CN108434775A - 一种冷凝处理装置及尾气处理装置和尾气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体处理设备领域，具体而言，涉及一种冷凝处理装置及尾气处理装置和尾气处理方法。一种冷凝处理装置，包括冷凝装置以及化冰装置；所述化冰装置包括连接的循环泵、加热器，所述循环泵、加热器分别连接于所述冷凝装置的两端，并与所述冷凝装置的管程形成环路；所述冷凝装置与所述化冰装置的连通通过开关控制。由于冷凝装置在处理物料中，物料含有的水分或水汽会在其内结冰。这样，就影响了冷凝装置对物料的处理效果。本发明采用化冰装置对冷凝装置中的冰处理，以解决上述的问题。

Description

一种冷凝处理装置及尾气处理装置和尾气处理方法

技术领域

本发明涉及气体处理设备领域，具体而言，涉及一种冷凝处理装置及尾气处理装置和尾气处理方法。

背景技术

对于有机气体进行冷凝处理的设备，若冷凝的温度低于其某种组分的冰点。例如有机气体中若含有水分，冷凝处理时，冷媒的温度低于零摄氏度，会导致其冷凝处理装置内结冰而发生堵塞，而且发生堵塞时难以及时发现和处理，导致冷凝处理效果差，且增加了能耗。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷凝处理装置以及尾气处理装置，以处理冷凝装置中结冰的情况，使得冷凝装置更好的运行。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种冷凝处理装置，包括冷凝装置以及化冰装置；

所述化冰装置包括连接的循环泵、加热器，所述循环泵、加热器分别连接于所述冷凝装置的两端，并与所述冷凝装置的管程形成环路；

所述冷凝装置与所述化冰装置的连通通过开关控制。

进一步地，所述化冰装置还包括冷媒罐，所述冷媒罐、所述循环泵、所述加热器与所述冷凝装置连接并形成环路；优选地,所述冷媒罐、所述循环泵、所述加热器依次连接。本领域技术人员通过本申请方案可以很容易的得出可以采取用其他的连接方式，例如循环泵、冷媒罐、加热器依次连接；或者加热器、循环泵、冷媒罐依次连接。通过冷媒罐能够储存一部分冷媒，在进行化冰操作时，可以直接进入管路继续循环，同时能够对更换的对冷媒的温度进行控制。

由于冷凝装置在处理物料中，物料含有的水分或水汽会在其内结冰。这样，就影响了冷凝装置对物料的处理效果。本发明采用化冰装置对冷凝装置中的冰处理，以解决上述的问题。

具体地，化冰装置包括连接的冷媒罐、循环泵、加热器，加热器能够对用于化冰的媒介进行加热，一般地，并通过循环泵提供动力，使得冷凝装置中冷媒循环通过加热器，将冷凝装置中的冰化掉，冰排出。

其中，加热器优选为换热器，也可以为电加热器等。换热器的热媒可以选用工业蒸汽等。化冰装置上设有温度传感器，通过温度传感器控制换热器的加热的热量，保证进入到冷凝装置进行化冰的冷媒的温度在设定范围内，该温度传感器优选设置在冷媒罐上。

优选地，通过控制热媒量，即工业蒸汽的通入量，维持进入到冷凝装置进行化冰的冷媒的温度在设定范围内；该温度范围选择根据化冰的时间长度和能耗来选择；若温度较低，化冰时间过长化冰效率低，若温度较高，会导致被加热的冷媒变性，而且加热温度越高，能耗越高。如果是水结的冰，该范围优选在50-60℃之间。

同时设置一定的化冰时间，直到冷凝装置内冰全部溶化为止，该化冰时间根据不同的结冰的物质及加热热媒的温度和流速进行设置。化冰时间结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

进一步地，所述冷凝装置包括至少一个换热器以及冷源。

冷凝装置中的换热器个数可根据需求进行设计。优选地，所述换热器为2个以上，优选地，所述换热器为3-6个。如可以为3个换热器、4个换热器、5个换热器、6个换热器，冷凝装置中的不同换热器可选用不同种类的换热器。所述换热器中通入冷媒，对待处理气相物料进行冷凝。

优选地，所述换热器之间串联或并联。

优选地，低于0℃的冷媒的换热器均连接所述化冰装置。

优选地，﹣5℃～﹣190℃的冷媒的换热器连接所述化冰装置。

优选的，所述0℃的冷媒或﹣5℃～﹣190℃的冷媒由制冷组件例如制冷机组提供。

若冷凝用的换热器中所采用的冷媒的温度低于待处理气相物料中任意一种物料所处压力下的冰点，例如气相物料中含有水蒸气，若该物料的压力为正常大气压，如果某个冷凝用换热器中冷媒的温度低于0℃，则在该换热器中会发生结冰，发现结冰后，需要设备停止运转进行化冰，增加了设备的运行成本。优选地，所述换热器中至少一个换热器用于对气相物料进行冷凝，所述换热器中的冷媒的温度，低于待处理气相物料中任意一种物料所处压力下的冰点。优选地，连接所述化冰装置的换热器连接有备用的换热器。优选地，连接所述化冰装置的换热器与所述备用的换热器通过并联的方式与化冰装置连接，并且这两个并联的换热器之间可切换使用。优选地，并联的换热器与非结冰的其余换热器均串联。

