專利名稱：一種煙絲膨脹劑的回收方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草工業(yè)的一種煙絲膨脹的方法，具體地涉及一種煙絲膨脹劑的回收
方法。
背景技術(shù)：
煙絲膨脹技術(shù)是上世紀(jì)60年代末70年代初迅速發(fā)展起來的新技術(shù)。煙絲經(jīng)過膨 脹處理后可明顯提高填充能力，因而減少了巻煙的單箱煙葉消耗，降低了煙支中尼古丁含 量。巻煙中摻入膨脹煙絲，可增強(qiáng)其燃燒性能，進(jìn)而降低煙支中的焦油含量。據(jù)測(cè)算在巻煙 中摻入10%的膨脹煙絲，可節(jié)省7-8%的煙絲，每支巻煙的焦油含量可降低2mg左右，因此 世界各國(guó)都在爭(zhēng)相開發(fā)新型的煙絲膨脹技術(shù)及其配套設(shè)備。 目前各企業(yè)都在向著節(jié)能、節(jié)源以及環(huán)?；姆较虬l(fā)展，利用廢棄資源回收的各 種產(chǎn)品，廢渣綜合利用，廢液綜合利用等。同時(shí)能源的消耗又是環(huán)境污染的主要來源之一， 所以節(jié)能、節(jié)源是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大問題，如何將廢棄物回收循環(huán)利用減輕對(duì)環(huán)境的 污染同時(shí)能夠降低生產(chǎn)成本是企業(yè)力求的目標(biāo)。在煙草行業(yè)，將煙絲膨脹工藝中使用的資 源充分的循環(huán)利用是企業(yè)提高效益的一個(gè)重要手段。 在煙絲膨脹技術(shù)中現(xiàn)階段在世界上常用的技術(shù)是二氧化碳煙絲膨脹技術(shù)，氟利昂 煙絲膨脹技術(shù)，氮?dú)鉄熃z膨脹技術(shù)，其中又以二氧化碳煙絲膨脹技術(shù)使用最為普遍，二氧化 碳的回收方法包括將浸漬后的二氧化碳低壓回收，將其壓縮，然后再高壓回收，經(jīng)壓縮、冷 卻后重新利用到浸漬過程中。二氧化碳煙絲膨脹工藝在浸漬或浸漬過程中，所需要的壓力 都很高，對(duì)設(shè)備的要求高，給工業(yè)化連續(xù)大生產(chǎn)是不利。 氟利昂CFC-ll為膨脹劑的煙絲膨脹工藝中，在現(xiàn)有技術(shù)的浸漬過程有氣體介質(zhì) 或液體介質(zhì)。氣態(tài)CFC-11浸漬煙絲，其具體的加工方法為1、將一定量的煙絲加入已預(yù) 熱至6(TC以上的加工罐中，當(dāng)加工罐密封后，用蒸汽噴射器抽真空，直至罐內(nèi)真空度達(dá)到 0. 01Mpa ;2、冷罐內(nèi)的CFC-ll液體經(jīng)過蒸發(fā)器氣化，并注入加工罐浸漬煙絲，當(dāng)加工罐內(nèi)的 氣壓達(dá)到O. 5MPa后停止注入CFC-ll氣體；3、當(dāng)加工罐內(nèi)煙絲被CFC-ll氣體浸漬一定時(shí)間 后，將CFC-ll氣體回收到熱罐中，再冷罐中冷凝液化；4、當(dāng)加工罐內(nèi)CFC-ll氣體回收后，罐 內(nèi)壓力降低到O. 11Mpa時(shí)，向罐內(nèi)注入O. 35-0. 4Mpa壓力的干蒸氣，煙絲被加熱而細(xì)胞結(jié)構(gòu) 得到膨脹，加工罐內(nèi)溫度升至93-94°C ;5、將CFC-ll氣體送入冷罐中，經(jīng)13-15。C的水噴淋 使其液化，直至加工罐內(nèi)真空度達(dá)到0. 01-0. 03Mpa后停止抽真空；6、使加工罐內(nèi)壓力逐步 恢復(fù)到常壓，開啟罐蓋，取出膨脹煙絲，經(jīng)風(fēng)送使膨脹煙絲松散、冷卻，并送入貯絲房貯存。
用CFC-ll液體浸漬煙絲，具體的加工方法為1、切后煙絲經(jīng)定量喂料機(jī)和皮帶秤 計(jì)量，連續(xù)均勻地通過氣鎖旋轉(zhuǎn)閥門，進(jìn)入浸漬器；2、煙絲在浸漬器內(nèi)螺旋推進(jìn)，被一定溫 度和壓力的液態(tài)CFC-ll浸漬，經(jīng)氣鎖旋轉(zhuǎn)閥門送到循環(huán)熱風(fēng)膨脹系統(tǒng)內(nèi)；3、浸漬后的煙絲 在膨脹塔內(nèi)輸送過程中，煙絲內(nèi)的CFC-11快速氣化，煙絲得到膨脹，膨脹煙絲經(jīng)旋風(fēng)分離 器和脫氣滾筒，卸入回潮滾筒；4、膨脹煙絲經(jīng)過回潮處理，含水率增至巻制所要求的標(biāo)準(zhǔn)范 圍內(nèi)；5、CFC-11的回收與供給為一循環(huán)系統(tǒng)，從膨脹系統(tǒng)和脫氣滾筒回收的CFC-11與水蒸氣混合氣體，經(jīng)過壓縮與水蒸氣冷凝、CFC-11被冷卻成液體后，回收至貯罐循環(huán)使用。
上述的幾種煙絲膨脹工藝中，是通過使用氣態(tài)或液態(tài)的膨脹劑對(duì)煙絲浸漬處理， 浸漬后煙絲的重量變化不理想，最后得到的膨脹煙絲的效果也有些欠缺，在膨脹劑的回收 工藝中，加工罐內(nèi)的液體不能充分進(jìn)行提純、回收，煙絲中部分雜質(zhì)不能被CFC-ll帶出，對(duì) 膨脹煙絲的質(zhì)量造成影響。并且在浸漬后膨脹劑回收過程浸漬過的膨脹劑不能很好的重新 提純，所以影響其循環(huán)利用的效果。 隨著膨脹劑種類的不斷增多，對(duì)不同性能的膨脹劑的回收方法也隨著出現(xiàn)，為了 持續(xù)性發(fā)展，需要更節(jié)能、節(jié)源以及高效的回收方法完成對(duì)膨化劑的循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種煙絲膨脹劑的回收方法，經(jīng)過回收裝置，將浸漬設(shè)備
