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冷凝回收篇——VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產(chǎn)品應(yīng)用（六）

發(fā)布時間：2023-06-19人氣：138

VOCs種類繁多，成分復(fù)雜，不同行業(yè)的VOCs氣體特征如流量、濃度具有較大差異。有研究表明，化學(xué)制品、醫(yī)藥制造、交通設(shè)備制造、印刷、電子及電信設(shè)備制造是產(chǎn)生VOCs氣體最多的前5個行業(yè)，分別占調(diào)研總案例的26%、13%、12%、8%和5%。大多數(shù)行業(yè)VOCs點源產(chǎn)生的VOCs濃度在10²-10⁴mg/m³范圍內(nèi)。濃度較高的行業(yè)如石油加工、化工醫(yī)藥制造等，這些行業(yè)產(chǎn)生的濃度大多高于10³mg/m³；濃度較低的如皮革、毛皮、羽絨制品等，其濃度一般低于500mg/m³。不同濃度的VOCs處理技術(shù)有較大差異，因此，掌握各行業(yè)產(chǎn)生的VOCs氣體濃度分布特征對發(fā)展VOCs治理技術(shù)具有十分重要的意義。

為滿足廣大業(yè)主單位和環(huán)保行業(yè)同仁對VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀等方面有關(guān)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)需求和行業(yè)普及，經(jīng)征求專家同意，《VOCs前沿》據(jù)有關(guān)研究成果，通過本號平臺開展知識科普傳播（本篇已開啟“快捷轉(zhuǎn)載”，所有帳號均可轉(zhuǎn)載此圖文），擬分兩大版塊（逐章節(jié)）進行專題分享：

一、基于單項技術(shù)的設(shè)備與產(chǎn)品（吸附、催化燃燒、熱力燃燒、生物法處理技術(shù)、紫外光氧化/光催化、冷凝回收、化學(xué)吸收、膜分離技術(shù)；下列打?為已發(fā)布篇幅，點擊下方標題可查閱）；

二、基于不同設(shè)備產(chǎn)品的組合工藝（沸石吸附+氧化工藝、低溫等離子體+吸收、選擇性吸收分離+吸附回收、水洗+除霧+光催化氧化、光催化氧化+等離子、VOCs膜組合工藝、泄漏檢測與修復(fù)）。

VOCs前沿VOCs減排大氣前沿?深耕大氣污染防治領(lǐng)域內(nèi)容。本號獲中華環(huán)保聯(lián)合會VOCs污染防治專業(yè)委員會（www.acef-vocs.com.cn）等權(quán)威機構(gòu)的鼎力支持！【特此聲明：本號發(fā)布的內(nèi)容及觀點不代表任何機構(gòu)立場】198篇原創(chuàng)內(nèi)容公眾號

冷凝回收

基于單項技術(shù)的設(shè)備與產(chǎn)品

概述

在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)鼓勵VOCs的回收利用，并優(yōu)先鼓勵在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)回用。對于含高濃度VOCs的廢氣，宜優(yōu)先采用冷凝回收、吸附回收技術(shù)進行回收利用，并輔助以其他治理技術(shù)實現(xiàn)達標排放。

技術(shù)原理：冷凝回收工藝是依據(jù)汽油油氣組分的基本熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，采用烴類物質(zhì)在不同溫度下的蒸汽壓差異，通過降溫將油氣的熱量置換出來，使油氣中一些烴類蒸汽壓達到過飽和狀態(tài)，過飽和油氣組分產(chǎn)生相變，從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，得到液態(tài)汽油。

