一种丙烯腈气体的吸附回收装置及回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种气体的回收装置，具体涉及一种丙烯腈气体的吸附回收装置及回收方法。
【背景技术】
[0002]由于丙烯腈挥发性有机物在生产、储存、运输、销售、使用等过程中非常容易挥发，从而产生十分严重的丙烯腈气体固定排放源，不仅造成资源损失，更构成了潜在的火灾危险，同时有毒丙烯腈气体严重污染了环境，危害职工的身体健康。
[0003]目前为止，市场上尚未有成熟的可满足石化厂、贮存库及中转库等存在丙烯腈气体挥发排放的场所使用的丙烯腈回收并不产生二次污染且能达标排放的装置。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种利用冷凝、变温变压吸附技术实现丙烯腈气体的连续冷却分凝回收并达标排放的回收装置；第二个目的是提供一种不需要冷却水就能实现吸附剂冷却的装置；第三个目的是提供一种使用上述装置实现丙烯腈气体回收的方法，杜绝丙烯腈气体回收产生的二次污染且能达标排放。
[0005]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明提供了一种丙烯腈气体的吸附回收装置，包括冷凝回路、变温变压吸附回路，所述冷凝回路包括依序连接的防爆制冷压缩机、冷凝换热器、节流元件、冷箱换热器、气液分离器，所述气液分离器与防爆制冷压缩机连接；所述冷箱换热器底部开设有出液口；
变温变压吸附回路包括变频风泵、回热换热器、三通切换阀、冷箱换热器、防液喷罐、变温变压吸附装置、防爆真空泵；变温变压吸附装置包括吸附罐、进气阀、解析阀、排气阀，所述的吸附罐包括吸附罐体、放置在吸附罐体内腔的吸附剂和使吸附剂再生的加热解析装置；所述油气入口通过第二阻火器与变频风泵的入口连接，变频风泵的出口通过第一阻火器与回热换热器第一进气通道的进口相连，第一进气通道的出口与冷箱换热器的气路进口相连，冷箱换热器的气路出口与三通切换阀进口相连，三通切换阀的第一出口和回热换热器的第一回气通道的进口相连，第一回气通道的出口与防液喷罐入口相连，三通切换阀的第二出口也和防液喷罐入口相连，防液喷罐出口通过进气阀与吸附罐体底部的进气口相连，吸附罐体底部的进气口和进气阀出口之间连接有解析阀的进口，解析阀的出口通过防爆真空泵与变频风泵的入口连接；所述回热换热器底部开设与第一进气通道连通的排液P ；
所述吸附罐体顶端的出气口通过排气阀、第三阻火器与高空筒相连。
[0006]作为优选，所述变温变压吸附装置的加热解析装置包括设置在吸附罐体内腔的内盘管，吸附罐体的侧壁设有第一接口和第二接口 ；该内盘管进口端穿过第一接口与蒸汽进阀的出口连接，该内盘管出口端穿过第二接口与蒸汽出阀进口连接。
[0007]作为优选，内盘管为螺旋状不锈钢内盘管。
[0008]作为优选，所述的冷箱换热器内并排设置有第一换温室和第二换温室，所述第一换温室包括气路进口、气路出口、纵向平行设置的第二进气通道和第二回气通道；第二换温室包括纵向平行设置的第三进气通道和第三回气通道；所述气路进口依次与第二进气通道、第三进气通道、第三回气通道、第二回气通道、气路出口连通构成换热通道；所述出液口分别对应开设在第一换温室、第二换温室底部，各出液口均与换热通道连通。
[0009]作为优选，所述第一换温室还包括与第二进气通道、第二回气通道平行的第一制冷剂管路；所述第二换温室还包括与第三进气通道、第三回气通道平行的第二制冷剂管路；所述节流元件包括低温场节流元件、预冷场节流元件；第一制冷剂管路的进口通过预冷场节流元件与冷凝换热器连通，第一制冷剂管路的出口通过蒸发压力调节阀与气液分离器连通；所述第二制冷剂管路的进口通过低温场节流元件与冷凝换热器连通，第二制冷剂管路的出口与气液分离器连通。
[0010]作为优选，所述各出液口处均设有开关阀。
[0011]所述丙烯腈气体的吸附回收装置的回收方法，包括以下步骤:
①低温冷凝步骤:包括第一低温冷凝步骤和第二低温冷凝步骤:
第一低温冷凝步骤:
变频风泵将丙烯腈气体通过回热换热器送入冷箱换热器中，经过冷凝回路的循环冷却，使丙烯腈气体在冷箱换热器中进行冷凝，经过三通切换阀的切换，冷凝处理后的低温丙烯腈气体直接进入防液喷灌；
