1.本发明涉及安全环保领域，尤其涉及一种反应釜废气安全收集系统。
背景技术：
2.反应釜是一种反应设备，广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器。由于反应条件较为严格，为维持和保证釜内压力，反应釜上均设有呼吸阀，当釜内压力高于呼吸阀的呼气压力时，阀门打开，反应釜泄压；当釜内压力低于呼吸阀的吸气压力时，阀门打开，反应釜增压。
3.通常情况反应釜对氧气含量较为敏感，吸气阀不能直通大气，故多与氮气管道相连接，釜内低压时吸入氮气。而呼气阀多是直接连通大气，呼出的废气也是直接逸散在空气中。起初，由于反应釜呼出废气风量较小，组分浓度较低，收集较困难，均选择无组织排放。近年来，随着环保要求的加强和厂内环境质量需求的提升，越来越多的反应釜废气纳入了有组织排放，引发了反应釜废气如何收集的问题。
4.反应釜废气收集，安全是首要考虑因素，为保证系统的安全性能，目前使用较多的收集工艺是在反应釜上设置一台集气罩，集气罩的另一端连接有风机，依靠风机形成的负压将逸散气连同周围大气中的空气一起收集起来后输送至废气治理设备，造成废气风量大，浓度低，废气浓度不均匀，废气逸散量大，废气处理装置容量较大，装置成本较高，运行能耗较大等问题。
技术实现要素：
5.本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装方便、运行能耗低的反应釜废气安全收集系统。
6.为解决上述问题，本发明所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：该系统包括反应釜、安全水封罐和废气混合套管；所述反应釜的顶部分别设有加料管、氮气输入管、通气管，底部设有卸料管；所述通气管经单呼阀通过废气引入管与所述安全水封罐相连；所述安全水封罐内设有除雾器，一侧设有补水管，顶部设有废气输送管，底部设有出水管；所述废气输送管与所述废气混合套管相连，该废气混合套管经风机连有废气排放管。
7.所述废气混合套管包括空气吸入管和混合器；所述空气吸入管内通过支撑与所述废气输送管固定连接，且所述废气输送管的一部分伸入所述空气吸入管内；所述废气输送管的末端与所述混合器留有空隙；所述空气吸入管的一端直通大气，另一端与所述混合器相连；所述混合器通过所述风机与所述废气排放管相连。
8.所述加料管上设有给料阀。
9.所述氮气输入管由并联的两路支管构成，一路支管上设有切断阀，另一路支管上设有单吸阀。
10.所述卸料管上设有卸料阀。
11.所述补水管上设有补水阀。
12.所述废气输送管上设有单向阀。
13.所述出水管上设有排水阀。
14.所述安全水封罐内设有液位检测元件。
15.所述废气引入管插入所述安全水封罐中液面以下。
16.本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明中设有单呼阀、单吸阀和通气管，因此，可以通过单呼阀和单吸阀保证反应釜内的压力，并通过单吸阀将氮气吸入反应釜内，同时通过单呼阀和通气管将将反应釜内废气引至安全水封罐内。
17.2、本发明中废气引入管插入安全水封罐中液面以下，可防止安全水封罐内气体反窜，同时阻止下游意外着火时火焰蔓延至反应釜。
18.3、本发明中设有除雾器，该除雾器起气液分离的作用，防止通过单向阀和废气输送管排出的废气中夹带液滴。
19.4、本发明中废气混合套管包括空气吸入管和混合器，依靠混合器将反应釜出来的废气与靠负压吸入的空气在较小空间内迅速混合均匀，防止废气浓度过高、局部富集造成爆燃问题，有效避免了废气逸散，并极大地减少了废气风量。
20.5、本发明中设有安全水封罐，该水封罐不但可以阻止下游意外着火时火焰蔓延至反应釜，而且对反应釜出来的废气进行了缓冲稳流，防止了废气浓度波动较大造成的爆燃问题；同时将反应釜与下游废气治理工艺隔离，提高了反应釜废气收集安全性能的同时避免了下游工艺对反应釜的影响。
21.6、本发明结构简单、安装方便、运行能耗低，还可适用于其他相近或同类型废气的收集，如液体储罐。
附图说明
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
23.图1为本发明的结构示意图。
