CN108452632A - 一种利用空气深冷的VOCs回收系统 - Google Patents

一种利用空气深冷的VOCs回收系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108452632A
CN108452632A CN201810174546.7A CN201810174546A CN108452632A CN 108452632 A CN108452632 A CN 108452632A CN 201810174546 A CN201810174546 A CN 201810174546A CN 108452632 A CN108452632 A CN 108452632A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vocs
air
gas
recovery systems
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810174546.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108452632B (zh
Inventor
凌祥
刘冬稔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LIYANG TURBOVAP MACHINERY CO Ltd
Nanjing Tech University
Original Assignee
LIYANG TURBOVAP MACHINERY CO Ltd
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LIYANG TURBOVAP MACHINERY CO Ltd, Nanjing Tech University filed Critical LIYANG TURBOVAP MACHINERY CO Ltd
Priority to CN201810174546.7A priority Critical patent/CN108452632B/zh
Publication of CN108452632A publication Critical patent/CN108452632A/zh
Priority to JP2020545718A priority patent/JP7145530B2/ja
Priority to PCT/CN2018/108919 priority patent/WO2019165782A1/zh
Priority to US16/977,718 priority patent/US11918950B2/en
Priority to DE112018006923.0T priority patent/DE112018006923T5/de
Application granted granted Critical
Publication of CN108452632B publication Critical patent/CN108452632B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/061—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0635—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/064—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/40—Air or oxygen enriched air, i.e. generally less than 30mol% of O2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/40—Separating high boiling, i.e. less volatile components from air, e.g. CO2, hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/14—External refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及利用空气深冷的高效低成本的VOCs回收系统，包括气态空气净化系统、空气液化系统、VOCs回收冷箱等组成，所述气态空气净化系统包括空气过滤器、冷干机、空气纯化器组成，所述空气液化系统包括空气压缩机、空气储罐、涡轮膨胀机、空气预冷器组成，所述VOCs回收冷箱包括VOCs预冷器、VOCs冷凝器、气液分离器组成。本发明利用空气作为VOCs回收过程的冷却介质，使VOCs冷凝并分离。经处理后的VOCs气体符合国家规定的排放标准，可以直接排入大气。这种方法与传统的冷凝法相比，可以大大提高有机气体的回收率，有效缩短回收流程，简化回收工艺。同时方法的使用不受来源气体的浓度、组分限制，适应范围更广。

Description

一种利用空气深冷的VOCs回收系统
技术领域
本发明属于挥发性有机气体净化分离领域，具体涉及一种高效、低成本分离及回收挥发性有机气体的系统及方法。
背景技术
VOCs是挥发性有机气体(Volatile Organic Compounds)的简称，是造成雾霾和PM2.5的重要原因。为了降低重污染天气对人们生活造成的危害，我国出台了各种VOCs应对机制。其中最重要的一点就是减少工业生产中VOCs气体的排放，加强VOCs的回收治理。
