本實(shí)用新型涉及制膠尾氣處理，尤其是一種多組分尾氣在線分離純化裝置。

背景技術(shù)：

在水性粘合劑生產(chǎn)工藝中，廢氣中夾帶有大量液態(tài)水汽并含有大量的水蒸氣和有機(jī)殘單，通常的處理方式是首先將液態(tài)水汽分離出來(lái)，再通過(guò)真空深冷將有機(jī)殘單冷凝回收。

現(xiàn)有技術(shù)中通常采用如圖1所示的旋風(fēng)式氣液分離器對(duì)廢氣中的水分進(jìn)行分離，旋風(fēng)式氣液分離器通常包括外殼體和內(nèi)筒體，在外殼體和內(nèi)筒體之間形成旋風(fēng)分離通道，內(nèi)筒體內(nèi)部形成內(nèi)部氣流通道，內(nèi)部氣流通道底部與外部的旋風(fēng)分離通道的底部相連通，在上部?jī)蓚?cè)分設(shè)氣體入口和氣體出口，底部設(shè)置液體出口，在旋風(fēng)分離通道頂部設(shè)置換向隔板，將氣體入口和氣體出口分割開(kāi)來(lái)。高速流動(dòng)的廢氣從氣體入口進(jìn)入分離器，在碰到換向隔板后，在旋風(fēng)分離通道中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，由于廢氣中夾帶的液態(tài)水汽質(zhì)量較大，在離心力的作用下撞向外殼體的內(nèi)壁，累積形成大液滴下流至液體出口排出。廢氣首先從旋風(fēng)分離通道沿外殼體內(nèi)壁下降，再?gòu)膬?nèi)筒體中自下而上進(jìn)入外殼體頂部空間，最終從氣體出口排出，分離出的液態(tài)水下落至底部的液體出口排出，排入設(shè)置于分離器下方的收集器中，而去除液態(tài)水汽后的廢氣則從分離器的氣體出口排出。

此種冷卻分離裝置主要通過(guò)離心作用將液態(tài)的水汽分離，基本不具備冷卻作用，處理后的廢氣中實(shí)際還含有大量水蒸氣，導(dǎo)致后續(xù)深冷條件下水氣結(jié)霜堵塞管道，影響有機(jī)殘單的回收甚至造成機(jī)組損壞。此外，分離出的液態(tài)水中會(huì)夾帶少量的有機(jī)殘單，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染，必須再次對(duì)其進(jìn)行分離處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以有效純化分離液的多組分尾氣在線分離純化裝置。

本實(shí)用新型公開(kāi)的多組分尾氣在線分離純化裝置，包括氣液分離器和設(shè)置于氣液分離器下方的收集器，所述氣液分離器包括氣體入口、氣體出口和位于底部的液體出口，所述收集器頂部設(shè)置有分離液入口，所述收集器的分離液入口與氣液分離器的液體出口相連接，包括有制冷系統(tǒng)，所述氣液分離器內(nèi)布置有冷卻換熱結(jié)構(gòu)，所述冷卻換熱結(jié)構(gòu)連接有媒介入口管和媒介出口管，所述收集器內(nèi)部設(shè)置有二次換熱結(jié)構(gòu)，所述二次換熱結(jié)構(gòu)的入口與氣液分離器的媒介出口管相連通，所述制冷系統(tǒng)的入口與二次換熱結(jié)構(gòu)的出口相連通，所述制冷系統(tǒng)的出口與氣液分離器的媒介入口管相連接。

優(yōu)選地，所述氣液分離器和收集器之間設(shè)置有疏水閥，所述收集器上部連接有恒壓管，所述恒壓管與氣液分離器的底部相連通，所述恒壓管上設(shè)置有通向氣液分離器的單向閥。

優(yōu)選地，所述二次換熱結(jié)構(gòu)為豎直設(shè)置的換熱盤管，所述氣液分離器的媒介出口管與換熱盤管的頂端相連接，所述制冷系統(tǒng)的入口與換熱盤管的底端相連接。