內(nèi)的液態(tài)膨脹劑很好的提純、回收，同時(shí)可以將煙絲中的部分雜質(zhì)去除，吃味改善；通過多
種途徑將膨脹劑均回收利用，同時(shí)所用的冷卻水也可以循環(huán)利用，這種回收方法將膨脹劑
和水循環(huán)利用，幾乎沒有對(duì)環(huán)境污染，降低了工業(yè)成本，滿足工業(yè)化大生產(chǎn)的需要。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種煙絲膨脹劑回收裝置，所述回收裝置回收效率
高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的一種煙絲膨脹的回收方法，所采用的技術(shù)方案為將煙絲在
膨脹劑中浸漬，再回收浸漬設(shè)備中的膨脹劑，最后將浸漬后的煙絲膨脹處理，所述膨脹劑的
沸點(diǎn)或共沸點(diǎn)為20-8(TC，其特征在于，將浸漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹劑回收并使其氣化；氣化
后的膨脹劑經(jīng)初步冷卻后再進(jìn)一步冷凝為液態(tài)，冷凝后的膨脹劑貯罐循環(huán)使用。 所述的浸漬包括煙絲在液態(tài)膨脹劑或/和氣態(tài)膨脹劑中浸漬。 煙絲浸漬后浸漬設(shè)備中氣態(tài)膨脹劑的回收包括將浸漬設(shè)備中的氣態(tài)膨脹劑先初
步冷卻再進(jìn)一步冷凝為液態(tài)，冷凝后的膨脹劑貯罐循環(huán)使用。 所述的初步冷卻包括包括通過噴淋水介質(zhì)將氣態(tài)膨脹劑的溫度降低，所述水的溫 度為65 70°C。 在初步冷卻過程中不僅可以將氣態(tài)膨脹劑的溫度降低，并且可以起到純化作用， 利用介質(zhì)水將氣體夾帶的所有的雜質(zhì)包括水蒸汽除去，進(jìn)一步凈化膨脹劑，同時(shí)便于氣態(tài) 膨脹劑在冷凝過程中充分的液化。水的溫度應(yīng)控制在65 7(TC，如果水溫太低在初步冷 卻的過程中將一部分膨脹劑液化，冷卻后的溶液并不貯存于介質(zhì)貯罐里的，導(dǎo)致膨脹劑在 此過程損失了一部分；反之，如果水溫太高不能將氣態(tài)膨脹劑夾帶的雜質(zhì)、水蒸汽等物質(zhì)除 去，并且氣態(tài)膨脹劑的溫度沒有降低多少，對(duì)之后的冷凝過程是不利的，可能導(dǎo)致氣態(tài)膨脹 劑不能充分的液化，有部分以氣態(tài)的形式排出，不能充分利用。 所述的冷凝包括經(jīng)初步冷卻的氣態(tài)膨脹劑在立式的冷凝器中通過噴淋水介質(zhì)使 氣態(tài)膨脹劑液化。所述的水的溫度為10-15°C。 在回收的液態(tài)膨脹劑時(shí)，先將其汽化，經(jīng)過汽化過程將膨脹劑在浸漬過程中夾帶 著的雜質(zhì)除去，凈化了膨脹劑?，F(xiàn)有技術(shù)公開的氟利昂膨脹劑浸漬煙絲的工藝中，沒有對(duì)浸 漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹劑回收，僅將在膨脹過程或脫氣過程中的氣態(tài)的膨脹劑回收利用，既 浸漬設(shè)備的液態(tài)膨脹劑被反復(fù)多次的利用浸漬，由于沒有將其很好的純化而反復(fù)利用，浸 漬后的煙絲膨脹后的顏色、口味等性能均不好。本發(fā)明將液態(tài)膨脹劑充分回收提純后再利用其浸漬煙絲，在每次浸漬后的殘留于液體中的雜質(zhì)除去，不會(huì)影響再次利用其浸漬煙絲 的質(zhì)量，得到的膨脹煙絲滿足巻煙工藝的要求。 煙絲在浸漬過程中，浸漬設(shè)備的壓力保持在0. IMpa 1. 0Mpa，其優(yōu)選 0. 3-0. 9Mpa，更優(yōu)選0. 5-0. 8Mpa。 所述的浸漬設(shè)備中膨脹劑的回收包括高壓回收、加速回收以及引射回收，或者包 括加速回收以及引射回收，或者包括引射回收。 其優(yōu)選浸漬設(shè)備中膨脹劑的回收包括高壓回收、加速回收以及引射回收。 如果在浸漬過程中浸漬設(shè)備的不太高，在膨脹劑的回收時(shí)，通過加速回收以及引
射回收即可，如果浸漬過程中的壓力接近于大氣壓或稍高些，此時(shí)膨脹劑僅采用引射回收。 所述的高壓回收包括將浸漬設(shè)備中的膨脹劑回收至壓力為0. 35 0. 8Mpa。 所述的高壓回收是在浸漬過程結(jié)束后，利用浸漬設(shè)備中的高壓將液態(tài)膨脹劑回收