目前，我国使用的VOCs回收技术主要包括冷凝法、吸附法、吸收法、催化燃烧和膜分离法等。如近期公开的专利CN201710160578.7一种高浓度VOC气体净化回收装置及方法、CN201710594939.9一种去除工业废气中VOC的净化系统及其净化方法、CN201710061520.7一种活性炭旋流吸附处理VOC废气的方法与设备等都是利用吸附法对VOCs进行回收。这些方法虽然原理简单，但回收效果有限，大多难以达到排放标准。为了降低回收成本，近年来又出现了如生物分解、等离子分解、光触媒分解等多种方法，但技术并不成熟，治理周期较长，一次回收效果大多不理想，需要配合其他手段对VOCs气体进行二次治理，尚未大规模投入使用。如公开的专利CN201710268178.8一种VOC冷凝催化燃烧治理装置是冷凝法与催化燃烧相结合、CN201720265460.6一种新型VOC处理装置是光触媒分解结合催化燃烧，CN201710157457.7可选择性生物-催化燃烧VOC废气净化装置和使用方法则是先生物分解后燃烧的方法，CN201710451220.X一种含硫VOC的无害化处理方法是先燃烧再将燃烧后的尾气通入碱液吸收。这些方法虽然具有一定的创新性，但在实际应用过程中仍存工艺复杂、能耗较高等问题。
近年来，我国VOCs排放标准不断提高。仅仅依靠传统的吸附法、冷凝法或者其他方法的简单组合已经无法实现VOCs气体的达标排放。如果单纯为了提高回收率而降低冷凝温度或增加吸附次数势必造成回收成本的大大增加。本发明的目的正是为了克服上述技术存在的缺陷和问题，满足工业上大规模连续生产的需要，在降低回收成本的同时提高回收效率。本发明与上述发明专利相比，无论在原理、流程、设备及操作方法上都存在较大差异，特别与申请者前期申请并已授权的专利CN201510068202.4一种高效低成本的VOC回收系统及方法相比也有较大差别。申请者前期已授权的发明专利(CN201510068202.4一种高效低成本的VOC回收系统及方法)是以液氮为换热介质，流程中不涉及气体净化系统和液化系统。同时，液氮与VOCs气体是以直接接触的方式进行换热，使VOCs深度冷凝达到分离的目的。且该专利(CN201510068202.4一种高效低成本的VOC回收系统及方法)中所使用的微通道换热器均为板式模块式安装。而在本专利中所使用的换热器为螺旋微通道间壁式换热。
发明内容
本发明所述一种利用空气回收VOCs的深冷回收系统，是利用空气来深度冷凝VOCs并最终分离回收的方法。其原理是将净化后的空气先压缩再膨胀，变为液态空气，再利用液态空气与VOCs气体进行换热，使VOCs气体冷却到-130℃～-140℃，将其中的非甲烷总烃含量降低到70～120mg/m3。经处理后的VOCs气体完全符合国家规定的排放标准，可以直接排入大气。这种方法与传统的冷凝法相比，可以有效缩短回收流程，简化回收工艺，并很好的实现VOCs气体的达标排放。装置体积紧凑，更加灵活便于安装，同时不受来源气体浓度的限制，适应范围更加广泛。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用空气深冷的VOCs回收系统，包括气态空气净化系统、空气液化系统和VOCs回收冷箱。所述气态空气净化系统包括空气过滤器、冷干机、空气纯化器及所属管道阀门、测量仪表等。空气过滤器内填充有分子筛、沸石等吸附剂用于初步去除空气中的微小颗粒和杂质，冷干机用于去除空气中所含的水分，纯化器用于气体进一步净化，去除空气中所含少量的二氧化硫、硫化氢和部分氮氧化物。空气液化系统主要包括一级压缩机、涡轮膨胀机、空气微通道预冷器及气体轴承、管道、阀门、测温装置和变频器等附属装置。空气压缩机主要用于空气的初步压缩，微通道预冷器用于冷却压缩机出口的高温空气，涡轮膨胀机主要用于对预压后的空气进一步压缩和膨胀，使空气液化。测温装置用于测量气体温度，管道和阀门则用于气体的输送。VOCs回收冷箱主要包括VOCs微通道预冷器、VOCs螺旋微通道冷凝器、气液分离器和液位计等，空气预冷器设在VOCs回收冷箱内。回收冷箱是VOCs回收的重要设备，冷箱采用真空粉末绝热，保证冷箱内的超低温环境。VOCs翅片板预冷器用于去除VOCs气体中的部分水蒸气，防止气体进入VOCs微通道冷凝器后结冰，堵塞通道。VOCs螺旋微通道冷凝器主要用于VOCs气体的冷凝回收，同时可防止因热应力造成的设备损坏。气液分离器主要用于分离被冷凝的VOCs液体，并将液体输送至储罐储存，气体则返回VOCs微通道预冷器与常温的VOCs气体进行换热。
进一步地，所述翅片板VOCs预冷器为三股流间壁式结构，两股流为VOCs通道，一股流为液化空气通道。其中VOCs通道的两股流为交替式工作。在一股流VOCs进行预冷的同时，在另一股流的VOCs通道内通入热空气进行吹扫，达到除冰的目的，防止通道堵塞。完成一股VOCs通道的吹扫后，再对另一股VOCs通道进行吹扫。而已经完成吹扫的通道则继续通入VOCs气体进行冷凝。如此交替，保证生产的连续进行。
进一步地，所述翅片板VOCs预冷器的VOCs出入口对称的位于预冷器左右两侧，液化空气出入口对称分布于预冷器的上端和下端。
进一步地，所述翅片板VOCs预冷器中的VOCs气体与液化空气成错流流动。
与现有发明和技术相比，本发明的有益效果为：
1.以不需要成本的空气作为冷凝介质，可大大降低系统的运行成本。
2.利用液化空气的超低温实现VOCs气体的深度冷凝，可以有效将VOCs气体冷却到-130℃～-140℃，处理过的VOCs气体可以很好的满足排放标准。这是仅靠传统的冷凝法所无法达到的。
