CN116173674A - Voc冷凝回收工艺方法 - Google Patents

Voc冷凝回收工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116173674A
CN116173674A CN202310296602.5A CN202310296602A CN116173674A CN 116173674 A CN116173674 A CN 116173674A CN 202310296602 A CN202310296602 A CN 202310296602A CN 116173674 A CN116173674 A CN 116173674A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
gas
raw material
separator
path
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.)
Pending
Application number
CN202310296602.5A
Other languages
English (en)
Inventor
程逵炜
孙兆虎
张可欣
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.)
Beijing Hongke Qingneng Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Hongke Qingneng Technology Co ltd
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 Beijing Hongke Qingneng Technology Co ltd filed Critical Beijing Hongke Qingneng Technology Co ltd
Priority to CN202310296602.5A priority Critical patent/CN116173674A/zh
Publication of CN116173674A publication Critical patent/CN116173674A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

本发明属于挥发性有机物回收技术领域，公开了VOC冷凝回收工艺方法，本发明通过冷凝冻结的工艺，按照分离、冻结、冷凝的方法，回收原料气中的VOC，其中，大部分的VOC和空气中的水被冷凝出来，并回收到储罐中，而少部分无法完全回收的VOC则通过设置活性炭的吸附单元来吸附，保证达到排放指标后再进行排空，在实际的生产应用中，排空气体的含量如下：氮气的摩尔分数为0.801，氧气的的摩尔分数为0.20。