優(yōu)選地，所述二次換熱結(jié)構(gòu)上方設(shè)置有將分離液引導(dǎo)至二次換熱結(jié)構(gòu)上的引流板。

優(yōu)選地，所述氣液分離器包括圓筒形的外殼體和內(nèi)筒體，所述內(nèi)筒體設(shè)置于外殼體內(nèi)，所述內(nèi)筒體與外殼體之間形成旋風(fēng)分離通道，所述內(nèi)筒體內(nèi)部中空形成內(nèi)部氣流通道，所述內(nèi)部氣流通道頂部與旋風(fēng)分離通道頂部相隔離，所述內(nèi)部氣流通道底部與旋風(fēng)分離通道底部相連通，所述氣體入口與旋風(fēng)分離通道的頂部相連通，所述氣體出口與內(nèi)部氣流通道的頂部相連通，所述液體出口設(shè)置于外殼體底部，所述冷卻換熱結(jié)構(gòu)包括外冷媒換熱結(jié)構(gòu)和內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)布置于外殼體的內(nèi)側(cè)壁上，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與該冷媒通道相連通的外殼冷媒入口和外殼冷媒出口，所述氣體入口設(shè)置于外殼體頂部中心位置，所述氣體出口通過(guò)密閉彎管與內(nèi)筒體頂端相連接，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)朝向旋風(fēng)分離通道的側(cè)面上設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于內(nèi)筒體外側(cè)壁上，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與該冷媒通道連通的內(nèi)筒冷媒入口和內(nèi)筒冷媒出口，所述內(nèi)筒冷媒出口與外殼冷媒入口通過(guò)管道相連接，所述媒介入口管與內(nèi)筒冷媒入口相連通，所述媒介出口管與外殼冷媒出口相連通。

本實(shí)用新型的有益效果是：該多組分尾氣在線分離純化裝置在氣液分離器和收集器中通過(guò)媒介在分離器與收集器中流向和溫度的調(diào)控，使尾氣中一種和幾種組分在分離器中凝結(jié)并流集于收集器中。同時(shí)在適當(dāng)?shù)臏囟认?，控制媒介在分離器中相對(duì)于所分離氣流熱交換，所獲能量進(jìn)入收集器中二次換熱結(jié)構(gòu)促使凝結(jié)液夾帶的少量溶劑氣體通過(guò)二次蒸發(fā)重新進(jìn)入氣相并向下一級(jí)處理單元傳質(zhì)，達(dá)到在線純化凝結(jié)液和節(jié)能的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中旋風(fēng)式氣液分離器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型的多組分尾氣在線分離純化裝置的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選采用的氣液分離器的示意圖。

附圖標(biāo)記：氣液分離器1，氣體入口101，氣體出口102，液體出口103，冷卻換熱結(jié)構(gòu)104，媒介入口管105，媒介出口管106，外殼體107，內(nèi)筒體108，旋風(fēng)分離通道109，內(nèi)部氣流通道110，外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111，內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112，外殼冷媒入口113，外殼冷媒出口114，內(nèi)筒冷媒入口115，內(nèi)筒冷媒出口116，密閉彎管117，收集器2，分離液入口201，二次換熱結(jié)構(gòu)202，引流板203，制冷系統(tǒng)3，疏水閥4，恒壓管5，單向閥501。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2所示，本實(shí)用新型的多組分尾氣在線分離純化裝置，包括氣液分離器1和設(shè)置于氣液分離器1下方的收集器2，所述氣液分離器1包括氣體入口101、氣體出口102和位于底部的液體出口103，所述收集器2頂部設(shè)置有分離液入口201，所述收集器2的分離液入口201與氣液分離器1的液體出口103相連接，該多組分尾氣在線分離純化裝置還包括有制冷系統(tǒng)3，所述氣液分離器1內(nèi)布置有用于調(diào)控溫度的冷卻換熱結(jié)構(gòu)104，所述冷卻換熱結(jié)構(gòu)104連接有媒介入口管105和媒介出口管106，所述收集器2內(nèi)部設(shè)置有二次換熱結(jié)構(gòu)202，所述二次換熱結(jié)構(gòu)202與氣液分離器1的媒介出口管106相連通，所述制冷系統(tǒng)3的入口與二次換熱結(jié)構(gòu)202的出口相連通，所述制冷系統(tǒng)3的出口與氣液分離器1的媒介入口管105相連接。

在氣液分離器1中設(shè)置有冷卻換熱結(jié)構(gòu)104，用以對(duì)氣體進(jìn)行冷卻，通過(guò)控制媒介的溫度和流速將某一種或者多種組分冷凝成液態(tài)，從液體出口103排出進(jìn)入收集器2中，在冷凝出的液體中還夾雜了部分在該溫度下呈氣態(tài)的組分，這些組分不利于分離液的后續(xù)處理。為此，將獲得了熱量溫度升高后的媒介通入分離器的二次換熱結(jié)構(gòu)202內(nèi)，使其與凝結(jié)液換熱，促使凝結(jié)液夾帶的少量溶劑氣體通過(guò)二次蒸發(fā)重新進(jìn)入氣相并向下一級(jí)處理單元傳質(zhì)，達(dá)到在線純化凝結(jié)液和節(jié)能的目的。

利用該多組分尾氣在線分離純化裝置可以組成水性粘合劑的制膠尾氣處理系統(tǒng)，具體方式是將兩套所述的多組分尾氣在線分離純化裝置串聯(lián)使用，其中前置的多組分尾氣在線分離純化裝置的氣體出口102與后置的多組分尾氣在線分離純化裝置的氣體入口101相連通，所述前置的多組分尾氣在線分離純化裝置的媒介入口管105內(nèi)的媒介溫度為40℃，氣液分離器1通常連通水循環(huán)真空泵，使分離器內(nèi)壓力保持10kPa～16kPa，對(duì)應(yīng)水的沸點(diǎn)為46℃～55℃，媒介溫度40℃，可以使真空尾氣中的水份和有機(jī)殘單分別保持凝結(jié)態(tài)和氣態(tài)兩種相態(tài)，實(shí)現(xiàn)水份和殘單的有效分離，同時(shí)通過(guò)二次換熱結(jié)構(gòu)202對(duì)所分離凝結(jié)水進(jìn)行純化，去除里面的溶劑，使得純化后的水可以直接排放或者二次利用，有利于環(huán)境保護(hù)，并能節(jié)省后續(xù)處理費(fèi)用。所述后置的多組分尾氣在線分離純化裝置的媒介入口管105內(nèi)的媒介溫度為－20℃，可使殘單充分凝結(jié)、降低殘單在真空下二次揮發(fā)的能力并與不凝性氣體實(shí)現(xiàn)有效分離，達(dá)到殘單在線分離回收并保護(hù)真空機(jī)組的目的。

若氣液分離器1與收集器2之間直接連通，氣液分離器1和收集器2氣壓能夠保持一致，收集器2中二次蒸發(fā)的氣體可以直接從液體通道返回至分離器中。但是，為防止氣液分離器1中氣體進(jìn)入收集器2，通常所述氣液分離器1和收集器2之間會(huì)設(shè)置有疏水閥4，收集器中氣體無(wú)法直接回到分離器中，收集器2氣壓高過(guò)氣液分離器1，氣液分離器1內(nèi)的凝結(jié)液無(wú)法流入收集器2中，為此，所述收集器2上部連接有恒壓管5，所述恒壓管5與氣液分離器1的底部相連通，所述恒壓管5上設(shè)置有通向氣液分離器1的單向閥501，平衡氣液分離器1與收集器2氣壓的同時(shí)，以便于二次蒸發(fā)的氣體回到氣液分離器1中并防止氣液分離器1中氣體進(jìn)入收集器2。

為方便對(duì)流入收集器2的液體進(jìn)行加熱，所述二次換熱結(jié)構(gòu)202為豎直設(shè)置的換熱盤管，所述氣液分離器1的媒介出口管106與換熱盤管的頂端相連接，所述制冷系統(tǒng)3的入口與換熱盤管的底端相連接。換熱盤管相對(duì)具有更大的換熱表面積，更有利于換熱，剛從媒介出口管106流入換熱盤管的媒介溫度最高，使其從換熱盤管頂端流入，可以加大剛進(jìn)入收集器2的液體與換熱盤管的溫度差，更有利于溶劑的二次蒸發(fā)。

液體向下掉落的速度較快，若不能直接與二次換熱結(jié)構(gòu)202接觸，其無(wú)法有足夠的時(shí)間進(jìn)行換熱，所述二次換熱結(jié)構(gòu)202上方設(shè)置有將分離液引導(dǎo)至二次換熱結(jié)構(gòu)202上的引流板203，以保證液體可以與二次換熱結(jié)構(gòu)202接觸并充分換熱，換熱后的液體沿著二次換熱結(jié)構(gòu)202下流至收集器2底部被收集起來(lái)。