3.方法的使用不受来源气体浓度、组分、流量的限制，适应范围更广。这也打破了传统冷凝法仅适用于高浓度VOCs气体的技术瓶颈。
4.设备不需要多台大功率压缩机同时工作，大大降低了建设成本。同时缩短回收流程，提高设备运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1的流程图。
图2为本发明中翅片板预冷器结构示意图。
图3为本发明实施例2的流程图。
具体实施方式
实施例1
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
如图1所示，VOCs回收系统，包括气态空气净化系统、空气液化系统和VOCs回收冷箱。气态空气净化系统包括空气过滤器1、冷干机4、空气纯化器5；空气液化系统包括空气压缩机2、空气储罐3、涡轮膨胀机6和空气预冷器8；VOCs回收冷箱包括VOCs冷凝器7、VOCs预冷器9和气液分离器10。
系统工作时，常温常压的空气经管道进入空气过滤器1进行初步过滤，去除空气中的大部分灰尘和颗粒物。经初步净化的空气从空气过滤器1的出口流出，进入空气压缩机2进行初步压缩，压缩后的空气被输送至空气储罐3缓冲并储存。空气储罐3的出口与冷干机4相连，具有一定压力和温度的压缩空气从空气储罐3出口进入冷干机4，除去其中所含的水分，防止空气中的水蒸气在后续流程中结冰造成通道堵塞，影响系统运行。经干燥后的压缩空气继续沿管道进入空气纯化器5，除去空气中所含的部分硫化氢、二氧化硫等杂质气体，完成最后的净化过程。净化后的空气进入一部分进入涡轮膨胀机6的空气轴承，另一部分进入空气预冷器8进行预冷，预冷后的高压空气进入涡轮膨胀机6膨胀变为液化空气。液化空气进入VOCs冷凝器7，与预冷后的VOCs气体换热，使VOCs气体液化。换热后的空气温度仍然较低，若直接进入大气会对冷量造成浪费。因此将低温空气通入空气预冷器8的冷流体通道，与空气纯化器5流出的高温高压空气换热，将其预冷，实现液化空气中冷量的梯级利用。换热后的空气可直接排入大气或返回压缩机再次压缩液化，循环利用。
来自生产环节的VOCs气体则首先进入VOCs预冷器9，在VOCs预冷器9中被预冷至3℃～4℃左右，除去其中所含水蒸气。干燥后的VOCs气体则沿管道进入VOCs冷凝器7，与来自涡轮膨胀机6的液化空气进行换热。在VOCs冷凝器7中，VOCs被液化空气冷却至-130℃～-140℃，使其中的非甲烷总烃含量降低到70～120mg/m3后，进入气液分离器10，将其中VOCs冷凝液分离并输送至储罐储存。而净化后的低温尾气因温度较低，则由VOCs预冷器9的冷流体入口进入预冷器，与温度较高的VOCs进行一次换热，之后由VOCs预冷器9出口排入大气。
图2为所述翅片板式VOCs预冷器9结构示意图。所述三股流翅片板预冷器，其中液化空气通道为直径小于1mm的微小通道，VOCs通道为宽尺寸通道。9-1和9-3为VOCs气体入口，9-2和9-4为VOCs出口，9-5为净化后的空气入口，9-6为空气出口。工作时，VOCs气体和低温净化空气分别从9-1和9-5进入预冷器，在预冷器内完成换热后，空气从预冷器上方出口9-6流出，进入下一流程，除水蒸汽后的VOCs气液混合物从另外一端的出口9-2流出。工作一段时间后，需要对9-1和9-2之间的通道进行热空气吹扫，防止水蒸气结冰堵塞预冷器通道。此时将VOCs气体从9-3通入预冷器，换热后从出口9-4流出。如此切换，两通道交替工作，保证生产的连续进行。
实施例2
本发明除实施例1所采用的流程外，还可以将气液分离器分离出的气体做进一步处理，以降低其中的VOCs含量。如图3所示，气液分离器10流出的气体进入微通道混合器11与液态空气直接混合，分离出的液体组分进入储罐存储，低温气体进入下一流程。本实施例中VOCs预冷器和空气预冷器，二者结构可以相同或者不同，但是实现的功能不同。其他设备与实施例1中设备相同，故不赘述。

Claims (11)

1.一种利用空气深冷的VOCs回收系统，包括气态空气净化系统、空气液化系统、VOCs回收冷箱等组成。
2.根据权利要求1所述的VOCs回收系统，其特征在于：所述气态空气净化系统包括空气过滤器、冷干机、空气纯化器组成；所述空气液化系统包括空气压缩机、空气储罐、涡轮膨胀机、空气预冷器组成。
3.根据权利要求2所述的VOCs回收系统，其特征在于：所述VOCs回收冷箱包括VOCs预冷器、VOCs冷凝器、气液分离器组成，所述VOCs回收冷箱内部有所述空气预冷器和所述涡轮膨胀机，所述VOCs回收冷箱外壳夹层内填充有粉末并抽真空以达到绝热目的。
4.根据权利要求1、2或3所述的VOCs回收系统，其特征在于：以VOCs的冷却介质为液化空气，以实现VOCs气体的深冷回收；空气首先进入空气过滤器，除去其中所含的微小颗粒和杂质；空气过滤器出口与空气压缩机进口相连，空气压缩机出口与空气储罐进口相连；初步净化后的空气经空气压缩机压缩进入空气储罐存储。
5.根据权利要求4所述的VOCs回收系统，其特征在于：空气储罐的出口与冷干机进口相连，冷干机出口与空气纯化器进口相连，空气纯化器出口与VOCs回收冷箱内的空气预冷器热空气进口相连；初步压缩后的空气经冷干机和空气纯化器进一步净化去除水蒸气和杂质气体。
6.根据权利要求5所述的VOCs回收系统，其特征在于：空气预冷器的热空气出口与涡轮膨胀机入口相连，涡轮膨胀机出口与VOCs冷凝器空气入口相连，VOCs冷凝器空气出口与空气预冷器冷空气入口相连；预冷后的空气经涡轮膨胀机液化后进入VOCs冷凝器与VOCs气体换热，换热后再进入空气预冷器与来自空气纯化器的热空气换热，实现冷量的梯级利用。