即在一个换热器结冰而影响功能使用时，切换到另外一个换热器，解决了设备需要停止运行的缺陷，节约成本。

两个并联的换热器优选仅在其壳程出口连接的管路上设有控制开关，在进行切换时，关闭该结冰的换热器的出口管路的开关；能够实现两个并联换热器进行切换时，结冰的换热器中未冷凝处理的气相会进入到另外一个换热器中进行处理或者化冰之后再进行处理，避免未冷凝处理的气相从该换热器出口中排出混入已经冷凝处理的气相物料中。

进一步地，所述冷源与所述化冰装置均设置有开关以控制所述冷源或者所述化冰装置与所述换热器的连通。

如可以为：所述冷源通过制冷管道与所述换热器的管程开口连接，所述制冷管道上设置有开关；

所述加热器与所述冷媒罐通过管道分别与位于所述开关与所述换热器的管程开口之间的制冷管道连接，所述管道上设置有开关。

进一步地，所述换热器的壳程上均设有至少3个开口，分别位于侧壁底部、壳程底部和壳程顶部。

所述换热器的开口用做气相出口、气相入口和冷凝液的出口；所述气相的出口、所述气相的入口位于换热器侧壁底部或壳程顶部，换热器侧壁底部或壳程顶部的开口的任意一个都可以为气相的出口或入口；所述冷凝液的出口位于所述壳程底部。

进一步地，所述冷凝处理装置还包括回收罐，所述换热器壳程底部的开口均与所述回收罐连接。即将换热器壳程得到的液体回收到回收罐中。

由于不同冷凝装置回收的凝液的温度不同，为了防止凝液的混合造成的凝液回流，进一步地，所述回收罐分为包括分别对应接收不同冷凝装置的凝液的不同区域或者对应不同的冷凝装置设置不同的回收罐。优选地，所述回收罐的不同区域之间相互独立，或者不同的回收罐之间相互独立。

进一步地，所述回收罐还设置有液位传感器。

所述冷凝处理装置设有能够监测并反应结冰的冷凝装置内压力变化的压力监测装置；

优选地，所述压力监测装置为压力传感器；

优选地，所述冷凝装置压力变化通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，所述压力传感器包括能够监测P2、P1的压力传感器，所述能够监测P2的压力传感器设置在换热器或备用换热器的气相进口上、或其气相进口连接的管路上、或气相进口连接的其他处理设备上、或气相进口连接的其他处理设备入口管路上；相应的压力传感器可以设置在上述位置。

所述能够监测P1的压力传感器设置在换热器或备用换热器气相出口、或其气相出口连接的管路上、或气相出口连接的其他处理设备上、或气相出口连接的其他处理设备出口的管路上；相应的压力传感器可以设置在上述位置。

优选地，所述能够监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于换热器气相进口或出口或与其直接连接的管路上；保证能够比较快速的监测并反映换热器内部的压力变化。

优选地，所述能够监测P2的压力传感器位于换热器气相进口或与其直接连接的管路上；

该压力差根据换热器体积及其本身结构的导致的压降等因素进行设置，可以为2-25KPa。

所述冷凝处理装置设有能够监测并反应结冰的冷凝装置内温度变化的温度监测装置；

优选地，监测结冰的冷凝装置内温度变化的温度监测装置为温度传感器，所述温度传感器设置在换热器上或所述换热器壳程底部的开口处或所述换热器与所述回收罐连接的管路上；

优选监控冷凝后排出的物料的温度，该处位置的温度不会受到其他的因素的影响(而如果T2在换热器内的话，会受到待冷凝的物料的流速的影响)，能够及时准确的反应冷凝装置内部的温度变化情况。

若换热器发生冷凝堵塞，则待冷凝的物料的热量无法及时获得交换，而导致T2的温度升高。当T2温度高于设定值一定温度T时，换热器切换到备用换热器上。T优选为1-5℃。

化冰装置上设有温度传感器能够监测温度T3，通过温度传感器控制加热器的加热的热量，保证进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内，该温度传感器优选设置在冷媒罐上。所述加热器优选为换热器，其采用的加热媒为工业蒸汽。

