一种醋酸甲酯生产废气的回收设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及废气回收技术领域，具体涉及一种醋酸甲酯生产废气的回收设备及其使用方法。

背景技术

醋酸甲酯是醋酸酯类产品，在其工业生产过程中多以硫酸作为催化剂，利用醋酸与甲醇等化学药剂在硫酸催化剂存在下酯化生产，在其生产过程中产生包含醋酸甲醇、甲醇、水蒸气和酸性物质的混合废气，其中存在的少量醋酸甲酯或甲醇具备回收价值，特别是在大批量的工业生产中，其产生的废气中存在的醋酸甲酯或甲醇量较大，对此现行生产过程还需要对其产生的废气进行二次回收利用。

回收利用的本质是利用处理塔等设备净化有害气体、利用冷凝原理分离其中的气－液，之后再对分离得到的液体进行二次处理，需要说明的是：醋酸甲酯生产中的化学反应效率不同，继而废气产生速率存在差异，若采取先储存废气后回收处理这一工艺，需要在整体生产过程中增设废气储存中转这一步骤，增加了生产成本；若采取废气同步排入到处理塔或冷凝塔这一工艺，因为废气产生速率不同，较高量或较低量的废气排入到处理塔或冷凝塔中时，也会间接影响到上述二者的处理效率，如出现处理效果较低或二者处理能力浪费等问题。

对此，本申请提出了一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醋酸甲酯生产废气的回收设备及其使用方法，用于解决当前醋酸甲酯生产废气在回收处理时因废气产生量的差异，间接影响到后续处理塔和冷凝塔等设备的处理效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种醋酸甲酯生产废气的回收设备，包括处理塔和抽气泵，所述处理塔外部设置有中转塔，所述中转塔上端位置、下端位置和外壁位置上分别安装有主气管、液管和副气管，且中转塔内部沿竖直方向分别设置有定向块、活塞橡胶块；

所述中转塔正上方位置上安装有电动伸缩缸，所述电动伸缩缸输出端位置上安装有呈竖向设置的活动导管，所述活动导管向下贯穿至中转塔的内部，且活动导管与定向块、活塞橡胶块之间为滑动连接、固定连接，所述活塞橡胶块内部上侧位置和下表面中心点位置分别安装有冷凝管和导热管；

所述活动导管沿从上到下的方向分别开设有上通口和下通口，所述中转塔内部沿定向块、活塞橡胶块分别设置有气仓、中转仓和液仓，所述主气管一端与气仓之间连通，且主气管另一端安装在抽气泵的进气端位置上，所述抽气泵出气端与处理塔之间设置有气管，所述副气管与中转仓或液仓之间连通，所述液管与液仓内部之间连通，所述中转塔对应中转仓和液仓的圆周外壁位置上安装有呈竖向设置的回气管，所述回气管与中转塔的相交处位置沿从上到下的方向分别设置为上气口和下气口，且回气管上设置有电磁阀。

进一步设置为：所述中转塔的圆周外壁位置上安装有气体压力传感器，所述气体压力传感器的探头位于中转仓和气仓的内部，所述中转塔外部位置上设置有控制器。

进一步设置为：所述上通口的设置长度大于定向块的设置厚度，所述下通口设置在活动导管与活塞橡胶块的相交处位置上。

进一步设置为：所述活塞橡胶块的横截面呈圆锥状，且活塞橡胶块在中转塔内壁位置上沿竖直方向为滑动连接，所述定向块与中转塔之间为固定连接。

进一步设置为：所述活塞橡胶块通过电动伸缩缸进行移动的过程中，配合定向块设置有如下状态：

A：上气口、副气管与中转仓内部连通，下气口与液仓内部连通，上通口位于中转仓的内部且与气仓内部不连通；

B：活塞橡胶块堵住副气管，上气口与中转仓内部连通，且上气口与活塞橡胶块上侧斜面之间相切或活塞橡胶块堵住上气口，下气口与液仓内部连通，上通口上移且连通气仓和中转仓；

C：活塞橡胶块下移且堵住下气口，上气口、副气管与中转仓内部连通，上通口和下通口均位于中转仓的内部，气仓与中转仓之间不连通。

一种醋酸甲酯生产废气的回收设备的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：废气沿副气管进入到中转塔中，废气通过冷凝管进行冷凝过程获得气体和液体，液体在进入到液仓后通过导热管进行二次蒸发，根据A、B、C三种状态形成如下流向：

