[发明专利]一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收方法及系统

说明书

本发明公开了一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收方法及系统，属于粘胶纤维生产中二硫化碳冷凝回收技术领域。通过多级冷凝器、冷凝介质储罐以及冷凝通路等设置，将二硫化碳气体逐级冷凝，一方面实现将粘胶纤维生产中二硫化碳最大程度的回收，另一方面将热能梯级回用，节约能源，同时，解决现有技术中冷凝装置由于局部骤冷而导致二硫化碳冷凝成液体流入蒸汽冷凝水槽的问题，进而降低安全风险。

技术领域

本发明涉及一种二硫化碳的冷凝方法及系统，尤其涉及一种粘胶纤维生产中二硫化碳的冷凝回收方法及系统，属于粘胶纤维生产中二硫化碳冷凝回收技术领域。

背景技术

粘胶纤维是一种能与天然纤维和合成纤维相媲美的性能优异的再生纤维，在其生产过程中，主要包括：碱纤维素制造、黄化、制胶、纺丝、塑化拉伸、切断以及后处理精炼、烘干和打包，其中，在黄化工序时，需要加入二硫化碳与碱纤维素反应，生成可溶解在碱液中的黄原酸酯。黄化反应中，二硫化碳一部分被转化为硫化氢和单质硫，另一部分（65%以上）仍以二硫化碳形式存在而未参与反应，且这些未参与反应的二硫化碳少部分在纺丝浴中逸出，大部分被残留在丝束中，随之进入塑化浴。丝束中二硫化碳含量占二硫化碳加入量的50～60%，若将该部分二硫化碳外排，不仅是浪费，而且还会污染环境，所以，在塑化拉伸过程中，将丝束中二硫化碳进行回收，对于提高经济效益和保护环境十分有利。在实际的工业生产过程中，由于丝束在塑化浴时蒸发排出的主要包括二硫化碳与水蒸汽的混合气体，故一般采用冷凝法回收二硫化碳。

目前，所采用的冷凝装置还存在如下的技术问题：

1）二硫化碳气体冷凝不充分，排放尾气中二硫化碳气体含量仍高，造成二硫化碳浪费，同时污染环境；

2）二硫化碳气体经过冷凝装置换热时，高温二硫化碳混合气体与低温冷凝接介质接触时，温差较大，局部骤冷，导致少量二硫化碳气体冷凝成液体而流入蒸汽冷凝水槽，造成安全风险；

3）在冷凝过程中，热能损失较大，造成热能资源浪费。

专利文献“一种粘胶纤维生产中二硫化碳的回收工艺，CN103331083A”及专利文献“一种粘胶纤维生产中二硫化碳的回收装置，CN103331078A”中，公开有：粘胶纤维生产中产生的二硫化碳废气经碱喷淋去除废气中的硫化氢后，再通过以下工艺步骤回收二硫化碳：A）用白油作为吸收剂，吸收废气中的二硫化碳，将吸收饱和后的二硫化碳富液降温至15～35℃；B）吸收饱和后的二硫化碳富液通过泵进入解析塔，经液体分布器后，加热至150℃～170℃，液体沸腾分离得到二硫化碳气体与贫液；C）二硫化碳气体经冷凝、气液分离回收冷凝下来的二硫化碳；以及公开：包括碱喷淋塔、吸收塔、换热器、解析塔、冷凝器和气液分离器，所述的喷淋塔连接吸收塔，吸收塔连接换热器，换热器连接解析塔，解析塔连接冷凝器，冷凝器连接气液分离器。在该专利文献中，先降温再升温最后再降温，能耗过高，成本过高；使用白油、NaOH等化工药剂处理，成本高，且NaOH与H₂S会产生Na₂S或NaHS等二次污染物；将二硫化碳气体冷凝至-10~5℃，冷能耗较高；同时，未涉及能量的回收及利用。

专利文献“一种粘胶纤维生产过程中采用双冷凝器回收二硫化碳的方法，CN101413155”中，公开：采用双冷凝器进行冷却回收碱纤维素黄化的二硫化碳，双冷凝器装在二浴槽上，二浴槽的长度道20～22米。年产10万吨粘胶纤维，一年可多回收2360吨二硫化碳，以现市场5000元/吨计算，可节约1180万元。在产生经济效益的同时，大大降低二硫化碳的排放量，减少污染物的处理费用，更有利于生产和周围的生态环境。在该专利文献中，采用两个冷凝器对二硫化碳进行冷凝回收，但其未涉及有热能的回收，以及冷凝器中冷凝介质的回用。