三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法與設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法與設備，其中方法包括：吸附、脫附及冷凝回收三個步驟；設備包括：吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元三部分。本發(fā)明的有益效果是：能夠有效去除三乙胺冷芯盒制芯尾氣中的三乙胺，使尾氣達到國家排放標準，減少環(huán)境污染，同時對三乙胺進行回收利用，從而達到即消除三乙胺污染，又降低三乙胺消耗的目的。
【專利說明】三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法與設備
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理回收方法，特別涉及一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法與設備。
[0003]【背景技術】
[0004]三乙胺冷芯盒制芯技術是1968年由美國Ashland油脂化學公司向鑄造界推出的一種制芯技術，其工藝過程為:向原砂中按工藝配比加入酚醛樹脂和聚異氰酸酯粘結劑，將三者混合均勻得到冷芯盒砂。利用冷芯盒制芯機將冷芯盒砂射入芯盒并緊實，藉助氣體發(fā)生器，以干燥的壓縮空氣或氮氣等為載體將定量并霧化或汽化的三乙胺催化劑通過吹氣板吹入芯盒，使芯砂在芯盒內快速硬化，得到具有一定強度和尺寸精度，滿足鑄造工藝要求的砂芯。由于三乙胺冷芯盒制芯工藝具有生產效率高、砂芯尺寸精度高、潰散性好、易清砂、綜合成本低等眾多優(yōu)點，受到了國內外鑄造企業(yè)的歡迎，得到了廣泛應用。三乙胺作為冷芯盒制芯催化劑，不參與芯砂硬化過程的化學反應，制芯過程中吹入的三乙胺和載體氣體在完成崔化功能后，將如數從芯砂中排出。三乙胺是一種有腐蝕性、有毒、易燃易爆的堿性液體，腐蝕口腔、食道及皮膚，可引起化學性灼傷、肺水腫甚至死亡。如果對冷芯盒制芯過程產生的尾氣不加處理而直接排入大氣，將嚴重污染環(huán)境并危害人身健康，冷芯盒制芯尾氣處理及三乙胺回收成為鑄造行業(yè)急待解決的技術問題之一。
[0005]
【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明將針對鑄造行業(yè)冷芯盒制芯含三乙胺尾氣污染環(huán)境，影響人身健康的實際情況，采用“吸附一脫附一冷凝回收”三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理工藝，使三乙胺冷芯盒制芯尾氣達到國家規(guī)定的排放標準，`同時對三乙胺進行回收利用，從而達到即消除三乙胺污染，又對三乙胺進行回收利用的目的。
[0007]為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法，包括:吸附步驟、脫附步驟和冷凝回收步驟；其中，
所述吸附步驟包括:先將含三乙胺冷芯盒制芯尾氣進行預處理，去除尾氣中的粉塵，然后將經預處理的尾氣通入吸附塔，吸附塔內置有用于吸附三乙胺的吸附劑，吸附塔除去尾氣中的三乙胺，最終將達到國家排放標準的尾氣排入大氣；當從吸附塔排出的氣中三乙胺的濃度高于預設值時，吸附步驟停止；從吸附塔排出氣中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定的排放標準設定；
所述脫附步驟包括:向所述吸附塔中通入脫附氣體，通過脫附氣體的熱量將吸附劑中的三乙胺汽化，使得三乙胺與吸附劑分離，得到含三乙胺和脫附氣體的混合氣體，吸附劑獲得了再生；當從吸附塔排出的混合氣體中三乙胺濃度低于預設值時，脫附步驟停止；從吸附塔排出氣體中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定排放標準的1/10設定；
所述冷凝回收步驟包括:將所述脫附后的混合氣體進行冷凝處理，使三乙胺冷凝為液態(tài)并收集，氣體回到吸附塔。
[0008]其中，所述吸附步驟、所述脫附步驟和所述冷凝回收步驟可以同時進行，也可單獨進行。
[0009]所述方法使用的設備包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元；
所述吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器、吸附塔、用于監(jiān)測吸附塔中排出氣體中三乙胺濃度的檢測裝置I和風機；
所述脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、所述吸附塔和用于監(jiān)測三乙胺濃度的檢測裝置II，所述脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機、除濕器和加熱器，所述加熱器通過調節(jié)閥與所述除濕器和所述吸附塔連接；