优选地，通过控制热媒量，即工业蒸汽的通入量，T3在一定范围内，从而维持进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内；该温度范围选择根据化冰的时间长度和能耗来选择，温度高低化冰时间长，温度太高，一般冷媒可能会有高温不稳定性；而且加热温度越高，能耗高。如果是水结的冰，该范围优选在50-60℃之间。

本发明中，温度和压力的监测可采用实时监测系统进行，这样，系统实时监测冷凝装置内的温度或冷凝后排出的物料的温度T2，或冷凝装置内压力变化。

若温度T2高于设定值，和/或冷凝装置内压力变化值高于设定值，设备发生堵塞，换热器切换到备用换热器上，同时，将换热器的管路连通到化冰装置，并启动化冰装置进行化冰。同时进行温度和压力的监控，能够保证对冷凝作业的换热器是否结冰更加准确灵敏的监测。

通过设置液位传感器，以获知回收液的量，打开阀门，从回收罐底部的出口，通过泵，进入后续储罐中。

优选地，所述换热器竖直放置，所述换热器与所述回收罐之间设有防止气相物料进入所述回收罐的装置。

换热器竖直放置，冷凝液随重力而流入与其连接的回收罐中，但气相物料也会同时跟随进入回收罐，为了防止气相物料的进入，换热器与回收罐之间设有防止气相物料进入回收罐的装置。

优选地，防止气相物料进入所述回收罐的装置为液封机构。

进一步地，所述换热器的管程上均设有至少2个开口，分别位于所述换热器的上下两端。

进一步地，所述加热器连接于与所述换热器上部的管程口连接的制冷管路，所述冷媒罐连接于与所述换热器下部的管程口连接的制冷管路。

优选地，所述冷媒罐设置有温度传感器。

进一步地，所述换热器为间壁式换热器，优选为管壳式换热器，更优选为螺旋缠绕换热器和/或螺旋阵列式换热器。螺旋缠绕换热器和/或螺旋阵列式换热器换热效率高，能够实现对气相物料更加快速高效的冷凝，同时能够降低冷媒的用量，节能。

采用高效的螺旋缠绕管式冷凝器提高溶媒回收率。另外，冷凝装置采用螺旋阵列式换热器，提高气相物料中有机组分的冷凝量，降低后续无法冷凝的气相物料的处理负荷。

本发明中，壳程是指介质流经换热管外的通道及其相贯通部分；管程是指介质流经换热管内的通道及其相贯通部分。

本发明还提供了含有上述冷凝处理装置的尾气处理装置。

进一步地，尾气处理装置还含有压缩机。先采用压缩机对尾气进行压缩，提高凝点，更容易回收有机组分，然后采用冷凝的方式处理尾气，有效回收尾气中的有机组分，回收的有机组分以凝液的形式流入回收罐中，处理后的尾气从冷凝装置中流出，处理高效，节能环保。

如，处理时，一般流程为：尾气经压缩机处理后，通过第一换热器的侧壁底部的开口进入第一换热器，从第一换热器的气相出口流出，然后通过第二换热器气相入口进入第二换热器，从第二换热器的气相出口的开口流出，最后从第三换热器气相入口进入从第三换热器，从其第三换热器的气相出口流出。通过逐步冷却处理，最后尾气中有机组分被充分的冷凝下来，大约有95％被冷凝下来。最后流出的尾气可进行吸附、焚烧、催化燃烧等处理。

另外，冷处理后的尾气还可作为冷源回收利用，节约能源。

进一步地，所述压缩机与所述冷凝装置之间还包括储存罐、泵和第二冷却器，所述压缩机、储存罐、泵和第二冷却器连接并形成环路，所述储存罐的顶端与所述冷却器连接。

通过泵将工作液从储存罐中泵入冷却器进行冷却，然后再进入压缩机，循环工作。其作用：一是气液分离；二是缓冲，让后续气量稳定。从储存罐的顶部输送到尾气处理模块。

进一步地，所述储存罐的入口设置在其中部。

进一步地，所述储存罐设置有温度传感器和/或液位传感器。

通过监测温度和液位，更好的保证气液分离以及后续气量的稳定性。

本发明还提供了一种冷凝处理方法，采用上述的冷凝处理设备进行，步骤如下：

步骤1、冷凝换热器内的温度T2或冷凝后排出的物料的温度T2高于设定值时，和/或冷凝换热器内的压力变化值高于设定值时，对结冰的换热器进行化冰；优选是两种之一发生时，即开始化冰，能够更加灵敏的监控是否发生结冰。

优选地，所述步骤1中冷凝作业中的换热器内的压力变化值通过压力传感器进行监测；能够实现对其压力变化的自动监测。

优选地，所述步骤1中冷凝作业中的换热器内的压力变化值通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，P2可以为换热器气相进口的压力、或其管路上的压力、或气相进口连接的其他处理设备内部的压力、或气相进口连接的其他处理设备入口的压力；

