申請日2015.06.18

　　公開(公告)日2016.03.16

　　IPC分類號C02F1/04; C07C317/04; C07C315/06; C02F103/38

　　權(quán)利要求書

　　1.一種碳纖維生產(chǎn)廢水分質(zhì)處理和資源化利用裝置，其特征在于：它包括第一真空泵組、第二真空泵組、丙烯腈脫除塔、二甲基亞砜濃縮塔、粗品塔、精制塔，第一真空泵組連接丙烯腈脫除塔冷凝器和丙烯腈脫除塔回流罐、二甲基亞砜濃縮塔冷凝器和二甲基亞砜濃縮塔回流罐;第二真空泵組連接粗品塔冷凝器和粗品塔回流罐、精制塔冷凝器和精制塔回流罐;精制塔頂換熱器、二甲基亞砜濃縮塔頂換熱器和預熱器依次連接共同構(gòu)成廢水進料預熱系統(tǒng);預熱器連接丙烯腈脫除塔，丙烯腈脫除塔塔底分別連接脫除塔再沸器和脫除塔出料泵，丙烯腈脫除塔塔頂依次連接脫除塔冷凝器、脫除塔回流罐、脫除塔回流泵，脫除塔回流泵一端連接丙烯腈脫除塔，另一端連接丙烯腈廢水處理裝置或廢水深度處理系統(tǒng);

　　丙烯腈脫除塔出料泵出口連接二甲基亞砜濃縮塔，二甲基亞砜濃縮塔塔底分別連接濃縮塔再沸器和濃縮塔出料泵，濃縮塔塔頂依次連接濃縮塔冷凝器、濃縮塔回流罐、濃縮塔回流泵，濃縮塔回流泵出口一端連接二甲基亞砜濃縮塔，另一端連接廢水深度處理系統(tǒng);

　　濃縮塔出料泵出口連接粗品塔，粗品塔塔底分別連接粗品塔再沸器和粗品塔出料泵，粗品塔塔頂依次連接粗品塔冷凝器、粗品塔回流罐、粗品塔回流泵，粗品塔回流泵出口一端連接粗品塔，另一端連接二甲基亞砜濃縮塔;

　　粗品塔出料泵出口連接精制塔，精制塔塔底分別連接精制塔再沸器和精制塔出料泵，精制塔塔頂依次連接精制塔冷凝器、精制塔回流罐、精制塔回流泵，精制塔回流泵出口一端連接精制塔，另一端連接二甲基亞砜純品儲存設(shè)備，精制塔出料泵出口一端連接精制塔再沸器，另一端連接重組分儲存設(shè)備。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維生產(chǎn)廢水分質(zhì)處理和資源化利用裝置，其特征在于：裝置可分隔為獨立的廢水濃縮聯(lián)合裝置和二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置，廢水濃縮聯(lián)合裝置包括丙烯腈脫除塔、二甲基亞砜濃縮塔和第一真空泵組，二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置包括粗品塔、精制塔和第二真空泵組;廢水濃縮聯(lián)合裝置和二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置之間有隔斷閥門連接，一個閥門設(shè)在粗品塔回流泵出口與二甲基亞砜濃縮塔連接的管路上，另一個閥門設(shè)在濃縮塔出料泵出口與粗品塔連接的管路上,關(guān)閉兩個閥門，兩套裝置可各自獨立運行，打開兩個閥門兩套裝置可串聯(lián)運行。

　　說明書

　　碳纖維生產(chǎn)廢水分質(zhì)處理和資源化利用裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型涉及一種碳纖維生產(chǎn)廢水的綜合處理裝置，尤其涉及到含二甲基亞砜—丙烯腈廢水分質(zhì)分離技術(shù)與二甲基亞砜的資源化利用技術(shù)。

　　背景技術(shù)

　　碳纖維是一種力學性能優(yōu)異的新材料，廣泛用于航空、航天、建筑、體育、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域，成為國內(nèi)新材料行業(yè)研發(fā)的熱點。目前國內(nèi)碳纖維企業(yè)多采用二甲基亞砜一步法濕法紡絲工藝進行原絲制備。在聚丙烯腈碳纖維原絲的生產(chǎn)過程中，尤其是二甲基亞砜一步法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程主要產(chǎn)生兩部分廢水：(1)脫單廢水，其中二甲基亞砜含量約為3～5%、丙烯腈含量約為0.5～1%;(2)預牽廢水，其中含有0.5～3%二甲基亞砜和微量丙烯腈。

