專利名稱：用于丙酮回收的吸附床解析方法和吸附裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于丙酮回收的吸附床解析方法和吸附裝置，尤 其是煙用醋酸纖維絲束生產過程中用于丙酮回收的吸附床解析方 法和吸附裝置。
背景技術：
在煙用醋酸纖維絲束生產過程中，丙酮作為溶劑用來溶解二 醋酸纖維素醋片，經紡絲和干燥后，揮發出來的丙酮通過丙酮回 收單元進行回收。丙酮回收單元通常包括多臺吸附床和冷凝/冷 卻器，來自丙酮空氣混合氣總管的混合氣進入吸附床后，其中的 丙酮被吸附在吸附床內的活性碳微孔中，而其余幾乎不含丙酮的 氣體則通過活性碳層后排入大氣中，達到排放要求，'此為吸附。 經過一段時間后，活性碳微孔中吸附了足夠的丙酮后，吸附床就 由吸附轉為解析，此時，給吸附床通入一定量的低壓過熱蒸汽， 被吸附的丙酮就被解析出來，與蒸汽一起作為解析氣進入冷凝/ 冷卻器。解析結束后，吸附床又轉入吸附階段，如此循環反復不 斷進行吸附和解析。進入冷凝/冷卻器的解析氣隨后經分離可得 到稀丙酮溶液。
吸附裝置是丙酮回收單元的關鍵裝置，其包括吸附床、解析 蒸汽管、解析氣管、混合氣管、尾氣管和碳倉溫度表。在吸附床 的殼體內設有碳倉，在殼體的上部設有解析氣體口，在殼體的下 部還設有尾氣排放口。碳倉內裝有活性碳。碳倉上部和下部均為 網孔板結構，便于丙酮氣和解析蒸汽均勻進入活性碳層以及尾氣 和解析氣從活性碳層中出來。解析蒸汽管部分插入殼體內，且位 于碳倉的下面，部分位于殼體的外部與解析蒸汽總管相連，該部 分設有蒸汽調節閥。解析氣管與殼體的氣體入口相連，其上設有解析氣閥。混合氣管與殼體的氣體入口相連，其上設有混合氣 閥。尾氣管與殼體的尾氣排放口相連，其上設有尾氣閥和尾氣溫 度表。
吸附床解析過程可分為三個階段 一、吸附床殼體加熱升溫 階段，這一階段吸附床的尾氣溫度不斷上升，但吸附床的碳倉溫 度基本不變，此階段通入吸附床內的蒸汽主要用于加熱吸附床的 殼體。二、吸附床碳倉加熱升溫階段，這一階段吸附床的碳倉溫 度不斷上升，而吸附床的尾氣溫度基本不變，此階段通入吸附床 的蒸汽主要用于加熱吸附床內的活性碳。第三階段為蒸汽丙酮交 換解析階段，這一階段吸附床碳倉溫度與尾氣溫度變化均很小， 此階段通入吸附床的蒸汽主要用于維持吸附床殼體和碳倉的溫 度，使蒸汽與丙酮進行交換解析。
目前，吸附床解析階段的蒸汽流量控制通常采取一段式控 制，即整個解析階段蒸汽流量控制不變。但因在解析第三階段蒸 汽僅用于與丙酮交換解析，不再需要加熱殼體和碳倉，只需維持 吸附床殼體和碳倉的溫度基本不變即可，因此并不需要大量蒸 汽。因此如果第三階段通入的蒸汽量與前二個階段通入的蒸汽量 相同勢必會造成蒸汽的極大浪費，增加生產成本。
發明內容
本發明主要目的是提供一種用于丙酮回收的吸附床解析方 法，其可減少蒸汽使用量。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為用于丙酮 回收的吸附床解析方法，包括當吸附床吸附的丙酮達到飽和 時，關閉混合氣閥和尾氣閥，打開解析氣閥和蒸汽流量調節閥， 向吸附床內通入蒸汽并控制蒸汽流量，使吸附床的殼體和碳倉升 溫；當碳倉溫度高于丙酮的解析溫度時，關小蒸汽流量調節閥， 減少蒸汽流量至可維持所述碳倉溫度不變。優選的方案為將碳倉溫度與蒸汽流量調節閥聯鎖，當碳倉的 溫度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量調節閥自動關小至設定流 量。
優選的方案為丙酮的解析溫度高于丙酮的沸點溫度。
優選的方案為丙酮的解析溫度控制在90。C至IO(TC之間。