流向一：在A状态中，废气持续进入到中转仓中，且废气在中转仓中进行冷凝，气体保留在中转仓中，液体通过回气管流入到液仓中；

流向二：在B状态中，废气无法进入到中转仓中，而中转仓中保留的液体从回气管中流入到液仓且气体从中转仓中流入到气仓中，或中转仓中保留的液体保留在中转仓中且气体从中转仓中流入到气仓，最终通过抽气泵将气体抽入到处理塔中；

流向三：在C状态中，废气持续进入到中转仓中进行冷凝，气体和液体均保留在中转仓中，且液体无法进入到液仓中；

步骤二：在步骤二进行时通过控制器设置有压力检测动作，压力检测动作通过气体压力传感器检测得到的中转仓中的气压和处理塔的处理能力控制电动伸缩缸的运动状态，处理能力用于表示处理塔在对气体处理时的单位时间气体消耗量，具体包含如下动作：

动作一：在回收设备运行中，以A状态作为初始位置，在A状态下，回气管通过电磁阀处于封闭状态，对废气进行冷凝的同时对其中的气体进行储存；

动作二：在处理塔的处理能力较强时，从A状态进入到B状态，气体进入到气仓，气仓处于注气增压阶段、中转仓处于泄气降压阶段，在泄气降压阶段与注气增压阶段中通过气体压力传感器的显示数值打开电磁阀，使中转仓的液体进入到液仓中；

动作三：在处理塔处理能力较低时，从B状态或A状态切换到C状态，废气持续进入到中转仓中，气体和液体不会进入到气仓和液仓中，并通过电磁阀封闭回气管，在处理塔处理能力从较低切换到较高时，从C状态切换到B状态。

本发明具备下述有益效果：

1、针对醋酸甲酯生产过程中所产生的废气处理过程，主要在将废气输送到处理塔这一过程中增设中转塔，中转塔的目的在于将废气输送过程设置为废气进入到中转塔内部的输入过程和气体从中转塔输送到处理塔内部的排出过程，两个过程为分隔状态其而互不主动干涉，其排出过程主要针对废气在中转塔内部进行冷凝后所形成的气体，且为了配合输入过程和排出过程增设活塞橡胶块，结合活塞橡胶块的位置关系形成三种气体/液体流动方向，其目的是：配合处理塔的处理能力，根据处理能力自主切换排出过程中的气体量，避免不同产量的废气输入过程影响到处理塔的处理效果，具体表现为：以处理塔处理能力为前提，结合中转仓内部气体变化，切换活塞橡胶块的设置位置，对中转仓中所储存的气体进行“挤压”，配合抽气泵向处理塔内部输送定量的气体，整体设备不会主动干涉到处理塔的处理过程，仅仅作为中转结构；

2、以上述内容为基础，以气体压力传感器主要检测中转仓内部的气压变化，结合到处理塔的处理能力，不需要直接测量废气的产生量，而是以处理能力为主导、以气压变化为变量，以稳定气体输送到处理塔的流量和流速为目的，以控制器自主适应气压变化和处理能力，自主切换上述气体/液体流动方向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备中中转塔的剖切图；

图3为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备A状态的位置关系图；

图4为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备B状态的位置关系图；

图5为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备C状态的位置关系图；

图6为本发明提出的一种醋酸甲酯生产废气的回收设备中活动导管的剖切图。

图中：1、处理塔；2、控制器；3、抽气泵；4、液管；5、回气管；501、上气口；502、下气口；6、中转塔；601、气仓；602、中转仓；603、液仓；7、活动导管；701、上通口；702、下通口；8、电动伸缩缸；9、主气管；10、气体压力传感器；11、副气管；12、活塞橡胶块；13、定向块；14、导热管；15、冷凝管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

对传统废气的处理过程来说，醋酸甲酯生产中的化学反应效率不同，继而废气产生速率存在差异，若采取先储存废气后回收处理这一工艺，需要在整体生产过程中增设废气储存中转这一步骤，增加了生产成本；若采取废气同步排入到处理塔或冷凝塔这一工艺，因为废气产生速率不同，较高量或较低量的废气排入到处理塔或冷凝塔中时，也会间接影响到上述二者的处理效率，如出现处理效果较低或二者处理能力浪费等问题，对此提出了如下的技术方案：

参照图1～6，一种醋酸甲酯生产废气的回收设备，包括处理塔1和抽气泵3，处理塔1外部设置有中转塔6，中转塔6上端位置、下端位置和外壁位置上分别安装有主气管9、液管4和副气管11，且中转塔6内部沿竖直方向分别设置有定向块13、活塞橡胶块12；

