阅读说明：本技术 一种回收莱赛尔纤维生产排气中nmmo的装置及方法和应用 (Device and method for recovering NMMO in exhaust gas generated in lyocell fiber production and application ) 是由 孙华鹏 孙维坤 李永威 刘海星 韩荣桓 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及莱赛尔纤维制备技术领域,尤其涉及一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置及方法和应用。所述装置包括：风房中从进风口至出风口段依次设置有初效过滤器、第一表冷器、中效过滤器、亚高效过滤器,风房的出风口、加压风机、预热塔的进口依次连接,预热塔中从进口至出口段依次设置有第二表冷器、加热器；吹风管与预热塔出口连接,回风管的入口正对吹风管的出口设置,回风管出口、回风风机、旋流板塔入口依次连接,旋流板塔中从进口至出口段依次设置有冷凝水喷头、除雾器；旋流板塔的出口与酸洗涤塔的入口连接,酸洗涤塔中设置有酸液喷头。本发明的方法能够有效实现工艺风中NMMO的回收,提高了NMMO的利用率。(The invention relates to the technical field of preparation of lyocell fibers, in particular to a device and a method for recovering NMMO (N-methyl-MO) in exhaust gas generated in the production of lyocell fibers and application of the device. The device comprises: the air outlet of the air room, the pressurizing fan and the inlet of the preheating tower are sequentially connected, and the preheating tower is sequentially provided with a second surface air cooler and a heater from the inlet to the outlet section; the air blowing pipe is connected with the outlet of the preheating tower, the inlet of the return air pipe is arranged right opposite to the outlet of the air blowing pipe, the outlet of the return air pipe, the return air fan and the inlet of the rotational flow plate tower are sequentially connected, and a condensed water spray head and a demister are sequentially arranged in the rotational flow plate tower from the inlet to the outlet section; the outlet of the cyclone plate tower is connected with the inlet of an acid washing tower, and an acid liquor spray head is arranged in the acid washing tower. The method can effectively realize the recovery of the NMMO in the process wind and improve the utilization rate of the NMMO.)

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置及方法和应用

技术领域

本发明涉及莱赛尔纤维制备技术领域，尤其涉及一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置及方法和应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

N-甲基吗啉氧化物(NMMO)是一种无毒无害的环保型溶剂，国际人造纤维标准化局(简称BISFA)把用有机溶剂溶解法生产的再生纤维素纤维命名为“Lyocell”(中文“莱赛尔”)，莱赛尔纤维是通过把纤维素浆粕溶解在NMMO水溶液中，不经过化学反应进行干湿法纺丝生产出的新型纤维素纤维，莱赛尔纤维力学性能优良，具有棉纤维的舒适性、涤纶的强度，莱赛尔是绿色纤维，其原料是自然界中取之不尽用之不竭的纤维素，废弃物可生物降解。因纺丝过程中纺丝原液温度较高粘度很大，纺丝原液经过喷丝板纺出丝幕需经过一段空气隙再进入凝固浴，得到优良的纤维结构。

发明内容

本发明人发现：丝幕的冷却过程中新鲜空气经过丝幕后含湿量和温度增加并夹带一部分NMMO溶剂排入大气，虽然NMMO无毒无害，但经测算每立方米空气中含有NMMO溶剂的体积占比达到了0.55％，如果能够回收再利用将会极大的降低生产成本。针对上述的问题，本发明旨在提供一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置及方法和应用。本发明不仅能够有效回收排气中NMMO，实现资源利用率更高，还有效改善了纺丝厅环境。

本发明第一目的：提供一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置。

本发明第二目的：提供一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的方法。

本发明第三目的：提供所述回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置和方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，包括：风房、初效过滤器、预热器、第一表冷器、中效过滤器、亚高效过滤器、加压风机、第二表冷器、加热器、吹风管、回风管、回风风机、旋流板塔、冷凝水喷头、除雾器、酸洗涤塔和酸液喷头，其中：

所述风房中，从进风口至出风口段依次设置有初效过滤器、预热器、第一表冷器、中效过滤器、亚高效过滤器，所述风房的出风口、加压风机、预热塔的进口依次连接，所述预热塔中从进口至出口段依次设置有第二表冷器、加热器；所述吹风管与所述预热塔出口连接，所述回风管的入口正对吹风管的出口设置，所述回风管出口、回风风机、旋流板塔入口依次连接，所述旋流板塔中从进口至出口段依次设置有冷凝水喷头、除雾器；所述旋流板塔的出口与酸洗涤塔的入口连接，所述酸洗涤塔中设置有酸液喷头。