優選的方案為蒸汽流量調節閥的蒸汽流量控制有兩個設定 值，在碳倉溫度低于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在第一設 定值，在碳倉溫度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在第二 設定值。
上述用于丙酮回收的吸附床解析方法，通過對蒸汽流量進行 兩段式控制，即在解析第三階段減少蒸汽用量，不但可有效節約 蒸汽，降低能耗，而且可使解析氣溫度下降，減少了解析氣冷凝 用的冷凝水用量。
本發明的另一 目的是提供一種蒸汽用量少的吸附裝置。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為吸附裝 置，包括吸附床，包括殼體和設于所述殼體內的碳倉，其中殼 體上設有氣體口、尾氣排放口；解析蒸氣管，部分插入至吸附床 內碳倉的下面，部分位于殼體外，其中位于殼體外的部分設有蒸 汽流量調節閥，用于調節控制蒸汽流量；解析氣管，設有解析氣 閥，其與吸附床的氣體口相連，供吸附床解析過程產生的解析氣
流出；混合氣管，設有混合氣閥，其與所述吸附床的氣體口相 連；尾氣管，設有尾氣閥、尾氣溫度表，其與吸附床的尾氣排放 口相連，用于排放經吸附床吸附后產生的尾氣；碳倉溫度表，設 于吸附床的殼體外部，與吸附床的碳倉相連，用于檢測并顯示碳 倉的溫度；其中，碳倉溫度表與蒸汽流量調節閥聯鎖，當碳倉溫 度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量調節閥關小，減少蒸汽流量 至可維持所述> 友倉溫度不變。優選的方案為蒸汽流量調節閥的蒸汽流量控制有兩個設定 值，當碳倉的溫度低于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在第一 設定值，當碳倉的溫度高于解析溫度時，蒸汽流量控制在第二設 定值。
優選的方案為丙酮的解析溫度高于丙酮的沸點溫度。
優選的方案為丙酮的解析溫度控制在9(TC至IO(TC之間。
具有上述結構的吸附裝置，將吸附床的碳倉溫度引入了蒸汽 流量控制系統，當碳倉溫度高出丙酮的吸附溫度時，自動關小蒸 汽流量調節閥，減少蒸汽的用量。不但操作簡單，而且相比現有 技術，僅增加一個溫度聯鎖，卻節省了大量蒸汽。
圖l是本發明最佳實施方式的吸附裝置的工藝流程圖。 以下結合附圖和最佳實施方式對本發明予以詳細說明。
具體實施例方式
當吸附床吸附的丙酮達到飽和時，吸附床將進入解析階段， 此階段蒸汽流量分兩段進行控制，即在解析的第一和第二階段， 即殼體升溫和碳倉升溫過程中蒸汽流量大，而在解析第三階段， 即在丙酮解析過程中蒸汽流量調小至足以維持碳倉溫度不變即 可。更具體地，當吸附床吸附的丙酮達到飽和時，先關閉混合氣 閥和尾氣排放閥，打開解析氣閥和蒸汽流量調節閥，向吸附床內 通入蒸汽，使吸附床的殼體和碳倉升溫。該過程中，先是尾氣溫 度表顯示尾氣溫度上升而碳倉溫度表顯示的碳倉溫度基本不變， 這是解析的第一階段。然后，尾氣溫度表顯示尾氣溫度基本不 變，碳倉溫度表顯示碳倉的溫度開始上升，進入解析的第二階 段。當碳倉溫度達到丙酮的解析溫度時，進入解析第三階段，丙 酮開始解析，此時關小蒸汽流量調節閥，減少蒸汽流量至可維持所述碳倉溫度不變即可。解析結束后，關閉蒸汽流量調節閥和解 析氣閥，打開尾氣排放閥和混合氣閥，吸附床又開始吸附。較好 的方法是將蒸汽流量調節閥與碳倉溫度表聯鎖，并給蒸汽流量設 定兩個設定值，當碳倉溫度低于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控 制在第一設定值，當碳倉溫度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量 控制在第二設定值，籍此自動調節蒸汽流量，可使操作變得更為 簡單。丙酮的解析溫度控制在高于丙酮的沸點即可，但為保證解