氣液分離器1的分離冷卻效果直接影響整個(gè)尾氣處理系統(tǒng)的效果，本實(shí)用新型優(yōu)選采用如圖3所示的氣液分離器1，其包括圓筒形的外殼體107和內(nèi)筒體108，所述內(nèi)筒體108設(shè)置于外殼體107內(nèi)，所述內(nèi)筒體108與外殼體107之間形成旋風(fēng)分離通道109，所述內(nèi)筒體108內(nèi)部中空形成內(nèi)部氣流通道110，所述內(nèi)部氣流通道110頂部與旋風(fēng)分離通道109頂部相隔離，所述內(nèi)部氣流通道110底部與旋風(fēng)分離通道109底部相連通，所述氣體入口與旋風(fēng)分離通道109的頂部相連通，所述氣體出口與內(nèi)部氣流通道110的頂部相連通，所述液體出口設(shè)置于外殼體107底部，所述冷卻換熱結(jié)構(gòu)104包括外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111和內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111布置于外殼體107的內(nèi)側(cè)壁上，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與該冷媒通道相連通的外殼冷媒入口113和外殼冷媒出口114，所述氣體入口設(shè)置于外殼體107頂部中心位置，所述氣體出口通過(guò)密閉彎管117與內(nèi)筒體108頂端相連接，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111朝向旋風(fēng)分離通道109的側(cè)面上設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112設(shè)置于內(nèi)筒體108外側(cè)壁上，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與該冷媒通道連通的內(nèi)筒冷媒入口115和內(nèi)筒冷媒出口116，所述內(nèi)筒冷媒出口116與外殼冷媒入口113通過(guò)管道相連接，所述媒介入口管105與內(nèi)筒冷媒入口115相連通，所述媒介出口管106與外殼冷媒出口114相連通。

在現(xiàn)有的旋風(fēng)分離器中，主要靠離心力將氣體夾帶的液體分離出來(lái)，因此，需要?dú)怏w高速?gòu)那邢蜻M(jìn)入分離器，從而在分離器內(nèi)形成旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)，若氣體進(jìn)入速度不足，則無(wú)法形成旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)。但是本實(shí)用新型中由于設(shè)置有冷卻換熱結(jié)構(gòu)104對(duì)氣體進(jìn)行換熱降低氣體溫度，因而要求進(jìn)入的氣體速度不能過(guò)大，否則無(wú)法到達(dá)冷卻效果。對(duì)此，本實(shí)用新型將氣體入口設(shè)置于外殼體107頂部中心位置，并在外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111朝向旋風(fēng)分離通道109的側(cè)面上設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板。氣體以相對(duì)較低的速度從頂部進(jìn)入分離器，分離器內(nèi)中心位置設(shè)置有內(nèi)筒體108，迫使氣體向四周運(yùn)動(dòng)至外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111側(cè)面上并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，而外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111上設(shè)置有螺旋板，使得氣體以相對(duì)較低的速度螺旋向下運(yùn)動(dòng)，如此不但能夠達(dá)到氣液分離的目的，還能使氣體與外冷媒換熱結(jié)構(gòu)111有充足的接觸時(shí)間進(jìn)行換熱。而由于氣體入口設(shè)置在了頂部中心，因此無(wú)法采用與現(xiàn)有技術(shù)相似的換向隔板將氣體入口與氣體出口相隔離，為此，本實(shí)用新型在內(nèi)筒體108頂端連接密閉彎管117，通過(guò)密閉彎管117將內(nèi)筒體108頂端與氣體出口連通，并使得氣體入口與氣體出口相分隔。

氣體經(jīng)外部旋風(fēng)分離通道109冷卻并分離液體后，再?gòu)膬?nèi)筒體108底部進(jìn)入內(nèi)部氣流通道110，在流通至密閉彎管117時(shí)，由于新進(jìn)入分離器的氣體溫度較高，彎管溫度較高，對(duì)內(nèi)部廢氣起到二次加熱的作用，可以有效防止氣體在進(jìn)入下一處理單元之前的管道內(nèi)由于溫度降低而冷凝出液態(tài)水，同時(shí)有利于下一工序能夠有較寬泛的溫度調(diào)節(jié)幅度。而冷卻分離形成的液態(tài)水下落至底部液體出口排出，在液體出口通常可設(shè)置疏水閥在自動(dòng)排水的同時(shí)防止氣體泄漏。

該氣液分離器可以通過(guò)調(diào)控冷媒的溫度及流速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于冷卻溫度的調(diào)控，進(jìn)而更徹底地去除廢氣中的水蒸氣并最大程度的減少冷凝水中的有機(jī)殘單的含量，而為了在內(nèi)部氣流通道110同樣實(shí)現(xiàn)溫度控制，分離器內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112設(shè)置于內(nèi)筒體108外側(cè)壁上，如此，氣體在沿旋風(fēng)分離通道109下降和沿內(nèi)部氣流通道110上升過(guò)程中，均能與內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112相接觸換熱，溫度降低的同時(shí)，在內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)112的側(cè)壁上冷凝出液態(tài)水，液態(tài)水聚集以后并下流至分離器內(nèi)。