專利名稱：甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，涉及一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑回收的方法，具體地說，本發(fā)明涉及甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法，本發(fā)明還涉及一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥裝置。
背景技術(shù)：
催化劑在化工、石油化工、生物化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常普遍。催化劑在使用過程中，會(huì)隨著反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入后續(xù)流程和下游設(shè)備，因此如何最大限度地回收利用催化 劑是工程設(shè)計(jì)的重中之重。在甲醇制烯烴生產(chǎn)過程中，攜帶催化劑的產(chǎn)物排出流離開反應(yīng)器進(jìn)入急冷塔急冷，大部分催化劑顆粒進(jìn)入水中隨著急冷水排出急冷塔，因此急冷水里富含催化劑顆粒。為了回收催化劑，同時(shí)凈化急冷水，有必要對(duì)急冷水進(jìn)行分離。CN 101352620A公開了一種甲醇制烯烴急冷水、水洗水中細(xì)微催化劑的分離與濃縮方法，主要思路是利用微旋流分離器對(duì)急冷水和水洗水中夾帶的催化劑進(jìn)行分離、濃縮，催化劑濃縮相外排。由于微旋流分離設(shè)備本身的特性，催化劑濃縮相含水率很高，導(dǎo)致外排量很大，給后續(xù)催化劑回收及廢水處理帶來(lái)極大不便。因此有必要對(duì)微旋流分離器外排的催化劑濃縮相進(jìn)行減量化處理，干燥是比較適合的方法。干燥機(jī)是一種常規(guī)的熱傳導(dǎo)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石化、化工、醫(yī)藥、染料、食品等行業(yè)，由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，干燥的形式也不盡相同。槳葉干燥機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性(空心熱軸和夾套同時(shí)加熱，而且空心槳葉呈楔形，旋轉(zhuǎn)時(shí)使物料交替受到壓縮和膨脹，因而使傳熱面上的物料劇烈運(yùn)動(dòng)，大大提高了傳熱效率)，其突出特點(diǎn)是熱效率高，因而得到了廣泛的應(yīng)用。CN 2508193Y針對(duì)現(xiàn)有的槳葉干燥機(jī)返料裝置設(shè)在外部存在的諸多弊端，公開了一種槳葉干燥機(jī)的形式，主要是把返料裝置設(shè)置在熱軸下部?jī)啥俗g，減小了返料機(jī)構(gòu)的尺寸和機(jī)構(gòu)，內(nèi)部返料熱損失小，距離短，效率高。但是，上述專利返料裝置采用單軸或者雙軸螺旋輸送機(jī)構(gòu)，螺旋輸送機(jī)構(gòu)完全依靠摩擦力來(lái)進(jìn)行輸送，能量消耗很大。迄今為止，本領(lǐng)域尚未開發(fā)出一種能耗低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的含催化劑急冷廢水的處理方法。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出一種能耗低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的含催化劑急冷廢水的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新穎的甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法及裝置，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。一方面，本發(fā)明提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法，該方法包括
對(duì)含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，得到催化劑濃縮相；以及對(duì)所得的催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑，其中，所述干燥采用自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述自返料槳葉干燥機(jī)的干燥方式包括蒸汽經(jīng)空心熱軸蒸汽入口和夾套蒸汽入口分別進(jìn)入空心熱軸和夾套中對(duì)自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行預(yù)熱；料液經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入自返料槳葉干燥機(jī)內(nèi)，并充滿楔形槳葉的間隙，空心熱軸在傳動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，料液一邊被空心熱軸和夾套間接加熱，一邊向前移動(dòng)，干燥后的催化劑粉末從熱軸蒸汽出口排出；一部分熱態(tài)的催化劑粉末通過嵌在空心熱軸上的螺旋通道從自返料槳葉干燥機(jī)尾部封閉返回到自返料槳葉干燥機(jī)的頭部作為母粒，和進(jìn)料混合進(jìn)行直接加熱，形成蒸汽間接換熱和母粒直接加熱的耦合干燥方式；料液干燥過程中產(chǎn)生的尾氣從干燥尾氣出口由抽吸系統(tǒng)抽出，尾氣中夾帶的催化劑粉末經(jīng)加熱沉降段后被截留下來(lái)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述螺旋通道的返料量通過熱軸的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，返料量為進(jìn)料量的O. 1-0. 5倍。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑含量為1000-10000mg/L，催化劑顆粒粒徑為0. 1-100 μ m。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述濃縮處理得到的催化劑濃縮相中的催化劑含量為1-30重量％，以得到的催化劑濃縮相的重量計(jì)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述濃縮處理采用微旋流濃縮器進(jìn)行。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)過返料過程后，自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)料段的料液粘度為沒有返料時(shí)的I. 5-5倍。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)過所述加熱沉降段后，干燥尾氣中夾帶的催化劑粉末的95%以上都被加熱沉降段截留下來(lái)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)過所述干燥過程后，催化劑粉末的含水率為5-10