P1可以为换热器气相出口的压力P1、或其管路上的压力P1、或气相出口连接的其他处理设备内部的压力P1、或气相出口连接的其他处理设备出口的压力P1；

优选地，所述步骤1中所述压力差为2-25Kpa；

优选地，所述步骤1中所述能够监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于换热器气相进口或出口或与其直接连接的管路上；

优选地，所述步骤1中所述能够监测P2的压力传感器位于换热器气相进口或与其直接连接的管路上；在对结冰的换热器内压力变化进行监测的同时，能够实现对整个设备的压力进行监测。

优选地，所述步骤1中所述冷凝换热器内的温度或冷凝后排出的物料的温度通过温度传感器进行监测；

优选地，所述步骤1中冷凝后排出的物料的温度T2温度高于设定值一定温度T时，对结冰的换热器进行化冰；若温度升高，说明换热器内换热作业效率降低，温度高于设定值说明换热器内发生结冰。

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤2，正在作业的结冰的换热器切换到备用的换热器，备用的换热器作为冷凝作业的换热器，结冰的换热器化冰后作为备用的换热器；

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤3，开启化冰装置和连接管路，同时开启循环泵对结冰的冷凝用换热器进行化冰以及开启蒸汽阀门对冷媒加热；

根据T3的温度，控制加热器的作业情况，维持T3在一定范围内；

优选地，所述步骤3中的T3温度范围的选择根据化冰的时间长度和能耗来选择；如果是水结的冰，所述范围优选在50-60℃之间；

同时，设置一定的化冰时间，直到冷凝装置内冰全部溶化为止，该化冰时间根据不同的结冰的物质及加热热媒的温度和流速进行设置；

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤5，化冰结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

进一步地，所述步骤2中结冰的换热器切换到备用的换热器的过程还包括：

步骤2.1，开启备用换热器的低温冷媒，延迟开启备用换热器的气相出口；可以让备用换热器进行降温后，再进行作业，避免未冷凝处理后的气相从出口排出。

优选地，所述步骤2.1中所述延迟时间为3-20s；

步骤2.2，关闭该结冰的换热器的出口管路的开关，截断气相物料通路，并关闭结冰的冷凝用换热器的低温冷媒；

优选地，所述冷凝处理方法还包括步骤6，当正在作业的换热器需要化冰时，重复循环上述操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的一种冷凝处理装置示意图；

图2为本发明实施例中提供的另一种冷凝处理装置示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种尾气处理装置示意图。

附图标记：

1-冷媒罐；2-加热器；3-循环泵；4-换热器；5-回收罐；6-制冷组件；7-压缩机；8-冷却器；9-储存罐；4’-备用换热器。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下对本发明提供的冷凝处理装置以及尾气处理装置进行举例说明。

实施例1

如图1所示，一种冷凝处理装置，包括冷凝装置以及化冰装置；

冷凝装置包括一个换热器4和为换热器4提供冷源的制冷组件6；

其中，换热器4可为间壁式换热器，优选为管壳式换热器，更优选为螺旋缠绕换热器和/或螺旋阵列式换热器；

低于0℃的冷媒的换热器均连接所述化冰装置；优选地，冷媒的温度为﹣5℃～﹣190℃，优选的所述0℃的冷媒或﹣5℃～﹣190℃的冷媒由制冷组件例如制冷机组提供。

换热器4的壳程上均设有3个开口，分别位于侧壁底部、壳程底部和壳程顶部；换热器4的管程上均设有2个开口，分别位于所述换热器4的上下两端；换热器的开口用做气相出口、气相入口和冷凝液的出口；所述气相出口、所述气相入口位于换热器侧壁底部或壳程顶部；所述冷凝液的出口位于所述壳程底部；

化冰装置包括连接的循环泵3、加热器2，优选还包括冷媒罐1，加热器2连接于与换热器4上部的管程口连接的制冷管路，冷媒罐1连接于与换热器4下部的管程口连接的制冷管路，形成环路；

冷源与化冰装置均设置有开关以控制冷源或者化冰装置与换热器4的连通；壳程气相出口连接的管路上设有控制开关。

冷凝处理装置设有能够监测并反应结冰的冷凝装置内压力变化的压力监测装置；压力监测装置为压力传感器；该压力传感器能够监测P2、P1，换热器4壳体气相进口连接的管路上设置有能够监测P2压力的压力传感器，换热器4壳体气相出口连接的管路上设置有能够监测P1压力的压力传感器；

冷凝处理装置还包括回收罐，换热器壳程底部的开口均与回收罐连接；换热器竖直放置，所述换热器与所述回收罐之间设有防止气相物料进入所述回收罐的装置；优选地，防止气相物料进入所述回收罐的装置为液封机构。换热器4与回收罐5连接的管路上设置有温度传感器T2；