特點：工藝原理簡單；一次性工藝就完成對油氣的回收利用的唯一方法，而且能夠見到可以計量的回收汽油。可直觀的看到液態(tài)的回收油品；安全性高；自動化水平高。

主要存在問題：工況設(shè)計缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和考核標準，一個普遍現(xiàn)象是，同樣的采用冷凝工藝（或冷凝+吸附組合工藝）、同一個項目、同一個處理規(guī)模（VOCs流量或油氣排放流量，m3/h），不同廠家競標或提供技術(shù)方案，所配置的制冷壓縮機機組的型號和功率（甚至壓縮機臺數(shù)），卻有不一樣。還有分段冷凝的工況溫度設(shè)置，有的廠家設(shè)置為3℃、-35℃、-75℃，有的廠家設(shè)置為4℃、-20℃、-70℃。配置功率的差異，以200m3/h處理能力的油氣回收處理裝置為例，同樣采用冷凝工藝，有的廠家的設(shè)備的配置功率只有30Kw左右，而有的廠家的設(shè)備的配置功率有50Kw左右。等等，其原因就是工況設(shè)計缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和考核標準（注，不是尾氣排放標準）。冷凝系統(tǒng)主要的關(guān)鍵的配置不統(tǒng)一不完善，以三段冷凝為例，有的廠家配置制冷壓縮機，第一段從常溫冷到3-4℃，配置一套制冷機組，第二段從3℃冷凝到-35℃，配置一套制冷機組，第三段從-35℃冷凝到-75℃，配置一套二元復(fù)曡制冷機組；但是，有的廠家配置制冷壓縮機，第一段從常溫冷到3-4℃，配置一套制冷機組，第二段從3℃冷凝到-20℃，沒有配置制冷機組，是從第三段二元復(fù)曡機組的高溫機組中取出-20℃的“抽頭”溫度，第三段從-20℃冷凝到-70℃，配置一套二元復(fù)曡制冷機組；等等。采用半封閉制冷壓縮機組裝裝置的安全防爆措施不規(guī)范，涉及到VOCs治理系統(tǒng)采用冷凝技術(shù)的設(shè)備，關(guān)于安全防爆的相關(guān)技術(shù)標準有GB3836、GB25285、GB25286系列國家標準，包括電氣設(shè)施和非電氣設(shè)施的防爆標準。制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備是制冷壓縮機。由于VOCs治理系統(tǒng)的處理規(guī)模要求，通常配置功率都在30-300Kw。制冷壓縮機按結(jié)構(gòu)分有三類，全封閉壓縮機、半封閉壓縮機、開啟式壓縮機。全封閉壓縮機由于其功率較小（通常都在10HP以下），不能滿足VOCs治理系統(tǒng)的配置需求，因此，只在小型VOCs治理設(shè)備（如，加油站的油氣排放處理裝置）采用。開啟式制冷壓縮機則由于其體積較大，也不采用。因此，半封閉制冷壓縮機成為VOCs治理系統(tǒng)冷凝工藝配置主要采用的機型。

冷凝工藝相關(guān)裝置

圖20 冷凝工藝裝置

裝置概述：在冷凝處理過程中溫度先不斷降低，油氣各組分濃度不斷發(fā)生變化，到達露點的組分不斷冷凝。同時油氣在溫度降低過程中，水蒸氣凝固點約0℃，存在結(jié)霜問題，而油氣通道堵塞后容易出現(xiàn)噴油隱患。

裝置說明：本裝置通過采用壓縮機機械制冷，多級連續(xù)冷卻方法降低油氣的溫度，將油氣溫度分級降至各組分分壓力下各組分對應(yīng)的露點溫度，油氣的不同組分分級冷凝為液態(tài)，通過換熱器的特殊工藝設(shè)計，使其由液態(tài)的有機組分可與氣態(tài)的空氣實現(xiàn)液體與氣體的充分分離，充分分凝后的低溫清潔空氣經(jīng)過特殊設(shè)計的換熱器進行回?zé)峤粨Q，直至末端常溫送往吸附罐。各級制冷參數(shù)如下：一級制冷：處理溫度0～5℃，主要處理水及C5或C6的冷凝，能截留大部分水分進入低溫冷凝箱，防止結(jié)霜。二級制冷：處理溫度-30～-35℃，液化回收部分C3～C6油氣。三級制冷：處理溫度-70～-75℃，液化回收輕烴，92%以上油氣得到回收，此時尾氣濃度已接近國標達標水平，大大延長活性炭壽命。熱回收，經(jīng)三級制冷后降溫不凝氣體可作為很好的冷源與進口的油氣進行熱交換既起到預(yù)冷效果，又可將尾氣提升到常溫進入吸附系統(tǒng)。吸附，采用雙吸附罐設(shè)置，通過電動蝶閥或氣動閥的通斷控制，使一個罐處于吸附狀態(tài)，另一個罐則處于解吸狀態(tài)，吸附罐炭床內(nèi)填滿了具有良好吸附及脫附性能的活性炭。利用這些活性炭作為吸附劑，對油氣/空氣混合氣的吸附力大小差異，實現(xiàn)油氣和空氣的分離。油氣組分吸附在吸附劑表面，而滿足排放標準的尾氣則通過排氣筒排出。裝置通過統(tǒng)計吸附量，直到其設(shè)計飽和，然后通過真空泵脫附實現(xiàn)再生。脫附出來的油氣返回冷凝機組繼續(xù)冷凝。

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