　　丙烯腈是環(huán)境治理中的高毒污染物之一，不僅破壞水體生態(tài)平衡，還極易危害人體健康;二甲基亞砜化學性質(zhì)穩(wěn)定，物質(zhì)溶解性好、生物滲透性好，是一種常見的萬能溶劑。丙烯腈本身對微生物的毒性加之二甲基亞砜的滲透性，使得此類有機廢水采用的生化、降解等被動環(huán)保處理技術(shù)，存在處理成本高、環(huán)保排放難等諸多問題。目前此類有機廢水尚未有集安全、低成本、資源化利用為一體的綜合處理工藝和技術(shù)，行業(yè)內(nèi)配套污水處理技術(shù)不完善成為制約碳纖維國產(chǎn)規(guī)�；�的瓶頸之一。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實用新型的目的是為了克服上述生產(chǎn)中廢水處理技術(shù)難題，提出一種碳纖維生產(chǎn)廢水分質(zhì)處理和資源化利用裝置，它采用減壓精餾技術(shù)對二甲基亞砜—丙烯腈廢水進行分質(zhì)分離，然后濃縮、提純二甲基亞砜，實現(xiàn)資源化利用。

　　實現(xiàn)本實用新型目的所采取的技術(shù)方案是：該裝置包括第一真空泵組、第二真空泵組、丙烯腈脫除塔、二甲基亞砜濃縮塔、粗品塔、精制塔，第一真空泵組連接丙烯腈脫除塔冷凝器和丙烯腈脫除塔回流罐、二甲基亞砜濃縮塔冷凝器和二甲基亞砜濃縮塔回流罐;第二真空泵組連接粗品塔冷凝器和粗品塔回流罐、精制塔冷凝器和精制塔回流罐;精制塔頂換熱器、二甲基亞砜濃縮塔頂換熱器和預熱器依次連接共同構(gòu)成廢水進料預熱系統(tǒng);預熱器連接丙烯腈脫除塔，丙烯腈脫除塔塔底分別連接脫除塔再沸器和脫除塔出料泵，丙烯腈脫除塔塔頂依次連接脫除塔冷凝器、脫除塔回流罐、脫除塔回流泵，脫除塔回流泵一端連接丙烯腈脫除塔，另一端連接丙烯腈廢水處理裝置或廢水深度處理系統(tǒng);

　　丙烯腈脫除塔出料泵出口連接二甲基亞砜濃縮塔，二甲基亞砜濃縮塔塔底分別連接濃縮塔再沸器和濃縮塔出料泵，濃縮塔塔頂依次連接濃縮塔冷凝器、濃縮塔回流罐、濃縮塔回流泵，濃縮塔回流泵出口一端連接二甲基亞砜濃縮塔，另一端連接廢水深度處理系統(tǒng);

　　濃縮塔出料泵出口連接粗品塔，粗品塔塔底分別連接粗品塔再沸器和粗品塔出料泵，粗品塔塔頂依次連接粗品塔冷凝器、粗品塔回流罐、粗品塔回流泵，粗品塔回流泵出口一端連接粗品塔，另一端連接二甲基亞砜濃縮塔;

　　粗品塔出料泵出口連接精制塔，精制塔塔底分別連接精制塔再沸器和精制塔出料泵，精制塔塔頂依次連接精制塔冷凝器、精制塔回流罐、精制塔回流泵，精制塔回流泵出口一端連接精制塔，另一端連接二甲基亞砜純品儲存設(shè)備，精制塔出料泵出口一端連接精制塔再沸器，另一端連接重組分儲存設(shè)備。

　　裝置可分隔為獨立的廢水濃縮聯(lián)合裝置和二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置，廢水濃縮聯(lián)合裝置包括丙烯腈脫除塔、二甲基亞砜濃縮塔和第一真空泵組，二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置包括粗品塔、精制塔和第二真空泵組，廢水濃縮聯(lián)合裝置和二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置之間有隔斷閥門連接，一個閥門設(shè)在粗品塔回流泵出口與二甲基亞砜濃縮塔連接的管路上，另一個閥門設(shè)在濃縮塔出料泵出口與粗品塔連接的管路上,關(guān)閉兩個閥門，兩套裝置可各自獨立運行，打開兩個閥門兩套裝置可串聯(lián)運行。

　　廢水濃縮聯(lián)合裝置可獨立用于處理含高濃度(≥1%)的丙烯腈廢水或獨立用于含低濃度(≤1%)的二甲基亞砜廢水的處理，由第一進樣口進入裝置脫出丙烯腈和大量水后，濃縮廢水經(jīng)濃縮塔出料泵采出;二甲基亞砜精制聯(lián)合裝置可獨立用于含高濃度(≥60%)的二甲基亞砜廢水的處理，由第二進樣口進入裝置脫出大量水后，高純度二甲基亞砜經(jīng)精制塔回流泵采出。

　　本實用新型的有益效果在于：采用生產(chǎn)廢水預處理技術(shù)，安全有效脫出廢水中高毒物丙烯腈和難降解物二甲基亞砜，提高了生產(chǎn)廢水的可生化性，大幅度降低了廢水的處理成本和緩解環(huán)保排放壓力;設(shè)計塔頂換熱器，既降低了進料預熱器的蒸汽消耗，又減輕了塔頂冷凝器的換熱負荷，實現(xiàn)經(jīng)濟節(jié)約與環(huán)保減排雙重效益;通過連續(xù)精餾工藝從生產(chǎn)廢水中分離、濃縮、提純有經(jīng)濟價值的二甲基亞砜溶劑，降低了生產(chǎn)經(jīng)營成本。