CN108607326A - 一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统及其处理方法,该系统包括凝液收集罐、气液分离罐、冷凝系统、吸附系统、加热器、吹扫气冷却器、连接管道及控制系统。处理方法先将油气通入冷箱,进行冷凝液化,液化的有机物进入气液分离罐,不凝气去吸附系统,经吸附处理后,脱附气进气液分离罐,再处理后进入冷凝系统循环利用。吸附罐采用常规抽真空脱附,吸附罐内不能被真空泵完全真空脱附的组分,采用经加热的惰性气体(如氮气)进行吹扫脱附和加热脱附,吹扫气分别经冷凝和吸附后,吹扫气达标排放。采用热吹扫脱附能够使不能真空脱附的组分实现脱附,保证吸附剂床层维持合理的吸附容量,使VOCs排放控制装置长周期达标运行。
Description
技术领域
本发明属于油气回收与VOCs治理技术领域,具体涉及一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统及其处理方法。
背景技术
吸附法和冷凝法是两种常用的VOCs治理技术。
吸附法是利用“VOCs-空气”混合物中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差异,使有机组分与空气组分分离。易被吸附的有机组分固定在吸附剂床层,不易被吸附的空气组分,排放进入大气。被吸附剂吸附的有机组分通过抽真空等方式被脱附出来,进入冷凝或吸收装置液化回收。
采用吸附法的VOCs排放控制装置由至少两个吸附罐组成,两个吸附罐同时工作,依次交替进行吸附-脱附,即一个罐处于吸附状态时,另一个罐处于脱附状态,保证对气体进行连续处理。
冷凝法是利用不同有机物质在不同温度和压力下具有不同饱和蒸汽压的性质,采用降低系统温度的方式,使气态组分液化并从空气中分离出来的方法。冷凝法对排放指标要求控制到10-6量级(体积分数)时,需降低到极低的温度,操作费用高。
冷凝+吸附的组合工艺集成了冷凝法和吸附法的优点,避免了各自缺点,改善了系统运行工况,既能保证达到严格的排放指标,又能最大程度的回收油气资源,是目前应用较广泛的集成VOCs排放控制技术。
吸附剂的吸附容量是有限的,要增大吸附装置的处理能力,吸附剂要循环使用,即当吸附剂达到饱和或接近饱和时,使其转入脱附再生操作,脱附后重新转入吸附操作。常用的脱附再生方式,包括升温脱附(比如水蒸汽脱附、热气体脱附、电热脱附、超声波加热脱附、微波加热脱附)、降压脱附、置换脱附、吹扫脱附、溶剂萃取脱附、超临界脱附等。考虑到以上脱附方法的适用性、可靠性和经济性,目前常用的是降压脱附(抽真空)。但有些组分(如苯系物)采用降压脱附效果不佳,需综合考虑其他脱附方法,升温脱附和吹扫脱附是首选的补充脱附方法。采用升温脱附和吹扫脱附时,应注意以下几点:①热气体加入量不宜过多;②热气体的温度不能过高;③热气体最好选用热氮气或炼厂热燃料气;④热气体加入时应缓慢加入。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提出一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统及其处理方法,利用经加热的惰性气体,对吸附剂床层进行加热和吹扫,脱附不能被抽真空方式脱附的VOCs组分,可广泛应用于不能真空脱附的VOCs组分的深度脱附,保证吸附剂床层循环利用,长周期运转,减少资源浪费和大气污染。
为了实现上述技术目的,本发明采用的技术方案如下:
一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,包括凝液收集罐、气液分离罐、冷凝系统、吸附系统、加热器、吹扫气冷却器、连接管道及其控制系统;其中,凝液收集罐通过管道依次连接冷凝系统和吸附系统,且三者均通过管道与气液分离罐相连;