化冰装置上设有温度传感器能够监测温度T3，通过温度传感器控制加热器的加热的热量，保证进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内，该温度传感器优选设置在冷媒罐上。所述加热器优选为换热器，其采用的加热媒为工业蒸汽。

优选地，通过控制热媒量，即工业蒸汽的通入量，T3在一定范围内，从而维持进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内；该温度范围选择根据化冰的时间长度和能耗来选择，温度高低化冰时间长，温度太高，一般冷媒可能会有高温不稳定性；而且加热温度越高，能耗高。如果是水结的冰，该范围优选在50-60℃之间。

在正常设备运行中，其中换热器4运行，该换热器4的管程内通入冷源，壳程内通入气相物料进行冷凝，而化冰装置不运行。

在设备运行中，温度和压力的监测采用实时监测系统进行，系统实时监测冷凝装置内的温度或冷凝后排出的物料的温度T2，或冷凝装置进口和出口的压力差。

若温度T2高于设定值(1-5℃)，和/或冷凝换热器气相进口压力P2和气相出口压力P1的压力差ΔP高于设定值(2-25KPa)，设备发生堵塞，进行化冰操作，具体如下：

1、关闭换热器4的冷源阀门以及气相物料出口阀门。

2、开启化冰装置的循环管路阀门，换热器4的管路连通到化冰装置，同时开启化冰循环泵3对换热器4进行化冰，开启蒸汽阀门对冷媒加热。同时根据T3的温度，控制加热器2的作业情况，例如控制加热蒸汽的阀门开合度或开闭，维持T3在一定的温度范围内。

3、化冰结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

4、开启换热器4的冷源阀门以及气相物料阀门。

实施例2

如图2所示，一种冷凝处理装置，包括冷凝装置以及化冰装置；

冷凝装置包括两个换热器，换热器4及其备用换热器4’和为两个换热器提供冷源的制冷组件6；

其中，换热器可为间壁式换热器，优选为管壳式换热器，更优选为螺旋缠绕换热器和/或螺旋阵列式换热器；

低于0℃的冷媒的换热器均连接所述化冰装置；优选地，冷媒的温度为﹣5℃～﹣190℃，优选的所述0℃的冷媒或﹣5℃～﹣190℃的冷媒由制冷组件例如制冷机组提供。

换热器4、备用换热器4’的壳程上均设有3个开口，分别位于侧壁底部、壳程底部和壳程顶部；两个换热器的管程上均设有2个开口，分别位于所述换热器4的上下两端；两个换热器的开口用做气相出口、气相入口和冷凝液的出口；所述气相出口、所述气相入口位于换热器侧壁底部或壳程顶部；所述冷凝液的出口位于所述壳程底部；

化冰装置包括连接的循环泵3、加热器2，优选还包括冷媒罐1，加热器2均连接于与两个换热器4上部的管程口连接的制冷管路，冷媒罐1均连接于与两个换热器4下部的管程口连接的制冷管路，并各自形成环路；

冷源与化冰装置均设置有开关以控制冷源或者化冰装置与换热器4的连通；两个换热器用于壳程气相出口连接的管路上设有控制开关。

冷凝处理装置设有能够监测并反应结冰的冷凝装置内压力变化的压力监测装置；压力监测装置为压力传感器；该压力传感器能够监测P2、P1，换热器4壳体气相进口连接的管路上设置有能够监测P2压力的压力传感器，换热器4壳体气相出口连接的管路上设置有能够监测P1压力的压力传感器；优选的，P1、P2分别设置在两个的换热器的共同的气相进口管路、出口管路上。

冷凝处理装置还包括回收罐，换热器壳程底部的开口均与回收罐连接；换热器竖直放置，所述换热器与所述回收罐之间设有防止气相进入所述回收罐的装置；优选地，防止气相物料进入所述回收罐的装置为液封机构。

两个换热器4与回收罐5连接的管路设置有温度传感器T2；

化冰装置上设有温度传感器能够监测温度T3，通过温度传感器控制加热器的加热的热量，保证进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内，该温度传感器优选设置在冷媒罐上。所述加热器优选为换热器，其采用的加热媒为工业蒸汽。

优选地，通过控制热媒量，即工业蒸汽的通入量，T3在一定范围内，从而维持进入到结冰的换热器进行化冰的冷媒的温度在设定范围内；该温度范围选择根据化冰的时间长度和能耗来选择，温度高低化冰时间长，温度太高，一般冷媒可能会有高温不稳定性；而且加热温度越高，能耗高。如果是水结的冰，该范围优选在50-60℃之间。