Description

VOC冷凝回收工艺方法
技术领域
本发明属于挥发性有机物回收技术领域，具体涉及VOC冷凝回收工艺方法。
背景技术
VOC是挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds)的英文缩写。在环保意义上，VOC是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。
天然气管路中的VOC不能直接挥发到大气中，因为其中的有机化合物会对环境和人体造成影响，所以需要进行处理。在目前现有的VOC处理方法中，存在以下问题，1.不专门应用于天然气管道中的VOC处理；2.成本比价高；3.效率相对低下。
因此，针对天然气管路中的VOC，提供一种VOC冷凝回收工艺方法，避免VOC直排，污染环境以及对人体造成伤害。
发明内容
针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供VOC冷凝回收工艺方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
VOC冷凝回收工艺方法，包括下述步骤，
S1.原料气由增压单元增压，经压缩机、后冷却器进行热交换，完成初步冷却；
S2.经初步冷却的原料气分支为两路，第一路原料气进入预冷换热器进一步降温冷却，第二路原料气进入第二分离器实现气液分离；
S3.由预冷换热器流出的第一路原料气经第一分离器实现气液分离；
S4.由第一分离器流出的第一路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A或者冻结换热器B进行供气，由第二分离器流出的第二路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A或者冻结换热器B进行供气，第一路原料气和第二路原料气不能对同一个对象同时供气，只能分别选择一个对象；
S5.1.经冻结换热器A或者冻结换热器B流出的第一路原料气进入第三分离器完成分液，分液后的液体进入储罐储存，分液后的气体经过深冷换热器再次冷却，冷却后经过第四分离器再一次分液，分液后的液体进入储罐储存；
S5.2.经冻结换热器A或者冻结换热器B流出的第二路原料气回接至原料气产生两路分支以前的主管路中，参与二次处理；
S6.由第四分离器气液分离出的气体包含少部分未完全分离开的VOC，而其中的大部分则是无害气体，由第四分离器气液分离出的气体回收冷量后，送入吸附单元中进行净化处理后排空。
进一步限定，第一分离器、第二分离器、冻结换热器A以及冻结换热器B的排液口均共接一条排污管，这样的设计，回收第一分离器、第二分离器、冻结换热器A以及冻结换热器B分离出的含有污染物的液体。
进一步限定，深冷换热器自身的冷却循环回路中设置压缩机以及后冷却器，原料气经增压单元增压后，经过压缩机以及后冷却器的旁侧进行热交换，这样的设计，利用压缩机以及后冷却器上的冷量来降低初始温度较高的原料气，提高能量利用率。
进一步限定，深冷换热器还设置降温回路，降温回路中循环流动着冷媒，冷媒由泵体提供循环动力，降温回路穿过冷箱，吸收冻结换热器A以及冻结换热器B上的热量，降温回路带回的热量由冷却循环回路吸纳，这样的设计，通过降温回路有效降低冻结换热器A以及冻结换热器B因热交换而上升的温度。
进一步限定，由第四分离器气液分离出的气体经过冷箱，对冷箱中的冻结换热器A和冻结换热器B进行降温后与预冷换热器相接，吸收预冷换热器中第一路原料气的热量，最后再送入吸附单元进行处理，这样的设计，由于经第四分离器气液分离出的气体温度较低，如果直接送入吸附单元进行处理，则浪费了其中的冷量，因此将其先送入冷箱以及预冷换热器中，利用其中的冷量来吸收热能，提高能量利用率。
进一步限定，吸附单元包括第一吸附罐以及第二吸附罐，由第四分离器气液分离出的气体择一进入第一吸附罐或第二吸附罐，这样的设计，一用一备，当第一吸附罐以及第二吸附罐任意一个，出现故障后，另一个还可以代替工作，不会对正常的生产工序造成影响。
进一步限定，第一吸附罐以及第二吸附罐采用活性炭吸附处理，这样的设计，通过活性炭吸附其中残留的VOC。
进一步限定，由第四分离器气液分离出的气体经过甲烷检测点后再进入吸附单元，这样的设计，检测其中的甲烷，避免超标排放。
进一步限定，原料气由增压单元增压至0.12MPa；原料气经压缩机、后冷却器进行热交换后，初步冷却至60℃；第一路原料气经预冷换热器降温至3℃；第一路原料气经冷箱降温至-70℃；经第三分离器进入深冷换热器的气体被降温至-120℃，这样的设计，通过温度的变化，有效排分离出其中的VOC和无害气体。
本发明的有益效果：本发明通过冷凝冻结的工艺，按照分离、冻结、冷凝的方法，回收原料气中的VOC，其中，大部分的VOC和空气中的水被冷凝出来，并回收到储罐中，而少部分无法完全回收的VOC则通过设置活性炭的吸附单元来吸附，保证达到排放指标后再进行排空，在实际的生产应用中，排空气体的含量如下：氮气的摩尔分数为0.801，氧气的的摩尔分数为0.20。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明VOC冷凝回收工艺方法实施例的示意图；
主要元件符号说明如下：
2、预冷换热器；
31、第一分离器；32、第二分离器；
41、冻结换热器A；42、冻结换热器B；
51、第三分离器；52、第四分离器；
6、深冷换热器；61、压缩机；62、后冷却器；63、降温回路；64、冷却循环回路；
81、甲烷检测点；82、第一吸附罐；83、第二吸附罐。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
本实施例中，
如图1所示，本发明的VOC冷凝回收工艺方法，包括下述步骤，
S1.原料气由增压单元增压至0.12MPa，经压缩机61、后冷却器62进行热交换，初步冷却至60℃；
S2.经初步冷却的原料气分支为两路，第一路原料气进入预冷换热器2进一步降温冷却至3℃，第二路原料气进入第二分离器32实现气液分离；
S3.由预冷换热器2流出的第一路原料气经第一分离器31实现气液分离；
S4.由第一分离器31流出的第一路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A41或者冻结换热器B42进行供气，并被降温至-70℃，由第二分离器32流出的第二路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A41或者冻结换热器B42进行供气，第一路原料气和第二路原料气不能对同一个对象同时供气，只能分别选择一个对象；
由于第一路原料气只能择一进入冻结换热器A41或者冻结换热器B42，因此，选择状态最优的一个进入，比如选择冻结换热器A41，而冻结换热器B42由于长时间使用，内部已经大量结冰，此时则应当停止工作，由第二路原料气进入冻结换热器B42，通过第二路原料气反吹来加速结冰的融化，当除冰完成后，冻结换热器B42的状态也已经恢复，此时则可以使用，在除冰的这段时间，冻结换热器A41由于一直工作，因此内部累积了一定的冰量，因此第一路原料气进入状态已经恢复的冻结换热器B42，改换冻结换热器A41在第二路原料气辅助下进行除冰，通过这种循环交替的方式，可以保证冻结的效果；
第一分离器31、第二分离器32、冻结换热器A41以及冻结换热器B42的排液口均共接一条排污管，排出其中含有污染物的液体；