到介質(zhì)緩沖罐。 所述的加速回收包括在膨脹劑高壓回收之后，將浸漬設(shè)備中的剩余的膨脹劑回收 至壓力為0. 21-0. 34Mpa。 加速回收過程中剛開始回收的時(shí)候浸漬罐內(nèi)壓力較大，為了減少對(duì)設(shè)備沖擊，要 使用小口徑的管路進(jìn)行回收，當(dāng)壓力降低到一定程度時(shí)，改為大口徑管路回收，加快回收過 程。通過這種回收方式可以將氣態(tài)膨脹劑充分冷卻、冷凝，如果僅用小口的管路回收，回收 時(shí)間太長(zhǎng)，如果僅用大口徑管路回收，氣態(tài)膨脹劑不能充分的冷卻、冷凝，導(dǎo)致其回收不完全。 所述的引射回收包括將加速回收之后浸漬設(shè)備內(nèi)的剩余膨脹劑回收至壓力為 0. 1-0. 11Mpa為止。 所述的引射回收通過引射泵回收浸漬設(shè)備中氣體。 高壓回收、加速回收以及引射回收過程中，從浸漬設(shè)備中排出的氣態(tài)膨脹劑均先 通過初步冷卻，然后再冷凝為液態(tài)膨脹劑，貯罐循環(huán)使用。 經(jīng)冷凝后液態(tài)膨脹劑與水是不相溶的液體，靜置后液體分層，上層為水，下層為液 態(tài)膨脹劑，下層的液態(tài)膨脹劑再去浸漬煙絲，上層的水經(jīng)冷卻后再循環(huán)使用冷卻、冷凝氣態(tài) 膨脹劑。 在煙絲膨脹劑的回收過程中，除了將膨脹劑回收循環(huán)利用以外，冷凝水也可以回 收循環(huán)利用于初步冷卻、冷凝，在煙絲膨脹工藝的回收過程中，將各種狀態(tài)的膨脹劑經(jīng)提純 后回收再利用，提高了煙絲浸漬、膨脹的效果，冷卻介質(zhì)水也可以回收再利用，整個(gè)工藝流 程中連續(xù)的進(jìn)行，幾乎沒有廢水、廢液排出，既節(jié)約了成本、降低了能耗，又對(duì)環(huán)境沒有影 響。 本發(fā)明的回收方法在適合用于其他煙絲膨脹工藝中對(duì)膨脹劑的回收利用。 所述的膨脹劑包括4-12個(gè)碳原子的醇、4-12個(gè)碳原子的酮、2_12個(gè)碳原子的鹵代
醚、3-12個(gè)碳原子的烷烴或被2個(gè)以上鹵原子取代的3-12個(gè)碳原子的烷烴中的一種組分或
者兩種以上的組分的混合物。 所述的膨脹劑優(yōu)選4-12個(gè)碳原子的醇、2-12個(gè)碳原子的鹵代醚、3-12個(gè)碳原子的 烷烴或被2個(gè)以上鹵原子取代的3-12個(gè)碳原子的烷烴中的一種組分或者兩種以上的組分 的混合物。
所述的鹵原子包括氟原子、氯原子或溴原子，其優(yōu)選氟原子。 所述的膨脹劑優(yōu)選4-12個(gè)碳原子的醇、正戊烷、異戊烷、己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛 烷、二氟乙烷、四氟乙烷、四氟丙烷、五氟丙烷、六氟丙烷、七氟丙烷、五氟丁烷、十氟戊烷或 甲氧基九氟丁烷的一種或兩種以上的混合物。 所述的膨脹劑再優(yōu)選二氟乙烷、四氟乙烷、四氟丙烷、五氟丙烷、六氟丙烷、七氟丙 烷、五氟丁烷、十氟戊烷或甲氧基九氟丁烷一種或兩種以上的混合物。 所述的膨脹劑更優(yōu)選四氟乙烷、五氟丙烷、五氟丁烷、十氟戊烷或甲氧基九氟丁烷 一種或兩種以上的混合物。 所述的膨脹劑的沸點(diǎn)或共沸點(diǎn)為其優(yōu)選20-60°C ，更優(yōu)選20-40°C 。 上述膨化劑具有環(huán)保性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全性好、材料相容性好，滲透性好、沸
點(diǎn)適中、較小表面張力等優(yōu)點(diǎn)，容易滲入煙絲細(xì)胞，達(dá)到理想的膨脹效果。 本發(fā)明所述的煙絲浸漬優(yōu)選煙絲在液態(tài)膨脹劑和氣態(tài)膨脹劑中浸漬，采用膨脹劑
氣液態(tài)結(jié)合的方式對(duì)煙絲浸漬，液態(tài)的膨脹劑將煙絲濕潤(rùn)，氣態(tài)膨脹增加浸漬罐內(nèi)的壓強(qiáng)，
使液態(tài)的膨脹劑容易滲入到煙絲內(nèi)部，浸漬時(shí)間縮短了，浸漬后煙絲的重量增加的多，經(jīng)膨
脹后得到的煙絲的填充能力增強(qiáng)。 氣、液態(tài)膨脹劑相結(jié)合的浸漬方法為加入處理后的煙絲，再抽真空，然后注入煙 絲膨脹劑，其特征在于，先注入液態(tài)的膨脹劑，然后注入氣態(tài)的膨脹劑，煙絲在氣液相膨脹 劑中浸漬。 加入的煙絲前，浸漬設(shè)備預(yù)熱至65°C 75°C。
所述的抽真空為將壓力降至0. 05Mpa 0. 005Mpa。 注入液態(tài)膨脹劑采用從煙絲上方噴淋的方式的加注，通過這種加注方式使得用量 較少的液態(tài)膨脹劑逐層的將煙絲浸濕，然后利用重力膨脹劑通過整個(gè)煙絲流入浸漬設(shè)備 儲(chǔ)放膨脹劑部位，膨脹劑在經(jīng)過煙絲的過程中，除了能浸濕煙絲外，可以將煙絲表層的雜 質(zhì)帶走，提高煙絲的質(zhì)量，并且減少了膨脹劑的用量，所需液態(tài)膨脹劑于煙絲的重量比為
0.5-1 : i。 注入氣態(tài)膨脹劑使浸漬設(shè)備中的壓力達(dá)到O. 1Mpa 1. 0Mpa，溫度為65_120°C ，其 優(yōu)選100-120°C 所述的浸漬設(shè)備中的壓力優(yōu)選0. 3-0. 9Mpa，更優(yōu)選0. 5_0. 8Mpa。
在上述壓力、溫度條件下煙絲浸漬5min 30min。 注入浸漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹與氣態(tài)膨脹劑的質(zhì)量比1 : 0.5-2，其優(yōu)選 1 : 0. 8-1. 5。 所述的煙絲的含水率為15 20% 。 在本發(fā)明中浸漬過程采用氣液兩種形態(tài)的膨脹劑浸漬煙絲，現(xiàn)有技術(shù)中例如膨脹 劑CFC-11，采用氣態(tài)的CFC-ll浸漬或液態(tài)的CFC-ll浸漬，如果僅僅使用液態(tài)的膨脹劑浸 漬，液態(tài)膨脹劑氣化滲入煙絲細(xì)胞，浸漬設(shè)備壓力的提高完全靠浸漬設(shè)備提供熱量，這樣壓 力升高緩慢，壓力平衡所需時(shí)間長(zhǎng)，不利于生產(chǎn)效率的提高；同理如果僅僅采用氣態(tài)膨脹劑 浸漬，浸漬設(shè)備壓力上升較快，膨脹劑分子能夠迅速滲入煙絲細(xì)胞中，但氣態(tài)膨脹劑加注的 時(shí)間過長(zhǎng)，同樣不利于生產(chǎn)效率的提高。本發(fā)明采用氣液態(tài)膨脹劑相結(jié)合的方式加注浸漬 煙絲，液體濕潤(rùn)、氣體增壓，加注時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。