24.图中：1-反应釜；11-加料管；12-氮气输入管；13-通气管；14-卸料管；15-给料阀；16-切断阀；17-单吸阀；18-卸料阀；19-单呼阀；2-安全水封罐；21-废气引入管；22-除雾器；23-补水管；24-补水阀；25-废气输送管；26-单向阀；27-出水管；28-排水阀；3-废气混合套管；31-空气吸入管；32-混合器；4-风机；5-废气排放管。
具体实施方式
25.如图1所示，一种反应釜废气安全收集系统，该系统包括反应釜1、安全水封罐2和废气混合套管3。反应釜1的顶部分别设有加料管11、氮气输入管12、通气管13，底部设有卸料管14；通气管13经单呼阀19通过废气引入管21与安全水封罐2相连；安全水封罐2内设有除雾器22，一侧设有补水管23，顶部设有废气输送管25，底部设有出水管27；废气输送管25与废气混合套管3相连，该废气混合套管3经风机4连有废气排放管5。
26.其中：废气混合套管3包括空气吸入管31和混合器32；空气吸入管31内通过支撑与废气输送管25固定连接，且废气输送管25的一部分伸入空气吸入管31内；废气输送管25的末端与混合器32留有空隙；通过这段距离，间接地将安全水封与大气相贯通。空气吸入管31
的一端直通大气，另一端与混合器32相连；混合器32通过风机4与废气排放管5相连。
27.通过废气混合套管3出口的风机4，维持空气吸入管31呈负压状态，空气靠负压从大气中吸入，在混合器32内与废气进行混合，对废气进行稀释。
28.混合器32拥有多种形式，如涡流式、折流式、喷射式等。
29.加料管11上设有给料阀15。
30.氮气输入管12由并联的两路支管构成，一路支管上设有切断阀16，另一路支管上设有单吸阀17。
31.卸料管14上设有卸料阀18。
32.补水管23上设有补水阀24。
33.废气输送管25上设有单向阀26。
34.出水管27上设有排水阀28。
35.安全水封罐2内设有液位检测元件。液位检测元件同补水阀24、排水阀28联锁一同保证安全水封罐2内的液位。液位较低时，打开补水阀24进行补水工作，防止液位较低废气引入管21裸露至液面上方；液位较高时，打开排水阀28进行排水工作，防止液位没过除雾器22进入废气输送管25。
36.废气引入管21插入安全水封罐2中液面以下，防止安全水封罐2内气体反窜，同时阻止下游意外着火时火焰蔓延至反应釜1。反应釜1内的废气通过废气引入管21进入安全水封，然后通过废气输送管25排出。
37.考虑反应釜1内废气排放的间歇性，风机4除常规配置外还包括压力检测元件、变频器；压力检测元件设在安全水封罐2的废气输送管25上，压力检测信号与变频器联锁，根据废气输送管25上压力调整风机4的转速，在实现气体输送的同时达到节能的目的。
38.当废气输送管25上有压力显示，自动启动风机4，风机4启动后，废气混合套管3的空气吸入管31呈负压状态，将来自废气输送管25的反应釜1内的废气同来自空气吸入管25的空气一起吸入混合器32内混合后通过废气排放管5送至下游废气治理装置，完成废气输送工作；当无废气排出时，即废气输送管25上压力无显示时，风机4进入停机或是待机状态，节约能耗。
39.压力检测元件需尽量安装在靠近单向阀26的位置，有效保证风机4的动作时间。
40.反应釜1工作过程中，当釜内压力达到额定吸入压力时，单吸阀17开启，氮气通过氮气输入管12进入反应釜1；当釜内压力达到额定呼出压力时，单呼阀19开启，釜内气体通过通气管13排出。实际应用中氮气起保护气的功能，可根据釜内物料选用其他气体做保护气。
41.反应釜1给料前，给料阀15和卸料阀18均关闭，切断阀16开启进行充氮吹扫工作。
42.吹扫完成，切断阀16关闭、给料阀15开启，卸料阀18关闭，反应釜1进入给料状态，物料通过加料管11充入，釜内压力增加，单呼阀19开启，釜内气体通过通气管13排出，给料状态釜内废气排出量较大，浓度较高，呈连续排放状态。
43.给料结束，反应釜1处于正常工作状态，给料阀15和卸料阀18均关闭，物料在釜内进行硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等反应，造成釜内压力波动，通过单吸阀17和单呼阀19的配合，保证反应釜1内的压力。正常工作状态反应釜1中或单吸阀17打开，进行吸氮增压；或单呼阀19打开，进行排气减压。此工况下釜内排出的废气量较小、浓度较低，呈间歇排