S5.1.经冻结换热器A41或者冻结换热器B42流出的第一路原料气进入第三分离器51完成分液，分液后的液体进入储罐储存，分液后的气体经过深冷换热器6再次冷却至-120℃，冷却后经过第四分离器52再一次分液，在-120℃的温度下，分液后的含有大量VOC的液体进入储罐储存；
深冷换热器6自身的冷却循环回路64中设置压缩机61以及后冷却器62，原料气经增压单元增压后，经过压缩机61以及后冷却器62的旁侧进行热交换，这样可以利用压缩机61以及后冷却器62上的冷量来降低初始温度较高的原料气，提高能量利用率；
深冷换热器6还设置降温回路63，降温回路63中循环流动着冷媒，冷媒由泵体提供循环动力，降温回路63穿过冷箱，吸收冻结换热器A41以及冻结换热器B42上的热量，降温回路63带回的热量由冷却循环回路64吸纳，这样可以通过降温回路63有效降低冻结换热器A41以及冻结换热器B42因热交换而上升的温度；
S5.2.经冻结换热器A41或者冻结换热器B42流出的第二路原料气回接至原料气产生两路分支以前的主管路中，参与二次处理；
S6.由第四分离器52气液分离出的气体包含少部分未完全分离开的VOC，而其中的大部分则是无害气体，由第四分离器52气液分离出的气体经过冷箱，对冷箱中的冻结换热器A41和冻结换热器B42进行降温后与预冷换热器2相接，吸收预冷换热器2中第一路原料气的热量，再经甲烷检测点81检测后，最后送入吸附单元进行处理排空；
由于经第四分离器52气液分离出的气体温度较低，如果直接送入吸附单元进行处理，则浪费了其中的冷量，因此将其先送入冷箱以及预冷换热器2中，利用其中的冷量来吸收热能，提高能量利用率；
吸附单元包括设置活性炭的第一吸附罐82以及第二吸附罐83，由第四分离器52气液分离出的气体择一进入第一吸附罐82或第二吸附罐83，这样可以一用一备，当第一吸附罐82以及第二吸附罐83任意一个出现故障后，另一个还可以代替工作，不会对正常的生产工序造成影响；
本发明通过冷凝冻结的工艺，按照分离、冻结、冷凝的方法，回收原料气中的VOC，其中，大部分的VOC和空气中的水被冷凝出来，并回收到储罐中，而少部分无法完全回收的VOC则通过设置活性炭的吸附单元来吸附，保证达到排放指标后再进行排空，在实际的生产应用中，排空气体的含量如下：氮气的摩尔分数为0.801，氧气的的摩尔分数为0.20。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：包括下述步骤，
S1.原料气由增压单元增压，经压缩机(61)、后冷却器(62)进行热交换，完成初步冷却；
S2.经初步冷却的原料气分支为两路，第一路原料气进入预冷换热器(2)进一步降温冷却，第二路原料气进入第二分离器(32)实现气液分离；
S3.由预冷换热器(2)流出的第一路原料气经第一分离器(31)实现气液分离；
S4.由第一分离器(31)流出的第一路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A(41)或者冻结换热器B(42)进行供气，由第二分离器(32)流出的第二路原料气进入冷箱，可选择的对其中的冻结换热器A(41)或者冻结换热器B(42)进行供气，第一路原料气和第二路原料气不能对同一个对象同时供气，只能分别选择一个对象；
S5.1.经冻结换热器A(41)或者冻结换热器B(42)流出的第一路原料气进入第三分离器(51)完成分液，分液后的液体进入储罐储存，分液后的气体经过深冷换热器(6)再次冷却，冷却后经过第四分离器(52)再一次分液，分液后的液体进入储罐储存；
S5.2.经冻结换热器A(41)或者冻结换热器B(42)流出的第二路原料气回接至原料气产生两路分支以前的主管路中，参与二次处理；
S6.由第四分离器(52)气液分离出的气体包含少部分未完全分离开的VOC，而其中的大部分则是无害气体，由第四分离器(52)气液分离出的气体回收冷量后，送入吸附单元中进行净化处理后排空。
2.根据权利要求1所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：第一分离器(31)、第二分离器(32)、冻结换热器A(41)以及冻结换热器B(42)的排液口均共接一条排污管。
3.根据权利要求2所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：深冷换热器(6)自身的冷却循环回路(64)中设置压缩机(61)以及后冷却器(62)，原料气经增压单元增压后，经过压缩机(61)以及后冷却器(62)的旁侧进行热交换。
4.根据权利要求3所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：深冷换热器(6)还设置降温回路(63)，降温回路(63)中循环流动着冷媒，冷媒由泵体提供循环动力，降温回路(63)穿过冷箱，吸收冻结换热器A(41)以及冻结换热器B(42)上的热量，降温回路(63)带回的热量由冷却循环回路(64)吸纳。
5.根据权利要求4所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：由第四分离器(52)气液分离出的气体经过冷箱，对冷箱中的冻结换热器A(41)和冻结换热器B(42)进行降温后与预冷换热器(2)相接，吸收预冷换热器(2)中第一路原料气的热量，最后再送入吸附单元进行处理。
6.根据权利要求5所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：吸附单元包括第一吸附罐(82)以及第二吸附罐(83)，由第四分离器(52)气液分离出的气体择一进入第一吸附罐(82)或第二吸附罐(83)。
7.根据权利要求6所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：第一吸附罐(82)以及第二吸附罐(83)采用活性炭吸附处理。
8.根据权利要求7所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：由第四分离器(52)气液分离出的气体经过甲烷检测点(81)后再进入吸附单元。
9.根据权利要求8所述的VOC冷凝回收工艺方法，其特征在于：原料气由增压单元增压至0.12MPa；原料气经压缩机(61)、后冷却器(62)进行热交换后，初步冷却至60℃；第一路原料气经预冷换热器(2)降温至3℃；第一路原料气经冷箱降温至-70℃；经第三分离器(51)进入深冷换热器(6)的气体被降温至-120℃。
CN202310296602.5A 2023-03-24 2023-03-24 Voc冷凝回收工艺方法 Pending CN116173674A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310296602.5A CN116173674A (zh) 2023-03-24 2023-03-24 Voc冷凝回收工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310296602.5A CN116173674A (zh) 2023-03-24 2023-03-24 Voc冷凝回收工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116173674A true CN116173674A (zh) 2023-05-30

