聚合物多元醇尾气回收冷凝塔的制作方法

1.本实用新型涉及聚合物多元醇尾气回收技术领域，具体涉及一种聚合物多元醇尾气回收冷凝塔。


背景技术：

2.聚合物多元醇(pop)是以聚醚多元醇改性制得，是在聚醚多元醇中引入苯乙烯/丙烯腈等乙烯基聚合单体，并用特殊的聚醚分散剂稳定聚合物颗粒，主要用于软泡聚氨酯的生产，可以显著增加制品的承载性、回弹性及泡孔结构。因其优异的性能，目前广泛的用于汽车、家具、床垫等。
3.pop生产过程中加入的接枝单体有苯乙烯、丙烯腈，在聚合过程中大约有3％左右的单体未参与反应，需要在脱单工序脱除。目前脱单工序一般采用闪蒸技术，利用单体在真空状态的迅速汽化而脱除，脱除的单体进入冷却器冷凝回收单体后进入真空泵，未凝气体经排气管线输送至水洗塔，经水洗塔洗涤后再进入装置尾气系统进行焚烧处置。
4.由于未凝气体仍残留一定浓度的单体，在长距离管线输送中，残留单体易冷凝在管线内自聚堵塞管线；而且水洗塔水洗后的废水cod高、废水量大，残留单体在废水处理池内也易发生自聚，造成处理难度和成本增加，而且直接将残留单体进行水洗作为废水处理，也造成部分物料流失。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题是：提供一种聚合物多元醇尾气回收冷凝塔，采用二段式二级冷却，减少了冷却液的用量，提高了冷却效率和尾气中残留单体的去除率，冷凝液回收后可循环套用，降低了物料消耗。
6.本实用新型所述的聚合物多元醇尾气回收冷凝塔，包括塔体、设置在塔体下端侧面的尾气进口和设置在塔体顶部的尾气出口，塔底包括由下至上依次分布的液体回收层、一段冷却层、二段冷却层和除沫层，所述一段冷却层内部设有一段换热管，一段冷却层的壳体设有循环水进口和循环水出口；所述二段冷却层内部设有二段换热管，二段换热管内部填充有填料，二段冷却层的壳体设有低温冷却液进口和低温冷却液出口。
7.其中，一段换热管和二段换热管的管程为尾气、壳程为冷却液，一段换热管和二段换热管的管程相通，聚合物多元醇尾气从尾气进口进入塔内，依次进入一段换热管和二段换热管进行冷却，尾气中的残留单体冷凝后进入液体回收层，除去残留单体的尾气经除沫层除去残留冷凝液滴，从塔体顶部的尾气出口排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置。
8.采用二段式冷却可以使尾气中的残留单体去除更加彻底，其中一段冷却层的循环水采用20-30℃的常温水，对尾气中的残留单体进行初步冷凝，二段冷却层的冷却液温度低于-10℃，进一步对残留单体进行冷凝，二段换热管内填充填料，起到扰流作用，延长尾气在二段换热管内的停留时间，提高冷却效率和残留单体的去除率。
9.在选择换热管时，一段换热管可以采用常规尺寸规格的换热管，其尺寸规格优选
为：外径15-38mm，壁厚1-2.5mm；例如φ15mm*1mm、φ19mm*2mm、φ25mm*2mm、φ38mm*2.5mm等，最优选尺寸规格为φ25mm*2mm的换热管。
10.二段换热管的内径大于一段换热管，优选尺寸规格为φ89mm*2mm的换热管。选择大尺寸的换热管便于填充填料，增大尾气在管内的停留时间。
11.优选地，二段换热管内部填充的填料为鲍尔环，鲍尔环的材质不限，尺寸规格小于二段换热管内径即可，最优选φ50鲍尔环。
12.尾气中的残留单体冷凝后，进入塔底最下端的液体回收层，为防止残留单体自聚，液体回收层外部设有夹套，夹套上设有夹套冷却液进口和夹套冷却液出口，夹套冷却液的温度低于-5℃，使冷凝液保持在一个较低的温度。
13.液体回收层的底部设有放液口，当液体回收层达到一定液位时，通过放液口排出送入配料系统循环套用，实现重复利用，节约物料。放液口可以采用自动联锁控制，当液位达到设定值后，自动联锁启动排料阀和输送泵对冷凝液进行输送，实现自动化控制。
14.去除残留单体后的尾气由二段换热管的顶部进入除沫层，除沫层内部设有丝网除沫器，对气体中夹带的冷凝液滴进行去除，然后从塔体顶部的尾气出口排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置。
15.所述聚合物多元醇尾气回收冷凝塔的工作原理如下：
16.85-90℃的尾气由塔底下端侧面的尾气进口进入冷凝塔，采用二段式二级冷却，尾气先进入一段冷却层的一段换热管，管程为尾气、壳程为20-30℃常温循环水，对尾气进行预冷却；然后进入二段冷却层的二段换热管，管程为尾气、壳程为-10℃以下的冷却液，二段换热管内填充有填料，通过扰流延长尾气在二段换热管内的停留时间，进一步对残留单体进行冷凝；经过二级冷却后的尾气进入除沫层，经丝网除沫器去除夹带的冷凝液滴，然后从塔体顶部的尾气出口排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置；尾气中的残留单体冷凝后进入液体回收层，在夹套循环冷却液的冷却下，避免了残留单体自聚，当液体回收层达到一定液位时，通过放液口排出送入配料系统循环套用，实现重复利用，节约物料。
