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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(shí)間:2023-06-19人氣:117

    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(gè)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(diǎn)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(duì)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(duì)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(shí)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(guò)本號(hào)平臺(tái)開(kāi)展知識(shí)科普傳播(本篇已開(kāi)啟“快捷轉(zhuǎn)載”,所有帳號(hào)均可轉(zhuǎn)載此圖文)擬分兩大版塊(逐章節(jié))進(jìn)行專題分享:

    一、基于單項(xiàng)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(diǎn)擊下方標(biāo)題查閱);
    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(cè)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(hào)獲中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)VOCs污染防治專業(yè)委員會(huì)(www.acef-vocs.com.cn)等權(quán)威機(jī)構(gòu)的鼎力支持!【特此聲明:本號(hào)發(fā)布的內(nèi)容及觀點(diǎn)不代表任何機(jī)構(gòu)立場(chǎng)】198篇原創(chuàng)內(nèi)容公眾號(hào)

    冷凝回收
    基于單項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備與產(chǎn)品


    01

    概述


    工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)鼓勵(lì)VOCs的回收利用,并優(yōu)先鼓勵(lì)在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)回用。對(duì)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(jìn)行回收利用,并輔助以其他治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)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(guò)降溫將油氣的熱量置換出來(lái),使油氣中一些烴類蒸汽壓達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),過(guò)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(diǎn):工藝原理簡(jiǎn)單;一次性工藝就完成對(duì)油氣的回收利用的唯一方法,而且能夠見(jiàn)到可以計(jì)量的回收汽油??芍庇^的看到液態(tài)的回收油品;安全性高;自動(dòng)化水平高

    主要存在問(wèn)題:工況設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和考核標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)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(gè)項(xiàng)目、同一個(gè)處理規(guī)模(VOCs流量或油氣排放流量,m3/h),不同廠家競(jìng)標(biāo)或提供技術(shù)方案,所配置的制冷壓縮機(jī)機(jī)組的型號(hào)和功率(甚至壓縮機(jī)臺(tái)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(jì)缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和考核標(biāo)準(zhǔn)(注,不是尾氣排放標(biāo)準(zhǔn))。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(jī),第一段從常溫冷到3-4℃,配置一套制冷機(jī)組,第二段從3℃冷凝到-35℃,配置一套制冷機(jī)組,第三段從-35℃冷凝到-75℃,配置一套二元復(fù)曡制冷機(jī)組;但是,有的廠家配置制冷壓縮機(jī),第一段從常溫冷到3-4℃,配置一套制冷機(jī)組,第二段從3℃冷凝到-20℃,沒(méi)有配置制冷機(jī)組,是從第三段二元復(fù)曡機(jī)組的高溫機(jī)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(jī)組;等等。采用半封閉制冷壓縮機(jī)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(biāo)準(zhǔn)有GB3836、GB25285、GB25286系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),包括電氣設(shè)施和非電氣設(shè)施的防爆標(biāo)準(zhǔn)。制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備是制冷壓縮機(jī)。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(jī)按結(jié)構(gòu)分有三類,全封閉壓縮機(jī)、半封閉壓縮機(jī)、開(kāi)啟式壓縮機(jī)。全封閉壓縮機(jī)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(kāi)啟式制冷壓縮機(jī)則由于其體積較大,也不采用。因此,半封閉制冷壓縮機(jī)成為VOCs治理系統(tǒng)冷凝工藝配置主要采用的機(jī)型。


    02

    冷凝工藝相關(guān)裝置


    1.png

    圖20 冷凝工藝裝置

    裝置概述:在冷凝處理過(guò)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(dá)露點(diǎn)的組分不斷冷凝。同時(shí)油氣在溫度降低過(guò)程中,水蒸氣凝固點(diǎn)約0℃,存在結(jié)霜問(wèn)題,而油氣通道堵塞后容易出現(xiàn)噴油隱患。

    裝置說(shuō)明:本裝置通過(guò)采用壓縮機(jī)機(jī)械制冷,多級(jí)連續(xù)冷卻方法降低油氣的溫度,將油氣溫度分級(jí)降至各組分分壓力下各組分對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度,油氣的不同組分分級(jí)冷凝為液態(tài),通過(guò)換熱器的特殊工藝設(shè)計(jì),使其由液態(tài)的有機(jī)組分可與氣態(tài)的空氣實(shí)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(guò)特殊設(shè)計(jì)的換熱器進(jìn)行回?zé)峤粨Q,直至末端常溫送往吸附罐。各級(jí)制冷參數(shù)如下:一級(jí)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(jìn)入低溫冷凝箱,防止結(jié)霜。二級(jí)制冷:處理溫度-30~-35℃,液化回收部分C3~C6油氣。三級(jí)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(shí)尾氣濃度已接近國(guó)標(biāo)達(dá)標(biāo)水平,大大延長(zhǎng)活性炭壽命。熱回收,經(jīng)三級(jí)制冷后降溫不凝氣體可作為很好的冷源與進(jìn)口的油氣進(jìn)行熱交換既起到預(yù)冷效果,又可將尾氣提升到常溫進(jìn)入吸附系統(tǒng)。吸附,采用雙吸附罐設(shè)置,通過(guò)電動(dòng)蝶閥或氣動(dòng)閥的通斷控制,使一個(gè)罐處于吸附狀態(tài),另一個(gè)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(duì)油氣/空氣混合氣的吸附力大小差異,實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的尾氣則通過(guò)排氣筒排出。裝置通過(guò)統(tǒng)計(jì)吸附量,直到其設(shè)計(jì)飽和,然后通過(guò)真空泵脫附實(shí)現(xiàn)再生。脫附出來(lái)的油氣返回冷凝機(jī)組繼續(xù)冷凝。


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