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1、(10)申请公布号 CN 104225951 A (43)申请公布日 2014.12.24 C N 1 0 4 2 2 5 9 5 1 A (21)申请号 201410499320.6 (22)申请日 2014.09.25 B01D 5/00(2006.01) B01D 53/04(2006.01) (71)申请人南京都乐制冷设备有限公司 地址 211200 江苏省南京市溧水经济开发区 南区高桥路9号 (72)发明人张贵德 张林 缪志华 朱志平 孙罡 张剑侠 (74)专利代理机构北京天平专利商标代理有限 公司 11239 代理人缪友菊 (54) 发明名称 一种苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法 。
2、(57) 摘要 本发明公开一种苯类有机蒸汽回收装置，包 括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压吸附装置， 所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器、 制冷压缩机、冷凝换热器，所述冷箱换热器的蒸汽 进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热 器通过阀门与所述冷箱换热器连接，形成冷却循 环系统，所述冷凝换热器还设置有冷却水进口和 冷却水出口，形成水循环系统，所述冷箱换热器还 设置有液体出口，所述冷箱换热器的液体出口与 分层槽连接，用于回收苯液；本发明的通过低温 冷凝、变温吸附和变压吸附三级装置回收并净化 苯类蒸汽，最终苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m 3 以 下，完全达标排放，并且机组在运行中无任何二。
3、次 污染。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104225951 A CN 104225951 A 1/2页 2 1.一种苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变 压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器（15）、制冷压缩机（12）、冷凝 换热器（11），所述冷箱换热器（15）的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热 器（11）通过阀门与所述冷箱换热器（15）连接，形成冷却循环系统，所述冷箱换热器。
4、（15）还 设置有液体出口，所述冷箱换热器（15）的液体出口与分层槽（26）连接，用于回收苯液； 所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱（30）、进气三通阀 （31）、出气阀（34）、切换三通阀（35），所述进气三通阀（31）的第一进口通过第一运输泵 （22）与所述低温冷凝装置的冷箱换热器（15）出口连接，所述进气三通阀（31）的出口与所 述吸附箱（30）的进口连接，所述吸附箱（30）底部设置的液体出口与所述分层槽（26）连接， 所述吸附箱（30）的出口与所述出气阀（34）进口连接，所述出气阀（34）的出口与所述切换 三通阀（35）的进口连接，所述切换三通阀（35）的第二出口通。
5、过第二运输泵（23）分别与每 组进气三通阀（31）的第二进口连接，用于苯类蒸汽在吸附箱中进行二级吸附； 所述变压吸附包括吸附罐（40）、进气阀（41）、解析阀（42）和排空阀（43），所述进气 阀（41）的进口分别与每组变温吸附装置的切换三通阀（35）的第一出口连接，所述进气阀 （41）的出口与所述吸附罐（40）的进口连接，所述吸附罐（40）的蒸汽出口与所述排空阀 （43）连接，蒸汽通过排空阀（43）排向大气，所述吸附罐（40）的解析出口与所述解析阀（42） 的进口连接，所述解析阀（42）的出口通过第三运输泵（25）与冷却换热器（24）连接，所述冷 却换热器（24）的液体出口与所述分层槽（26。