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現(xiàn)有技術(shù)的二氧化碳膨脹煙絲的方法中，在浸漬過程大部分涉及到加入液態(tài)二氧 化碳和氣態(tài)二氧化碳都需要加入。例如《煙草科技》1997年第3期公開的"幾種改的C02 膨脹煙絲工藝"，具體方法①煙絲先裝入一混合罐，抽真空排除空氣。隨后通入一定量液態(tài) C02在罐中膨脹形成氣、固兩相混合的C02冷霧，進(jìn)行攪拌使冷霧與煙絲混合均勻，煙絲溫度 降至-70 _85"，然后輸入浸漬器；②向浸漬器通入壓力為2. 5 3. 5MPa的飽和C02氣 體；③浸漬器迅速減壓，卸出煙絲，送去膨脹。 在二氧化碳膨脹煙絲過程中，二氧化碳常溫、常壓為氣態(tài)，并且從二氧化碳的三相 圖分析，二氧化碳只有在0. 5MPa以上的壓力、一定的溫度條件下才能以液態(tài)形式存在，"幾 種改的C02膨脹煙絲工藝"中所公開的技術(shù)方案，先通入液態(tài)二氧化碳，在-70 -851:，主 要以氣固形式存在，而煙絲浸漬的主要是靠液態(tài)的膨脹劑進(jìn)入到煙絲細(xì)胞，然后再通過各 種膨化方法將煙絲細(xì)胞中的液體汽化而是煙絲膨脹。如果不再加注氣態(tài)二氧化碳，氣、固 態(tài)的二氧化碳不能很好的進(jìn)入煙絲細(xì)胞，所以后來加入一定壓力的二氧化碳，可以增壓使 氣態(tài)二氧化碳液化或固態(tài)二氧化碳融化為液態(tài)二氧化碳而進(jìn)入煙絲細(xì)胞內(nèi)，所以后來加入 的二氧化碳的目的是使浸漬罐中的二氧化碳液化?，F(xiàn)有技術(shù)二氧化碳膨脹煙絲工藝中雖 然在加注方式上采用氣、液相結(jié)合的方式，使為了使二氧化碳液化，為了使其液化，需要的 壓力也高，與本發(fā)明氣、液結(jié)合方法加注膨脹劑有本質(zhì)的不同。本發(fā)明的煙絲浸漬工藝中， 在常溫、常壓下膨化劑的沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于二氧化碳，性能上有本質(zhì)的區(qū)別，先加注液體是濕潤(rùn) 煙絲，而后加注氣態(tài)膨脹劑主要是增壓，使更多的膨脹劑分子進(jìn)入煙絲細(xì)胞內(nèi)，提高浸漬效 果，縮短浸漬時(shí)間。 本發(fā)明的浸漬的溫度控制在65-12(TC，其優(yōu)選100-12(TC，如果溫度過高煙絲有 焦糊味，影響巻煙的吃味，溫度過低，浸漬效果不佳；浸漬壓力控制在0. 1Mpa 1Mpa，其優(yōu) 選0. 3-0. 9Mpa，對(duì)設(shè)備的耐壓要求低，膨脹后煙絲的造碎率低，即整絲率達(dá)到90 %以上。在 本發(fā)明的浸漬壓力、溫度以及時(shí)間的工藝條件下，經(jīng)膨脹后所得煙絲的填充值高于7. 5cm3/ g。 本發(fā)明浸漬后的煙絲膨脹采用現(xiàn)有技術(shù)中所有公開的膨脹方法，例如微波技術(shù)、 熱蒸汽或熱氣等。 本發(fā)明提供的回收方法中，通過對(duì)氣態(tài)、液態(tài)膨脹劑的多種途徑的回收，得到的膨 脹劑的符合煙絲浸漬的要求，即再次利用時(shí)對(duì)浸漬過程沒有影響，將浸漬后的液體膨脹劑 的回收，使得浸漬后煙絲的含雜質(zhì)量減少，在之后的膨脹過程得到的膨脹煙絲的口味等性 能有所提高；在回收方法中，所用到的設(shè)備要求簡(jiǎn)單，不需要高壓、高溫或超低溫的要求，操 作很安全，冷卻、冷凝介質(zhì)也很廉價(jià)，并可以循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)封閉式連續(xù)操作的要求。利用本 發(fā)明提供的回收方法，將膨脹劑充分回收循環(huán)利用，大大了降低了膨脹劑的用量，使用該工 藝每千克膨脹煙絲需要膨脹劑消耗量最多為0. 1Kg。 目前，本領(lǐng)域用于煙絲膨脹劑的回收裝置大多為臥式回收罐，但這種臥式罐占地 面積大，且效率低。因此，本發(fā)明采用一種如圖l所示的立式煙絲膨脹劑回收塔，包括塔體 1、塔體下部的氣體引入管8、塔體上部的噴淋裝置4、塔體頂端的氣體排出口 2和塔體底端 的液體排出口 3。這種立式塔更加符合氣體的回收冷卻。 為了提高回收效率，所述塔體內(nèi)部氣體引入管8端部設(shè)置一開口向下的錐形排出 口 5，所述錐形排出口 5的頂角角度為60 150度，優(yōu)選為90 120度，錐形排出口底部開