所述冷凝系统包括冷箱和制冷机组,所述制冷机组通过管道与冷箱形成制冷回路;所述冷箱的底部侧壁设有气体入口分别连接风机和吹扫气冷却器,并通过风机与凝液收集罐相连,其顶部侧壁设有气体出口连接至吸附系统,其底部设有冷凝液排放口连接至气液分离罐;
所述吸附系统包括吸附-脱附交替并联运行的第一吸附罐和第二吸附罐,所述第一与第二吸附罐的结构相同,均内置有吸附剂床层,吸附罐的罐体顶部和底部均设有气体出入口,其中,顶部的气体出入口并联连接至加热器,还通过管道与排放筒相连,所述排放筒与外界相通;底部的气体出入口并联连接至吹扫气冷却器,还通过真空泵与气液分离罐相连;
所述气液分离罐上设有液位变送器,其底部设有液体出口连接至回液泵,所述回液泵与外界相通;
所述加热器设有冷气体入口和热气体出口,其中,冷气体入口与外界相通,热气体出口连接至吸附系统;
所述吹扫气冷却器设有热气体入口和冷气体出口,其中,热气体入口与吸附系统相连,冷气体出口连接至冷箱的气体入口;
所述控制系统包括各个气、液体出入口的程控阀和温度变送器。
进一步地,所述冷箱的气体出口另设管道通过阀门连接至排放筒。
进一步地,所述加热器为电加热器或采用水蒸气/导热油进行加热;所述吹扫气冷却器为风冷器或采用冷却介质进行冷却。
优选的,所述冷却介质为循环水。
进一步地,所述冷箱为板式换热器或管壳式换热器。
进一步地,所述第一与第二吸附罐的罐体顶部另设热气体吹扫引入口,并联连接加热器,所述罐体顶部的气体出入口仅连接排放筒。
进一步地,所述第一与第二吸附罐上还设有温度变送器。
进一步地,所述加热器的热气体出口处的管道上设有热气体温度变送器;所述吹扫气冷却器的冷气体出口处的管道上设有冷却温度变送器。
进一步地,所述阀门为程控阀,所述控制系统可采用PLC或DCS系统。
一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统的处理方法,包括以下步骤:
步骤1)将凝液收集罐与油气收集管道连接,油气进入凝液收集罐,油气中夹带的小液滴和易凝组分在凝液收集罐中沉降分离,之后进入气液分离罐,剩余气体被排出进入冷凝系统;
步骤2)进入冷凝系统的气体,经风机加压后送入冷箱,来自制冷机组的冷媒进入冷箱,气体与冷媒在冷箱内进行换热,经换热冷却后,气体中的部分组分低于露点冷凝,冷凝液排出冷箱,进入气液收集罐,其余气体经冷箱上的气体出口排出,进入吸附系统;
步骤3)吸附系统中,第一吸附罐与第二吸附罐交替并联运行,当第一吸附罐处于吸附状态时,第二吸附罐则处于脱附状态,反之亦然;当第一吸附罐处于吸附状态时,第二吸附罐的气体出入口阀门处于关闭状态,自冷箱被排出的气体经管道进入第一吸附罐内,经罐内的吸附剂床层吸附后,净化的气体从排放筒排出系统;脱附时,开启真空泵,对第一吸附罐进行抽真空脱附,吸附的有机物质被解吸,随脱附气一同进入气液分离罐;当吸附罐内不能被抽真空脱附的有机组分富集,影响到吸附过程正常操作和吸附效果时,开始对吸附罐内的吸附剂床层进行热吹扫脱附;
步骤4)当第一吸附罐需要进行热吹扫脱附时,先将凝液收集罐与油气收集管道分离,然后启动制冷机组和吹扫气冷却器,同时自加热器的冷气体入口通入氮气,对第一吸附罐进行氮气预吹扫,之后启动加热器,开始对氮气进行加热,采用热氮气对吸附剂床层进行吹扫;热吹扫结束后,关闭加热器,用冷氮气对吸附剂床层进行吹扫,即完成一个吹扫流程;
步骤5)来自凝液收集罐、冷箱和真空泵的液体在气液分离罐内贮存,气体被排出,通过风机回到冷箱中循环利用,气液分离罐中的液位变送器用于检测罐内的液位,液体积压时打开回液泵的阀门,启动回液泵,液体经回液泵加压排出系统。