7.根据权利要求1至6之一所述的VOCs回收系统，其特征在于：VOCs气体首先进入VOCs预冷器除去其中的水分；VOCs预冷器出口与VOCs回收冷箱内的VOCs冷凝器入口相连，VOCs冷凝器出口与气液分离器入口相连；去除水蒸气后干燥的VOCs气体进入VOCs回收冷箱中的VOCs冷凝器，与液态空气换热，其中的VOCs气体被冷凝为液态；气液混合物从出口流出进入气液分离器分离其中的液态组分，气体进入下一流程。
8.根据权利要求7所述的VOCs回收系统，其特征在于：气液分离器的气体出口与VOCs预冷器入口相连；VOCs回收冷箱中流出的低温达标尾气与浓度较高的VOCs气体再次换热实现能源的高效利用，进一步降低回收成本。
9.根据权利要求7所述的VOCs回收系统，其特征在于：所述VOCs预冷器为翅片板VOCs三股流间壁式预冷器，两股流为VOCs通道，一股流为液化空气通道，其中液化空气通道为直径小于1mm的微小通道，VOCs通道为宽尺寸通道，VOCs通道的两股流为交替式工作，在一股流VOCs进行预冷的的同时，在另一股流的VOCs通道内通入热空气进行吹扫，两通道交替切换工作，保证生产的连续进行。
10.根据权利要求9所述的VOCs回收系统，其特征在于：所述VOCs预冷器的VOCs出入口对称的位于预冷器左右两侧，液化空气出入口对称分布于预冷器的上端和下端；所述VOCs预冷器中的VOCs气体与液化空气成错流流动。
11.根据权利要求1至10之一所述的VOCs回收系统，其特征在于：它还包括微通道混合器，所述气液分离器流出的气体进入所述微通道混合器与液态空气直接混合，分离出的液体组分进入储罐存储，低温气体进入下一流程。
CN201810174546.7A 2018-03-02 2018-03-02 一种利用空气深冷的VOCs回收系统 Active CN108452632B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810174546.7A CN108452632B (zh) 2018-03-02 2018-03-02 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
JP2020545718A JP7145530B2 (ja) 2018-03-02 2018-09-30 空気を冷媒とする深冷凝縮によるＶＯＣｓ回収システム
PCT/CN2018/108919 WO2019165782A1 (zh) 2018-03-02 2018-09-30 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
US16/977,718 US11918950B2 (en) 2018-03-02 2018-09-30 Deep-condensation VOCs recovery system using air as refrigerant
DE112018006923.0T DE112018006923T5 (de) 2018-03-02 2018-09-30 VOCs-Rückgewinnungssystem, bei dem eine Tiefkühlung mittels Luft erfolgt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810174546.7A CN108452632B (zh) 2018-03-02 2018-03-02 一种利用空气深冷的VOCs回收系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108452632A true CN108452632A (zh) 2018-08-28
CN108452632B CN108452632B (zh) 2021-05-18

Family

ID=63216651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810174546.7A Active CN108452632B (zh) 2018-03-02 2018-03-02 一种利用空气深冷的VOCs回收系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11918950B2 (zh)
JP (1) JP7145530B2 (zh)
CN (1) CN108452632B (zh)
DE (1) DE112018006923T5 (zh)
WO (1) WO2019165782A1 (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109012121A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 佛山市锐拓环境工程设备有限公司 一种voc冷凝回收系统
CN109157944A (zh) * 2018-10-19 2019-01-08 南京工业大学 一种节流膨胀制冷的VOCs分级深冷回收系统
CN109224755A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 南京工业大学 一种利用空气膨胀深冷的VOCs多级冷却回收系统
CN109224756A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 南京工业大学 一种使用深冷冷凝法回收VOCs的撬装系统