7口直徑與塔體直徑比為i : 3 i : 5，優(yōu)選為1 : 4。這種錐形開口更加利于氣體進(jìn)入塔 中后的分散。 在塔體內(nèi)部位于錐形排出口 5底部開口處還設(shè)置一濾板9，濾板9可以以現(xiàn)有技術(shù) 任何手段固定在塔體內(nèi)壁上。濾板9設(shè)置直徑為3 6mm的小孔，優(yōu)選為4 5mm，更優(yōu)選 為4. 5mm，孔間距為3 8mm，優(yōu)選為6mm。當(dāng)氣體從錐形排出口出來向上運(yùn)行時(shí)會(huì)被濾板9 阻擋并分散，氣體在塔內(nèi)分布更加均勻。 此外，所述錐形排出口下部設(shè)置一氣體反射分布錐7，所述氣體反射分布錐7底部 角度為60 150度，優(yōu)選90 120度，上開口直徑與錐形排出口底部開口直徑比為1 : l 3 : 1，優(yōu)選為3 : 2。這種反射分布錐可以對(duì)高速流動(dòng)的氣體產(chǎn)生阻擋作用，使其分散效果 更加理想，同液體的接觸面積更大。該氣體反射分布錐可以以現(xiàn)有技術(shù)任何手段固定在所 述的濾板9上，優(yōu)選以3 4根桿狀物進(jìn)行固定。 然而根據(jù)前面所述的回收裝置，為了進(jìn)一步提高回收效率，所述液體排出口 3上 方還設(shè)置錐形阻擋裝置6，這種阻擋裝置可防止液體由下面的排出口排出時(shí)產(chǎn)生漩渦，如果 產(chǎn)生了漩渦，向下流動(dòng)的液體容易將膨脹劑氣體從塔體下部的液體排出口帶出，從而影響 介質(zhì)回收效率，并影響循環(huán)泵的使用壽命。此外，產(chǎn)生的漩渦還有可能減緩液體的排出速 度，降低了工作效率。而本發(fā)明設(shè)置了所述的阻擋裝置，避免了上述情況的發(fā)生。該阻擋裝 置6可以以現(xiàn)有技術(shù)任何手段固定在塔體底部?jī)?nèi)壁上，優(yōu)選以3 4根桿狀物進(jìn)行固定。
為了不影響液體從下口排出的速度，所述錐形阻擋裝置底部邊緣垂直往下與塔體 底部?jī)?nèi)壁形成的環(huán)形帶面積是液體排出口截面積的1 5倍，優(yōu)選為1. 5 3倍，所述的環(huán) 形帶也就是如圖3虛線所示的錐形阻擋裝置底部邊緣垂直往下與塔體底部?jī)?nèi)壁之間形成 的圓筒形狀31。 所述錐形阻擋裝置6頂角為60 150度，優(yōu)選為90 120度，底部開口直徑與所
述液體排出口直徑比為i.5 : 1 5 : 1，優(yōu)選為2 : 1 4 : i。 根據(jù)前面所述的回收裝置，所述噴淋裝置為最少一層，優(yōu)選為三層，當(dāng)噴淋裝置為
三層時(shí)，其中最底層噴淋裝置和液面距離第二層和最底層噴淋裝置距離最上層和第二
層噴淋裝置距離為0. 3 0. 8 : 0. 4 0. 9 : 2 4，優(yōu)選為0. 5 : 0.6 : 2. 5 3。
本回收裝置工作時(shí)，氣體向上運(yùn)行，而冷卻液從噴淋裝置中噴淋下來，互相接觸、
換熱，這需要二者相互接觸一段時(shí)間，即一般氣體和液體相對(duì)運(yùn)行的距離越長(zhǎng)冷卻回收效 果越好。然而如果將噴淋裝置設(shè)置太高，設(shè)備成本較為昂貴，且工作時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)。本發(fā)明 研究人員經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴淋裝置三層位置為上述比例時(shí)，對(duì)于氣體的回收效果最為 理想。 所述噴淋裝置可以參考現(xiàn)有吸收裝置的任何噴淋裝置，但優(yōu)選為在塔體內(nèi)設(shè)置一 液體引入管21，液體進(jìn)入管上水平設(shè)置分液管22，分液管22同引入管21相互垂直，分液管 22和引入管21可以在同一平面上，即將兩段分液管分別設(shè)置在引入管的兩側(cè)，或者在不同 平面上，優(yōu)選為將分液管22設(shè)置在引入管的下面。 在分液管22上還設(shè)置噴液管23，所述噴液管23優(yōu)選為兩個(gè)，并相對(duì)引入管21對(duì) 稱分布，即如圖2所示，噴液管水平設(shè)置，并同分液管22相垂直，同引入管21平行。噴液管 23同分液管22可處于同一平面，也可為不同平面，優(yōu)選為噴液管設(shè)置在分液管22下面。
為加強(qiáng)噴淋裝置的強(qiáng)度，在噴液管23下面還可設(shè)置支架24，支架24的兩端固定在塔體的內(nèi)壁上。 所述噴液管23兩端還設(shè)置噴頭25。此外，在引入管21上還相對(duì)分液管對(duì)稱設(shè)置
兩個(gè)噴頭25，優(yōu)選這兩個(gè)噴頭和噴液管的噴頭與塔中軸線距離相等。分液管22同引入管
21交匯的部位還設(shè)置一噴頭25。這種噴頭布局可以噴淋效果更加理想。 所述噴頭優(yōu)選為螺旋噴頭，所述螺旋噴頭可以參考現(xiàn)有技術(shù)任何螺旋噴頭，其中
優(yōu)選噴射角角度為90度。 本發(fā)明所述的回收方法，經(jīng)過回收裝置，將浸漬設(shè)備內(nèi)的液態(tài)膨脹劑很好的提純、回收，同時(shí)可以將煙絲中的部分雜質(zhì)去除，吃味改善；通過多種途徑將膨脹劑均回收利用，同時(shí)所用的冷卻水也可以循環(huán)利用，這種回收方法將膨脹劑和水循環(huán)利用，幾乎沒有對(duì)環(huán)境污染，降低了工業(yè)成本，滿足工業(yè)化大生產(chǎn)的需要。 而本發(fā)明所述回收裝置設(shè)置了氣體反射分布錐，使得氣體分散效果更加理想，而分布合理的三層噴淋裝置，對(duì)氣體回收效率高，經(jīng)過本發(fā)明所述回收裝置后，不會(huì)有余氣進(jìn)入大氣，不會(huì)產(chǎn)生任何環(huán)境污染。


