专利名称：含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法及回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及染料涂料废物的处理方法及处理设备领域，具体地，涉及可以对含有 有机溶剂的染料涂料废物中的有机溶剂进行回收的方法及装置。
背景技术：
有机溶剂具备的优异的溶解能力使它在涂料、油墨、油漆及合成革的制造行业中 作为溶剂或稀释剂被大量使用。例如在聚氨酯合成革业在生产过程中，聚氨酯树脂涂料中 有机溶剂的用量大约占60%以上，湿法浆料中的有机溶剂的用量达到70%以上，在溶剂型 油漆和油墨的生产和配制过程中有机溶剂的用量也占油漆和油墨涂料的50%以上。这意 味着在涂料、油墨、颜料及相关产品制造行业中生产配制和使用过程产生的涂料、油漆、油 墨废物中同样不可避免地会含有大量的有机溶剂。因为有机溶剂大部分具有易燃性、易爆 性、可挥发性和毒性，会给环境和人类的安全健康造成威胁，因而含有有机溶剂的染料涂料 废物已经被列入了《国家危险废物名录》，需要进行无害化处理后才能排放。对于废涂料、废油墨和废油漆等这类含有有机溶剂的染料涂料废物的无害处理方 法目前主要是直接焚烧处理法。直接焚烧处理的方法虽然能够通过焚烧危险废物中的有 机溶剂而达到无害化处理的目的，但是废弃物中含有的大量的有机溶剂被白白燃烧掉不但 造成了资源浪费，有机溶剂在焚烧过程中产生的CO2排放到了环境中还促进了“温室效应”。 如果废物中含有的有机溶剂在焚烧处理前先进行回收处理的话，不但使废物得到了减量， 降低了处理费用，而且经回收处理后的再生溶剂还可以返回工厂再利用进一步为企业产生 可观的经济效益。可是不同于一般的废有机溶剂，这类废物中除了含有有机溶剂外还含有 树脂和染料等固态物，而且固态物的含量一般都占到废物的30%以上。因而这类废物的溶 剂回收相对就比较困难。因为在溶剂的蒸馏回收过程中随着废物中有机溶剂成分的减少， 固态物的浓度随之增加，废物的粘度也就不断增大。废物的粘度增大后不但影响到了溶剂 回收的效率，溶剂回收后残留到蒸馏釜内树脂类残渣也很难清理干净。目前市场上虽然已 经存在多种类型的废溶剂回收机用于回收废液中含有的有机溶剂，如中国专利01134194. 7 和02257555. 3，但是它们普遍存在着以下问题(1)虽然可以将溶剂从废液中蒸馏回收出来，但不能在一次回收处理过程中将废 液中含有的多种有机溶剂分别回收提取出来。回收得到的再生有机溶剂一般也只能作为机 械设备的清洗溶剂等使用，使用范围被大大限制。(2)不适合用于粘度较大的废涂料、废油墨、废油漆等含有有机溶剂的染料涂料 废物中的有机溶剂回收处理，因为这类废物一方面由于流动性差，热传导效率低，因而对溶 剂回收处理起来比较困难而且效率低，另一方面溶剂回收后残留在蒸馏釜内壁和搅拌器上 的树脂残渣很难清理干净。虽然现有的溶剂回收机为了提高高粘度废物的流动性，在蒸馏 釜内设置了搅拌器，为了避免树脂残渣残留到釜壁上，在蒸馏釜中设置了刮刀结构，或在蒸 馏釜中添加了内套高温塑料袋，但是残留在搅拌器和刮刀上的树脂残渣一般也很难清理干 净，另外在蒸馏釜中使用内套塑料袋的方式既影响了处理速度又增加了处理成本。
(3)多采用蒸汽或油浴加热，存在加热速度慢、冷却待机时间长的问题。如果用于 粘度较大的废涂料、废油墨、废油漆等含有有机溶剂的染料涂料废物中的有机溶剂的回收 处理，由于这类废物在蒸馏釜内的流动性一般较差，导致蒸馏釜内的热交换效率比较低而 使得处理过程变得十分漫长。(4)处理量一般比较小，不适合用于批量回收处理。(5)装料和卸料过程费时、费力。参考文献(1)中国发明专利，专利号=01134194. 7(2)中国实用新型专利，专利号=02257555.
