一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。所述装置包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统依次串连。本发明专利技术使用三个精馏塔串联的方式来回收废水中DMF，通过热泵回收精馏塔塔顶蒸汽的能量，充分发挥了节能效果。奔本发明专利技术与传统三塔精馏处理DMF废水工艺相比可节省能耗10~20%，具有显著的经济效益。显著的经济效益。显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法


[0001]本专利技术属于化工废溶剂处理回收领域，具体涉及一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。

技术介绍

[0002]DMF全称N，N
‑
二甲基甲酰胺，是一种常用的有机溶剂和化工原料，其能够和水、醚、醇等多种物质完全互溶，在医药、制革、石油化工、有机合成等领域有广泛的应用。在PU法制备合成革领域，DMF被作为PU树脂的溶剂大量使用。由于在合成革生产中DMF仅作为溶剂而没有参与化学反应，因此在生产工艺结束后DMF会大部分进入生产废水中，产生大量含DMF废水。
[0003]DMF价格相对昂贵，同时具有毒性，可以通过皮肤与呼吸道进入人体，对人体的肝脏、肾脏等多种器官造成损伤。若将DMF废水直接排放会引起环境破坏和经济损失，因此必须对DMF废水进行处理以回收其中的DMF。
[0004]目前合成革行业中回收废水中DMF的主要方式是精馏法，通过精馏分离回收废水中的DMF。常用的精馏工艺有三塔精馏和双塔精馏，虽然实现了蒸汽的多效利用，但总能耗依然较大，回收DMF的成本有80%用在精馏的热能消耗上。为实现节能效果，CN 106748864 A中使用双效热泵，通过热泵提高精馏塔塔顶蒸汽温度后为塔釜供能，但是其工艺中精馏塔内压力较低，仅为0.02 MPa，常见的蒸汽压缩机并不适用于压缩此压力范围内的蒸汽，缺乏可操作性。CN104130152A中采用双效热泵精馏，先利用闪蒸罐浓缩DMF废水，然后通过减压精馏塔得到产品，其工艺中把减压精馏塔塔釜出料经压缩机压缩后预热废水进料，预热后再将塔釜出料作为冷源冷却闪蒸罐塔顶蒸汽，工艺中并未通过热泵实现节能。