CN109646984A (zh) * 2019-01-17 2019-04-19 南京工业大学 一种具备储冷功能的VOCs多级冷却回收系统
WO2019165782A1 (zh) * 2018-03-02 2019-09-06 南京工业大学 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
CN110230915A (zh) * 2019-06-17 2019-09-13 合肥万豪能源设备有限责任公司 一种液化天然气冷箱预冷装置
CN110327745A (zh) * 2019-07-30 2019-10-15 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种多介质冷干机换热器
CN110523206A (zh) * 2019-08-29 2019-12-03 陆献忠 一种基于压缩低温冷凝方式回收有机溶剂的装置
CN111530219A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 南京碳环生物质能源有限公司 一种回收及净化废气中挥发性有机蒸气的膜处理方法
CN114739197A (zh) * 2022-04-02 2022-07-12 西安交通大学 一种基于板翅式换热器的资源气体回收与脱除系统
CN114857791A (zh) * 2022-04-06 2022-08-05 安徽恒星世纪空调制冷设备有限公司 一种工业VOCs尾气回收用桶泵供液分布式直冷冷凝机组
CN117516065A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 连云港市拓普科技发展有限公司 一种低压风冷组合式VOCs气体收集处理装置
CN117516065B (zh) * 2024-01-08 2024-05-03 连云港市拓普科技发展有限公司 一种低压风冷组合式VOCs气体收集处理装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114345074A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 东方电气自动控制工程有限公司 一种可燃废气的集中处理方法
CN114471070B (zh) * 2022-02-18 2023-05-16 广东韶钢松山股份有限公司 一种冷凝液收集单元及制酸系统
CN114608266B (zh) * 2022-02-25 2024-04-12 南通亚泰工程技术有限公司 一种可快速制冷、化霜的油气回收装置
CN114588651A (zh) * 2022-03-07 2022-06-07 新疆富沃药业有限公司 一种甘草浸膏提取排空料液回收再利用装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331611A2 (de) * 1988-03-02 1989-09-06 OTTO OEKO-TECH GMBH & CO. KG Anlage zum Reinigen von Werkstücken
CN1986028A (zh) * 2006-12-04 2007-06-27 何金星 含挥发性有机化合物废气的净化、回收方法及其应用
CN104606915A (zh) * 2015-02-09 2015-05-13 南京工业大学 一种高效低成本的voc回收系统及方法
CN105351023A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 苟仲武 冷凝液化废气成分全回收并利用余热发电的方法和装置
CN106512638A (zh) * 2017-01-04 2017-03-22 刘民凯 基于深冷液化分离的烟气脱硫脱硝方法及装置
CN107166872A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 杭州颐氧健康科技有限公司 医疗保健气体深冷自增压式制取装置及其方法
CN107469550A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 刘祖虎 一种集成冷凝和吸附的VOCs排放控制系统及其处理方法
CN107485977A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 河北子瑜环保科技有限公司 一种VOCs废气处理工艺及处理装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102441290A (zh) 2010-10-11 2012-05-09 中国科学院理化技术研究所 基于透平膨胀机制冷的油气冷凝回收方法及装置
KR101271761B1 (ko) * 2011-06-22 2013-06-05 삼성중공업 주식회사 원유 운반선의 휘발성 유기 화합물 배출 감소 장치
JP2016107194A (ja) 2014-12-04 2016-06-20 株式会社Ｓｔａｃ 気体回収装置および気体回収方法
CN104857735B (zh) 2015-05-29 2017-08-11 南京都乐制冷设备有限公司 一种VOCs气体的冷凝吸附回收装置