圖1為回收裝置示意 圖2為噴淋裝置的放大示意圖； 圖3為錐形阻擋裝置底部邊緣垂直往下與塔體底部?jī)?nèi)壁形成的環(huán)形帶示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作更具體的解釋，但本發(fā)明并不僅僅局限于這些實(shí)施例，同樣這些實(shí)施例也不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1 將煙絲進(jìn)行預(yù)處理，使其含水量為煙絲重量的15%，取200Kg處理后的煙絲加入到已預(yù)熱至70°C的浸漬罐中；將浸漬罐抽真空，使其壓力處于0. OlMpa ;向浸漬罐中加入100Kg液態(tài)膨脹劑，所述的膨脹劑由85X的五氟丁烷(1，1，1，3，3-五氟丁烷)、15%的七氟丙烷(1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷)組成的混合物，然后將約70Kg液態(tài)膨脹劑汽化通入浸漬罐內(nèi)，使浸漬罐中的壓力增加至O. 8Mpa，溫度升高到11(TC，在上述溫度、壓力的條件下浸漬30min ; 浸漬罐內(nèi)的膨脹劑在上述的條件下達(dá)到平衡，膨脹劑處于氣液共存狀態(tài)，將液態(tài)膨脹劑回收到介質(zhì)緩沖罐，在介質(zhì)緩沖罐內(nèi)飽和蒸汽走管程，液體介質(zhì)走殼程，使液態(tài)膨脹劑迅速被加熱、氣化，初步提純后氣態(tài)膨脹劑通入裝有7(TC水的熱罐中，通過熱罐對(duì)氣態(tài)膨脹劑初步降溫和進(jìn)一步提純，之后氣態(tài)膨脹劑通入到冷凝器冷凝，從冷凝器頂部噴淋的水
的溫度為12t:，液化后的膨脹劑和部分水流入介質(zhì)貯罐貯存，在介質(zhì)貯罐中水與膨脹劑分
層，下層的膨脹劑最后進(jìn)入到介質(zhì)計(jì)量罐循環(huán)使用，上層水經(jīng)冷凍機(jī)冷卻后再循環(huán)使用；
液體介質(zhì)回收完畢，將浸漬罐內(nèi)氣態(tài)膨脹劑通過管路打入到裝有7(TC水的熱罐中，對(duì)氣態(tài)膨脹劑初步冷卻和提純，然后再通入冷凝器冷凝，從冷凝器頂部噴淋的水的溫度
為12t:，液化后的膨脹劑和部分水流入介質(zhì)貯罐貯存，在介質(zhì)貯罐中水與膨脹劑分層，下層
的膨脹劑最后進(jìn)入到介質(zhì)計(jì)量罐循環(huán)使用，上層水經(jīng)冷凍機(jī)冷卻后再循環(huán)使用，至浸漬罐的壓力達(dá)到0. 54Mpa為止；然后浸漬罐內(nèi)的氣態(tài)膨脹劑迅速通過先后通過小口徑和大口徑的兩路回收路線通入裝有7(TC水的熱罐，氣態(tài)膨脹劑再回到冷凝器冷凝、介質(zhì)貯罐貯存，最后進(jìn)入到介質(zhì)計(jì)量罐循環(huán)使用，至浸漬罐內(nèi)的壓力達(dá)到O. 28Mpa為止；最后通過引射泵回收浸漬罐內(nèi)的余量氣體，使浸漬罐內(nèi)壓力降為一個(gè)大氣壓，回收到的余量氣體，迅速進(jìn)入到熱罐，在熱罐內(nèi)，水蒸氣則冷凝，積存在熱罐內(nèi)，氣態(tài)環(huán)保介質(zhì)被初步降溫后，進(jìn)入到冷凝器冷凝、介質(zhì)貯罐貯存，最后進(jìn)入到介質(zhì)計(jì)量罐循環(huán)使用； 膨脹劑回收完畢后，浸漬后的煙絲采用微波膨脹技術(shù)進(jìn)行微波處理得到膨脹煙絲。 實(shí)施例2 本實(shí)施例中膨脹劑的回收的流程與實(shí)施例1相同，不同的是具體的操作參數(shù)，為了簡(jiǎn)略，本實(shí)施例僅簡(jiǎn)單的表述回收過程。 將煙絲進(jìn)行預(yù)處理，使其含水量為煙絲重量的17%，取200Kg處理后的煙絲加入到已預(yù)熱至65t:的浸漬罐中；將浸漬罐抽真空，使其壓力處于0. 03Mpa ;向浸漬罐中加入200Kg液態(tài)膨脹劑，所述的膨脹劑為80 %的五氟丁烷(1， 1， 1， 3， 3-五氟丁烷)、20 %的五氟丙烷(1，1，1，3，3-五氟丙烷)組成的混合物，然后將200Kg液態(tài)膨脹劑汽化通入浸漬罐內(nèi)，使浸漬罐中的壓力增加至O. 5Mpa，溫度升高到10(TC，在上述溫度、壓力的條件下浸漬10min j 浸漬過程結(jié)束后，高壓回收浸漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹劑至其壓力降到0. 38Mpa，液態(tài)膨脹劑要經(jīng)過氣化初步提純，之后在冷凝為液態(tài)待循環(huán)利用；然后加速回收氣態(tài)膨脹劑至設(shè)備中壓力降到O. 27Mpa，最后通過引射泵回收浸漬罐內(nèi)的余量氣體，使浸漬罐內(nèi)壓力降為