技术实现思路

[0005]为了解决DMF精馏回收中能耗高的问题，本专利技术提供一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。
[0006]一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置，包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统依次串连；所述的一级微正压精馏系统包括第一精馏塔、第一机械式蒸气压缩机、第一精馏塔再沸器、第一精馏塔塔釜液泵；所述的二级微正压精馏系统包括第二精馏塔、第二机械式蒸气压缩机、第二精馏塔再沸器、第二精馏塔塔釜液泵、第一冷凝水泵；所述的三级低压精馏系统包括第三精馏塔、第三精馏塔再沸器、第三精馏塔塔釜液泵、第二冷凝水泵；原料预热系统包括第一换热器，分别与第一精馏塔和第三精馏塔相连。
[0007]所述的一级微正压精馏系统中，第一精馏塔再沸器位于第一精馏塔的一侧，第一
精馏塔塔釜液泵位于第一精馏塔的底部，第一机械式蒸气压缩机位于第一精馏塔的顶部；所述的二级微正压精馏系统中，第二精馏塔再沸器位于第二精馏塔的一侧，第二精馏塔塔釜液泵位于第二精馏塔的底部，第二机械式蒸气压缩机位于第二精馏塔的顶部；第二精馏塔再沸器的底部设有第一冷凝水泵；所述的三级低压精馏系统中，第三精馏塔再沸器位于第三精馏塔的一侧，第三精馏塔塔釜液泵位于第三精馏塔的底部；第三精馏塔再沸器的底部设有第二冷凝水泵；第一机械式蒸气压缩机与第二精馏塔再沸器相连，第二机械式蒸气压缩机与第三精馏塔再沸器相连；第一精馏塔塔釜液泵与第二精馏塔相连，第二精馏塔塔釜液泵与第三精馏塔相连。
[0008]一种用于DMF废液回收的三效热泵精馏方法，采用所述的装置，步骤如下：1）DMF废水经过预热器预热后进入第一精馏塔中；2）DMF废水进入第一精馏塔经过精馏后，所述第一精馏塔得到的塔顶蒸汽经过第一机械式蒸气压缩机压缩后送入第二精馏塔的第二精馏塔再沸器中，得到的冷凝水经过第一冷凝水泵后部分回流至第一精馏塔；第一精馏塔塔底浓缩液一部分经过第一精馏塔精馏塔再沸器加热后送回第一精馏塔，一部分经过第一精馏塔塔釜液泵送入第二精馏塔；3）进入第二精馏塔的DMF浓缩废水经过精馏后，所述第二精馏塔的塔顶水蒸气经过第二机械式蒸气压缩机压缩后送入第三精馏塔再沸器，得到的冷凝水经过第二冷凝水泵后部分回流至第二精馏塔，第二精馏塔塔底浓缩液一部分经过第二精馏塔再沸器加热后送回第二精馏塔，一部分经过第二精馏塔塔釜液泵送入第三精馏塔；4）进入第三精馏塔的DMF浓缩废水经过精馏后，所述第三精馏塔的塔顶水蒸气送至原料预热器预热原料DMF废水，第三精馏塔塔底浓缩液一部分经过第三精馏塔再沸器加热后送回第三精馏塔，一部分经过第三精馏塔塔釜液泵作为产品送出。
[0009]所述DMF废水流入第一精馏塔之前要先经过预热系统，所述预热系统的热流股来自第三精馏塔的塔顶蒸汽。
[0010]所述第一精馏塔为正压精馏塔，操作温度为100℃
‑
115℃，操作压力为0.1MPa
‑
0.13MPa，塔顶回流比为0.5
‑
3。
[0011]所述第二精馏塔为正压精馏塔，操作温度为100℃
‑
115℃，操作压力为0.1MPa
‑
0.13MPa，塔顶回流比为0.5
‑
3。
[0012]所述第三精馏塔为负压精馏塔，操作温度为70℃
‑
115℃，操作压力为0.01MPa
‑
0.03MPa，塔顶回流比为0.7
‑
3。
[0013]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过使用热泵回收塔顶蒸汽中的能量，显著地节约了能耗，相对传统三塔精馏工艺，本专利技术能够节约能耗10%
‑
20%，具有显著的经济效益，同时本专利技术也充分利用了现有的三塔精馏工艺设备，能充分利用旧设备，节约投资费用。
附图说明
[0014]图1为本专利技术装置的结构示意图；图中，第一精馏塔（1
‑
1）、第一机械式蒸气压缩机（1
‑
2）、第一精馏塔再沸器（1
‑
3）、第一精馏塔塔釜液泵（1
‑
4）、第二精馏塔（2
‑
1）、第二机械式蒸气压缩机（2
‑
2）、第二精馏塔再沸器（2
‑
3）、第二精馏塔塔釜液泵（2
‑
4）、第一冷凝水泵（2
‑
5）、第三精馏塔（3
‑
1）、第三精
馏塔再沸器（3
‑
3）、第三精馏塔塔釜液泵（3
‑
4）、第二冷凝水泵（3
‑
5）、第一换热器（4
‑
1）。
具体实施方式
[0015]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]如图1所示，一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置，包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置，其特征在于，包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统依次串连；所述的一级微正压精馏系统包括第一精馏塔（1
‑
1）、第一机械式蒸气压缩机（1
‑
2）、第一精馏塔再沸器（1
‑
3）、第一精馏塔塔釜液泵（1
‑
4）；所述的二级微正压精馏系统包括第二精馏塔（2
‑
1）、第二机械式蒸气压缩机（2
‑
2）、第二精馏塔再沸器（2
‑
3）、第二精馏塔塔釜液泵（2
‑
4）、第一冷凝水泵（2
‑
5）；所述的三级低压精馏系统包括第三精馏塔（3
‑
1）、第三精馏塔再沸器（3
‑
3）、第三精馏塔塔釜液泵（3
‑
4）、第二冷凝水泵（3
‑
5）；原料预热系统包括第一换热器（4
‑
1），分别与第一精馏塔（1
‑
1）和第三精馏塔（3
‑
1）相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的一级微正压精馏系统中，第一精馏塔再沸器（1
‑
3）位于第一精馏塔（1
‑
1）的一侧，第一精馏塔塔釜液泵（1
‑
4）位于第一精馏塔（1
‑
1）的底部，第一机械式蒸气压缩机（1
‑
2）位于第一精馏塔（1
‑
1）的顶部；所述的二级微正压精馏系统中，第二精馏塔再沸器（2
‑
3）位于第二精馏塔（2
‑
1）的一侧，第二精馏塔塔釜液泵（2
‑
4）位于第二精馏塔（2
‑
1）的底部，第二机械式蒸气压缩机（2
‑
2）位于第二精馏塔（2
‑
1）的顶部；第二精馏塔再沸器（2
‑
3）的底部设有第一冷凝水泵（2
‑
5）；所述的三级低压精馏系统中，第三精馏塔再沸器（3
‑
3）位于第三精馏塔（3
‑
1）的一侧，第三精馏塔塔釜液泵（3
‑
4）位于第三精馏塔（3
‑
1）的底部；第三精馏塔再沸器（2
‑
3）的底部设有第二冷凝水泵（3
‑
5）；第一机械式蒸气压缩机（1
‑
2）与第二精馏塔再沸器（2
‑
3）相连，第二机械式蒸气压缩机（2
‑
2）与第三精馏塔再沸器（3
‑
3）相连；第一精馏塔塔釜液泵（1
‑
4）与第二精馏塔（2
‑
1）相连，第二精馏塔塔釜液泵（2
‑
4）与第三精馏塔（3
‑
1）相连。3.一种用于DMF废液回收的三效热泵精馏方法，其特征在于，采用根据权利要求1或者2所述的装置，步骤如下：1）DMF废水经过预热器（4
‑
1）预热后进入第一精馏塔（1
‑
1）中；2）DMF废水进入第一精馏塔（1

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟聪，沈剑，吴可君，何宇晨，
申请(专利权)人：丽水南城新澄产业创新服务有限公司浙江大学，
类型：发明
国别省市：