CN204767539U (zh) 2015-06-12 2015-11-18 苏州臻微工程技术有限公司 运用低温冷凝法进行voc去除的装置系统
CN206082049U (zh) 2016-08-26 2017-04-12 馨世界环保科技（苏州）有限公司 纺织印染行业有机废气组合式净化系统
CN106731481A (zh) 2017-01-26 2017-05-31 华东理工大学 一种活性炭旋流吸附处理voc废气的方法与设备
CN106943839B (zh) 2017-03-16 2019-11-08 东华大学 可选择性生物-催化燃烧voc废气净化装置和使用方法
CN106902617A (zh) 2017-03-17 2017-06-30 河北科技大学 一种高浓度voc气体净化回收装置及方法
CN206582866U (zh) 2017-03-19 2017-10-24 广州清风环保科技有限公司 一种新型voc处理装置
CN106871140A (zh) 2017-04-22 2017-06-20 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 一种voc冷凝催化燃烧治理装置
CN107202333A (zh) 2017-06-15 2017-09-26 华南理工大学 一种含硫voc的无害化处理方法
CN107158945B (zh) 2017-07-20 2020-02-18 重庆阳正环保科技股份有限公司 一种去除工业废气中voc的净化系统及其净化方法
CN108452632B (zh) * 2018-03-02 2021-05-18 南京工业大学 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
CN109224755A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 南京工业大学 一种利用空气膨胀深冷的VOCs多级冷却回收系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331611A2 (de) * 1988-03-02 1989-09-06 OTTO OEKO-TECH GMBH & CO. KG Anlage zum Reinigen von Werkstücken
CN1986028A (zh) * 2006-12-04 2007-06-27 何金星 含挥发性有机化合物废气的净化、回收方法及其应用
CN104606915A (zh) * 2015-02-09 2015-05-13 南京工业大学 一种高效低成本的voc回收系统及方法
CN105351023A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 苟仲武 冷凝液化废气成分全回收并利用余热发电的方法和装置
CN107485977A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 河北子瑜环保科技有限公司 一种VOCs废气处理工艺及处理装置
CN106512638A (zh) * 2017-01-04 2017-03-22 刘民凯 基于深冷液化分离的烟气脱硫脱硝方法及装置
CN107166872A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 杭州颐氧健康科技有限公司 医疗保健气体深冷自增压式制取装置及其方法
CN107469550A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 刘祖虎 一种集成冷凝和吸附的VOCs排放控制系统及其处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭劲等: "《放电引发非链式脉冲氟化氘激光器》", 31 July 2017, 国防工业出版社 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11918950B2 (en) 2018-03-02 2024-03-05 Nanjing Tech University Deep-condensation VOCs recovery system using air as refrigerant
WO2019165782A1 (zh) * 2018-03-02 2019-09-06 南京工业大学 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
CN109012121A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 佛山市锐拓环境工程设备有限公司 一种voc冷凝回收系统
CN109157944A (zh) * 2018-10-19 2019-01-08 南京工业大学 一种节流膨胀制冷的VOCs分级深冷回收系统
CN109224755A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 南京工业大学 一种利用空气膨胀深冷的VOCs多级冷却回收系统
CN109224756A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 南京工业大学 一种使用深冷冷凝法回收VOCs的撬装系统
CN109157944B (zh) * 2018-10-19 2021-02-12 南京工业大学 一种节流膨胀制冷的VOCs分级深冷回收系统