一個(gè)大氣壓，所有的氣態(tài)膨脹劑經(jīng)介質(zhì)冷凝為液態(tài)待循環(huán)利用。 膨脹劑回收完畢后，浸漬后的煙絲采用微波膨脹技術(shù)進(jìn)行微波處理得到膨脹煙絲。 實(shí)施例3 本實(shí)施例中膨脹劑的回收的流程與實(shí)施例1相同，不同的是具體的操作參數(shù)，為了簡(jiǎn)略，本實(shí)施例僅簡(jiǎn)單的表述回收過程。 將煙絲進(jìn)行預(yù)處理，使其含水量為煙絲重量的17%，取200Kg處理后的煙絲加入到已預(yù)熱至65°C的浸漬罐中；將浸漬罐抽真空，使其壓力處于0. OlMpa ;向浸漬罐中加入200Kg液態(tài)膨脹劑，所述的膨脹劑為80 %的五氟丁烷(1， 1， 1， 3， 3-五氟丁烷)、20 %的五氟丙烷(1，1，1，3，3-五氟丙烷)組成的混合物，然后將100Kg液態(tài)膨脹劑汽化通入浸漬罐內(nèi)，使浸漬罐中的壓力增加至0. 36Mpa，溫度升高到80°C ，在上述溫度、壓力的條件下浸漬20min ; 浸漬過程結(jié)束后，加速回收氣態(tài)膨脹劑至設(shè)備中壓力降到0. 26Mpa，最后通過引射泵回收浸漬罐內(nèi)的余量氣體，使浸漬罐內(nèi)壓力降為一個(gè)大氣壓，所有的氣態(tài)膨脹劑經(jīng)介質(zhì)冷凝為液態(tài)待循環(huán)利用。 膨脹劑回收完畢后，浸漬后的煙絲采用微波膨脹技術(shù)進(jìn)行微波處理得到膨脹煙絲。 實(shí)施例4 本實(shí)施例中膨脹劑的回收的流程與實(shí)施例1相同，不同的是具體的操作參數(shù)，為了簡(jiǎn)略，本實(shí)施例僅簡(jiǎn)單的表述回收過程。 將煙絲進(jìn)行預(yù)處理，使其含水量為煙絲重量的17%，取200Kg處理后的煙絲加入到已預(yù)熱至65°C的浸漬罐中；將浸漬罐抽真空，使其壓力處于0. OlMpa ;向浸漬罐中加入200Kg液態(tài)膨脹劑，所述的膨脹劑為80 %的五氟丁烷(1， 1， 1， 3， 3-五氟丁烷)、20 %的五氟丙烷(1，1，1，3，3-五氟丙烷)組成的混合物，然后將lOOKg液態(tài)膨脹劑汽化通入浸漬罐內(nèi)，使浸漬罐中的壓力增加至0. 23Mpa，溫度升高到70°C ，在上述溫度、壓力的條件下浸漬20min ; 浸漬過程結(jié)束后，通過引射泵回收浸漬罐內(nèi)的余量氣體，使浸漬罐內(nèi)壓力降為一個(gè)大氣壓，所有的氣態(tài)膨脹劑經(jīng)介質(zhì)冷凝為液態(tài)待循環(huán)利用。 膨脹劑回收完畢后，浸漬后的煙絲采用微波膨脹技術(shù)進(jìn)行微波處理得到膨脹煙絲。 實(shí)施例5 本發(fā)明采用一種如圖1所示的立式煙絲膨脹劑回收塔，包括塔體1、塔體下部的氣體引入管8、塔體上部的噴淋裝置4、塔體頂端的氣體排出口 2和塔體底端的液體排出口 3。為了提高回收效率，所述塔體內(nèi)部氣體引入管8端部設(shè)置一開口向下的錐形排出口 5，所述錐形排出口5的頂角角度為120度，錐形排出口底部開口直徑與塔體直徑比為1 : 4。錐形排出口下部設(shè)置一氣體反射分布錐7，所述氣體反射分布錐7底部角度為110度，上開口直徑與錐形排出口底部開口直徑比為3 : 2。所述液體排出口 3上方還設(shè)置錐形阻擋裝置6，如圖3虛線所示的錐形阻擋裝置底部邊緣垂直往下與塔體底部?jī)?nèi)壁之間形成的圓筒形狀31面積是液體排出口截面積的1.5 3倍。錐形阻擋裝置6頂角為90 120度，底部開口直徑與所述液體排出口直徑比為2 : 1 4 : 1。噴淋裝置4為三層，其中最底層
噴淋裝置和液面距離第二層和最底層噴淋裝置距離最上層和第二層噴淋裝置距離為o. 5 : o. 6 : 2. 8。 在塔體內(nèi)部位于錐形排出口 5底部開口處還設(shè)置一濾板9，濾板9固定在塔體內(nèi)壁上。濾板9設(shè)置直徑為3 6mm的小孔，優(yōu)選為4 5mm，更優(yōu)選為4. 5mm，孔間距為3 8mm，優(yōu)選為6mm。 每層噴淋裝置為在塔體內(nèi)設(shè)置一液體引入管21，液體進(jìn)入管上水平設(shè)置分液管22，分液管22同引入管21相互垂直，分液管22設(shè)置在引入管的下面。在分液管22上還設(shè)置兩個(gè)噴液管23，如圖2所示。在噴液管23下面還可設(shè)置支架24，支架24的兩端固定在塔體的內(nèi)壁上。噴液管23兩端還設(shè)置螺旋噴頭25。此外，在引入管21上還相對(duì)分液管對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)螺旋噴頭25，分液管22同引入管21交匯的部位還設(shè)置一螺旋噴頭25。螺旋噴頭噴射角角度為90度。三層噴淋裝置的相鄰兩層相互垂直，即每相鄰層的液體引入管均相互垂直。 本回收裝置工作時(shí)，氣體由氣體引入管8進(jìn)入，高速氣體由狹窄的引入管流到錐形排出口 5時(shí)，空間迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致氣體迅速向四周分散，并同氣體反射分布錐7碰撞，得以良好的分散并同液體接觸、冷卻。溫度較高的氣體繼續(xù)向上運(yùn)行，冷卻液從噴淋裝置中噴淋下來，氣、液互相接觸、換熱后冷凝為液態(tài)，并一并在塔底部的液體排出口 3排出，并進(jìn)入下
一環(huán)節(jié)。
1權(quán)利要求