所述冷凝回收單元包括依次連接的:與所述吸附塔連接的冷凝器和收集器；
其中，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B ;所述吸附塔A和吸附塔B通過控制閥交替進行三乙胺吸附和脫附。
[0010]為了更好地實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備，包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元；
其中，所述吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器、吸附塔、用于監(jiān)測從吸附塔排出氣體中三乙胺濃度的檢測裝置I和風機；
所述脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、所述吸附塔和用于監(jiān)測從吸附塔排出氣體中三乙胺濃度的檢測裝置II，所述脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機、除濕器和加熱器，所述加熱器通過調節(jié)閥與所述除濕器和所述吸附塔連接；
所述冷凝回收單元包括依次連接的:與所述吸附塔連接的冷凝器和收集器。
[0011]所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B ;所述吸附塔A和吸附塔B通過控制閥交替進行三乙胺吸附和脫附。
[0012]所述脫附氣體生成裝置中，所述除濕器包括除濕器A和除濕器B，所述除濕器A和除濕器B通過控制閥交替進行除濕和再生操作。
[0013]所述收集器的出氣口與所述吸附塔連接。
[0014]本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:能夠有效去除三乙胺冷芯盒制芯尾氣中的三乙胺，使尾氣達到國家排放標準，減少環(huán)境污染，同時對三乙胺進行回收利用，從而達到即消除三乙胺污染，又降低三乙胺消耗的目的；本發(fā)明的要點之一是采用吸附塔中的吸附劑對三氣胺冷芯盒制芯所產生的尾氣進行處理，使其達到國家規(guī)定的工業(yè)尾氣排放標準；本發(fā)明的要點之二是對吸附飽和的吸附劑進行解附，獲得含較高濃度三乙胺和載體氣體的混合氣體，脫附后的吸附劑將重新進行再吸附，脫附后得到含三乙胺氣體的混合氣體將進入回收環(huán)節(jié)；本發(fā)明的要點三是將脫附出的含三乙胺氣體的混合氣體進行冷凝處理，將三乙胺和脫附氣體分離，獲得液態(tài)三乙胺。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖1為本發(fā)明實施例1和實施例2的工作原理圖。
[0017]其中，1、除濕器A;2、除濕器B;3、風機A; 4、加熱器；5、風機B ;6、檢測裝置I ;
7、檢測裝置II ;8、吸附塔A ;9、吸附塔B ;10、調節(jié)閥A ;11、調節(jié)閥B ;12、預處理器；13、制冷器；14、冷凝器；15、收集器；16-32均為控制閥。
[0018]【具體實施方式】
[0019]實施例1
本發(fā)明實施例提供了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法，包括:吸附步驟、脫附步驟和冷凝回收步驟；其中，
吸附步驟包括:先將含有三乙胺的冷芯盒制芯尾氣進行預處理，去除尾氣中的粉塵，將預處理后的尾氣通入吸附塔，吸附塔內置有用于吸附三乙胺的吸附劑，經吸附處理后的氣體從吸附塔排出；當從吸附塔中排出氣中三乙胺濃度高于預設值時，吸附步驟停止；從吸附塔排出氣中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定的排放標準設定；
脫附步驟包括:向所述吸附塔中通入脫附氣體，通過脫附氣體的熱量將吸附劑中的三乙胺汽化，使得三乙胺與吸附劑分離，得到含三乙胺和脫附氣體的混合氣體；從吸附塔排出的混合氣體中三乙胺濃度低于預設值時，脫附步驟停止；從吸附塔排出氣體中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定排放標準的1/10設定；
冷凝回收步驟包括:將所述脫附后獲得的混合氣體進行冷凝處理，獲得液態(tài)三乙胺并收集，氣體回到吸附塔。
[0020]其中，吸附步驟、脫附步驟和冷凝回收步驟可以同時進行，也可以單獨進行。
[0021]本實施例還提供了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法所使用的設備，包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元；
吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器12、吸附塔、用于監(jiān)測從吸附塔中排出氣體中三乙胺濃度的檢測裝置I 6和風機B ；
脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、吸附塔和用于監(jiān)測從吸附塔中排出氣體中三乙胺濃度的檢測裝置II 7，脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機A、除濕器和加熱器4，加熱器4通過調節(jié)閥與除濕器和吸附塔連接；
冷凝回收單元包括依次連接的:與吸附塔連接的冷凝器14和收集器15 ；
其中，吸附塔包括吸附塔AS和吸附塔B9 ;吸附塔AS和吸附塔B9通過控制閥交替進行三乙胺吸附和脫附。
[0022]實施例2
本發(fā)明實施例提供了一種三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備，包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元；
其中，吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器12、吸附塔、用于監(jiān)測三乙胺吸附狀況的檢測裝置I 6和風機B ;
脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、吸附塔和用于監(jiān)測三乙胺脫附狀況的檢測裝置II 7，脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機A、除濕器和加熱器4，加熱器4通過調節(jié)閥與除濕器和吸附塔連接； 冷凝回收單元包括依次連接的:與吸附塔連接的冷凝器14和收集器15，冷凝器14與一制冷器13連接；收集器15的出氣口還與吸附塔A8和吸附塔B9連接。
[0023]吸附塔包括吸附塔AS和吸附塔B9 ;吸附塔AS和吸附塔B9通過控制閥交替進行三乙胺吸附和脫附。工作過程如下:尾氣通過預處理器12去除所含粉塵，經控制閥16進入吸附塔AS，然后通過檢測裝置I 6、控制閥17、風機B排入大氣；或經控制閥18進入吸附塔B9，然后通過檢測裝置I 6、控制閥19、風機B排入大氣?？刂崎y16、17及吸附塔AS和控制閥18、19及吸附塔B9交替工作，當一個吸附塔進行吸附時，另一個吸附塔進行脫附。
[0024]脫附氣體生成裝置中，除濕器包括除濕器Al和除濕器B2，除濕器Al和除濕器B2通過控制閥交替進行除濕和再生。工作過程如下:脫附氣體(空氣)由風機A經控制閥20、除濕器Al、控制閥21進入加熱器4;或經控制閥24、除濕器B2、控制閥25進入加熱器4。除濕器Al和除濕器B2交替工作，當一個除濕器工作時，另一個除濕器再生；由加熱器4產生的干燥氣體一路經調節(jié)閥10，通過控制閥26或控制閥22進入需再生的除濕器Al或除濕器B2。若除濕器Al再生，則控制閥20、21和22關閉，控制閥26和27開啟，由加熱器產生的熱氣流經調節(jié)閥10、控制閥26到除濕器Al，然后由控制閥27排入大氣；除濕器Al中的水分被蒸發(fā)，除濕器Al獲得再生，反之除濕器B2可以獲得再生。另一路干燥空氣經調節(jié)閥
11、控制閥28進入吸附塔AS，或經調節(jié)閥11、控制閥30進入吸附塔B9，高溫使吸附劑脫附。當一個吸附塔處于脫附狀態(tài)時，另一個吸附塔處于吸附狀態(tài)。脫附后的氣體進入冷凝器14，經冷凝三乙胺由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)貯存在三乙胺收集器15中，氣體經控制閥32再次進入吸附塔Al或吸附塔B2。
[0025]三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備工作及控制過程如下:設定初始狀態(tài)吸附塔Al處于吸附狀態(tài)，吸附塔B2處于脫附狀態(tài)。除濕器Al處于除濕狀態(tài)，除濕器B2處于再生狀態(tài)。這時控制閥20、21、22、23、16、31處于開啟狀態(tài)，控制閥24、25、26、27、18、19、28、29,32處于關閉狀態(tài)。由三乙胺冷芯盒制芯機產生的尾氣進入預處理器12，除去尾氣中的粉塵，經控制閥16進入吸附塔AS，經吸附除去尾氣中的三乙胺，氣體經檢測裝置I 6、控制閥17、風機B排入大氣。脫附氣體由風機A、控制閥20、除濕器Al、控制閥21、加熱器4、調節(jié)閥11、控制閥30進入吸附塔B9，使吸附劑脫附。脫附后的氣體經檢測裝置27、控制閥30進入冷凝器25，經冷凝將三乙胺從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)貯存在收集器中，氣體經控制閥33、29進入吸附塔23。吸附塔所需脫附時間少于吸附塔吸附飽和所用的時間。