CN112870907A - 一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，包括缓冲罐、压缩机组和换热器，压缩机组的进口端通过气体过滤器与缓冲罐的出口端连通，压缩机组的出口端连通有气液分离器，气液分离器的液相出口端连通有储罐，气液分离器的气相出口端与换热器的热流体进口端连通，在换热器的热流体出口端连通有用于对不凝高压气体处理的聚结过滤器和用于存储液化凝液的分液罐，聚结过滤器的出口端连通有膜分离单元，膜分离单元的进气端连通有吸附单元，在吸附单元的出口端连通有排气筒，膜分离单元的渗透端通过回流管道与压缩机组的进口端连通。该装置通过增加VOCs气体分压的方式，提高了效率，实现了浅冷低温工艺高效回收VOCs气体组分的目的。
Description
技术领域
本发明涉及VOCs气体回收技术领域，特别是一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，还涉及上述高压浅冷组合式VOCs气体回收装置的回收方法。
背景技术
目前，冷凝工艺、吸附工艺、吸收工艺等在VOCs气体处理行业得到了广泛的应用，对部分VOCs气体，经常采用组合式处理工艺满足移动式卸车功能，不便于管理，并且，由于LNG产业需求量大，LNG储运站不能满足大量LNG槽车的装车，LNG储运站需要区域之间的调配，来实现区域间的资源合理利用。
其次，VOCs气体回收技术多采用常压工况下，进行处理，对于一定浓度的VOCs气体，多采用冷凝或者吸附工艺流程，如对尾气排放要求很高，需采用销毁类技术，比如催化氧化、蓄热氧化等；对于大部分VOC挥发组分，采用冷凝工艺有较好的效果，常压下，低温至-75℃左右，具有较好的去除效率，但是，现有的低温冷凝机组存在运行稳定性欠佳、冷凝温度不足、化霜融霜、冷剂泄漏等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、效率更高、运行更加稳定的工艺组合VOCs气体回收装置的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述高压浅冷组合式VOCs气体回收装置的回收方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，该装置包括用于盛装VOCs气体的缓冲罐、用于对VOCs气体进行升压的压缩机组和用于对VOCs气体进行降温的换热器，缓冲罐的进口端与外部VOCs气体收集管道连通，压缩机组的进口端通过气体过滤器与缓冲罐的出口端连通，压缩机组的出口端连通有气液分离器，气液分离器的液相出口端连通有储罐，气液分离器的气相出口端与换热器的热流体进口端连通，在换热器的热流体出口端连通有用于对不凝高压气体处理的聚结过滤器和用于存储液化凝液的分液罐，聚结过滤器的出口端连通有膜分离单元，膜分离单元的进气端连通有吸附单元，在吸附单元的出口端连通有排气筒，膜分离单元的渗透端通过回流管道与压缩机组的进口端连通。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，在压缩机组的出口端与压缩机组的进口端还连通有避免压缩机组空抽的旁通管道。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，在回流管道上均连通有真空泵。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，所述换热器的冷进口端与冷出口端分别与外部冷水机组连通。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，所述吸附单元设置有2个，2个吸附单元并联设置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，在吸附单元的出口端还设置减压稳定阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，在缓冲罐的出口端连通有紧急放空支路。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，所述聚结过滤器通过加热管道与换热器的热流体出口端连通，在加热管道上缠绕有电伴热带。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，一种高压浅冷组合式VOCs气体回收方法，其步骤如下：
（1）VOCs混合气体通过管道收集后，进入缓冲罐暂存；
（2）缓冲罐将混合气体输入到气体过滤器中，经气体过滤器滤除微小颗粒杂质后送入压缩机组进行升压，升压后的混合气体进入气液分离器，易凝组分液化后暂存于储罐；
（3）混合气体经气液分离器去除凝结水份后，进入换热器降温，液化产生的凝液进入分液罐进行储存，不凝高压气体进入聚结过滤器，通过聚结过滤器去除少量油雾液滴，进入膜分离单元；
（4）经膜分离单元处理后，低速迁移的VOCs分子通过回流管道至压缩机组，高速迁移的低浓度VOCs混合气体进入吸附单元，通过深度吸附，进行减压后由排气筒达标排放。
与现有技术相比，本发明通过压缩机组、换热器、膜分离单元和吸附单元的设置，将高压工艺、浅冷工艺、膜分离工艺及吸附工艺的有机结合能够将收集到的VOCs混合气体中的VOCs气体组分进行高效回收，实现尾气达标排放之目的，具有良好的社会效益；并且，该装置在结构上能够实现一体化撬装布局，工艺上实现了四相高效搭配，集中了高效、稳定、结构紧凑多项优点，符合未来VOCs气体治理的趋势。该装置结合了多重工艺流程，通过利用增加VOCs气体分压的方式，有效的增幅了常规工艺手段的效率，实现了浅冷低温工艺高效回收VOCs气体组分，提高吸附效率，从而实现尾气达标排放的目的，具有良好的社会效益。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
参照图1，一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，该装置包括用于盛装VOCs气体的缓冲罐1、用于对VOCs气体进行升压的压缩机组3和用于对VOCs气体进行降温的换热器5，缓冲罐1的进口端与外部VOCs气体收集管道2连通，用于对收集的VOCs气体进行存储缓冲，输出前要停留足够的时间，便于缓冲罐1内的VOCs气体稳定；