放状态。
44.反应完成、卸料状态时，给料阀15关闭，卸料阀18开启，物料通过卸料管14排出，釜内压力降低，单吸阀17开启，氮气通过氮气输入管12进入釜内，卸料状态无废气排出。技术特征：
1.一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：该系统包括反应釜（1）、安全水封罐（2）和废气混合套管（3）；所述反应釜（1）的顶部分别设有加料管（11）、氮气输入管（12）、通气管（13），底部设有卸料管（14）；所述通气管（13）经单呼阀（19）通过废气引入管（21）与所述安全水封罐（2）相连；所述安全水封罐（2）内设有除雾器（22），一侧设有补水管（23），顶部设有废气输送管（25），底部设有出水管（27）；所述废气输送管（25）与所述废气混合套管（3）相连，该废气混合套管（3）经风机（4）连有废气排放管（5）。2.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述废气混合套管（3）包括空气吸入管（31）和混合器（32）；所述空气吸入管（31）内通过支撑与所述废气输送管（25）固定连接，且所述废气输送管（25）的一部分伸入所述空气吸入管（31）内；所述废气输送管（25）的末端与所述混合器（32）留有空隙；所述空气吸入管（31）的一端直通大气，另一端与所述混合器32相连；所述混合器（32）通过所述风机（4）与所述废气排放管（5）相连。3.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述加料管（11）上设有给料阀（15）。4.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述氮气输入管（12）由并联的两路支管构成，一路支管上设有切断阀（16），另一路支管上设有单吸阀（17）。5.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述卸料管（14）上设有卸料阀（18）。6.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述补水管（23）上设有补水阀（24）。7.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述废气输送管（25）上设有单向阀（26）。8.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述出水管（27）上设有排水阀（28）。9.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述安全水封罐（2）内设有液位检测元件。10.如权利要求1所述的一种反应釜废气安全收集系统，其特征在于：所述废气引入管（21）插入所述安全水封罐（2）中液面以下。
技术总结
本发明涉及一种反应釜废气安全收集系统，该系统包括反应釜、安全水封罐和废气混合套管。所述反应釜的顶部分别设有加料管、氮气输入管、通气管，底部设有卸料管；所述通气管经单呼阀通过废气引入管与所述安全水封罐相连；所述安全水封罐内设有除雾器，一侧设有补水管，顶部设有废气输送管，底部设有出水管；所述废气输送管与所述废气混合套管相连，该废气混合套管经风机连有废气排放管。本发明结构简单、安装方便、运行能耗低。运行能耗低。运行能耗低。
技术研发人员：杨振华 王明秋 陈聪仁 刘亚东 刘宝龙 谢斌 苏阳 陈磊
受保护的技术使用者：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2022/7/25
声明：
“反应釜废气安全收集系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
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2024年09月11日 ~ 13日 