Family

ID=86444484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310296602.5A Pending CN116173674A (zh) 2023-03-24 2023-03-24 Voc冷凝回收工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116173674A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103394267B (zh) 一种结合冷凝和吸附的油气回收装置
CN111036041B (zh) 一种集吸收、解吸和回收为一体VOCs回收系统及方法
KR101924533B1 (ko) 발전 및 담수화 복합 플랜트
CN105080278A (zh) 油气回收方法
US9844751B2 (en) Method and apparatus for removing absorbable gases from pressurized industrial gases contaminated with absorbable gases, without supplying cooling energy
KR102670625B1 (ko) 공조 급기도 가능한 공기 중 이산화탄소를 가스원으로 하는 드라이아이스 제조 시스템
CN112221327A (zh) 一种燃煤电厂二氧化碳氨法捕集及低温液化系统及方法
CN203935758U (zh) 一种冷却油预吸收吸附法油气回收装置
CN106422647B (zh) 低液化温度有机废气回收装置
CN113883826B (zh) 一种低温冷凝回收挥发性气体的系统
JP2004085099A (ja) 排出ｃｏ２の回収システム
CN116173674A (zh) Voc冷凝回收工艺方法
CN111214926A (zh) 一种基于lng冷能利用的废气回收处理系统及方法
CN104651004B (zh) 一种节能煤制天然气的工艺
AU2012208462B2 (en) Installation and method for producing liquid helium
CN211677002U (zh) 有机气体回收装置
CN211936217U (zh) 一种基于lng冷能利用的废气回收处理系统
CN212166958U (zh) 二氯甲烷废气回收的预处理装置
CN204848789U (zh) 利用填埋气生产液态生物天然气的系统
CN211753704U (zh) 一种大风量中等浓度乙酸乙酯回收装置
KR101287975B1 (ko) Ｌｎｇ-ｆｐｓｏ용 단계형 흡수 및 흡착식 단계형 액화 장치
CN210832753U (zh) 一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统
CN109621685A (zh) 一种深冷加活性炭纤维吸附处理氯醇化尾气的工艺
CN111265905A (zh) 一种蒽醌法生产双氧水的氧化尾气处理装置及方法
CN110657022A (zh) 一种沼气发电烟气余热回收系统及方法

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