压缩机组3的进口端通过气体过滤器与缓冲罐1的出口端连通，气体过滤器用于去除气体中的微小颗粒杂质；压缩机组3的出口端连通有气液分离器4，用于对气体进行气液分离，气液分离器4的液相出口端连通有储罐7，将易凝组分液化的液体进行存储，气液分离器4的气相出口端与换热器5的热流体进口端连通，用于将不凝气体送入换热器5进行降温处理；
在换热器5的热流体出口端连通有用于对不凝高压气体处理的聚结过滤器和用于存储液化凝液的分液罐8，高压混合气体在温度降低后，极易液化，凝液进入分液罐8进行储存；聚结过滤器的出口端连通有膜分离单元6，膜分离单元6的进气端连通有吸附单元9，在吸附单元9的出口端连通有排气筒，膜分离单元6的渗透端通过回流管道10与压缩机组3的进口端连通。膜分离单元6采用气体分离膜，气体分离膜和吸附单元9均配套有真空泵11；换热器5采用现有技术中的管壳型式换热器5；该装置采用整体结构，可拆卸组装，便于根据需要固定放置现场。
为了避免压缩机组3空抽，在压缩机组3的出口端设置旁通管道，与压缩机组3的进口端连通，保障安全。
在回流管道10上均连通有真空泵11，既便于为膜分离单元6和吸附单元9进一步提高动力，提高效率，又便于提高回流管道10内液体的回流速度。
所述换热器5的冷进口端与冷出口端分别与外部冷水机组连通，冷源采用低温循环冷剂，便于在换热器5的冷腔室与外部冷水机组之间进行循环，从而可以对进入换热器5的升压后的混合气体进行换热降温处理。
所述吸附单元9设置有2个，2个吸附单元9并联设置，相互配合，降低每个吸附单元9单独吸附的压力，又提高吸附效率；吸附单元9采用现有技术中的吸附器，吸附器为装有吸附剂实现气一固吸附和解吸的设备，吸附剂采用活性炭。
在吸附单元9的出口端还设置减压稳定阀，用于维持系统内部处于高压运行状态。
在缓冲罐1的出口端连通有紧急放空支路，用于在紧急情况下使用，保证安全。
所述聚结过滤器通过加热管道与换热器5的热流体出口端连通，在加热管道上缠绕有电伴热带。电伴热带用于对经换热器5输入到聚结过滤器的不凝高压气体进行加热升温，提高气体的移动速度，既方便聚结过滤器的过滤，又便于后续吸附单元9进行吸附处理，提高效率。
一种高压浅冷组合式VOCs气体回收方法，其步骤如下：
（1）VOCs混合气体通过管道收集后，进入缓冲罐1暂存；
（2）缓冲罐1将混合气体输入到气体过滤器中，经气体过滤器滤除微小颗粒杂质后送入压缩机组3进行升压，升压后的混合气体进入气液分离器4，易凝组分液化后暂存于储罐7；
（3）混合气体经气液分离器4去除凝结水份后，进入换热器5降温，液化产生的凝液进入分液罐8进行储存，不凝高压气体进入聚结过滤器，通过聚结过滤器去除少量油雾液滴，进入膜分离单元6；
（4）经膜分离单元6处理后，低速迁移的VOCs分子通过回流管道10至压缩机组3，高速迁移的低浓度VOCs混合气体进入吸附单元9，通过深度吸附，进行减压后由排气筒达标排放。
Claims (9)
1.一种高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：该装置包括用于盛装VOCs气体的缓冲罐、用于对VOCs气体进行升压的压缩机组和用于对VOCs气体进行降温的换热器，缓冲罐的进口端与外部VOCs气体收集管道连通，压缩机组的进口端通过气体过滤器与缓冲罐的出口端连通，压缩机组的出口端连通有气液分离器，气液分离器的液相出口端连通有储罐，气液分离器的气相出口端与换热器的热流体进口端连通，在换热器的热流体出口端连通有用于对不凝高压气体处理的聚结过滤器和用于存储液化凝液的分液罐，聚结过滤器的出口端连通有膜分离单元，膜分离单元的进气端连通有吸附单元，在吸附单元的出口端连通有排气筒，膜分离单元的渗透端通过回流管道与压缩机组的进口端连通。
2.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：在压缩机组的出口端与压缩机组的进口端还连通有避免压缩机组空抽的旁通管道。
3.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：在回流管道上均连通有真空泵。
4.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：所述换热器的冷进口端与冷出口端分别与外部冷水机组连通。
5.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：所述吸附单元设置有2个，2个吸附单元并联设置。
6.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：在吸附单元的出口端还设置减压稳定阀。
7.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：在缓冲罐的出口端连通有紧急放空支路。
8.根据权利要求1所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其特征在于：所述聚结过滤器通过加热管道与换热器的热流体出口端连通，在加热管道上缠绕有电伴热带。
9.一种高压浅冷组合式VOCs气体回收方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-8任意一项所述的高压浅冷组合式VOCs气体回收装置，其步骤如下：
（1）VOCs混合气体通过管道收集后，进入缓冲罐暂存；
（2）缓冲罐将混合气体输入到气体过滤器中，经气体过滤器滤除微小颗粒杂质后送入压缩机组进行升压，升压后的混合气体进入气液分离器，易凝组分液化后暂存于储罐；
（3）混合气体经气液分离器去除凝结水份后，进入换热器降温，液化产生的凝液进入分液罐进行储存，不凝高压气体进入聚结过滤器，通过聚结过滤器去除少量油雾液滴，进入膜分离单元；
（4）经膜分离单元处理后，低速迁移的VOCs分子通过回流管道至压缩机组，高速迁移的低浓度VOCs混合气体进入吸附单元，通过深度吸附，进行减压后由排气筒达标排放。
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