在正常设备运行中，其中一个换热器4运行，该换热器4的管程内通入冷源，壳程内通入气相物料进行冷凝，而化冰装置以及备用的换热器4’不运行。

温度和压力的监测采用实时监测系统进行，系统实时监测冷凝装置内的温度或冷凝后排出的物料的温度T2，和/或冷凝换热器内的压力变化值。

若温度T2高于设定值(1-5℃)，和/或冷凝换热器进口压力P2和出口压力P1的压力差ΔP高于设定值(2-25KPa)，设备发生堵塞，进行化冰操作，具体如下：

1、开启备用换热器的低温冷媒，延迟开启备用换热器4’的气相出口；优选地，延迟时间为3-20s；备用的换热器作为冷凝作业的换热器；

2、关闭该结冰的换热器4的出口管路的开关，截断气相物料通路，并关闭结冰的冷凝用换热器4的低温冷媒；

3、开启化冰装置和连接管路，同时开启循环泵对结冰的冷凝用换热器4进行化冰以及开启蒸汽阀门对冷媒加热；根据T3的温度，控制加热器的作业情况，维持T3在一定范围内；T3温度范围的选择根据化冰的时间长度和能耗来选择；如果是水结的冰，所述范围优选在50-60℃之间；同时，设置一定的化冰时间，直到冷凝装置内冰全部溶化为止，该化冰时间根据不同的结冰的物质及加热热媒的温度和流速进行设置；

4、化冰结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

5、当运行的换热器4需要化冰时，重复上述操作。

实施例3

如图3所示，一种尾气处理装置，包括连接的压缩机7、储存罐9、第一换热器、第二换热器、第三换热器以及第四换热器4和备用换热器4’以及制冷组件6；第一换热器、第二换热器、第三换热器以及第四换热器在图中从左往右依次排列。

第一换热器到第四换热器首尾相接进行串联，第四换热器和备用换热器4’并联；

储存罐9还连接有泵和冷却器8，压缩机7、储存罐9、泵和冷却器8连接并形成环路，压缩机7与储存罐9中部的开口连接，储存罐9的顶端与冷却器8连接。

换热器4的壳程上均设有3个开口，分别位于侧壁底部、壳程底部和壳程顶部；

换热器4的管程上均设有2个开口，分别位于换热器4的上下两端。

尾气经压缩机7、储存罐9、泵和冷却器8不断循环处理，其中的尾气从储存罐9的顶端流出，通过第一换热器的侧壁底部的开口进入第一换热器，从第一换热器的壳程顶部流出，然后通过第二换热器壳程顶部的开口进入第二换热器，从第二换热器的壳程侧壁底部的开口流出，再进入第三换热器和第四换热器，最后从第四换热器壳程顶部的开口流出，从其顶部流出，作为第一换热器的冷源进入第一换热器的管程，然后排放，可进行吸附、焚烧、催化燃烧等处理。

制冷组件6分别与第二换热器至第四换热器连接，并分别形成环路。正常运行时，化冰装置关闭，备用换热器关闭，第一换热器至第四换热器运行，第一换热器至第四换热器得到的凝液流入回收罐5中。

冷凝处理装置设有能够监测并反应结冰的冷凝装置，及第四换热器或备用换热器的压力变化的压力监测装置；

优选的，压力监测装置为压力传感器；

优选的，冷凝装置压力变化通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，压力传感器包括能够监测P2、P1的压力传感器，能够监测P2的压力传感器设置在换热器或备用换热器的壳程的气相进口上、或其壳程的气相进口连接的管路上、或壳程的气相进口连接的其他处理设备上、或壳程的气相进口连接的其他处理设备入口管路上；

能够监测P1的压力传感器设置在换热器或备用换热器壳程的气相出口、或其壳程的气相出口连接的管路上、或壳程的气相出口连接的其他处理设备上、或壳程的气相出口连接的其他处理设备出口的管路上；

优选地，能够监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于换热器壳程的气相进口或出口或与其直接连接的管路上；

优选地，能够监测P2的压力传感器位于换热器进口或与其直接连接的管路上。

进行化冰操作时的控制方法为：

步骤1、冷凝作业的第四换热器内的温度T2或冷凝后排出的物料的温度T2高于设定值时，和/或冷凝换热器内的压力变化值高于设定值时，第四换热器发生堵塞，对结冰的换热器进行化冰；

优选地，步骤1中冷凝作业中的第四换热器内的压力变化值通过压力传感器进行监测；

优选地，步骤1中冷凝作业中的第四换热器内的压力变化值通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，P2可以为第四换热器进口的压力、或其管路上的压力、或进口连接的其他处理设备内部的压力(例如从第四换热器壳程气相进口连接的第二换热器壳程内的压力P2)、或进口连接的其他处理设备入口的压力(例如从第四换热器壳程气相进口连接的第二换热器壳程气相进口连接的管路上的压力P2)；