发明内容
为了高效地回收废涂料、废油墨和废油漆等这类染料涂料废物中含有的有机溶 剂，选择一种合适的加热方式是关键。在蒸馏操作中经常采用的蒸汽加热方式，由于蒸汽自 身的温度有限，对于沸点较高的溶剂，需要在蒸馏釜中形成低压或真空状态才能完成回收， 而且加热温度和加热速度很难精确控制。对于油浴的加热方式，虽然能够较为精确地控制 加热温度，但是加热温度的极限也不超过200°C，到了溶剂回收的后半程，由于废物粘度的 增大，热传导效率的降低，使溶剂回收的速度大大降低。发明者曾采用上述的两种加热方式 在对人造革行业产生的废涂料进行了常压下的溶剂回收试验，试验结果证明采用这两种加 热方式不但处理时间过长，超过10小时，而且溶剂的回收率也不超过80%。另外可以考虑 到的直接式加热方式，如燃气加热或电炉丝加热，虽然能够达到较高的加热温度，但是由于 有机溶剂是极易燃，易爆的物质，有机溶剂蒸汽一旦有泄漏，就会发生爆炸的危险。如果对 蒸馏设备进行全密封性设计或设置气氛保护装置，虽然可以大大降低发生爆炸的危险，但 是设备的整体造价会大大提高。综合考虑这些因素，对于含有有机溶剂的染料涂料废物的 溶剂回收处理，上述的加热方式都不是最佳方式。本发明的目的是在于提供一种可以对含有有机溶剂的高粘度的染料涂料废物中 的有机溶剂进行回收处理的方法及装置。使用该方法和装置可以进行溶剂回收处理的危险 工业废物包括涂料、油墨、颜料及相关产品制造行业中在生产配制和使用过程中产生的含 有有机溶剂的涂料、油漆、油墨废物；在生产、销售及使用过程中产生的失效、变质、不合格、 淘汰、伪劣的含有有机溶剂的油墨、染料、颜料、油漆、真漆、罩光漆产品；皮革工业及纺织工 业的染整过程中产生的含有有机溶剂的染料和涂料废物。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，其特征在于，包括加热蒸馏 步骤和回收步骤，在加热蒸馏步骤中，对盛装有废物的容器直接进行感应加热处理来蒸馏 容器内废物中含有的有机溶剂；在回收步骤中，回收在加热蒸馏步骤中获得的液态有机溶 剂。上述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，通过在盛装废物的容器的 周围设置感应加热线圈来实现对容器的感应加热处理。上述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，用于感应加热的交变电流 的频率在IKHz到40KHz范围内。
上述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，盛装废物的容器是可以用 感应加热进行加热处理的金属制容器。例如由铁、铝、锡、铅、锌、铜、镍、钛、镁、锰、铬、银、钼 或上述金属的合金，如钢、不锈钢、镍铬合金等材料制成的容器。一种含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，主要由顶盖、承载盛装废物 容器的载物台、感应加热线圈、冷凝器、抽风机、再生溶剂储存罐及电控柜组成，在承载盛装 废物的容器的载物台上设置有感应加热线圈，容器的顶部通过顶盖密封，在顶盖上设有溶 剂蒸汽输送管并与冷凝器的前端连接，冷凝器后端与再生溶剂储存罐及抽风机相连，在冷 凝器与抽风机之间的连接管路部分还设置有废气过滤器，抽风机既可以采用水流式抽风机 也可以采用普通的抽风机，另外，在电控柜中包含用于接收从各传感器发来的信号并对相 应装置发出指令信号以实现对相应装置进行控制的控制系统，并且本溶剂回收装置中所有 需要用电的设备的电源线缆都与电控柜相连接。上述的溶剂回收装置，不设置专门的蒸馏釜或蒸馏罐而直接使用盛装废物的容器 来代替。在承载容器的载物台上至少设置对所述容器的底面进行加热的底面感应加热线圈 和对所述容器的侧面进行加热的侧面感应加热线圈中的一种。可以通过分别调整底面和侧 面的感应加热线圈的输出功率来实现对容器底面和侧面加热温度及升温速率的单独控制。上述的溶剂回收装置，在承载盛装废物的容器的载物台上设置有重量传感器，通 过实时检测容器内废物重量的变化来掌握溶剂回收处理过程的进展。上述的溶剂回收装置，在容器的侧面、底面和顶盖上各设置有1个温度传感器，但 也可以只在容器的侧面和底面各设置1个温度传感器，通过实时检测容器侧面、底面的温 度来控制感应加热线圈的输出功率。上述的溶剂回收装置，如果废物中含有多种有机溶剂，为了实现在一次处理过程 中对各种有机溶剂进行分别回收，在容器的侧面、底面和顶盖上或者只在容器的侧面和底 面上设置温度传感器的基础上增加了检测容器内部液面温度的传感器。