中转塔6正上方位置上安装有电动伸缩缸8，电动伸缩缸8输出端位置上安装有呈竖向设置的活动导管7，活动导管7向下贯穿至中转塔6的内部，且活动导管7与定向块13、活塞橡胶块12之间为滑动连接、固定连接，活塞橡胶块12内部上侧位置和下表面中心点位置分别安装有冷凝管15和导热管14；

活动导管7沿从上到下的方向分别开设有上通口701和下通口702，中转塔6内部沿定向块13、活塞橡胶块12分别设置有气仓601、中转仓602和液仓603，主气管9一端与气仓601之间连通，且主气管9另一端安装在抽气泵3的进气端位置上，抽气泵3出气端与处理塔1之间设置有气管，副气管11与中转仓602或液仓603之间连通，液管4与液仓603内部之间连通，中转塔6对应中转仓602和液仓603的圆周外壁位置上安装有呈竖向设置的回气管5，回气管5与中转塔6的相交处位置沿从上到下的方向分别设置为上气口501和下气口502，且回气管5上设置有电磁阀。

基本原理：以图1和图3进行说明的是：其中的副气管11作为醋酸甲酯生产废气的直接进口，其中的主气管9用于将中转管1内部产生的气体输送到处理塔1中，对气体进行二次处理，关于处理塔1的运行方式在本发明中不作说明；

其中的中转塔6仅仅作为废气的中转结构，不会主动参与到废气的相关处理过程，仅仅是对废气进行冷凝，具体使用到冷凝管15对输送到中转仓602中的废气进行强制冷凝形成气体和液体，对气体和液体进行分批处理，处理塔6主要针对气体进行处理，而液体通过集中收集后处理，而气体从中转仓602排入到处理塔排出过程与废气直接输送到中转塔6输入过程这两个过程互不主动干涉影响，其目的是：避免不同产生量废气的输入过程影响到处理塔6的处理过程。

实施例二

本实施例对实施例一中的基本原理进行优化改进：

中转塔6的圆周外壁位置上安装有气体压力传感器10，气体压力传感器10的探头位于中转仓602和气仓601的内部，中转塔6外部位置上设置有控制器2，上通口701的设置长度大于定向块13的设置厚度，下通口702设置在活动导管7与活塞橡胶块12的相交处位置上，活塞橡胶块12的横截面呈圆锥状，且活塞橡胶块12在中转塔6内壁位置上沿竖直方向为滑动连接，定向块13与中转塔6之间为固定连接。

活塞橡胶块12通过电动伸缩缸8进行移动的过程中，配合定向块13设置有如下状态：

A：上气口501、副气管11与中转仓602内部连通，下气口502与液仓603内部连通，上通口701位于中转仓602的内部且与气仓601内部不连通；

B：活塞橡胶块12堵住副气管11，上气口501与中转仓602内部连通，且上气口501与活塞橡胶块12上侧斜面之间相切或活塞橡胶块12堵住上气口501，下气口502与液仓603内部连通，上通口701上移且连通气仓601和中转仓602；

C：活塞橡胶块12下移且堵住下气口502，上气口501、副气管11与中转仓602内部连通，上通口701和下通口702均位于中转仓602的内部，气仓601与中转仓602之间不连通。

方案说明：参照图2和图6进行说明的是：为了确保气体从中转仓602排入到处理塔排出过程与废气直接输送到中转塔6输入过程这两个过程互不主动干涉影响，所以需要以固定安装的定向块13位置为基础，再以活动式的活塞橡胶块12作为调节位置的关键位置，在理论上，气仓601的体积始终发生不变，而中转仓602和液仓603的体积随着活塞橡胶块12的位置进行变化，但是二者体积之和为定值，且同步发生变化的为副气管11的废气进入过程和回气管5的连通过程；

并且为了确保废气通过冷凝管15的冷凝动作，所以限制活塞橡胶块12上侧部分为圆锥体，其目的是确保冷凝后的液体可以沿斜面滑下，结合上述A、B、C三种状态，用于表示整体中转塔6在配合处理塔1所产生的动作变化。

实施例三

针对实施例一和实施例二提出如下的使用方法：

一种醋酸甲酯生产废气的回收设备的使用方法，回收设备的使用方法包括如下步骤：

步骤一：废气沿副气管11进入到中转塔6中，废气通过冷凝管15进行冷凝过程获得气体和液体，液体在进入到液仓603后通过导热管14进行二次蒸发，根据A、B、C三个状态形成如下流向：