本发明的有益效果如下:
在一套VOCs排放控制装置内,同时设置了凝液收集罐、风机、冷箱、制冷系统、吸附罐、真空泵、气液分离罐、回液泵、加热器和吹扫气冷却器。吸附罐常规采用真空泵抽真空脱附,当真空脱附不能将吸附剂床层内的有机组分完全脱附时,采用热气体(如氮气)吹扫和加热脱附,具体的,热气体(如氮气)经加热器加热至一定的温度,进入吸附罐,对吸附剂床层进行加热和吹扫,将有机组分脱附,有机组分随热气体一同排出吸附罐,经吹扫气冷却器冷却后,进入冷箱,再次进行冷凝处理,余气进入另一台吸附罐吸附,达标后排放。利用热气体对吸附剂床层进行深度脱附,强化脱附抽真空不能脱附的有机组分,保证吸附剂床层维持正常的吸附容量,保证排放达标。
附图说明
图1为实施例1的系统流程示意图;
图2为实施例2的系统流程示意图;
图3为凝液收集罐对外接口示意图;
图4为气液分离罐对外接口示意图;
图5为冷箱对外接口示意图;
图6为第一吸附罐两种形式的对外接口示意图;
图7为第二吸附罐两种形式的对外接口示意图;
图8为加热器两种形式的示意图;
图9为吹扫气冷却器两种形式的示意图。
图1~2中:1、凝液收集罐;2、气液分离罐;3、液位变送器;4、风机;5、冷箱;6、制冷机组;7、吸附罐进口阀;8、吸附罐进口阀;9、第一吸附罐;10、第二吸附罐;11~16、温度变送器;17、吸附罐出口阀;18、吸附罐出口阀;19、吸附罐破真空阀;20、吸附罐破真空阀;21、吹扫气进口阀;22、吹扫气进口阀;23、吸附剂床层;24、吸附剂床层;25、真空脱附阀;26、真空脱附阀;27、真空泵;28、回液泵;29、外输液流量开关阀;30、紧急放空阀;31、排放筒;32、加热器;33、热气体温度变送器;34、热气体脱附开关阀;35、吹扫气冷却器;36、冷却温度变送器。
图3中:1a、气体入口;1b、气体出口;1c、液体排放口。
图4中:2a、液体入口;2b、冷凝液入口;2c、气体出口;2d、脱附气入口;2e、液位计接口;2f、液位计接口;2g、液体出口。
图5中:5a、气体入口;5b、气体出口;5c、冷媒入口;5d、冷媒出口;5e、冷凝液排放口。
图6中:9a、气体出入口;9b、气体出入口;9c、温度变送器接口;9d、温度变送器接口;9e、温度变送器接口;9f、热气体吹扫引入口。
图7中:10a、气体出入口;10b、气体出入口;10c、温度变送器接口;10d、温度变送器接口;10e、温度变送器接口;10f、热气体吹扫引入口。
图8中:32a、冷气体入口;32b、热气体出口;32c、电源接口;32d、电源接口;32e、水蒸气/导热油入口;32f、水蒸气/导热油出口。
图9中:35a、热气体入口;35b、冷气体出口;35c、风冷风机;35d、风冷换热器;35e、冷却介质入口;35f、冷却介质出口。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,如图1所示,包括凝液收集罐1、气液分离罐2、冷凝系统、吸附系统、真空泵27、回液泵28、排放筒31、加热器32、吹扫气冷却器35、连接管道及其控制系统。
如图3所示,所述凝液收集罐1的罐体侧壁上设有气体入口1a,与外界相通,罐体顶部设有气体出口1b,连接至风机4,罐体底部设有液体排放口1c,连接至气液分离罐2。所述凝液收集罐1用于预回收VOCs气体中夹带的液滴,防止液滴进入风机4。
所述风机4分别连接凝液收集罐1、气液分离罐2和冷箱5,用于给气体提供动力。
所述冷凝系统包括冷箱5和制冷机组6。