一種煙絲膨脹劑的回收方法，包括將煙絲在膨脹劑中浸漬，再回收浸漬設(shè)備中的膨脹劑，最后將浸漬后的煙絲膨脹處理，所述膨脹劑的沸點(diǎn)或共沸點(diǎn)為20-80℃，其特征在于，將浸漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹劑回收并使其氣化，氣化后的膨脹劑經(jīng)初步冷卻后再進(jìn)一步冷凝為液態(tài)，冷凝后的膨脹劑貯罐循環(huán)使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述的浸漬包括煙絲在液態(tài)膨脹劑 或/和氣態(tài)膨脹劑中浸漬，其優(yōu)選煙絲以氣、液態(tài)膨脹劑結(jié)合的方法浸漬煙絲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收方法，其特征在于，煙絲浸漬后浸漬設(shè)備中氣態(tài)膨脹劑 的回收包括將浸漬設(shè)備中的氣態(tài)膨脹劑先初步冷卻再進(jìn)一步冷凝為液態(tài)，冷凝后的膨脹劑 貯罐循環(huán)使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的回收方法，其特征在于，所述的初步冷卻包括通過噴淋水 介質(zhì)將氣態(tài)膨脹劑的溫度降低，所述的水的溫度為65 70°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的回收方法，其特征在于，所述的冷凝包括經(jīng)初步冷卻 的氣態(tài)膨脹劑在立式的冷凝器中通過噴淋水介質(zhì)使氣態(tài)膨脹劑液化，所述的水的溫度為 10-15°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述的浸漬設(shè)備中膨脹劑的回收 包括高壓回收、加速回收以及引射回收，或者包括加速回收以及引射回收，或者包括引射回 收。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述回收方法，其特征在于，所述的浸漬設(shè)備中膨脹劑的回收包 括高壓回收、加速回收以及引射回收。
8. —種煙絲膨脹劑回收裝置，所述回收裝置為一回收塔，包括塔體、塔體下部的氣體 引入管、塔體上部的噴淋裝置、塔體頂端的氣體排出口和塔體底端的液體排出口，其特征在于，塔體內(nèi)部氣體引入管端部設(shè)置一開口向下的錐形排出口，所述錐形排出口頂角角度為 60 150度，優(yōu)選為90 120度，錐形排出口底部開口直徑與塔體直徑比為1 : 3 1 : 5， 優(yōu)選為l : 4;所述錐形排出口下部設(shè)置一氣體反射分布錐，所述氣體反射分布錐底部角度 為60 150度，優(yōu)選為90 120度，上開口直徑與錐形排出口底部開口直徑比為1 : l 3 : 1，優(yōu)選為3 : 2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的回收裝置，其特征在于，所述液體排出口上方設(shè)置錐形阻擋裝置，所述錐形阻擋裝置底部邊緣垂直往下與塔體底部?jī)?nèi)壁形成的環(huán)形帶面積是液體排出口截面積的1 5倍，優(yōu)選為1. 5 3倍；所述錐形阻擋裝置頂角為60 150度，優(yōu)選為90 120度，底部開口直徑與所述液體排出口直徑比為1.5 : 1 5 : 1，優(yōu)選為2 : l 4 : i。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的回收裝置，其特征在于，所述噴淋裝置為最少一層，優(yōu)選為三層，其中最底層噴淋裝置和液面距離第二層和最底層噴淋裝置距離最上層和第二層噴淋裝置距離為0. 3 0. 8 : 0. 4 0. 9 : 2 4，優(yōu)選為0. 5 : 0.6 : 2. 5 3。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煙絲膨脹劑的回收方法及其裝置，所述方法包括將煙絲在膨脹劑中浸漬，回收浸漬設(shè)備中的膨脹劑，最后將浸漬后的煙絲膨脹處理，其特征在于，將浸漬設(shè)備中的液態(tài)膨脹劑回收并使其氣化，氣化后的膨脹劑經(jīng)初步冷卻后再進(jìn)一步冷凝為液態(tài)并貯罐循環(huán)使用。所述裝置為一回收塔，包括塔體、塔體下部的氣體引入管、塔體上部的噴淋裝置、塔體頂端的氣體排出口和塔體底端的液體排出口，塔體內(nèi)部氣體引入管端部設(shè)置一開口向下的錐形排出口，所述錐形排出口頂角角度為90～120度，所述錐形排出口下部設(shè)置一氣體反射分布錐，所述氣體反射分布錐底部角度為90～120度。本回收方法將液態(tài)膨脹劑很好的提純，同時(shí)可以將煙草中的部分雜質(zhì)去除。
文檔編號(hào)A24B3/18GK101744358SQ20081024041
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者任宏杰, 何常青, 劉曉東, 宋建軍, 張華 , 彭黔榮, 惠建權(quán), 李慧, 楊大泉, 楊繼志, 滿鳴, 蔡元青, 解海鷗, 賴東輝, 路蘭卿, 鄧葵 申請(qǐng)人:北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所;貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司