P1可以为第四换热器出口的压力P1、或其管路上的压力P1、或出口连接的其他处理设备内部的压力P1(例如，第四换热器壳程气相出口连接的第一换热器管程内的压力P2)、或出口连接的其他处理设备出口的压力P1(例如，第四换热器壳程气相出口连接的第一换热器管程气相出口连接的管路上设有P2)；

优选地，步骤1中压力差为2-25Kpa；

优选地，步骤1中能够监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于第四换热器进口或出口或与其直接连接的管路上；

优选地，步骤1中能够监测P2的压力传感器位于第四换热器进口或与其直接连接的管路上；

优选地，步骤1中冷凝作业的换热器内的温度或冷凝后排出的物料的温度通过温度传感器进行监测；

优选地，步骤1中冷凝后排出的物料的温度T2温度高于设定值一定温度T时，对结冰的换热器进行化冰；

优选地，冷凝处理方法还包括，步骤2，结冰的第四换热器切换到备用的换热器4’，备用的换热器4’作为冷凝作业的换热器；

步骤2.1，开启备用换热器4’的低温冷媒，延迟开启备用换热器4’的气相出口；

优选地，步骤2.1中延迟时间为3-20s；

步骤2.2、关闭该结冰的第四换热器的出口管路的开关，截断气相物料通路，并关闭结冰的冷凝用第四换热器的低温冷媒；

优选地，冷凝处理方法还包括，步骤3，开启化冰装置和连接管路，同时开启循环泵对结冰的冷凝用第四换热器进行化冰以及开启蒸汽阀门对冷媒加热；

根据T3的温度，控制加热器的作业情况，维持T3在一定范围内；

优选地，步骤3中的T3温度范围的选择根据化冰的时间长度和能耗来选择；如果是水结的冰，范围优选在50-60℃之间；

同时，设置一定的化冰时间，直到冷凝装置内冰全部溶化为止，该化冰时间根据不同的结冰的物质及加热热媒的温度和流速进行设置；

优选地，冷凝处理方法还包括，步骤5，化冰结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

优选地，冷凝处理方法还包括步骤6、当备用换热器4’需要化冰时，重复循环上述操作。

该尾气处理装置，尾气中有机组分回收率均达95％以上。

另外，系统还具有以下功能：实时监测不同设备中液位高度，当液位超过设定值时，实现系统自动排液功能；配备制冷机组，根据需求制取不同温度的低温冷媒；自带报警功能，当系统运行异常进行报警。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种冷凝处理装置，其特征在于，包括冷凝装置以及化冰装置；

所述化冰装置包括连接的循环泵、加热器，所述循环泵、加热器分别连接于所述冷凝装置的两端，并与所述冷凝装置的管程形成环路；

所述冷凝装置与所述化冰装置的连通通过开关控制。

2.根据权利要求1所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述冷凝装置包括至少一个换热器、冷源；

优选地，所述换热器为2个以上；

优选地，所述换热器为3-6个；

优选地，所述换热器之间串联或并联；

优选地，低于0℃的冷媒的换热器均连接所述化冰装置；

优选地，﹣5℃～﹣190℃的冷媒的换热器连接所述化冰装置。

3.根据权利要求2所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述换热器中至少一个换热器用于对气相物料进行冷凝，所述换热器中的冷媒的温度，低于待处理气相物料中任意一种物料所处压力下的冰点；

优选地，连接所述化冰装置的换热器连接有备用的换热器；

优选地，连接所述化冰装置的换热器与所述备用的换热器通过并联的方式与化冰装置连接，并且这两个并联的换热器之间可切换使用；

优选地，所述冷源与所述化冰装置均设置有开关以控制所述冷源或者所述化冰装置与所述换热器的连通。

4.根据权利要求2所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述换热器的壳程上均设有至少3个开口，分别位于侧壁底部、壳程底部和壳程顶部；

优选地，所述换热器的开口用做气相出口、气相入口和冷凝液的出口；所述气相出口、所述气相入口位于换热器侧壁底部或壳程顶部；所述冷凝液的出口位于所述壳程底部；

优选地，并联的所述换热器和所述备用换热器，在其壳程出口连接的管路上设有控制开关。

5.根据权利要求4所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述冷凝处理装置还包括回收罐，所述换热器壳程底部的开口均与所述回收罐连接；

优选地，所述换热器竖直放置，所述换热器与所述回收罐之间设有防止气相物料进入所述回收罐的装置；

优选地，防止气相物料进入所述回收罐的装置为液封机构。

6.根据权利要求1所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述冷凝处理装置设有监测并反应结冰的冷凝装置压力变化的压力监测装置；