如图5所示,所述冷箱5为板式换热器或管壳式换热器,其箱体侧壁上分别设有冷媒入口5c、冷媒出口5d、气体入口5a和气体出口5b,箱体底部设有冷凝液排放口5e;其中,冷媒入口5c与冷媒出口5d在同一侧,为冷侧,均与制冷机组6相连,与其形成冷凝回路;气体入口5a和气体出口5b在同一侧,为热侧,气体入口5a分别连接风机4和吹扫气冷却器35,气体出口5b连接至吸附系统;冷凝液排放口5e连接至气液分离罐2。当冷箱5为管壳式换热器时,气体走壳程,冷媒走管程。所述冷箱5用于冷媒和VOCs气体进行换热,使VOCs气体温度降低,部分有机物液化。所述制冷机组6用于提供VOCs有机组分冷凝液化所需的冷量。
所述冷箱5的气体出口5b另设管道通过紧急放空阀30连接至排放筒31,用于紧急状态时使用。
所述排放筒31与外界相通,用于将净化后的气体排出系统。
所述吸附系统包括吸附-脱附交替并联运行的第一吸附罐9和第二吸附罐10,如图6A、7A所示,所述第一与第二吸附罐的结构相同,吸附罐内置有吸附剂床层23、24,罐体底部和顶部分别设有气体出入口9a、10a和9b、10b,罐体侧壁上设有温度变送器11~16。其中,顶部的气体出入口9b和10b并联连接排放筒31和加热器32,底部的气体出入口9a和10a并联连接真空泵27和吹扫气冷却器35。所述吸附系统用于将冷凝系统冷凝后剩余气体中有机组分进行进一步回收并控制排放指标。
吸附罐的各气体出入口均设有开关阀门,具体的,第一吸附罐9和第二吸附罐10的顶部分别设有吸附罐出口阀17、吸附罐出口阀18、吸附罐破真空阀19、吸附罐破真空阀20、吹扫气进口阀21、吹扫气进口阀22,底部分别设有吸附罐进口阀7、吸附罐进口阀8、真空脱附阀25、真空脱附阀26。其中,吸附罐出口阀17和吸附罐出口阀18并联接入通往排放筒31的管道上,吹扫气进口阀21和吹扫气进口阀22并联接入通往加热器32的管道上,吸附罐破真空阀19和吸附罐破真空阀20分别位于第一吸附罐9和第二吸附罐10的上方,使吸附罐在脱附后由真空状态恢复至常压状态;吸附罐进口阀7和吸附罐进口阀8并联接入冷箱5的气体出口5b,真空脱附阀25和真空脱附阀26并联接入真空泵27,同时在真空泵27之前另设管道并联接入通往吹扫气冷却器35的管道上。
吸附罐罐体上设有温度变送器接口9c、9d、9e、10c、10d、10e,分别用于安装温度变送器11~16。
一种优选的方案,如图6B、7B所示,所述第一与第二吸附罐的罐体顶部另设热气体吹扫引入口9f和10f,通过吹扫气进口阀21和吹扫气进口阀22并联接入通往加热器32的管道上,所述罐体顶部的气体出入口9b和10b仅连接排放筒31。
所述真空泵27设置于吸附系统之后、气液分离罐2之前,用于对吸附饱和的吸附剂床层23、24进行抽真空、脱附。
如图4所示,所述气液分离罐2上设有液位计接口2d和液位计接口2f,用于安装液位变送器3,罐体上部分别设有液体入口2a、冷凝液入口2b、气体出口2c和脱附气入口2d,罐体下部设有液体出口2g,其中,液体入口2a与凝液收集罐1的液体排放口1c相连,冷凝液入口2b与冷箱5的冷凝液排放口5e相连,气体出口2c连接至风机4,脱附气入口2d与真空泵27相连,液体出口2g连接至回液泵28。
所述回液泵28设置于气液分离罐2之后,通过外输液流量开关阀29与外界相通,用于将气液分离罐2内的液态有机物加压外输。
如图8A所示,所述加热器32为电加热器,其上分别设有冷气体入口32a、热气体出口32b、电源接口32c和电源接口32d,其中,冷气体入口32a与外界相通,热气体出口32b通过热气体温度变送器33连接至吸附系统。所述加热器32用于加热吹扫脱附和升温脱附所需的氮气等惰性气体。