重量% O另一方面，本發(fā)明提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥裝置，該裝置包括微旋流濃縮器，用于對(duì)含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，得到催化劑濃縮相；以及與微旋流濃縮器連接的自返料槳葉干燥機(jī)，用于對(duì)所得的催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑。


圖I是本發(fā)明的自返料槳葉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥工藝流程的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于甲醇制烯烴急冷廢水的處理，首先利用微旋流濃縮器對(duì)含催化劑的急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，然后利用自返料槳葉干燥機(jī)對(duì)濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑，所述自返料槳葉干燥機(jī)在利用蒸汽通過空心熱軸和夾套對(duì)料液間接換熱干燥的同時(shí)，采用熱態(tài)的催化劑對(duì)料液進(jìn)行直接加熱干燥，從而提高了換熱強(qiáng)度，降低了所用蒸汽的最低溫度；此外，返料的存在增加了干燥機(jī)進(jìn)料段料液的粘度，避免了料液的泄漏?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下在甲醇制烯烴生產(chǎn)過程中，攜帶催化劑的產(chǎn)物 排出流離開反應(yīng)器進(jìn)入急冷塔急冷，大部分催化劑顆粒進(jìn)入水中隨著急冷水排出急冷塔，因此急冷水里富含催化劑顆粒；為了回收催化劑，同時(shí)凈化急冷水，有必要對(duì)急冷水進(jìn)行分離；本發(fā)明首先利用微旋流濃縮器對(duì)含催化劑的急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，然后利用自返料槳葉干燥機(jī)對(duì)催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑，大大降低了能耗。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法，該方法包括先利用微旋流濃縮器對(duì)含催化劑的急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，然后利用自返料槳葉干燥機(jī)對(duì)催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑。在本發(fā)明中，所述含催化劑的急冷廢水中催化劑的含量為1000-10000mg/L，催化劑顆粒粒徑為0. 1-100 μ m。在本發(fā)明中，經(jīng)過所述濃縮過程后，催化劑濃縮相中催化劑的含量為1-30重量％。在本發(fā)明中，所述自返料槳葉干燥機(jī)的干燥方式為蒸汽經(jīng)空心熱軸蒸汽入口 a和夾套蒸汽入口 b分別進(jìn)入空心熱軸3和夾套6中對(duì)自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行預(yù)熱；料液經(jīng)進(jìn)料口 e進(jìn)入自返料槳葉干燥機(jī)內(nèi)，并充滿楔形槳葉5的間隙，空心熱軸3在傳動(dòng)系統(tǒng)2的帶動(dòng)下的轉(zhuǎn)動(dòng)，料液一邊被空心熱軸3和夾套6間接加熱，一邊向前移動(dòng)，干燥后的催化劑粉末從熱軸蒸汽出口 d排出；一部分熱態(tài)的催化劑粉末通過嵌在空心熱軸上的螺旋通道4從干燥機(jī)尾部封閉返回到干燥機(jī)的頭部作為母粒，和進(jìn)料混合進(jìn)行直接加熱，形成蒸汽間接換熱和母粒直接加熱的耦合干燥方式；料液干燥過程中產(chǎn)生的尾氣從干燥尾氣出口 g由抽吸系統(tǒng)抽出，尾氣中夾帶的催化劑粉末經(jīng)加熱沉降段后被截留下來(lái)。在本發(fā)明中，所述螺旋通道的返料量通過熱軸的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，返料量為進(jìn)料量的
0.1-0. 5 倍。在本發(fā)明中，經(jīng)過所述返料過程后，干燥機(jī)進(jìn)料段料液的粘度為沒有返料時(shí)的
1.5-5倍，避免了料液來(lái)不及干燥直接從出料口流出而造成的泄露。在本發(fā)明中，經(jīng)過所述加熱沉降段后，干燥尾氣夾帶的催化劑粉末95%以上都被加熱沉降段截留下來(lái)。在本發(fā)明中，經(jīng)過所述干燥過程后，催化劑粉末的含水率為5-10重量％，以所述催化劑粉末的重量計(jì)。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥裝置，該裝置包括微旋流濃縮器200，用以對(duì)含催化劑的急冷廢水進(jìn)行濃縮處理；以及自返料槳葉干燥機(jī)100，用以對(duì)催化劑濃縮相進(jìn)行干燥處理，以固體形式回收催化劑。在本發(fā)明中，所述螺旋通道嵌在空心熱軸上，隨著熱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)催化劑的自動(dòng)返料。以下參看附圖。圖I是本發(fā)明的自返料槳葉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本發(fā)明的自返料槳葉干燥機(jī)包括空心熱軸蒸汽入口 a、夾套蒸汽入口 b、下料口 C、熱軸蒸汽出口 d、進(jìn)料口e、夾套蒸汽出口 f、干燥尾氣出口 g、外殼7、上蓋11、夾套6、空心熱軸3、螺旋通道4、傳動(dòng)系統(tǒng)2、支架8、加熱沉降段13，其中，空心熱軸3上設(shè)置螺旋通道4和楔形槳葉5，空心熱軸與旋轉(zhuǎn)彎頭9、金屬軟管I相連，在自返料槳葉干燥機(jī)底部、上蓋11上安裝溫度計(jì)12并設(shè)有觀察孔10。