第二低温冷凝步骤:变频风泵将丙烯腈气体通过回热换热器送入冷箱换热器中，经过冷凝回路的循环冷却，使丙烯腈气体在冷箱换热器中进行冷凝，经过三通切换阀的切换，冷凝处理后的低温丙烯腈气体回流至回热换热器，与进入回热换热器的丙烯腈气体热交换进行回温处理的同时，对进入回热换热器的丙烯腈气体进行预冷，回温处理后的丙烯腈气体进入防液喷罐中；经过回热换热器中预冷和冷箱换热器的冷凝，90°/『98%的丙烯腈气体冷却为液态，由回热换热器的排液口、冷箱换热器底部的出液口回收；
②吸附处理步骤，包括第一吸附处理步骤和第二吸附处理步骤:
第一吸附处理步骤:将第一低温冷凝步骤冷凝处理后的低温丙烯腈气体经过防液喷罐通往吸附罐，吸附罐内吸附剂对冷凝处理后的低温丙烯腈气体吸附处理的同时，进行冷热交换使吸附剂冷却，冷却结束后进入第二吸附处理步骤，同时切换三通切换阀进入第二低温冷凝步骤；
第二吸附处理步骤:第二低温冷凝步骤回温处理后的丙烯腈气体通过防液喷罐输入到吸附罐中进行吸附处理，吸附处理后的气体排入到大气中；
③活化再生步骤，包括:
对步骤②中经过第二吸附处理步骤后的已吸附饱和的吸附罐内的内盘管中通入蒸汽对吸附剂进行加热解析，将吸附在吸附剂内的丙烯腈气体脱附出来的步骤；以及
打开防爆真空泵对吸附罐抽真空，然后打开排气阀进行回压，进入第一吸附处理步骤；
④回收处理步骤:将步骤③中对吸附罐抽真空得到的脱附出来的丙烯腈气体，运输到变频风泵的入口，进入下一个第一或第二低温冷凝步骤。
[0012]作为优选，步骤①所述的丙烯腈气体通过回热换热器进入冷箱换热器中，依次经过冷箱换热器中的第一换温室、第二换温室与制冷剂冷热交换同时进行冷凝处理，最终得到-43~-37°C的丙烯腈气体；然后-43~-37°C的丙烯腈气体依次经过第二换温室、第一换温室进行回温处理，形成冷凝处理后的低温丙烯腈气体；第一换温室的处理温度为1~7°C，第二换温室的处理温度为-43~-37°C。
[0013]本发明所述冷凝回路通过防爆制冷压缩机产生的高温高压制冷剂气体，经冷凝换热器冷凝为高压过冷液体后，再经节流元件输送到冷箱换热器中，制冷剂蒸发吸收丙烯腈气体的热量汽化，使丙烯腈气体降温液化。
[0014]内盘管为螺旋状的不锈钢管道，解析时饱和蒸汽通过蒸汽进阀进入到内盘管，对流加热吸附介质，实现吸附剂的解析再生，解析后获得的丙烯腈气体经过防爆真空泵真空抽取，进入变温变压吸附回路前端的变频风泵的入口，进入下一次回收循环。
[0015]有益效果:(I)本发明通过冷凝回路、变温变压吸附回路回收并净化丙烯腈气体，最终丙烯腈气体浓度达到国标或地标规定的要求，完全达标排放；(2)本发明的采用三通切换阀和回热换热器，可以使冷凝处理后的低温丙烯腈气体直接进入吸附罐对完成解析的吸附剂进行冷却，使吸附剂恢复常温；解决了现场没有冷水提供的限制，而且利用低温丙烯腈气体冷却，速率更快，同时减化了脱附系统环节，增加了可靠性；(3)本发明吸附剂解析脱出的丙烯腈气体经过防爆真空泵抽取，进入变频风泵的入口，进入下一次回收循环，降低了排放污染；(4)本发明结构紧凑，占地面积小，机组接通后即可按照预先设定全自动运行，无需专人监管；(5)本发明机械运动部件均为防爆型，整套装置与排放尾气都符合防火防爆安全标准；(6)进一步，本发明吸附罐中吸附剂吸附的丙烯腈气体可通过内盘管通入饱和蒸汽加热脱附出来，使吸附剂重新具备活性，并且杜绝了机组在运行中产生二次污染；
(7)本发明冷箱换热器中设置有不同的换温室，能够对丙烯腈气体进行渐变降温，降低了结霜现象，更利于丙烯腈气体的液化，并可以对气体进行回温处理，进入吸附循环。
【附图说明】
[0016]图1为本发明所述丙烯腈气体的吸附回收装置结构示意图；
图2为本发明所述吸附罐结构示意图。
[0017]图1中，101-防爆制冷压缩机、102-冷凝换热器、103-低温场节流元件、104-预冷场节流元件、105-冷箱换热器、106-蒸发压力调节阀、107-气液分离器、108-回热换热器、109-三通切换阀、201-变频风泵、202-第一阻火器、203-防液喷罐、301-防爆真空泵、302-吸附罐、303-高空筒、401-进气阀、402-解析阀、403-排气阀、501-蒸汽进阀、502-蒸汽出阀。
[0018]图2中，601-出气口、602-装料口、603-吸附罐体、604-内盘管、605-高传热专用活性炭、606-温度测点、607-卸料口、608_进气口、6