优选的，所述压力监测装置为压力传感器；

优选的，所述冷凝装置压力变化通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，所述压力传感器包括监测P2、P1的压力传感器，所述监测P2的压力传感器设置在换热器或备用换热器的进口上、或其进口连接的管路上、或进口连接的其他处理设备上、或进口连接的其他处理设备入口管路上；

所述监测P1的压力传感器设置在换热器或备用换热器出口、或其出口连接的管路上、或出口连接的其他处理设备上、或出口连接的其他处理设备出口的管路上；

优选地，所述监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于换热器进口或出口或与其直接连接的管路上；

优选地，所述监测P2的压力传感器位于换热器进口或与其直接连接的管路上。

7.根据权利要求1所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述冷凝处理装置设有监测并反应结冰的冷凝装置内温度变化的温度监测装置；

优选的，监测结冰的冷凝装置内温度变化的温度监测装置为温度传感器，所述温度传感器设置在换热器上或所述换热器壳程底部的开口处或所述换热器与所述回收罐连接的管路上；

优选的，所述换热器壳程底部的开口或所述换热器与所述回收罐连接的管路上设置有温度传感器。

8.根据权利要求2-7任一项所述的冷凝处理装置，其特征在于，所述换热器的管程上均设有至少2个开口，分别位于所述换热器的上下两端；

优选地，所述化冰装置还包括冷媒罐，所述冷媒罐、所述循环泵、所述加热器与所述冷凝装置连接并形成环路；优选地,所述冷媒罐、所述循环泵、所述加热器依次连接；

优选地，所述加热器连接于与所述换热器上部的管程口连接的制冷管路，所述冷媒罐连接于与所述换热器下部的管程口连接的制冷管路；

优选地，所述冷媒罐设置有温度传感器；

优选地，所述换热器为间壁式换热器，优选为管壳式换热器，更优选为螺旋缠绕换热器和/或螺旋阵列式换热器。

9.一种尾气处理装置，其特征在于，含有权利要求1-8任一项所述的冷凝处理装置。

10.一种冷凝处理方法，其特征在于，采用权利要求1-8所述的冷凝处理设备进行，步骤如下：

步骤1、冷凝换热器内的温度T2或冷凝后排出的物料的温度T2高于设定值时，和/或冷凝换热器内的压力变化值高于设定值时，对结冰的换热器进行化冰；

优选地，所述步骤1中冷凝作业中的换热器内的压力变化值通过压力传感器进行监测；

优选地，所述步骤1中冷凝作业中的换热器内的压力变化值通过P1、P2之间的差值ΔP来反应，P2可以为换热器气相进口的压力、或其管路上的压力、或气相进口连接的其他处理设备内部的压力、或气相进口连接的其他处理设备入口的压力；

P1可以为换热器气相出口的压力P1、或其管路上的压力P1、或气相出口连接的其他处理设备内部的压力P1、或气相出口连接的其他处理设备出口的压力P1；

优选地，所述步骤1中所述压力差为2-25Kpa；

优选地，所述步骤1中所述能够监测P1和P2的压力传感器的其中一个位于换热器气相进口或出口或与其直接连接的管路上；

优选地，所述步骤1中所述能够监测P2的压力传感器位于换热器气相进口或与其直接连接的管路上；

优选地，所述步骤1中所述冷凝换热器内的温度或冷凝后排出的物料的温度通过温度传感器进行监测；

优选地，所述步骤1中冷凝后排出的物料的温度T2温度高于设定值一定温度T时，对结冰的换热器进行化冰；

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤2，结冰的换热器切换到备用的换热器，备用的换热器作为冷凝作业的换热器；

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤3，开启化冰装置和连接管路，同时开启循环泵对结冰的冷凝用换热器进行化冰以及开启蒸汽阀门对冷媒加热；

根据T3的温度，控制加热器的作业情况，维持T3在一定范围内；

优选地，所述步骤3中的T3温度范围的选择根据化冰的时间长度和能耗来选择；如果是水结的冰，所述范围优选在50-60℃之间；

同时，设置一定的化冰时间，直到冷凝装置内冰全部溶化为止，该化冰时间根据不同的结冰的物质及加热热媒的温度和流速进行设置；

优选地，所述冷凝处理方法还包括，步骤5，化冰结束后，关闭化冰管路和化冰装置。

进一步地，所述步骤2中结冰的换热器切换到备用的换热器的过程还包括：

步骤2.1，开启备用换热器的低温冷媒，延迟开启备用换热器的气相出口；

优选地，所述步骤2.1中所述延迟时间为3-20s；

步骤2.2、关闭该结冰的换热器的出口管路的开关，截断气相物料通路，并关闭结冰的冷凝用换热器的低温冷媒；

优选地，所述冷凝处理方法还包括步骤6、当备用换热器需要化冰时，重复循环上述操作。