其次，本发明公开一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的方法，包括如下步骤：

(1)将室外空气经过无纺布滤袋进入风房，经过初效过滤器粗滤后由预热器(冬季外界气温较低时启用，其他时间可关闭)进行预热，然后进入第一表冷器回收空气中的水汽以供给旋流板塔使用；尤其是在空气湿度大时，一次表冷器的使用既有效利用了空气中的水汽，又满足了丝幕对空气的要求。

(2)经过除水后的空气再经中效过滤器、亚高效过滤器进一步去除空气中颗粒物后进入加压风机；由于空气加压后温度上升，经过第二表冷器和加热器调节温度以达到工艺使用条件，即得工艺风。

(3)工艺风被配送至纺丝机，工艺风经过纺丝丝幕后温度、湿度升高，并携带NMMO溶剂进入回风管，回风进入回风风机加压后送入旋流板塔空气，然后与冷凝水水膜接触，使NMMO溶解在水中，从而实现NMMO的回收，为了避免长时间高温使工艺风中的NMMO分解，提高回收利用率，本发明专门引入冷凝水，一是可以吸收工艺风中的NMMO，二是可以有效降低旋流板塔中的环境温度，尽可能减少NMMO分解。

(4)回收NMMO后的工艺风携带水雾，经过旋流板塔中的除雾器除雾后进入酸洗塔进行酸洗，以便于除去工艺风中携带的碱性气体，酸洗后的工艺风排空。

最后，本发明公开所述回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置在化工等领域中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明提出的装置和方法能够有效实现工艺风中NMMO的回收，提高了NMMO的利用率，避免了浪费。

(2)针对本发明欲回收工艺风中NMMO的目的以及NMMO在高温下会分解的特性，本发明在旋流板塔中专门引入了冷凝水，一是可以吸收工艺风中的NMMO，实现NMMO的回收，二是可以有效降低旋流板塔中的环境温度，尽可能减少NMMO分解，提高NMMO的回收率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1中回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置的结构示意图。

图2为本发明实施例2中回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置的结构示意图。

附图中标记分别代表：1-风房、2-初效过滤器、3-预热器、4-第一表冷器、5-中效过滤器、6-亚高效过滤器、7-加压风机、8-第二表冷器、9-加热器、10-吹风管、11-回风管、12-回风风机、13-旋流板塔、14-冷凝水喷头、15-除雾器、16-酸洗涤塔、17-酸液喷头、18-冷凝器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如，在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如前文所述，丝幕的冷却过程中新鲜空气经过丝幕后含湿量和温度增加并夹带一部分NMMO溶剂排入大气，如果能够回收再利用将会极大的降低生产成本。因此，本发明基于电镀废水提出了一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置及方法。

在一些典型实施方式中，所述风房的进风口与无纺布滤袋连接，以对空气进行预过滤。

在一些典型实施方式中，所述冷凝水喷头通过管道与冷凝器连接。

在一些典型实施方式中，所述冷凝器与第一表冷器连接，室外空气经过第一表冷器后，其中的水汽被冷凝，然后进入冷凝器用做补充冷却水，实现了空气中水汽的充分利用。

在一些典型实施方式中，所述旋流板塔的底部与凝固浴槽连接，空气中的NMMO在旋流板塔经过冷却后，随冷凝水一同落入旋流板塔底部，然后导入凝固浴槽,继续用于莱赛尔纤维的生产，从而实现空气中NMMO的回收利用。

在一些典型实施方式中，所述酸洗涤塔的下部与酸液喷头连通，以便于实现酸液的循环利用，由于NMMO有部分分解会形成碱性气体，为避免直接排放后污染空气，设置酸洗涤塔进行碱性气体的去除。

在一些典型实施方式中，所述酸洗涤塔的下部与污液处理池连接，以便于在需要时将酸洗涤塔底部的污液排出进行处理。

在一些典型实施方式中，步骤(1)中，所述工艺风被配送至纺丝机前，再经过一道300um不锈钢网片进行最后过滤。

在一些典型实施方式中，步骤(3)中，回风风量是供风风量的2-2.5倍。

在一些典型实施方式中，步骤(3)中，所述冷凝水由水表冷凝器或薄膜蒸发器提供，以便于保证冷凝水的温度更低。

在一些典型实施方式中，步骤(3)中，所述冷凝水为脱盐水经过冷凝器换热后得到。

在一些典型实施方式中，步骤(3)中，所述旋流板塔内水温宜控制在10-25℃之间，优选为15℃。

在一些典型实施方式中，步骤(4)中，所述酸洗采用的酸为难挥发性酸；优选为硫酸；可选地，所述酸的pH＝2-3。

现结合附图1-2和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

参考图1，一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，包括：风房1、初效过滤器2、预热器3、第一表冷器4、中效过滤器5、亚高效过滤器6、加压风机7、第二表冷器8、加热器9、吹风管10、回风管11、回风风机12、旋流板塔13、冷凝水喷头14、除雾器15、酸洗涤塔16和酸液喷头17，其中：