该温度传感器通过 固定在漂浮于液面上的浮球上来实现测量液面温度的目的。浮球可以是直接使用聚四氟乙 烯、可溶性聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯材料制成的空心浮球或使用经上述材料涂层加工过 的其它材料的浮球。上述的溶剂回收装置，设置有一系列的安全检测与保护装置，其中包括容器内压 力检测装置与自动排气泄压保护装置，液面安全高度检测装置及容器过热检测装置。其中 桶内压力检测传感器和液面安全高度检测传感器设置在铁皮桶的顶盖上，自动排气泄压阀 设置在顶盖与冷凝器相连接的溶剂蒸气输送管道上，容器过热检测传感器通过磁石吸附在 在容器的侧面上。通过上述的技术方案，使本发明的溶剂回收方法和处理装置具有以下优点(1)应用范围广既可应用于粘度较大的废涂料、废油墨、废油漆等含有有机溶剂 的染料涂料废物的有机溶剂回收处理，也可以应用于机械，电子，医药，化工等行业在生产、 加工和制造过程中产生的含有有机溶剂的废液的溶剂回收处理。(2)对于混合型有机溶剂废液，可对各种溶剂进行分别回收对于含有混合型有 机溶剂的废液或危险废物，可以在一次回收处理过程中将含有的各种有机溶剂分别回收提 取出来。(3)装料、卸料方便，无需清理过程每次回收时只需将装有待回收废液的容器吊装到指定位置，回收完成后再将装有残渣的容器卸下来即可，无需对蒸馏釜的清理过程。
(4)溶剂回收率高，溶剂回收率可以达到95％以上。
(5)升温1降温速度快不同于蒸汽或油浴加热，无需加热介质，因而升温和降温速度快。
(6)温度控制精度高温度的控制精度可以达到工t-1~(。
(7)处理量大，亘J-P4实现批量处理。
图l为本发明的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置的示意 图2为图l中的溶剂回收加热装置部分的示意图。
图3为图2中的溶剂回收加热装置部分的侧面和底面感应加热线圈的布置示意图。
图中标号说明
l溶剂回收加热装置2冷凝器
3循环水冷却塔4水流式抽风机
5废气过滤器6电控柜
7再生溶剂储存罐8再生溶剂储存罐
9再生溶剂储存罐lo溶剂分离阀
11溶剂分离阀12溶剂分离阀
13排液泄压阀14溶剂蒸汽输送管
15容器16顶盖
17紧固圈18紧固螺栓
19侧面感应加热线圈20底面感应加热线圈
2l保温隔热板22压力传感器
23温度计24液位传感器
25浮球26侧面温度传感器
27侧面感应加热线圈冷却水入亡I 28侧面感应加热线圈冷却水出口
29底面感应加热线圈冷却水入亡I 30侧面感应加热线圈冷却水出口
3 l底面温度传感器32液面温度传感器
33载物台34；装挂钩
35侧面感应加热线圈支架36容器支撑垫块
37侧面感应加热线圈支架固定支点具体实施例
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案及效果作进一步详细说明。
图l为本发明的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置的示意图。如图l所示，本发明的溶剂回收装置主要由溶剂回收加热装置l1冷凝器21循环水冷却塔31水流式抽风机41电控柜6及再生溶剂储存罐71819组成。溶剂回收加热装置l与冷凝器2之间通过溶剂蒸汽输送管14相连接，在溶剂蒸汽输送管14上设置有排液泄压阀13，冷凝器2的后端与再生溶剂储存罐7、8、9及水流式抽风机4相连，在冷凝器2与水流式抽风机4之 间的连接管路部分设置有废气过滤器5。在溶剂回收处理过程中，废物经溶剂回收加热装置 1加热蒸馏产生的有机溶剂蒸汽在水流式抽风机4产生的负压的作用下迅速经溶剂蒸汽输 送管14进入冷凝器2，在冷凝器2中，溶剂蒸汽与循环冷却水进行热交换后被冷凝下来形成 液态溶剂，在重力的作用下液态溶剂经过溶剂分离阀10、11和12分离后分别流入再生溶剂 存储罐7、8和9中储存下来。图2为图1中的溶剂回收加热装置部分的示意图，图3为图2中的溶剂回收加热 装置部分的侧面和底面感应加热线圈的布置示意图。如图2及图3所示，溶剂回收加热装 置1中不设置专门的蒸馏釜或蒸馏罐而直接使用盛装有待处理废物的容器15来代替，容器 15要求是可以使用感应加热进行加热处理的金属质容器。容器15的顶部配有顶盖16，顶 盖16与容器15的盖合处设有密封橡胶垫圈，盖合处通过紧固线圈17和紧固螺栓18的固 定来确保容器15的密闭性。顶盖16上设有溶剂蒸汽开口并通过法兰与溶剂蒸汽输送管14 连接。与顶盖16固定结合后的装有待处理废物的容器15放置在装有重量传感器的载物 台33上，在载物台33上设置有对容器15的底面进行加热的底面感应加热线圈20和对容 器15的侧面进行加热的侧面感应加热线圈19。