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦 合干燥工藝流程的示意圖。如圖2所示，甲醇制烯烴裝置中從急冷塔底排出的急冷水會(huì)夾帶催化劑顆粒，經(jīng)過微旋流分離后，含催化劑含量比較高的急冷水去微旋流濃縮器200進(jìn)行增濃處理，該過程產(chǎn)生的清液返回急冷塔回用，濃縮后的催化劑漿液送往自返料干燥機(jī)100進(jìn)行干燥處理，干燥后的催化劑以固體形式外排回收，進(jìn)入催化劑儲(chǔ)罐400定期外排，干燥過程產(chǎn)生的尾氣去干燥尾氣冷凝器300進(jìn)行冷凝，冷凝水回急冷塔回用。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明方法使用自返料槳葉干燥機(jī)，采用蒸汽間接換熱和熱態(tài)催化劑直接加熱的耦合干燥方式，換熱強(qiáng)度高，降低了所用蒸汽的最低溫度；并采用螺旋通道進(jìn)行返料，降低了返料能耗；且返料的存在增加了干燥機(jī)進(jìn)料段料液的粘度，避免了料液的泄露。實(shí)施例下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量計(jì)。實(shí)施例I :某廠甲醇制烯烴裝置的含催化劑急冷廢水處理系統(tǒng)，采用本發(fā)明方法及裝置對(duì)經(jīng)兩級(jí)旋流的含催化劑急冷水進(jìn)行濃縮、干燥，物料性質(zhì)及參數(shù)如下表所示
權(quán)利要求
1.一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法，該方法包括 對(duì)含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，得到催化劑濃縮相；以及 對(duì)所得的催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑，其中，所述干燥采用自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述自返料槳葉干燥機(jī)的干燥方式包括 蒸汽經(jīng)空心熱軸蒸汽入口(a)和夾套蒸汽入口(b)分別進(jìn)入空心熱軸(3)和夾套(6)中對(duì)自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行預(yù)熱； 料液經(jīng)進(jìn)料口(e)進(jìn)入自返料槳葉干燥機(jī)內(nèi)，并充滿楔形槳葉(5)的間隙，空心熱軸(3)在傳動(dòng)系統(tǒng)(2)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，料液一邊被空心熱軸(3)和夾套￠)間接加熱，一邊向前移動(dòng)，干燥后的催化劑粉末從熱軸蒸汽出口(d)排出； 一部分熱態(tài)的催化劑粉末通過嵌在空心熱軸上的螺旋通道(4)從自返料槳葉干燥機(jī)尾部封閉返回到自返料槳葉干燥機(jī)的頭部作為母粒，和進(jìn)料混合進(jìn)行直接加熱，形成蒸汽間接換熱和母粒直接加熱的耦合干燥方式； 料液干燥過程中產(chǎn)生的尾氣從干燥尾氣出口(g)由抽吸系統(tǒng)抽出，尾氣中夾帶的催化劑粉末經(jīng)加熱沉降段后被截留下來(lái)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螺旋通道(4)的返料量通過熱軸的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，返料量為進(jìn)料量的O. 1-0. 5倍。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑含量為1000-10000mg/L，催化劑顆粒粒徑為O. 1-100 μ m。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述濃縮處理得到的催化劑濃縮相中的催化劑含量為1-30重量％，以得到的催化劑濃縮相的重量計(jì)。
6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述濃縮處理采用微旋流濃縮器進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)過返料過程后，自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)料段的料液粘度為沒有返料時(shí)的I. 5-5倍。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)過所述加熱沉降段后，干燥尾氣中夾帶的催化劑粉末的95%以上都被加熱沉降段截留下來(lái)。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)過所述干燥過程后，催化劑粉末的含水率為5-10重量％。
10.一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥裝置，該裝置包括 微旋流濃縮器(200)，用于對(duì)含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，得到催化劑濃縮相；以及 與微旋流濃縮器(200)連接的自返料槳葉干燥機(jī)(100)，用于對(duì)所得的催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法及裝置，提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥方法，該方法包括對(duì)含催化劑的甲醇制烯烴急冷廢水進(jìn)行濃縮處理，得到催化劑濃縮相；以及對(duì)所得的催化劑濃縮相進(jìn)行干燥，以固體形式回收催化劑，其中，所述干燥采用自返料槳葉干燥機(jī)進(jìn)行。還提供了一種甲醇制烯烴急冷廢水中催化劑的濃縮與耦合干燥裝置。
文檔編號(hào)F26B11/14GK102658213SQ20121013740
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者呂文杰, 崔馨, 李劍平, 汪華奎, 汪華林 申請(qǐng)人:上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司