如图9A所示,所述吹扫气冷却器35为风冷器,其上分别设有热气体入口35a、冷气体出口35b、风冷风机35c和风冷换热器35d,其中,热气体入口35a通过热气体脱附开关阀34与吸附系统相连,冷气体出口35b通过冷却温度变送器36连接至冷箱5的气体入口5a。所述吹扫气冷却器35用于冷却来自吸附系统的热的吹扫气,保证进入冷箱5的气体温度不超过冷箱5的正常运行温度。
本系统中的阀门均为程控阀,可在程序控制下自动开启或关闭,实现工艺过程的功能转化。
装置内另设置可编程控制系统(PLC),所有机泵电机、程控阀的开启、关闭状态均传输至PLC,在PLC内编制各阀门开启和关闭逻辑控制程序,用以自动或手动实现装置功能。也可采用集散控制系统(DCS)。
基于上述带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其处理方法包括以下步骤:
(1)将凝液收集罐1的气体入口1a与油气收集管道连接,油气自气体入口1a进入凝液收集罐1,油气中夹带的小液滴和易凝组分在凝液收集罐1中沉降分离,经液体排放口1c排出,进入气液分离罐2,剩余气体自气体出口1b排出。
(2)自气体出口1b被排出的气体,经风机4加压后送入冷箱5,来自制冷机组6的冷媒自冷媒入口5c进入冷箱5,气体与冷媒在冷箱5内进行换热,一般选择逆流换热模式,冷媒温度可根据气体组分的不同选择4℃、-30℃、-50℃、-70℃及其他温度。经换热冷却后,气体中的部分组分低于露点冷凝,冷凝液通过冷凝液排放口5e排出冷箱5,进入气液收集罐2,其余气体经气体出口5b排出,进入吸附系统。
(3)吸附系统中,第一吸附罐9与第二吸附罐10交替并联运行,当第一吸附罐9处于吸附状态时,第二吸附罐10则处于脱附状态,当第一吸附罐9处于脱附状态时,第二吸附罐10则处于吸附状态。两吸附罐的状态,通过吸附罐进口阀7、吸附罐进口阀8、吸附罐出口阀17、吸附罐出口阀18、真空脱附阀25和真空脱附阀26进行控制。
当第一吸附罐9处于吸附状态时,吸附罐进口阀7开、吸附罐进口阀8关、吸附罐出口阀17开、吸附罐出口阀18关、真空脱附阀25关、真空脱附阀26开,自气体出口5b被排出的气体经管道进入第一吸附罐9内,经吸附剂床层23吸附后,自气体出入口9b经排放筒31排入大气。脱附时,启动真空泵27,对第一吸附罐9进行抽真空脱附,吸附的有机物质被解吸,随脱附气一同通过脱附气入口2d进入气液分离罐2。
当第二吸附罐10处于吸附状态时,吸附罐进口阀7关、吸附罐进口阀8开、吸附罐出口阀17关、吸附罐出口阀18开、真空脱附阀25开、真空脱附阀26关,自气体出口5b被排出的气体经管道进入第二吸附罐10内,经吸附剂床层24吸附后,自气体出入口10b经排放筒31排入大气。脱附时,启动真空泵27,对第二吸附罐10进行抽真空脱附,吸附的有机物质被解吸,随脱附气一同通过脱附气入口2d进入气液分离罐2。
当吸附罐内不能被抽真空脱附的有机组分富集,影响到吸附过程正常操作和吸附效果时,开始对吸附罐内的吸附剂床层进行热吹扫脱附。
(4)当第一吸附罐9需要进行热吹扫脱附时,先将凝液收集罐1的气体入口1a与油气收集管道分离,然后依次打开真空脱附阀25、吸附罐进口阀8、吸附罐出口阀18、制冷机组6、吹扫气进口阀21、热气体脱附开关阀34、吹扫气冷却器35,同时自冷气体入口32a通入氮气,对第一吸附罐9进行氮气预吹扫,预吹扫5min后(时间可调),启动加热器32,开始对氮气进行加热,采用热氮气对吸附剂床层23进行吹扫,氮气吹扫时间1h左右(时间可调),热吹扫结束后,关闭加热器32,用冷氮气对吸附剂床层23进行吹扫,将床层温度降低至30℃以下(温度可调),即完成一个吹扫流程。