析速度，丙酮的解析溫度通常控制在9(TC至IO(TC之間。
上述用于丙酮回收的吸附床解析方法，通過對蒸汽流量進行 兩段式控制，在解析第三階段減少蒸汽用量，不但可有效節約蒸 汽，降低能耗，而且可使解析氣溫度下降，減少了解析氣冷凝用 的冷凝水用量。采用本發明的解析方法，可在現有技術的條件 下，釆取手動控制蒸汽流量，無需增加成本，即可大量節約蒸 汽。但較好的方法是在現有技術的吸附裝置上的碳倉溫度表與蒸 汽流量調節閥進行聯鎖，籍此可實現自動控制，通過較少的投資 即可節省大量蒸汽，而且操作簡單。
圖1是本實施例吸附裝置的工藝流程圖。如圖1所示，吸附 床裝置100包括吸附床1、解析蒸汽管2、解析氣管3、混合氣管 4、尾氣管5和^灰倉溫度表6。
在吸附床1的殼體11內設有碳倉12,在殼體11的上部設 有氣體口 13，在殼體11的下部還設有尾氣排放口 14。碳倉12 內裝有活性碳。碳倉12上部和下部均為網孔板結構，便于丙酮 氣和解析蒸汽均勻進入活性碳層以及尾氣和解析氣從活性碳層中出來。
解析蒸汽管2部分插入殼體11內的碳倉12的下面，部分位 于殼體11的外部與解析蒸汽總管相連，其中位于殼體11外部的 部分設有蒸汽流量調節閥21,用于調節控制蒸汽流量。吸附床1解析時，蒸汽流量調節閥21打開，吸附床1吸附時，蒸汽流量 調節閥21關閉。
解析氣管3與吸附床1的氣體口 13相連，其供吸附床1解 析過程產生的解析氣流出。解析氣管3上設有解析氣閥31,當吸 附床l解析時，該閥打開，吸附床l吸附時，該閥關閉。
混合氣管4,亦與吸附床1的氣體口 13相連，供混合氣流 入吸附床1。混合氣管1上設有混合氣閥41，當吸附床1吸附 時，該閥打開，當吸附床l解析時，該閥關閉。
尾氣管5與吸附床1的尾氣排放口 14相連，用于排放經吸 附床1吸附后產生的尾氣。尾氣管5上設有尾氣閥51、尾氣溫度 表52。其中尾氣閥51在吸附床1解析時關閉，吸附床1吸附時 打開。
在吸附床1的殼體11的外部還設有碳倉溫度表6,其與碳 倉12相連，用于檢測并顯示碳倉12的溫度，且與蒸汽流量調節 閥21聯鎖，所述碳倉溫度表與所述蒸汽流量調節閥聯鎖，當碳 倉溫度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量調節閥關小，減少蒸汽 流量至可維持所述碳倉溫度不變。
蒸汽流量調節閥21的蒸汽流量控制有兩個設定值，當碳倉 12的溫度低于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在第一設定值， 當碳倉12的溫度高于解析溫度時，蒸汽流量控制在第二設定 值。通常，丙酮的解析溫度控制在9(TC至IO(TC之間。
實施例
吸附床進入解析階段時，關閉混合氣閥和尾氣排放閥，打開 解析氣閥和蒸汽流量調節閥，向吸附床內以200kg/min的流量通 入低壓蒸汽，使吸附床的殼體和碳倉升溫，約7分鐘左右碳倉溫 度達到9(TC。此時，通過碳倉溫度表與蒸汽流量調節閥的聯鎖，蒸汽流量調節閥自動關小，流量變為183. 3kg/min，此時碳倉溫 度基本保持不變，約3分30秒左右，丙酮解析完成，關閉蒸汽 流量調節閥和解析氣閥，打開尾氣排放閥和混合氣閥，吸附床進 入又一循環的吸附和解析。相比于現有吸附床解析方法中的蒸汽 流量一段式控制，可節約蒸汽(200-183.3 ) *3. 5=58. 45kg。