當從吸附塔中排出氣體中三乙胺的濃度低于檢測裝置II 7的設定值時，表明吸附塔B9脫附工作完成，檢測裝置II 7發(fā)訊，關閉風機A、加熱器4和控制閥32，其余各控制閥的工作狀態(tài)不變，吸附塔B9脫附工作結束。隨著工作的延長，當從吸附塔A8中排出的氣體中三乙胺濃度高于檢測裝置I 6的設定值時，檢測裝置I 6發(fā)訊，啟動風機A、加熱器4，控制閥18、19、28、29、32開啟，控制閥16、17、30、31關閉，吸附塔八8進入脫附狀態(tài)，吸附塔89進入吸附狀態(tài)。除濕器Al和除濕器B2交替工作，當除濕器Al處于工作狀態(tài)時，除濕器B2處于再生狀態(tài)，通過時間控制實現兩除濕器之間的交替。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法，其特征在于，包括:吸附、脫附和冷凝回收三個步驟；其中， 所述吸附步驟包括:先將含三乙胺的冷芯盒制芯尾氣進行預處理，去除尾氣中的粉塵，再將尾氣通入吸附塔，吸附塔含有用于吸附三乙胺的吸附劑，經吸附后的氣體從吸附塔排出；當從吸附塔排出的氣體中三乙胺濃度高于預設值時，吸附步驟停止；從吸附塔排出氣中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定的排放標準設定； 所述脫附步驟包括:向所述吸附塔中通入脫附氣體，通過脫附氣體的熱量將吸附劑中的三乙胺汽化，使得三乙胺與吸附劑分離，得到含三乙胺和脫附氣體的混合氣體；吸附塔排出的混合氣體中含三乙胺的濃度低于預設值時，脫附步驟停止；從吸附塔排出氣體中的三乙胺濃度預設值按國家規(guī)定排放標準的1/10設定； 所述冷凝回收步驟包括:將所述混合氣體進行冷凝處理，使三乙胺凝聚為液態(tài)并和脫附氣體分離，液體三乙胺被收集。
2.根據權利要求1所述的三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法，其特征在于，所述吸附步驟、所述脫附步驟和所述冷凝回收步驟同時進行。
3.根據權利要求1或2所述的三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收方法，其特征在于，所述方法使用的設備包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元； 所述吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器、吸附塔、用于監(jiān)測三乙胺吸附狀況的檢測裝置I和風機； 所述脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、所述吸附塔和用于監(jiān)測三乙胺脫附狀況的檢測裝置II，所述脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機、除濕器和加熱器，所述加熱器通過調節(jié)閥與所述除濕器和所述吸附塔連接； 所述冷凝回收單元包括依次 連接的:與所述吸附塔連接的冷凝器和收集器； 其中，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B ;所述吸附塔A和吸附塔B通過控制閥交替進行吸附和脫附操作。
4.三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備，其特征在于，包括吸附單元、脫附單元和冷凝回收單元； 其中，所述吸附單元包括依次連接的:用于去除尾氣中粉塵的預處理器、吸附塔、用于監(jiān)測三乙胺吸附狀況的檢測裝置I和風機； 所述脫附單元包括依次連接的:脫附氣體生成裝置、所述吸附塔和用于監(jiān)測三乙胺脫附狀況的檢測裝置II，所述脫附氣體生成裝置包括依次連接的風機、除濕器和加熱器，所述加熱器通過調節(jié)閥與所述除濕器和所述吸附塔連接； 所述冷凝回收單元包括依次連接的:與所述吸附塔連接的冷凝器和收集器。
5.根據權利要求4所述的三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備，其特征在于，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B ;所述吸附塔A和吸附塔B通過控制閥交替進行三乙胺吸附和脫附。
6.根據權利要求4或5所述的三乙胺冷芯盒制芯尾氣處理及胺回收設備，其特征在于，所述脫附氣體生成裝置中，所述除濕器包括除濕器A和除濕器B，所述除濕器A和除濕器B通過控制閥交替進行除濕和再生。
7.根據權利要求4-6任一項所述的三乙胺冷芯盒制冷尾氣處理回收設備，其特征在于，所述收集器的出氣口與所述吸附塔連接。`
【文檔編號】C07C211/05GK103657327SQ201310642695
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權日:2013年12月5日
【發(fā)明者】孫清洲, 閆敬光, 張普慶 申請人:山東建筑大學