VOCs深冷冷凝回收工艺原理及问题.docx

VOCs治理系统承受的冷凝技术，是在不同构造的换热器中，将VOCs有机气体与通过不同方法制取得到的冷负荷进展换热，降低有机气体的温度，使有机气体在低温下产生相变，从气态到液态，得到液态回收物。我们所说的不同冷凝方法，主要指取得冷负荷的不同的方法。

常用的方法主要有机械制冷、液氮制冷，运用较多的是机械制冷方法，液氮制冷方法因本钱方面缘由，目前运用推广速度受到影响。其他制冷方法还有膨胀制冷、余热制冷，但VOCs的排放工况不大适应这两种方法的运行工况，因此膨胀制冷和余热制冷方法的推广受到限制。在VOCs治理方法中还有一种称为“压缩冷凝”的方法，实际属于“机械制冷”与加压结合的方法，也由于VOCs排放工况的缘由，推广难度很大。

机械制冷

工作原理是热力学其次定律。它是通过消耗机械能转变制冷剂的状态，在制冷剂循环状态变化过程，将热量从温度低的环境〔或物体〕传递〔转换〕给温度高的物体〔或物质〕，从而使温度高的物质〔如有机气体〕减低温度，相态发生变化〔从气态变为液态〕，到达将VOCs气体〔如油气或其他气态有机物〕变为液态，实现净化或回收的目的。机械制冷的主要配置为“四大件”，即，制冷压缩机、蒸发器、节流器〔膨胀阀或毛细管〕、冷凝器〔有风冷和水冷〕机械制冷，也称为循环制冷，是指制冷剂循环过程制取冷负荷。

根本原理就是循环图，如下：

在VOCs治理系统〔包括油气回收系统〕中，“四大件”及原理示意图：

冷凝法运用，在VOCs治理系统，包括油气回收处理装置，都设计为撬装构造，四大件都集成安装在撬块上，如以下图：

膨胀制冷

就是利用透平膨胀机作为制冷工具，制取冷量，给VOCs治理设备〔油气回收处理装置〕供给冷量，完成对有机废气的净化治理和回收处理。

膨胀机的工作原理：

透平膨胀机是空气分别设备及自然气〔石油气〕液化分别设备和低温粉碎设备等猎取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心心脏。其主要原理是利用有肯定压力的气体在透平膨胀机内进展绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身猛烈地冷却而到达制冷的目的。

透平膨胀机输出的能量由同轴的增压机、发电机回收或制动风机、油等消耗。膨胀机主要是被用来生产冷量造成低温，其工作的对象主要是气体。当气体具有肯定的压力和温度时。就具有肯定的能量，即由压力而表达的势能与由温度所表达的动能。这两种能量总称为内能，而膨胀机主要的作用是利用气体通过膨胀机的过程中的内能降低并对外输出功。并由于气体内能的降低并对外输出功使气体的压力和温度大幅度降低从而到达制冷与降温的目的。

膨胀机主要的工作是在喷咀及叶轮中完成。喷咀是一种由多个细心设计的叶片所组成的喷射通道〔即喷咀流道〕。当高压的气体通过喷咀流道时，由于喷射作用使气体的速度快速上升并可到达音速。而气体的压力和温度则很快下降。从而到达降温的目的。〔膨胀器和增压机〕

经压缩、枯燥、净化的油气混合气推动涡轮膨胀机工作，快速等熵膨胀致冷。当致冷温度低于油气的露点温度时，油气被冷凝为液体，经气液分别器分别。膨胀制冷油气回收设备流程图：

液氮制冷

液氮制冷原理简洁，利用液态氮在气化〔相变〕过程吸取热量〔或说释放冷量〕的原理，将VOCs气体降温液化。根本原理示意如下：

这种工艺方法简洁，氮的沸点温度很低〔-195.8℃〕，可以制取深低温温度。

但是液氮利用是一次性的，气化以后就是氮气，假设用户现场还可以利用氮气，而且需要量与液氮气化量对应，用户可以考虑承受此工艺。假设气化氮气派不上用途，用户会感觉本钱高而不考虑承受。

氮气制冷方法的治理设备见以下图：

液氮技术在金属材料〔冷〕处理、制药行业生产过程冷量取用方面有运用。

液氮冷凝温度可以比机械压缩式冷凝温度更低，可以作为预处理工艺，将大多数的油气冷凝回收，后续配套热力燃烧、催化燃烧或吸附工艺，从而到达更低的排放标准。

VOCs深冷冷凝回收技术应用中的几个问题

冷凝技术在VOCs治理系统的运用，有记录的已经有快50年的历史，我国引进第一台埃德华兹公司冷凝油气回收设备，是开头运用冷凝法油气回收设备是标志，从迎接奥运会以治理大气环境生态质量为目的开展油气回收〔随后提法为“VOCs治理”〕至今，冷凝技术的运用得以大力推广。

1，工况设计缺乏统一技术标准和考核标准

一个普遍现象是，同样的承受冷凝工艺〔或冷凝+吸附组合工艺〕、同一个项

目、同一个处理规模〔VOCs流量或油气排放流量，m3/h〕，不同厂家竞标或供给技术方案，所配置的制冷压缩机机组的型号和功率〔甚至压缩机台数〕，却有不一样。还有分段冷凝的工况温度设置，有的厂家设置为3℃、-35℃、-75℃，有的厂家设置为4℃、-20℃、

-70℃。配置功率的差异，以200m3/h处理力量的油气回收处理装置为例，同样承受冷凝工艺，有的厂