收设备，所述干燥设备为聚乙烯纤维生产中设置在萃取装置后的设备；
所述干燥设备的出风端通过气体回收进风管道与气体回收设备连通；
所述气体回收设备通过回风管道连接至干燥设备的进风端；
所述气体回收设备出口端的回风管道上设置有尾气回用三通阀，所述尾气回用三通阀的第三个端口连接有排空管道。


2.根据权利要求1所述的VOCs尾气回用系统，其特征在于，包括多个干燥设备及与所述干燥设备一一对应连通的气体回收设备，所述每个气体回收设备的回风管道均连接至一个回风总管道，所述每个干燥设备均设置有干燥进风管道，所述回风总管道分别通过干燥进风管道连接至每个干燥设备的进风端。


3.根据权利要求2所述的VOCs尾气回用系统，其特征在于，在所述气体回收进风管道上安装有应急排空三通阀，所述应急排空三通阀的第三端连接至所述的排空管道；在所述气体回收进风管道上或排空管道上，安装有应急回用三通阀，所述应急回用三通阀的第三端通过应急回用回风管道连接至回风总管道。


4.根据权利要求3所述的VOCs尾气回用系统，其特征在于，在回风总管道上安装有浓度传感器，所述浓度传感器的检测结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永富，黄兴良，赵鹏，申志冲，李强，
申请(专利权)人：北京同益中新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11