所述风房1中，从进风口至出风口段依次设置有初效过滤器2、预热器3、第一表冷器4、中效过滤器5、亚高效过滤器6，所述风房1的出风口、加压风机7、预热塔的进口依次连接，所述预热塔中从进口至出口段依次设置有第二表冷器8、加热器9；所述吹风管10与所述预热塔出口连接，所述回风管11的入口正对吹风管10的出口设置，所述回风管11出口、回风风机12、旋流板塔13入口依次连接，所述旋流板塔13中从进口至出口段依次设置有冷凝水喷头14、除雾器15；所述旋流板塔13的出口与酸洗涤塔16的入口连接，所述酸洗涤塔16中设置有酸液喷头17。

实施例2

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，同实施例1，区别在于：参考图2，所述冷凝水喷头14通过管道与冷凝器18连接，且所述冷凝器18与第一表冷器4连接，室外空气经过第一表冷器4后，其中的水汽被冷凝，然后进入冷凝器18用做补充冷却水，实现了空气中水汽的充分利用。

实施例3

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，同实施例1，区别在于：所述风房1的进风口与无纺布滤袋连接，以对空气进行预过滤。

实施例4

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，同实施例1，区别在于：所述旋流板塔13的底部与凝固浴槽连接，空气中的NMMO在旋流板塔13经过冷却后，随冷凝水一同落入旋流板塔13底部，然后导入凝固浴槽,继续用于莱赛尔纤维的生产，从而实现空气中NMMO的回收利用。

实施例5

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，同实施例1，区别在于：所述酸洗涤塔16的下部与酸液喷头17连通，以便于实现酸液的循环利用，由于NMMO有部分分解会形成碱性气体，为避免直接排放后污染空气，设置酸洗涤塔16进行碱性气体的去除。

实施例6

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的装置，同实施例1，区别在于：所述酸洗涤塔16的下部与污液处理池连接，以便于在需要时将酸洗涤塔16底部的污液排出进行处理。

实施例7

一种回收莱赛尔纤维生产排气中NMMO的方法，采用实施例2所述的装置进行，具体包括如下步骤：

(1)冬季室外气温7℃、空气含湿0.7g/L，将该空气经过无纺布滤袋进入风房1，经过初效过滤器2粗滤后由预热器3进行预热，然后进入第一表冷器4(进水0℃，回水2℃)回收空气中的水汽，空气温度降至4℃，空气含湿降至0.4g/L。

(2)经过除水后的空气再经中效过滤器5、亚高效过滤器6进一步去除空气中颗粒物后进入加压风机7；由于空气加压后温度上升，经过第二表冷器和加热器调节温度以达到工艺使用条件，即得工艺风。

(3)工艺风经过一道300um不锈钢网片进行最后过滤，然后被配送至纺丝机，工艺风经过纺丝丝幕后温度、湿度升高，并携带NMMO进入回风管11，回风风量控制在供风风量的2-2.5倍之间；回风进入回风风机12加压后送入旋流板塔空气13，然后与冷凝水水膜接触，使NMMO溶解在水中，从而实现NMMO的回收，所述冷凝水为脱盐水经过水表冷凝器换热后得到，且旋流板塔内水温宜控制在15±1℃；回收后的NMMO进入凝固浴槽，继续用于纺丝的凝固。

(4)回收NMMO后的工艺风携带水雾，经过旋流板塔中的除雾器15除雾后进入酸洗塔进行酸洗，以除去工艺风中携带的碱性气体，所述酸洗采用的酸为pH＝2的硫酸，酸洗后的工艺风排空。

经过检测，本实施例步骤(3)中工艺风经过纺丝丝幕后，每立方米工艺风中含有NMMO溶剂的体积占比达到了0.55％，但经过后续步骤的回收后，排空的工艺风中的NMMO和碱性气体已经基本检测不到，可以看出，本发明的方法能够有效实现工艺风中NMMO的回收。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。