三效热泵精馏法处理DMF废水的装置

三效热泵精馏法处理dmf废水的装置
技术领域
1.本实用新型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。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.为了解决dmf精馏回收中能耗高的问题，本实用新型提供一种三效热泵精馏法处理dmf废水的装置。
6.一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；
7.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；
8.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；
9.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；
10.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。
11.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
2）位于第一精馏塔（1-1）的顶部；
25.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）；
26.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（3-3）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。
27.一种用于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：
28.1）dmf废水经过预热器（4-1）预热后进入第一精馏塔（1-1）中；
29.2）dmf废水进入第一精馏塔（1-1）经过精馏后，所述第一精馏塔（1-1）得到的塔顶蒸汽经过第一机械式蒸气压缩机（1-2）压缩后送入第二精馏塔（2-1）的第二精馏塔再沸器（2-3）中，得到的冷凝水经过第一冷凝水泵（2-5）后部分回流至第一精馏塔（1-1）；第一精馏塔（1-1）塔底浓缩液一部分经过第一精馏塔精馏塔再沸器（1-3）加热后送回第一精馏塔（1-1），一部分经过第一精馏塔塔釜液泵（1-4）送入第二精馏塔（2-1）；
30.3）进入第二精馏塔（2-1）的dmf浓缩废水经过精馏后，所述第二精馏塔（2-1）的塔顶水蒸气经过第二机械式蒸气压缩机（2-2）压缩后送入第三精馏塔再沸器（3-3），得到的冷凝水经过第二冷凝水泵（3-5）后部分回流至第二精馏塔（2-1），第二精馏塔（2-1）塔底浓缩液一部分经过第二精馏塔再沸器（2-3）加热后送回第二精馏塔（2-1），一部分经过第二精馏塔塔釜液泵（2-4）送入第三精馏塔（3-1）；
31.4）进入第三精馏塔（3-1）的dmf浓缩废水经过精馏后，所述第三精馏塔（3-1）的塔顶水蒸气送至原料预热器（4-1）预热原料dmf废水，第三精馏塔（3-1）塔底浓缩液一部分经过第三精馏塔再沸器（3-3）加热后送回第三精馏塔（3-1），一部分经过第三精馏塔塔釜液泵（3-4）作为产品送出。
32.所述dmf废水流入第一精馏塔（1-1）之前要先经过预热系统（4-1），所述预热系统的热流股来自第三精馏塔（3-1）的塔顶蒸汽。
33.所述第一精馏塔（1-1）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。
34.所述第二精馏塔（2-1）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。
35.所述第三精馏塔（3-1）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。
36.实施例1
37.1）dmf废水经过预热器（4-1）预热后进入精馏塔（1-1）。
38.2）精馏塔（1-1）温度为100℃，压力0.1mpa，塔顶回流比0.5。精馏塔（1-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（1-2）升温15℃后进入精馏塔再沸器（2-3），为其供热。精馏塔（1-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（1-4）送入精馏塔（2-1），一部分经精馏塔再沸器（1-3）加热后返回精馏塔（1-1）。
39.3）精馏塔（2-1）温度为100℃，压力0.1mpa，塔顶回流比0.5。精馏塔（2-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（2-2）升温15℃后进入精馏塔再沸器（3-3），为其供热。精馏塔（2-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（2-4）送入精馏塔（3-1），一部分经精馏塔再沸器（2-3）加热后返回精馏塔（2-1）。
40.4）精馏塔（3-1）温度为70℃，压力0.01mpa，塔顶回流比0.7。精馏塔（3-1）塔顶蒸汽进入换热器（4-1），为其供热。精馏塔（3-1）塔底得到的dmf一部分经精馏塔釜液泵（3-4）作为产品送出，一部分经精馏塔再沸器（3-3）加热后返回精馏塔（3-1）。
41.实施例2
42.1）dmf废水经过预热器（4-1）预热后进入精馏塔（1-1）。
43.2）精馏塔（1-1）温度为115℃，压力0.13mpa，塔顶回流比0.5。精馏塔（1-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（1-2）升温15℃后进入精馏塔再沸器（2-3），为其供热。精馏塔（1-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（1-4）送入精馏塔（2-1），一部分经精馏塔再沸器（1-3）加热后返回精馏塔（1-1）。
44.3）精馏塔（2-1）温度为115℃，压力0.13mpa，塔顶回流比0.5。精馏塔（2-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（2-2）升温20℃后进入精馏塔再沸器（3-3），为其供热。精馏塔（2-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（2-4）送入精馏塔（3-1），一部分经精馏塔再沸器（2-3）加热后返回精馏塔（2-1）。
45.4）精馏塔（3-1）温度为115℃，压力0.03mpa，塔顶回流比0.7。精馏塔（3-1）塔顶蒸汽进入换热器（4-1），为其供热。精馏塔（3-1）塔底得到的dmf一部分经精馏塔釜液泵（3-4）作为产品送出，一部分经精馏塔再沸器（3-3）加热后返回精馏塔（3-1）。
46.实施例3
47.1）dmf废水经过预热器（4-1）预热后进入精馏塔（1-1）。
48.2）精馏塔（1-1）温度为100℃，压力0.1mpa，塔顶回流比3。精馏塔（1-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（1-2）升温15℃后进入精馏塔再沸器（2-3），为其供热。精馏塔（1-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（1-4）送入精馏塔（2-1），一部分经精馏塔再沸器（1-3）加热后返回精馏塔（1-1）。
49.3）精馏塔（2-1）温度为100℃，压力0.1mpa，塔顶回流比3。精馏塔（2-1）塔顶蒸汽经过蒸气压缩机（2-2）升温15℃后进入精馏塔再沸器（3-3），为其供热。精馏塔（2-1）塔底得到的dmf浓缩废水一部分经精馏塔釜液泵（2-4）送入精馏塔（3-1），一部分经精馏塔再沸器（2-3）加热后返回精馏塔（2-1）。
50.4）精馏塔（3-1）温度为70℃，压力0.01mpa，塔顶回流比3。精馏塔（3-1）塔顶蒸汽进入换热器（4-1），为其供热。精馏塔（3-1）塔底得到的dmf一部分经精馏塔釜液泵（3-4）作为产品送出，一部分经精馏塔再沸器（3-3）加热后返回精馏塔（3-1）。
51.上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。