17.与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：
18.(1)本实用新型的聚合物多元醇尾气回收冷凝塔，与传统单管程冷却相比，采用二段式二级冷却，通过一段换热管的预冷却，减少了冷却液的用量，降低了能耗，而且二段换热管填充填料起到扰流作用，延长了尾气在二段换热管内的停留时间，提高了冷却效率，提高了尾气中残留单体的去除率，尾气中残留单体的浓度由1500mg/m3左右降低至30mg/m3左右，避免了因尾气单体浓度过高引起的尾气输送管线积液、单体自聚堵塞管线的问题；
19.(2)本实用新型的冷凝塔处理后的冷凝液回收后可循环套用，降低了物料消耗，提升产品收率，由改造前的98.5％提升至99％；
20.(3)本实用新型的聚合物多元醇尾气回收冷凝塔，由于不采用水洗方式，实现了零废水排放，利于环保生产。
附图说明
21.图1是本实用新型聚合物多元醇尾气回收冷凝塔的结构示意图；
22.图中：1、尾气出口；2、丝网除沫器；3、除沫层；4、低温冷却液出口；5、二段冷却层；6、二段换热管；7、填料；8、低温冷却液进口；9、循环水出口；10、一段冷却层；11、一段换热
管；12、循环水进口；13、夹套冷却液出口；14、尾气进口；15、液体回收层；16、夹套；17、夹套冷却液进口；18、放液口。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不仅限于此。
24.实施例1
25.如图1所示，一种聚合物多元醇尾气回收冷凝塔，包括塔体、设置在塔体下端侧面的尾气进口14和设置在塔体顶部的尾气出口1，塔底包括由下至上依次分布的液体回收层15、一段冷却层10、二段冷却层5和除沫层3，所述一段冷却层10内部设有一段换热管11，一段冷却层10的壳体设有循环水进口12和循环水出口9；所述二段冷却层5内部设有二段换热管6，二段换热管6内部填充有填料7，二段冷却层5的壳体设有低温冷却液进口8和低温冷却液出口4。
26.其中，一段换热管11和二段换热管6的管程为尾气、壳程为冷却液，一段换热管11和二段换热管6的管程相通，聚合物多元醇尾气从尾气进口1进入塔内，依次进入一段换热管11和二段换热管6进行冷却，尾气中的残留单体冷凝后进入液体回收层15，除去残留单体的尾气经除沫层3除去残留冷凝液滴，从塔体顶部的尾气出口1排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置。
27.采用二段式冷却可以使尾气中的残留单体去除更加彻底，其中一段冷却层10的循环水采用20-30℃的常温水，对尾气中的残留单体进行初步冷凝，二段冷却层5的冷却液温度低于-10℃，进一步对残留单体进行冷凝，二段换热管6内填充填料，起到扰流作用，延长尾气在二段换热管6内的停留时间，提高冷却效率和残留单体的去除率。
28.在选择换热管时，一段换热管11采用尺寸规格为φ25mm*2mm的换热管，二段换热管6采用尺寸规格为φ89mm*2mm的换热管。二段换热管6内部填充的填料7为φ50鲍尔环，鲍尔环的材质不限。
29.尾气中的残留单体冷凝后，进入塔底最下端的液体回收层15，为防止残留单体自聚，液体回收层15外部设有夹套16，夹套上设有夹套冷却液进口17和夹套冷却液出口13，夹套冷却液的温度低于-5℃，使冷凝液保持在一个较低的温度。
30.液体回收层15的底部设有放液口18，当液体回收层15达到一定液位时，通过放液口18排出送入配料系统循环套用，实现重复利用，节约物料。
31.去除残留单体后的尾气由二段换热管6的顶部进入除沫层3，除沫层3内部设有丝网除沫器2，对气体中夹带的冷凝液滴进行去除，然后从塔体顶部的尾气出口1排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置。
32.所述聚合物多元醇尾气回收冷凝塔的工作原理如下：
33.85-90℃的尾气由塔底下端侧面的尾气进口14进入冷凝塔，采用二段式二级冷却，尾气先进入一段冷却层10的一段换热管11，管程为尾气、壳程为20-30℃常温循环水，对尾气进行预冷却；然后进入二段冷却层5的二段换热管6，管程为尾气、壳程为-10℃以下的冷却液，二段换热管6内填充有填料7，通过扰流延长尾气在二段换热管6内的停留时间，进一步对残留单体进行冷凝；经过二级冷却后的尾气进入除沫层3，经丝网除沫器2去除夹带的
冷凝液滴，然后从塔体顶部的尾气出口1排出，进入装置尾气系统进行焚烧处置；尾气中的残留单体冷凝后进入液体回收层15，在夹套16循环冷却液的冷却下，避免了残留单体自聚，当液体回收层15达到一定液位时，通过放液口18排出送入配料系统循环套用，实现重复利用，节约物料。
34.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。