[发明专利]丙酮吸附床解析热回收方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收丙酮过程中的余热回收方法和装置，特别是采用吸附法对空气中的微量丙酮进行回收过程中产生的余热进行回收的方法和装置。

背景技术

丙酮是工业生产过程中常用的溶剂，生产设备和车间排出的空气中含有微量丙酮，含有微量丙酮的空气称为待处理气体，回收待处理气体中的丙酮多采用固定床活性炭吸附法，其优点是丙酮回收率高，净化后尾气丙酮含量可低至40ppm以下；缺点是蒸汽消耗相对较高。现有技术中的回收装置共有10台吸附床，5台吸附床为1组，采用2组并联、单组循环滚动运行，回收装置中每台吸附床的工作分为二个过程，即吸附过程和解析过程，吸附过程是将待处理气体中的丙酮吸附在吸附填料上，从而分离丙酮和空气；解析过程是通过蒸汽加热吸附床，使吸附床的温度升高，进而吸附填料上的丙酮蒸发并混合在蒸汽中，随着蒸汽一并脱离吸附填料。

例如，以下结合图1来说明现有装置中5台吸附床（1组）中的2台即吸附床10和10’的工作过程，该5台吸附床顺次排列，采用4+1运行模式，即1组中始保持有4台床处于吸附状态、1台床处于解析状态的轮回操作方式。吸附过程开始时，同时打开吸附床10的待处理气体进风管31上的进风阀30和出风管41上的出风阀40，待处理气体a从吸附床10的上方进入，尾气b从下方排出，通过排气通道20排入大气；吸附完成后，关闭进风阀30和出风阀40，同时打开吸附床10的蒸汽进气管51上的进汽阀50和出气管61上的出汽阀60切换为解析过程，高温蒸汽c从吸附床10下方进入，解析气d从上方排出；解析过程完成后再切换为吸附过程；吸附床10和吸附床10’工作过程相同但错开一个解析过程的时间独立运行。

在解析过程中，要使吸附在填料中的丙酮和水（待处理气体带入）脱附，必须满足脱附所需的升温和气化热，需分时、分别将10台吸附床内共125t填料和225t吸附床床体加热至高温；解析完成后切换至吸附状态时，再由待处理气体冷却至低温。以本装置为例，10台吸附床解析过程总蒸汽耗量约17.8t/h（0.35Mpa、180⁰C）。测算经尾气排放的热量占总运行蒸汽量约58.7%，这也是吸附工艺能耗高的原因所在。由于该尾气排放是间断性的且温度递降速度快、且排放时主要是空气（仅切换前期尾气中含有部分水蒸气），缺乏有效的热回收手段，造成大量热能浪费。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能有效回收余热的丙酮吸附床解析热回收方法。

为实现上述目的，本发明提供的丙酮吸附床解析热回收方法，至少二吸附床，各吸附床均连接有用于输送含有微量丙酮的待处理气体的气体管道，和用于输送蒸汽的蒸汽管道； 各吸附床之间顺次串联热交换连通管，且头尾相连形成一个闭合回路；包括如下步骤：

步骤1：进行第一吸附床的吸附过程；

步骤2：进行第一吸附床的解析过程；

步骤3：停止第一吸附床的解析过程，进行第一吸附床的解析热余热交换过程，将第一吸附床中的解析余热通过热交换连通管导入与其串联的第二吸附床；

步骤4：停止第一吸附床的的解析热余热交换过程，进行第一吸附床的吸附过程，同时进行第二吸附床的解析过程；

步骤5：停止第二吸附床的解析过程，进行第二吸附床的解析余热交换过程，将第二吸附床中的解析余热通过热交换连通管导入与其串联的下一吸附床；

步骤6：以此类推，重复所述步骤4和步骤5。

上述技术方案的丙酮吸附床解析热回收方法，在第一吸附床解析过程完成之后，并不立即进行第二吸附床的解析过程，而是先将第一吸附床吸附过程的余热导入第二吸附床中，将第二吸附床预热后，再进行第二吸附床的解析过程，该方法能有效回收利用解析过程的余热，降低采用吸附法回收丙酮过程中的能耗。

进一步的，本发明提供的丙酮吸附床解析热回收方法，气体管道上设置进风阀和出风阀，蒸汽管道上设置有进汽阀和出汽阀，热交换连通管上设置有热交换阀； 

所述气体管道上设置进风阀和出风阀，所述蒸汽管道上设置有进汽阀和出汽阀，所述热交换连通管上设置有热交换阀；

在步骤1中，通过同时打开第一吸附床的进风阀和出风阀进行第一吸附床的吸附过程；

在步骤2中，通过关闭第一吸附床的进风阀和出风阀，打开第一吸附床的进汽阀和出汽阀，进行第一吸附床的解析过程；

在步骤3中，通过关闭第一吸附床的进汽阀和出汽阀，打开热交换阀和第二吸附床的出汽阀，进行解析热余热交换过程；