6、）连接。 2.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述变温吸附装置的 吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽进口与蒸汽进阀（32）的出口 连接，所述蒸汽进阀（32）的进口接入饱和蒸汽，所述饱和蒸汽出口与蒸汽出阀（33）进口连 接，所述蒸汽出阀（33）的出口与所述冷却换热器（24）连接。 3.根据权利要求2所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述变温吸附装置为 三组，其中两组对苯类蒸汽吸附同时，另一组通入饱和蒸汽解析。 4.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述低温冷凝装置的 冷凝换热器（11）与所述冷箱换热器（15）之间通过电磁阀（13。
7、）、热力膨胀阀（14）连接。 5.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述冷箱换热器（15） 与所述第一运输泵（22）之间还设置有阻火器（21）。 6.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述第一运输泵（22）、 第二运输泵（23）和第三运输泵（25）均为防爆风泵。 7.根据权利要求1所述的苯类有机蒸汽回收装置，其特征在于：所述吸附箱（30）为活 性炭纤维吸附箱，所述吸附罐（40）为活性炭纤维吸附罐。 8.根据权利要求1所述装置进行苯类有机蒸汽回收的方法，其特征在于包括以下步 骤： 低温冷凝：将苯类有机蒸汽通入冷箱换热器（15）中，再依次经过制冷压缩机（12。
8、）、 冷凝换热器（11）分级循环冷却，使苯类蒸汽冷却至-30，94%97%的苯类蒸汽冷却为液 态，由冷箱换热器（15）的液体出口回收至分层槽（26）中，处理后的苯类有机蒸汽浓度约为 20g/m 3 ； 变温吸附：将冷凝处理后的苯类有机蒸汽输入到吸附箱（30）中进行吸附处理，吸附 权 利 要 求 书CN 104225951 A 2/2页 3 后得到的苯水混合液体通过吸附箱（30）底部的液体出口回收至分层槽（26）中，剩余的苯 类蒸汽通过切换三通阀（35）换到另一吸附箱中进行二级吸附，吸附后苯类有机蒸汽浓度约 为40mg/m 3 ，对完成吸附的吸附箱通入饱和蒸汽进行解析处理，解析后的蒸汽运输到冷却。
9、换 热器（24）中冷却，再由冷却换热器（24）的液体出口回收至分层槽（26）中； 变压吸附：变温吸附后得到的苯类蒸汽输入到吸附罐（40）中进行深层吸附处理，得 到的苯水混合液体通过吸附罐（40）的液体出口回收至分层槽（26）中，深层吸附处理后的 苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m 3 以下后安全排入到大气中； 苯液收集：将分层槽（26）中收集的苯水混合液体在分层槽中静置、分层后，高纯度 的苯液输送到储存罐中，排出废水。 9.根据权利要求8所述的苯类有机蒸汽回收方法，其特征在于：步骤中苯类蒸汽可 同时在两个吸附箱中进行吸附，另一吸附箱通入蒸汽进行解析，在解析完成后，对吸附箱引 入洁净气体进行冷却干。
10、燥，冷却干燥结束后进入下一个吸附循环。 权 利 要 求 书CN 104225951 A 1/4页 4 一种苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法 技术领域 0001 本发明涉及的是一种苯类（苯、甲苯、二甲苯等）有机蒸汽的回收装置，尤其涉及的 是一种三级苯类有机蒸汽回收装置。 背景技术 0002 能源与环境是当今世界发展的主题也是我国发展必须面对的问题。随着环保意识 的增强和可持续发展的要求，苯类有机蒸汽回收工作将会受到越来越多的重视。苯类有机 蒸汽的挥发存在于石化行业的生产、装卸、储存、罐装等各个环节，例如：炼厂、焦化厂、苯贮 存库等场所。 0003 由于苯系物等烃类在生产、储存、运输、销售、使用等。
11、过程中非常容易挥发，从而产 生十分严重的苯类有机蒸汽固定排放源，不仅造成资源损失，更构成了潜在的火灾危险，同 时有毒苯类有机蒸汽严重污染了环境，危害职工的身体健康。 0004 据查，名称为“一种两级苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法”，专利号为 ZL201120415119.7，采用冷凝处理及变温吸附组合的两级苯类有机蒸汽回收装置及其回收 方法，其很大层面上解决了苯类有机蒸汽回收，但是与国家毫克级排放指标还有一定的差 异。 0005 目前为止，市场上尚未有成熟的可满足大型石化厂和焦化厂、苯贮存库及苯中转 库等存在苯类蒸汽挥发排放的场所使用的苯类有机蒸汽回收并真正达标排放的装置。 发明内容 000。
12、6 发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用低温冷凝、变温吸 附和变压吸附技术实现苯类有机蒸汽的连续冷却分凝回收并达标排放的苯类有机蒸汽回 收装置。 0007 本发明的另一目的在于提供一种使用上述装置实现苯蒸汽回收的苯类有机蒸汽 回收方法。 0008 技术方案： 本发明所述苯类有机蒸汽回收装置，包括低温冷凝装置、变温吸附装 置和变压吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器、制冷压缩机、冷凝换热 器，所述冷箱换热器的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器通过阀门与 所述冷箱换热器连接，形成冷却循环系统，所述冷箱换热器还设置有液体出口，所述冷箱换 热器的液体出口。
13、与分层槽连接，用于回收苯液；所述低温冷凝装置通过制冷压缩机产生的 高压冷却剂气体，经冷凝换热器冷凝为汽液两相混合物后，输送到冷箱换热器中，冷却剂吸 收苯类有机蒸汽的热量汽化，使苯类有机蒸汽降温液化。 0009 所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱、进气三通阀、出气 阀、切换三通阀，所述进气三通阀的第一进口通过第一运输泵与所述低温冷凝装置的冷箱 换热器出口连接，所述进气三通阀的出口与所述吸附箱的进口连接，所述吸附箱底部设置 的液体出口与所述分层槽连接，所述吸附箱的出口与所述出气阀进口连接，所述出气阀的 说 明 书CN 104225951 A 2/4页 5 出口与所述切换三通阀的。
14、进口连接，所述切换三通阀的第二出口通过第二运输泵分别与每 组进气三通阀的第二进口连接，用于苯类蒸汽在吸附箱中进行二级吸附。 0010 所述变压吸附包括吸附罐、进气阀、解析阀和排空阀，所述进气阀的进口分别与每 组变温吸附装置的切换三通阀的第一出口连接，所述进气阀的出口与所述吸附罐的进口连 接，所述吸附罐的蒸汽出口与所述排空阀连接，蒸汽通过排空阀排向大气，所述吸附罐的解 析出口与所述解析阀的进口连接，所述解析阀的出口通过第三运输泵与冷却换热器连接， 所述冷却换热器的液体出口与所述分层槽连接。 0011 作为优选，所述变温吸附装置的吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口， 所述饱和蒸汽进口与蒸汽进。
15、阀的出口连接，所述蒸汽进阀的进口接入饱和蒸汽，所述饱和 蒸汽出口与蒸汽出阀进口连接，所述蒸汽出阀的出口与所述冷却换热器连接。通过饱和蒸 汽使吸附箱中吸附的苯类升温再生，随蒸汽进入冷却换热器中。 0012 作为优选，所述变温吸附装置为三组，其中两组对苯类蒸汽吸附同时，另一组通入 饱和蒸汽解析。 0013 作为优选，所述低温冷凝装置的冷凝换热器与所述冷箱换热器之间通过电磁阀、 热力膨胀阀连接。 0014 作为优选，所述冷箱换热器与所述第一运输泵之间还设置有阻火器。 0015 作为优选，所述第一运输泵、第二运输泵和第三运输泵均为防爆风泵。 0016 作为优选，所述吸附箱为活性炭纤维吸附箱，所述吸附罐。
16、为活性炭纤维吸附罐。 0017 本发明利用所述装置进行苯类有机蒸汽回收的方法，包括以下步骤， 低温冷凝：将苯类有机蒸汽通入冷箱换热器中，再依次经过制冷压缩机、冷凝换热器 分级循环冷却，使苯类蒸汽冷却至-30，94%97%的苯类蒸汽冷却为液态，由冷箱换热器 的液体出口回收至分层槽中，处理后的苯类有机蒸汽浓度约为20g/m 3 ； 变温吸附：将冷凝处理后的苯类有机蒸汽输入到吸附箱中进行吸附处理，吸附后得 到的苯水混合液体通过吸附箱底部的液体出口回收至分层槽中，剩余的苯类蒸汽通过切换 三通阀换到另一吸附箱中进行二级吸附，吸附后苯类有机蒸汽浓度约为40mg/m 3 ，对完成吸 附的吸附箱通入饱和蒸汽进。
17、行解析处理，解析后的蒸汽运输到冷却换热器中冷却，再由冷 却换热器的液体出口回收至分层槽中； 变压吸附：变温吸附后得到的苯类蒸汽输入到吸附罐中进行深层吸附处理，得到的 苯水混合液体通过吸附罐的液体出口回收至分层槽中，深层吸附处理后的苯类有机蒸汽浓 度达到12mg/m 3 以下后安全排入到大气中； 苯液收集：将分层槽中收集的苯水混合液体在分层槽中静置、分层后，高纯度的苯液 输送到储存罐中，排出废水。 0018 优选地，步骤中苯类蒸汽可同时在两个吸附箱中进行吸附，另一吸附箱通入蒸 汽进行解析，在解析完成后，对吸附箱引入洁净气体进行冷却干燥，冷却干燥结束后进入下 一个吸附循环。 0019 本发明的主要。
18、工作原理是：本发明中，低温冷凝装置工作时由制冷压缩机排出的 高温高压制冷剂气体进入冷凝换热器被冷凝成高压过冷液体，经热力膨胀阀节流降压变成 低温低压的汽液两相混和物进入冷箱换热器，制冷剂在冷箱换热器内蒸发并吸收通过冷箱 换热器中的苯类有机蒸汽的热量，使流经冷箱换热器的苯类有机蒸汽得以降温液化，制冷 说 明 书CN 104225951 A 3/4页 6 剂充分汽化后再被制冷压缩机压缩进入下一轮循环。其中冷箱换热器有三个温度场，回热 温度场约20、苯结晶6温度场及-30温度场，整机通过以上过程不断循环，从而达到 苯类有机蒸汽连续降温至-30的目的。 0020 变温吸附装置是利用吸附剂对吸附质的选择。
19、性，即苯类有机蒸汽和空气混合气中 各组分与活性炭纤维之间结合力强弱的差别，使难吸附的空气组分与易吸附的苯类有机蒸 汽组分分离；同时利用分子活性随温度升高而增强的的特性，当吸附剂工作达到设定时间 后通入蒸汽使吸附剂获得再生。 0021 有益效果：（1）本发明的通过低温冷凝、变温吸附和变压吸附三级装置回收并净 化苯类蒸汽，最终苯类有机蒸汽浓度达到12mg/m 3 以下，完全达标排放，并且机组在运行中 无任何二次污染；（2）本发明的吸附为三个以上，可同时进行苯类的蒸汽的吸附和解析，提 高工作效率；（3）本发明吸附箱中残余的苯类可通过通入饱和蒸汽重新具备活性，不仅使 吸附箱使用寿命延长，同时避免了资源。
20、的浪费；（2）本发明将分层槽中的苯类混合液体分 层后，回收的苯系物纯度极高可以直接回收利用，经济效益可观；（3）本发明利用装置本身 的冷量进行回热交换，使得换热器排出的气体为近常温的低浓度气体，整机节能性显著； （4）本发明运输泵均为防爆型，整套装置与排放尾气都符合防火防爆安全标准；（5）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。 附图说明 0022 图1为本发明所述苯类有机蒸汽回收装置的结构示意图。 具体实施方式 0023 下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于 所述实施例。 0024 实施例1：一种苯类有机蒸汽回收装置。
21、，包括低温冷凝装置、变温吸附装置和变压 吸附装置，所述低温冷凝装置包括依次连接的冷箱换热器15、制冷压缩机12、冷凝换热器 11，所述冷箱换热器15的蒸汽进口与苯类有机蒸汽的出口连接，所述冷凝换热器11与所述 冷箱换热器15之间通过电磁阀13、热力膨胀阀14连接，形成冷却循环系统，所述冷凝换热 器11还设置有冷却介质进口和冷却介质出口，形成介质循环系统，所述冷箱换热器15还设 置有液体出口，所述冷箱换热器15的液体出口与分层槽26连接，用于回收苯液； 所述变温吸附装置为三组以上，每组变温吸附装置包括吸附箱30、进气三通阀31、出 气阀34、切换三通阀35，所述进气三通阀31的第一进口通过第一防。
22、爆风泵22、阻火器21与 所述低温冷凝装置的冷箱换热器15出口连接，所述进气三通阀31的出口与所述吸附箱30 的进口连接，所述吸附箱30底部设置的液体出口与所述分层槽26连接，所述变温吸附装置 的吸附箱还设置有饱和蒸汽进口和饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽进口与蒸汽进阀32的出 口连接，所述蒸汽进阀32的进口接入饱和蒸汽，所述饱和蒸汽出口与蒸汽出阀33进口连 接，所述蒸汽出阀33的出口与所述冷却换热器24连接，所述吸附箱30的出口与所述出气 阀34进口连接，所述出气阀34的出口与所述切换三通阀35的进口连接，所述切换三通阀 35的第二出口通过防爆风泵23分别与每组进气三通阀31的第二进口连接，用于苯。
23、类蒸汽 在吸附箱中进行二级吸附； 说 明 书CN 104225951 A 4/4页 7 所述变压吸附包括吸附罐40、进气阀41、解析阀42和排空阀43，所述进气阀41的进口 分别与每组变温吸附装置的切换三通阀35的第一出口连接，所述进气阀41的出口与所述 吸附罐40的进口连接，所述吸附罐40的蒸汽出口与所述排空阀43连接，蒸汽通过排空阀 43排向大气，所述吸附罐40的解析出口与所述解析阀42的进口连接，所述解析阀42的出 口通过防爆风泵25与冷却换热器24连接，所述冷却换热器24还设置有冷却介质进口和冷 却介质出口，形成介质循环系统，所述冷却换热器24的液体出口与所述分层槽26连接。 0025。
24、 本发明的具体工作过程包括以下步骤， 低温冷凝：将苯类有机蒸汽通入冷箱换热器15中，再依次经过制冷压缩机12、冷凝 换热器11分级循环冷却，使苯类蒸汽冷却至-30，94%97%的苯类蒸汽冷却为液态，由冷 箱换热器15的液体出口回收至分层槽26中，处理后的苯类有机蒸汽浓度约为20g/m 3 ； 变温吸附：将冷凝处理后的苯类有机蒸汽输入到吸附箱30中进行吸附处理，吸附后 得到的苯水混合液体通过吸附箱30底部的液体出口回收至分层槽26中，剩余的苯类蒸汽 通过切换三通阀35换到另一吸附箱中进行二级吸附，吸附后苯类有机蒸汽浓度约为40mg/ m 3 ，对完成吸附的吸附箱通入饱和蒸汽进行解析处理，解析后的。
25、蒸汽运输到冷却换热器24 中冷却，再由冷却换热器24的液体出口回收至分层槽26中，在解析完成后，对吸附箱引入 洁净气体进行冷却干燥，冷却干燥结束后进入下一个吸附循环； 变压吸附：变温吸附后得到的苯类蒸汽输入到吸附罐40中进行深层吸附处理，得到 的苯水混合液体通过吸附罐40的液体出口回收至分层槽26中，深层吸附处理后的苯类有 机蒸汽浓度达到12mg/m 3 以下后安全排入到大气中； 苯液收集：将分层槽26中收集的苯水混合液体在分层槽中静置、分层后，高纯度的 苯液输送到储存罐中，排出废水。 0026 如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释 为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对 其在形式上和细节上作出各种变化。 说 明 书CN 104225951 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104225951 A 。