吹扫过程中,氮气的流通途径如下:氮气自外界进入系统,依次流经加热器32、热气体温度变送器33、吹扫气进口阀21、第一吸附罐9、吸附剂床层23、真空脱附阀25、热气体脱附开关阀34、吹扫气冷却器35、冷却温度变送器36、冷箱5、吸附罐进口阀8、第二吸附罐10、吸附剂床层24、吸附罐出口阀18、排放筒31。也就是说,氮气在加热器32中被加热后,进入第一吸附罐9的吸附剂床层23,将尚未被真空脱附的有机组分加热、吹扫、脱附,有机组分进入到氮气中,一同排出第一吸附罐9,然后在吹扫气冷却器35中被冷却至常温,再进入冷箱5冷凝,氮气带出的绝大部分有机组分在冷箱5中被冷凝为液体,进入气液分离罐2,其他气体和氮气则进入第二吸附罐10进行再次吸附,有机组分吸附于第二吸附罐10中的吸附剂床层24,氮气则达到排放标准,经排放筒31排放出系统。
吹扫过程中,控制系统的运行如下:热气体温度变送器33用于监测和控制来自加热器32的氮气的温度,防止氮气温度过低,起不到热吹扫的效果,也防止氮气温度过高,影响吸附剂床层寿命。冷却温度变送器36用于监测和控制来自吹扫气冷却器35的氮气的温度,防止氮气温度过高,影响冷箱5和制冷机组6的正常运行。吹扫过程中的全部程控阀均可通过PLC或DCS系统自动程序控制。
第二吸附罐10的吹扫运行情况与第一吸附罐9类似。
(5)来自凝液收集罐1、冷箱5和真空泵27的液体在气液分离罐2内贮存,气体自气体出口2c排出,通过风机4回到冷箱5中循环利用,气液分离罐2中的液位变送器3用于检测罐内的液位,液体达到一定体积时打开外输液流量开关阀29,启动回液泵28,液体自液体出口2g经回液泵28加压排出系统。
实施例2
如图2所示,与实施例1的不同之处仅在于加热器32和吹扫气冷却器35的构造。
如图8B所示,所述加热器32采用水蒸气或导热油进行加热,其上分别设有冷气体入口32a、热气体出口32b、水蒸气/导热油入口32e和水蒸气/导热油出口32f,其中,冷气体入口32a与外界相通,热气体出口32b通过热气体温度变送器33连接至吸附系统。
如图9B所示,所述吹扫气冷却器35采用循环水或其他冷却介质进行冷却,其上分别设有热气体入口35a、冷气体出口35b、冷却介质入口35e和冷却介质出口35f,其中,热气体入口35a通过热气体脱附开关阀34与吸附系统相连,冷气体出口35b通过冷却温度变送器36连接至冷箱5的气体入口5a。
其处理方法与实施例1相同。
Claims (10)
1.一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,包括凝液收集罐、气液分离罐、冷凝系统、吸附系统、加热器、吹扫气冷却器、连接管道及其控制系统;其中,凝液收集罐通过管道依次连接冷凝系统和吸附系统,且三者均通过管道与气液分离罐相连;
所述冷凝系统包括冷箱和制冷机组,所述制冷机组通过管道与冷箱形成制冷回路;所述冷箱的底部侧壁设有气体入口分别连接风机和吹扫气冷却器,并通过风机与凝液收集罐相连,其顶部侧壁设有气体出口连接至吸附系统,其底部设有冷凝液排放口连接至气液分离罐;
所述吸附系统包括吸附-脱附交替并联运行的第一吸附罐和第二吸附罐,所述第一与第二吸附罐的结构相同,均内置有吸附剂床层,吸附罐的罐体顶部和底部均设有气体出入口,其中,顶部的气体出入口并联连接至加热器,还通过管道与排放筒相连,所述排放筒与外界相通;底部的气体出入口并联连接至吹扫气冷却器,还通过真空泵与气液分离罐相连;
所述气液分离罐上设有液位变送器,其底部设有液体出口连接至回液泵,所述回液泵与外界相通;
所述加热器设有冷气体入口和热气体出口,其中,冷气体入口与外界相通,热气体出口连接至吸附系统;
所述吹扫气冷却器设有热气体入口和冷气体出口,其中,热气体入口与吸附系统相连,冷气体出口连接至冷箱的气体入口;
所述控制系统包括各个气、液体出入口的阀门和温度变送器。