CN109646984A (zh) * 2019-01-17 2019-04-19 南京工业大学 一种具备储冷功能的VOCs多级冷却回收系统
CN110230915A (zh) * 2019-06-17 2019-09-13 合肥万豪能源设备有限责任公司 一种液化天然气冷箱预冷装置
CN110327745A (zh) * 2019-07-30 2019-10-15 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种多介质冷干机换热器
CN110327745B (zh) * 2019-07-30 2024-04-02 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种多介质冷干机换热器
CN110523206A (zh) * 2019-08-29 2019-12-03 陆献忠 一种基于压缩低温冷凝方式回收有机溶剂的装置
CN111530219A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 南京碳环生物质能源有限公司 一种回收及净化废气中挥发性有机蒸气的膜处理方法
CN114739197A (zh) * 2022-04-02 2022-07-12 西安交通大学 一种基于板翅式换热器的资源气体回收与脱除系统
CN114857791A (zh) * 2022-04-06 2022-08-05 安徽恒星世纪空调制冷设备有限公司 一种工业VOCs尾气回收用桶泵供液分布式直冷冷凝机组
CN117516065A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 连云港市拓普科技发展有限公司 一种低压风冷组合式VOCs气体收集处理装置
CN117516065B (zh) * 2024-01-08 2024-05-03 连云港市拓普科技发展有限公司 一种低压风冷组合式VOCs气体收集处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021514833A (ja) 2021-06-17
WO2019165782A1 (zh) 2019-09-06
DE112018006923T5 (de) 2020-10-22
JP7145530B2 (ja) 2022-10-03
CN108452632B (zh) 2021-05-18
US11918950B2 (en) 2024-03-05
US20210260518A1 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108452632A (zh) 一种利用空气深冷的VOCs回收系统
CN109224756A (zh) 一种使用深冷冷凝法回收VOCs的撬装系统
RU2685126C2 (ru) Компрессорная установка с устройством для осушки сжатого газа и способ осушки сжатого газа
CN109157944B (zh) 一种节流膨胀制冷的VOCs分级深冷回收系统
US6553784B2 (en) Comprehensive natural gas processor
RU2562980C2 (ru) Устройство и способ для отделения газоконденсата
EP2505948B1 (en) Cryogenic CO2 separation using a refrigeration system
CN110420536A (zh) 罐顶VOCs回收及氮气再利用系统及方法
JPS581349B2 (ja) 天然ガスを液化する方法及び装置
CN109224755A (zh) 一种利用空气膨胀深冷的VOCs多级冷却回收系统
JPS5939671B2 (ja) 空気分離方法及び装置
US20030033827A1 (en) Non-frost deep-freezing gas dehydrator
CN111578620A (zh) 车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统及工艺方法
CN212141530U (zh) 小型车载式VOCs回收处理设备
CN106524666B (zh) 一体化移动式天然气液化装置
CN103687659A (zh) 用于低温二氧化碳分离的热综合利用
RU2676829C1 (ru) Установка для отбензинивания попутного нефтяного газа
CN101857812B (zh) 油田伴生气的中压浅冷净化系统
CN212253363U (zh) 压缩冷凝吸附法油气处理系统
CN201722353U (zh) 油田伴生气的中压浅冷净化系统
CN102441290A (zh) 基于透平膨胀机制冷的油气冷凝回收方法及装置
CN200979332Y (zh) 含空气煤层气液化分离设备
RU2285212C2 (ru) Способ и устройство для сжижения природного газа
CN205687839U (zh) 丁醇尾气回收系统
CN211372936U (zh) 一种制取高纯度液氮的设备系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant