一種VOCs尾氣回用系統及聚乙烯纖維生產設備技術方案

本發明專利技術公開了一種VOCs尾氣回用系統，包括干燥設備、氣體回收設備，所述干燥設備為聚乙烯纖維生產中設置在萃取裝置后的設備；所述干燥設備的出風端通過氣體回收進風管道與氣體回收設備連通；所述氣體回收設備通過回風管道連接至干燥設備的進風端；所述氣體回收設備出口端的回風管道上設置有尾氣回用三通閥，所述尾氣回用三通閥的第三個端口連接有排空管道。本發明專利技術還公開了一種含有上述尾氣回用系統的聚乙烯纖維生產設備。本發明專利技術將氣體回收設備的尾氣引入到車間干燥設備循環利用，可大大降低VOCs排放、提高對萃取劑的回收效率、降低干燥蒸汽的用量、同時可提高系統的容錯能力，適于推廣應用。

【技術實現步驟摘要】
一種VOCs尾氣回用系統及聚乙烯纖維生產設備
本專利技術涉及聚乙烯纖維生產及廢氣處理領域，特別是涉及一種VOCs尾氣回用系統及聚乙烯纖維生產設備。
技術介紹
當前我國對環保問題越來越重視，對大氣污染物的排放標準也愈發嚴格。碳氫化合物是聚乙烯纖維的一種生產原料，其屬于一種非甲烷總烴類物質，國家對該物質有嚴格的排放標準，當前的排放標準為50mg/m3。而目前在聚乙烯纖維的生產過程中，針對該溶劑的回收設備，還無法達到該排放標準。在化工、印染、醫藥等行業，有機溶劑使用非常廣泛，并且絕大多數為中間溶劑，最終多以VOCs氣體排放，給環境造成污染，近些年隨著VOCs回收裝置的發展，通過炭纖維氈、碳顆粒等多種吸附材料實現對溶劑的回收再利用或集中處置，但隨著排放標準的日趨嚴格以及吸附材料本身吸附率的限制，如何對回收設備的排放尾氣進行再處理，增加回收設備的吸附效率，進一步降低VOCs氣體排放變得越來越重要。超高分子量聚乙烯纖維的生產通常采用的是凍膠紡技術，它是將聚乙烯與合適的溶劑配制成紡絲熔體，再將紡絲熔體經紡絲制得凍膠絲，然后采用萃取工藝將溶劑去除，經干燥設備去原絲殘留的萃取劑，再經加熱、牽伸后制得高模高強的超高分子量聚乙烯纖維。其中，干燥設備將萃取劑(即碳氫化合物)氣化后進入氣體回收設備進行回收再利用。氣體回收設備采用的是碳纖維吸附的方式，該設備分為三個箱體，每個箱體輪流進行吸附(將車間尾氣經過碳芯，將萃取劑氣體吸附到碳纖維上，吸附后的空氣直接排到大氣中)、解吸(利用蒸汽對碳芯進行脫附，將萃取劑從碳芯內蒸出)、干燥(將碳芯內的水分吹干，并降溫再生重新具備吸附能力)的流程，從而達到回收萃取劑的目的。由于碳纖維對碳氫化合物的吸附效率不能達到100％，而且隨著碳纖維的老化，吸附效率會逐漸下降。車間尾氣經新的碳纖維吸附后排放濃度為150mg/m3，隨著碳纖維的老化，尾氣排放濃度可達到3500mg/m3，遠達不到國家的排放標準，而且無形中增加了纖維產品的生產成本。沸石濃縮轉輪系統是目前解決超高分子量聚乙烯纖維生產過程中VOCs排放問題的主要設備。其工作原理為：VOCs廢氣通過疏水性沸石濃縮轉輪后，能有效被吸附于沸石中，達到去除的目的。經過沸石吸附的揮發性有機物的潔凈氣體，直接通過煙囪排放到大氣中，轉輪持續以每小時1-6轉的速度旋轉，同時將吸附的揮發性有機物傳送至脫附區，轉輪吸附區、冷卻區、脫附區的比值為10:1:1。在脫附區中利用一小股加熱氣體將揮發性有機物進行脫附，脫附后的沸石轉輪旋轉至吸附區，持續吸附揮發性有機氣體。脫附后的濃縮有機廢氣送至燃燒爐進行燃燒轉化成二氧化碳及水蒸氣排放至大氣中。其主要工藝包括：1、吸附濃縮：處理大風量含濃度低于800ppm、40℃溫度以下的VOCs氣體，通過轉輪內的沸石被吸附，以系統抽氣變頻風機將干凈尾氣排入大氣。吸附器為立式轉輪(CTR)可提供大量的氣體接觸沸石表面積，轉輪持續以每小1～6轉的速度旋轉。提供90％以上的VOCs去除率。2、脫附：轉輪內VOCs被濃縮成飽和沸石區、再利用熱交換器提供的熱流(約200℃)來進行脫附，脫附完成后旋轉至冷卻區，以常溫空氣吹噓冷卻至常溫、再旋轉至吸附濃縮區。脫附前氣體溫度為200℃，脫附后的氣體溫度為63℃。3、氧化：脫附出高濃度VOCs氣流，以氧化風機抽送至RTO燃燒系統內燃燒處理，排放出干凈CO2(g)及H2O(g)至大氣。燃燒室高溫氣流被引出至氣對氣熱交換器，與常溫空氣進行熱交換、升溫至脫附溫度的熱流，供脫附使用達到省能目的。上述沸石濃縮轉輪系統的尾氣排放濃度雖然能達到標準，但其還具有如下缺陷：(1)成本高，整套設備價格在1000萬以上；(2)該設備對溶劑吸附濃縮后進行燃燒，不能對溶劑進行回收；(3)該設備能耗較高，需配備大功率風機；(4)該設備對尾氣的溫度濕度有嚴格的要求。由此可見，上述現有的聚乙烯纖維生產中的VOCs尾氣處理，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種可降低VOCs排放、提高回收率、降低能源消耗的尾氣處理系統成為當前業界極需改進的目標。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種可降低VOCs排放、提高回收率、降低能源消耗的尾氣處理系統及聚乙烯纖維生產設備。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種VOCs尾氣回用系統，包括干燥設備、氣體回收設備，所述干燥設備為聚乙烯纖維生產中設置在萃取裝置后的設備；所述干燥設備的出風端通過氣體回收進風管道與氣體回收設備連通；所述氣體回收設備通過回風管道連接至干燥設備的進風端；所述氣體回收設備出口端的回風管道上設置有尾氣回用三通閥，所述尾氣回用三通閥的第三個端口連接有排空管道。作為本專利技術進一步地改進，包括多個干燥設備及與所述干燥設備一一對應連通的氣體回收設備，所述每個氣體回收設備的回風管道均連接至一個回風總管道，所述每個干燥設備均設置有干燥進風管道，所述回風總管道分別通過干燥進風管道連接至每個干燥設備的進風端。進一步地，在所述氣體回收進風管道上安裝有應急排空三通閥，所述應急排空三通閥的第三端連接至所述的排空管道；在所述氣體回收進風管道上或排空管道上，安裝有應急回用三通閥，所述應急回用三通閥的第三端通過應急回用回風管道連接至回風總管道。進一步地，在回風總管道上安裝有濃度傳感器，所述濃度傳感器的檢測結果用于尾氣回用三通閥、應急排空三通閥及應急回用三通閥的控制。進一步地，在每個氣體回收設備出口端的回風管道上設置有分支濃度傳感器，所述分支濃度傳感器的檢測結果用于尾氣回用三通閥的控制。進一步地，在回風總管道和/或回風管道上設置有壓力傳感器，所述尾氣回用系統還包括與總回風管道連通的補風裝置及泄壓裝置，所述壓力傳感器的檢測結果用于補風裝置及泄壓裝置的控制。進一步地，所述氣體回收設備與干燥設備之間的回風管道上設置有除濕裝置。進一步地，所述干燥設備內部安裝有負壓傳感器，干燥設備的進風端設置有干燥進風調節裝置，所述負壓傳感器的檢測結果用于干燥進風調節裝置的控制。進一步地，所述氣體回收設備為具有三個箱體的碳纖維吸附回收設備。一種聚乙烯纖維生產設備，包括上述的VOCs尾氣回用系統。通過采用上述技術方案，本專利技術至少具有以下優點：1、將氣體回收設備凈化后的尾氣引入到車間干燥設備循環利用，可大大降低VOCs排放，如控制合理甚至可達到零排放，完全可滿足環保要求。2、尾氣一直在循環利用，隨著干燥出風濃度的增加，氣體回收設備的吸附效率相對提高，最后可達到一定濃度平衡的狀態，最終可提高整個回收系統的回收率，可大大降低產品的生產成本，提高企業利潤率。3、氣體回收尾氣回用，同時可實現熱量的回用，從而減少了干燥加熱用蒸汽的用量，達到節能及降低能耗的目的。4、單條氣體回收設備出故障時，該條氣體回收設備的尾氣可平衡到其他氣體回收設備進行吸附，大大提高了系統的容錯能力。同時在維修單條氣體回收設備時，該條氣體回收設備對應的生產線可不用停車處本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種VOCs尾氣回用系統，其特征在于，包括干燥設備、氣體回收設備，所述干燥設備為聚乙烯纖維生產中設置在萃取裝置后的設備；/n所述干燥設備的出風端通過氣體回收進風管道與氣體回收設備連通；/n所述氣體回收設備通過回風管道連接至干燥設備的進風端；/n所述氣體回收設備出口端的回風管道上設置有尾氣回用三通閥，所述尾氣回用三通閥的第三個端口連接有排空管道。/n

【技術特征摘要】
1.一種VOCs尾氣回用系統，其特征在于，包括干燥設備、氣體回收設備，所述干燥設備為聚乙烯纖維生產中設置在萃取裝置后的設備；
所述干燥設備的出風端通過氣體回收進風管道與氣體回收設備連通；
所述氣體回收設備通過回風管道連接至干燥設備的進風端；
所述氣體回收設備出口端的回風管道上設置有尾氣回用三通閥，所述尾氣回用三通閥的第三個端口連接有排空管道。


2.根據權利要求1所述的VOCs尾氣回用系統，其特征在于，包括多個干燥設備及與所述干燥設備一一對應連通的氣體回收設備，所述每個氣體回收設備的回風管道均連接至一個回風總管道，所述每個干燥設備均設置有干燥進風管道，所述回風總管道分別通過干燥進風管道連接至每個干燥設備的進風端。


3.根據權利要求2所述的VOCs尾氣回用系統，其特征在于，在所述氣體回收進風管道上安裝有應急排空三通閥，所述應急排空三通閥的第三端連接至所述的排空管道；在所述氣體回收進風管道上或排空管道上，安裝有應急回用三通閥，所述應急回用三通閥的第三端通過應急回用回風管道連接至回風總管道。


4.根據權利要求3所述的VOCs尾氣回用系統，其特征在于，在回風總管道上安裝有濃度傳感器，所述濃度傳感器的檢測結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李永富，黃興良，趙鵬，申志沖，李強，
申請(專利權)人：北京同益中新材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11