底面感应加热线圈20呈圆盘状缠绕并固 定在载物台33上，设置面积不超过容器的底面面积。侧面感应加热线圈19通过与载物台 33相连接的侧面感应加热线圈支架35呈圆环状缠绕设置在载物台33上，缠绕高度不超过 容器15高度的一半。容器15放置在载物台33上的4个容器支撑垫块36上，底面与感应 加热线圈20之间有一定的间隙，中间设置有保温隔热板21。在感应加热线圈19与容器15 之间的间隙处也可以通过设置保温层来减少热损失，提高回收处理速度。感应加热线圈19 和20的冷却循环水的入口 27及四，出口观及30分别与循环水冷却塔3的出口与入口相 连接。在溶剂回收处理过程中，感应加热线圈19和20通过分别加热容器15的侧面和底 面来对桶内的废物进行间接加热。由于这种加热方式不同于一般的溶剂回收机所采用的蒸 汽或油浴加热，无需加热介质，因而升温速度较快。而且感应加热线圈19和20的输出功率 可以分别进行单独控制，可以根据处理废物的不同来分别设置对容器侧面和底面的加热温 度。例如对于粘度比较大的废物，容器底面的设置温度一般可以高于侧面的设置温度，这样 可以无需添加搅拌器而使废物在桶内形成一个由下至上的流动效果，提高了热交换效率， 加快了处理速度。在承载容器15的载物台33上设置有重量传感器。因为在回收处理过程中随着废 物中含有的有机溶剂逐渐地被回收，废物的重量会逐渐减少，因而可以通过实时检测桶内 废物重量的变化来掌握溶剂回收处理过程的进展。为了精确地掌握容器内废物的升温状况，在容器的侧面设置有侧面温度传感器 26，底面设置有底面温度传感器31，在顶盖上还设置有温度计23。容器15吊装到指定位置 后，侧面温度传感器26的感温部分通过磁石吸附在容器15的侧面上，设置在载物台33上 的底面温度传感器31的感温部分带有伸缩弹性，可以自动与容器15的底面相接触。侧面 温度传感器26及底面温度传感器31用来实时检测容器15侧面及底面的温度，温度信号传 送到控制系统用来调整感应加热线圈的输出功率。顶盖上设置的温度计23采用的是圆盘式温度计，该温度计的设置是为了让操作者掌握容器15内废物液面以上部分的温度情况。如果废物中含有的是不超过三种溶剂的混合型有机溶剂，可以利用各种有机溶剂 沸点的不同在一次处理过程中将3种有机溶剂进行分别回收。为了实现这个目的，在容器 15的侧面、底面和顶盖上设置温度传感器沈、31和温度计23的基础上增加了检测容器内部 液面温度的液面温度传感器32。该温度传感器通过固定在漂浮于液面上的浮球25上来实 现测量液面温度的目的。浮球25可以是直接使用聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯或聚全氟 乙丙烯材料制成的空心浮球或使用经上述材料涂层加工过的其它材料的浮球。液面温度传 感器32检测到的温度信号传送到电控柜6的控制系统，如果温度到达了废物中含有的某种 有机溶剂的沸点的设定范围，控制系统将发出信号开启溶剂分离阀10、11和12中的一个并 关闭其它两个，使回收的有机溶剂分别自动注入相应的再生溶剂储存罐7、8或9中。该溶剂回收处理装置，还设置有一系列的安全检测与保护装置，包括容器15内压 力检测装置与自动排气泄压保护装置，液面安全高度检测装置及容器过热检测装置。在容 器15的顶盖16上设置有桶内压力传感器22和液面传感器24。如果在溶剂回收过程中压 力传感器22检测到桶内的压力超出了安全压力设定值，控制系统将发出信号自动停止侧 面和底面感应加热线圈19和20的加热，并开启设置在顶盖16与冷凝器2相连接的溶剂蒸 气输送管道14上的排液泄压阀13进行泄压，以免桶内压力过高造成危险。如果废物在加 热过程中发生膨胀或产生大量的泡沫，当液面到达液面传感器M设定的安全高度后，控制 系统将发出信号自动停止侧面和底面感应加热线圈19和20的加热，并开启设置在顶盖16 与冷凝器2相连接的溶剂蒸气输送管道14上的排液泄压阀13，以免发生膨胀的废物进入 到冷凝器2造成污染。容器过热检测传感器即侧面温度传感器沈，如果在回收过程中容器 15的侧面温度超过了安全温度设定值，控制系统将发出信号自动停止侧面和底面感应加热 线圈19和20的加热，并发出报警信号。另外，在冷凝器2与水流式抽风机4之间的连接管路部分设置有废气过滤器5。废 气过滤器5中装有可以吸附有机溶剂的活性炭或其它吸附剂，使排放的气体降低异味，达 到安全且保护环境的效果。如果废气中残留的气体均可以溶于水的话，废气过滤器5也可 省略，因为水流式抽风机4对于溶于水的气体同时可以实现脱臭的效果，这样只需定期更 换水流式抽风机4水箱内的水即可。下面以实际回收处理合成革干法生产线中产生的聚氨酯树脂涂料废物中含有的 有机溶剂为例来说明该发明的溶剂回收装置的使用效果。合成革干法生产线中产生的聚氨酯树脂涂料废物中的主要组成为聚氨酯树脂、有 机溶剂、颜料及添加剂。其中有机溶剂为丁酮、甲苯和二甲基甲酰胺的混合溶剂，总含量达 到废物总重量的74%。废物中的主要组成成分的配合质量比，如表1所示。表 权利要求