流向一：在A状态中，废气持续进入到中转仓602中，且废气在中转仓602中进行冷凝，气体保留在中转仓602中，液体通过回气管5流入到液仓603中；

流向二：在B状态中，废气无法进入到中转仓602中，而中转仓602中保留的液体从回气管5中流入到液仓603且气体从中转仓602中流入到气仓601中，或中转仓602中保留的液体保留在中转仓602中且气体从中转仓602中流入到气仓601，最终通过抽气泵3将气体抽入到处理塔1中；

流向三：在C状态中，废气持续进入到中转仓602中进行冷凝，气体和液体均保留在中转仓602中，且液体无法进入到液仓603中；

步骤二：在步骤二进行时通过控制器2设置有压力检测动作，压力检测动作通过气体压力传感器10检测得到的中转仓602中的气压和处理塔1的处理能力控制电动伸缩缸8的运动状态，处理能力用于表示处理塔1在对气体处理时的单位时间气体消耗量，具体包含如下动作：

动作一：在回收设备运行中，以A状态作为初始位置，在A状态下，回气管5通过电磁阀处于封闭状态，对废气进行冷凝的同时对其中的气体进行储存；

动作二：在处理塔1的处理能力较强时，从A状态进入到B状态，气体进入到气仓601，气仓601处于注气增压阶段、中转仓602处于泄气降压阶段，在泄气降压阶段与注气增压阶段中通过气体压力传感器10的显示数值打开电磁阀，使中转仓602的液体进入到液仓603中；

动作三：在处理塔1处理能力较低时，从B状态或A状态切换到C状态，废气持续进入到中转仓602中，气体和液体不会进入到气仓601和液仓603中，并通过电磁阀封闭回气管5，在处理塔1处理能力从较低切换到较高时，从C状态切换到B状态。

方案说明：首先根据废气的处理方式选择对应规格的处理塔1，每种处理塔1具备相对应的处理能力，处理能力用于表示单位时间内处理气体时的气体消耗量，对此在整体设备投入使用时，首先以A状态进行正常运行，可参照图3，这一状态下，冷凝时产生的气体不会进入到气仓601中，在标定A状态为初始位置时，所以在A状态下，气仓601内并无气体，气体和液体主要保存在中转仓602内部，从而可以利用气体压力传感器10检测中转仓602内部的气压变化，从而判断中转仓602内部所储存的气体量；

所以在处理塔1开始运行时，可以从A状态切换到B状态，该过程是为了满足气体进入到气仓601中，可以依赖中转仓602内部的气压，也可以利用到抽气泵3的抽气过程，其目的是将气体抽入到气仓601中进行保存，但是液体依旧保留在中转仓602中；

继而当中转仓602内部液体储存量较大时，可以使B状态重新切换到A状态，并打开回气管5上的电磁阀，具体是将回气管5上的上气口501与活塞橡胶块12斜面相切，使液体回流到液仓603中，并在液仓603中对液体进行二次加热使其蒸发，此外，当处理能力降低时，需要要求气体继续保存在中转仓602，为了在增加气体储存量，在A状态下可以直接打开回气管5上的电磁阀，从而中转仓602中的气体也可以进入到液仓603中，并可以通过将B状态切换到C状态，其目的是增加中转仓602的体积而缩小液仓603的体积，直至活塞橡胶块12堵住下气口502，从而中转仓602内部体积增加到最大值，可以用来储存较大容量的体积；

而在从B状态切换到C状态时，也可以将液仓603内部存在的气体沿回气管5挤入到中转仓602中；

结合上述内容进行说明的是：不需要测量废气注入到中转塔6内部的总量，而是以气体压力传感器10检测中转仓602内部和气仓601内部的气压变化，从而可以计算得到中转仓602内部和气仓601内部的气体量，继而根据处理塔1的处理能力决定气仓601需要的气体总量，结合到气仓601内部的气体量，当气仓601内部气体量高于处理能力时，需要以中转仓602对气体进行临时储存，反之当气仓601内部气体量低于处理能力时，需要以中转仓602对气体进行补充，主要通过切换A、B、C三种状态。

综上：将废气的输入过程和排出过程进行分隔，且在废气输入过程中对废气进行初级冷凝得到液体和气体，排出过程主要针对气体，在此基础之上，通过活动式的活塞橡胶块形成三种气体/液体流动方向，其目的是：配合处理塔的处理能力，根据处理能力自主切换排出过程中的气体量，避免不同产量的废气输入过程影响到处理塔的处理效果，具体表现为：以处理塔处理能力为前提，结合中转仓内部气体变化，切换活塞橡胶块的设置位置，对中转仓中所储存的气体进行“挤压”，配合抽气泵向处理塔内部输送定量的气体，整体设备不会主动干涉到处理塔的处理过程，仅仅作为中转结构。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。