2.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述冷箱的气体出口另设管道通过阀门连接至排放筒。
3.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述加热器为电加热器或采用水蒸气/导热油进行加热;所述吹扫气冷却器为风冷器或采用冷却介质进行冷却。
4.根据权利要求3所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述冷却介质为循环水。
5.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述冷箱为板式换热器或管壳式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述第一与第二吸附罐的罐体顶部另设热气体吹扫引入口,并联连接加热器,所述罐体顶部的气体出入口仅连接排放筒。
7.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述第一与第二吸附罐上还设有温度变送器。
8.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述加热器的热气体出口处的管道上设有热气体温度变送器;所述吹扫气冷却器的冷气体出口处的管道上设有冷却温度变送器。
9.根据权利要求1所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统,其特征在于,所述阀门为程控阀,所述控制系统可采用PLC或DCS系统。
10.基于权利要求1~9任一项所述的一种带有热吹扫脱附的冷凝+吸附集成VOCs排放控制系统的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)将凝液收集罐与油气收集管道连接,油气进入凝液收集罐,油气中夹带的小液滴和易凝组分在凝液收集罐中沉降分离,之后进入气液分离罐,剩余气体被排出进入冷凝系统;
步骤2)进入冷凝系统的气体,经风机加压后送入冷箱,来自制冷机组的冷媒进入冷箱,气体与冷媒在冷箱内进行换热,经换热冷却后,气体中的部分组分低于露点冷凝,冷凝液排出冷箱,进入气液收集罐,其余气体经冷箱上的气体出口排出,进入吸附系统;
步骤3)吸附系统中,第一吸附罐与第二吸附罐交替并联运行,当第一吸附罐处于吸附状态时,第二吸附罐则处于脱附状态,反之亦然;当第一吸附罐处于吸附状态时,第二吸附罐的气体出入口阀门处于关闭状态,自冷箱被排出的气体经管道进入第一吸附罐内,经罐内的吸附剂床层吸附后,净化的气体从排放筒排出系统;脱附时,开启真空泵,对第一吸附罐进行抽真空脱附,吸附的有机物质被解吸,随脱附气一同进入气液分离罐;当吸附罐内不能被抽真空脱附的有机组分富集,影响到吸附过程正常操作和吸附效果时,开始对吸附罐内的吸附剂床层进行热吹扫脱附;
步骤4)当第一吸附罐需要进行热吹扫脱附时,先将凝液收集罐与油气收集管道分离,然后启动制冷机组和吹扫气冷却器,同时自加热器的冷气体入口通入氮气,对第一吸附罐进行氮气预吹扫,之后启动加热器,开始对氮气进行加热,采用热氮气对吸附剂床层进行吹扫;热吹扫结束后,关闭加热器,用冷氮气对吸附剂床层进行吹扫,即完成一个吹扫流程;
步骤5)来自凝液收集罐、冷箱和真空泵的液体在气液分离罐内贮存,气体被排出,通过风机回到冷箱中循环利用,气液分离罐中的液位变送器用于检测罐内的液位,液体积压时打开回液泵的阀门,启动回液泵,液体经回液泵加压排出系统。
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