以一個丙酮回收單元有兩個吸附單元各五臺，共10臺吸附 床，且每個單元進行吸附的吸附床和進行解析的吸附床之比始終 保持4 : 1計算，10臺吸附床每天可節約蒸汽 58. 45*2*24*60/10. 5=16032kg, 一年可節約蒸汽5851680kg。
權利要求
1、用于丙酮回收的吸附床解析方法，包括當吸附床吸附的丙酮達到飽和時，關閉混合氣閥和尾氣閥，打開解析氣閥和蒸汽流量調節閥，向吸附床內通入蒸汽并控制蒸汽流量，使吸附床的殼體和碳倉升溫；其特征在于當碳倉溫度高于丙酮解析溫度時，關小蒸汽流量調節閥，減少蒸汽流量至可維持碳倉溫度不變。
2、 根據權利要求1所述丙酮回收的吸附床解析方法，其特 征在于將碳倉溫度與蒸汽流量調節閥聯鎖，當碳倉溫度高于所述丙 酮解析溫度時，蒸汽流量調節閥自動關小至設定流量。
3、 才艮據4又利要求2所述用于丙酮回收的吸附床解析方法， 其特征在于蒸汽流量調節閥的蒸汽流量控制有兩個設定值，當碳倉溫度 低于所述丙酮解析溫度時，蒸汽流量控制在第一設定值，當碳倉 溫度高于所述丙酮解析溫度時，蒸汽流量控制在第二設定值。
4、 根據權利要求3所述丙酮回收的吸附床解析方法，其特 征在于所述丙酮解析溫度高于丙酮的沸點溫度。
5、 根據權利要求3所述丙酮回收的吸附床解析方法，其特 征在于所述丙酮解析溫度控制在9(TC至IO(TC之間。
6、 吸附裝置，包括吸附床，包括殼體和設于所述殼體內的碳倉，其中殼體上設 有氣體口、尾氣排放口；解析蒸氣管，部分插入至所述吸附床的殼體內的碳倉的下 面，部分位于所述殼體外，其中位于所述殼體外的部分設有蒸汽流量調節閥，用于調節控制蒸汽流量；解析氣管，設有解析氣閥，其與所述吸附床的氣體口相連， 供吸附床解析過程產生的解析氣流出；混合氣管，設有混合氣閥，其與所述吸附床的氣體口相連；尾氣管，設有尾氣閥、尾氣溫度表，其與所述吸附床的尾氣 排放口相連，用于排放經吸附床吸附后產生的尾氣；碳倉溫度表，設于所述吸附床的殼體外部，與所述吸附床的 碳倉相連，用于檢測并顯示碳倉的溫度；其特征在于所述碳倉溫度表與所述蒸汽流量調節閥聯鎖，當碳倉溫度高 于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量調節閥關小，減少蒸汽流量至可 維持所述碳倉溫度不變。
7、 根據權利要求5所述吸附裝置，其特征在于所述蒸汽流量調節閥的蒸汽流量控制有兩個設定值，當所述 碳倉的溫度低于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在第 一設定 值，當所述碳倉的溫度高于丙酮的解析溫度時，蒸汽流量控制在 第二設定值。
8、 根據權利要求7所述丙酮回收的吸附床解析方法，其特 征在于所述丙酮的解析溫度高于丙酮的沸點溫度。
9、 根據權利要求7所述吸附裝置，其特征在于 所述丙酮的解析溫度控制在90。C至IO(TC之間。
全文摘要
一種用于丙酮回收的吸附床解析方法及吸附裝置，當吸附床吸附的丙酮達到飽和時，關閉混合氣閥和尾氣排放閥等，打開蒸汽流量調節閥和解析氣閥，向吸附床內通入蒸汽，并控制蒸汽流量，使吸附床的殼體和碳倉升溫；當碳倉溫度高于丙酮的解析溫度時，關小蒸汽流量調節閥，減少蒸汽流量至可維持所述碳倉溫度不變。具有節約蒸汽，降低成本等優點。
文檔編號C07C45/79GK101314561SQ20071002846
公開日2008年12月3日 申請日期2007年6月2日 優先權日2007年6月2日
發明者涂如松, 王長林, 高前進 申請人:珠海醋酸纖維有限公司