1.一种含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，其特征在于，包括加热蒸馏步骤，对盛装有废物的容器直接进行感应加热处理来蒸馏容器内废物中含有 的有机溶剂；以及回收步骤，回收在所述加热蒸馏步骤中获得的液态有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，其特征在 于，所述感应加热处理是通过在所述容器的周围设置感应加热线圈来实现的。
3.根据权利要求1所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法，其特征在 于，用于感应加热的交变电流的频率在IKHz到40KHz范围内。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方 法，其特征在于，所述容器是可以使用感应加热进行加热处理的金属制容器。
5.一种含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在于，其主要由顶盖、承 载容器的载物台、感应加热线圈、冷凝器、抽风机、再生溶剂储存罐及电控柜组成，所述载物 台上设置有所述感应加热线圈，所述容器的顶部通过所述顶盖密封，在该顶盖上设有蒸汽 输送管并与所述冷凝器的前端连接，该冷凝器的后端与所述再生溶剂储存罐及所述抽风机 相连。
6.根据权利要求5所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，所述载物台上设置的所述感应加热线圈至少包括对所述容器的底面进行加热的底面感 应加热线圈和对所述容器的侧面进行加热的侧面感应加热线圈中的一种。
7.根据权利要求5所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，所述载物台上设置有实时检测所述容器内的废物重量变化的重量传感器。
8.根据权利要求5所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，至少在所述容器的侧面以及底面设置有测量容器的侧面温度和底面温度的两个温度传 感器。
9.根据权利要求8所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，在所述容器内的液面上设置一个可以漂浮的浮球，并在该浮球上固定一个用于检测所 述容器内的液面温度的温度传感器。
10.根据权利要求9所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，所述浮球是使用聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯材料制成的空心浮球 或使用经上述材料涂层加工过的其它材料的浮球。
11.根据权利要求5所述的含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收装置，其特征在 于，设置有安全检测与保护装置，所述安全检测与保护装置包括容器内压力检测装置、自动 排气泄压保护装置、液面安全高度检测装置及容器过热检测装置。
全文摘要
本发明提供一种含有有机溶剂的染料涂料废物的溶剂回收方法及回收装置。该溶剂回收方法通过感应加热线圈直接对盛装有废物的容器进行感应加热处理来实现对废物中有机溶剂的蒸馏及回收处理。溶剂回收装置是由顶盖、载物台、感应加热线圈、冷凝器、抽风机、再生溶剂储存罐及电控柜组成。该回收方法与回收装置具有的突出优点是既可以应用于粘度较大的废涂料、废油墨、废油漆等含有有机溶剂的染料涂料废物的有机溶剂回收处理，也可以应用于其它含有有机溶剂的废液的溶剂回收处理，而且在一次回收处理过程中可以将废物中含有的混合有机溶剂中的各种有机溶剂分别回收提取出来。
文档编号B01D3/00GK102058991SQ20091022231
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者车磊 申请人:车磊