CN212619429U - 一种枕板式voc废气冷凝机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种枕板式VOC废气冷凝机组，包括废气处理装置、压缩机和外置冷凝器。废气处理装置包括卧式放置的壳体，壳体沿长度方向的两端分别设置有废气入口和废气出口，废气入口和废气出口之间依次设置有蒸发器和冷凝器，蒸发器的蒸发出口贯穿壳体连接压缩机的进气口，压缩机的出气口连接外置冷凝器的进口，外置冷凝器的出口与冷凝器的冷凝入口连接，冷凝器的冷凝出口与蒸发器的蒸发进口之间连接有储液罐和节流阀。实现对废气中有害物质的冷凝析出，并对气体温度升高，方便后续活性炭处理。效率高，成本低，实现VOC气体的高效处理。

Description

一种枕板式VOC废气冷凝机组

技术领域

本实用新型涉及VOC废气处理装置领域，尤其涉及一种枕板式VOC废气冷凝机组。

背景技术

VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。环保意义上是指活泼的会产生危害的那一类挥发性有机物。目前，大气污染问题日益严峻，大气中VOCs污染物正受到广泛的关注，它是人为和天然排放到大气中有机化合物-非甲烷烃类的总称。人们对VOC废气的治理也越来越重视，由此形成了较多的VOC废气治理技术方案。而在实际的治理过程中，各项治理技术方案表现出较大的差异性，其使用范围和针对的挥发性有机废气种类也存在不同，因此在进行应用时关键还需结合工程项目实际情况，采取与之对应的治理工艺，才能够取得较好的效果。

VOC处理方法主要有回收法和消除法两大类。冷凝法作为回收法的一种，它是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的VOCs冷凝并从废气中分离出来的过程。在给定的温度下，VOCs的初始浓度越大，VOCs的去除率越高，理论上可达到很高的净化程度。特别适用于处理VOCs浓度在10000ppm以上的较高浓度的有机蒸气，VOCs的去除率与其初始浓度和冷却温度有关。现有用于处理VOC废气冷凝处理，效率低下，成本高，推广困难。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种枕板式VOC废气冷凝机组，VOC废气先经过蒸发器降温，废气中的大部分有毒有害物质冷凝析出，此时的废气处于过饱和状态，然后进入冷凝机组的冷凝器进行加热升温，废气重新回到不饱和状态，经过处理后的VOC废气含湿量降低，温度升高，方便后续活性炭处理。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种枕板式VOC废气冷凝机组，包括废气处理装置、压缩机和外置冷凝器，其特征在于：所述废气处理装置包括卧式放置的壳体，所述壳体沿长度方向的两端分别设置有废气入口和废气出口，所述废气入口和废气出口之间依次设置有蒸发器和冷凝器，所述蒸发器的蒸发出口贯穿壳体连接压缩机的进气口，所述压缩机的出气口连接外置冷凝器的进口，所述外置冷凝器的出口与冷凝器的冷凝入口连接，所述冷凝器的冷凝出口与蒸发器的蒸发进口之间连接有储液罐和节流阀。

一定温度的VOC废气从废气入口进入低温的蒸发器，废气与蒸发器实现热交换，废气温度降低到露点温度以下，冷凝析出有毒有害的有机废液。降温冷凝后的VOC废气处于过饱和状态，由于含湿量降低，有效的降低了冷凝器的加热负荷，废气流过冷凝器后温度升高更加明显，相对湿度更小，最终从废气出口排出，方便后续吸附工艺处理。压缩机从蒸发器的蒸发出口吸入低温低压的气态制冷剂后，加压升温后，排入外置冷凝器内，散发一部分热量后，进入冷凝器的冷凝入口，在冷凝器内，高温高压的气态制冷剂将热量传递给VOC废气后，降温冷凝成液态制冷剂后，从冷凝器的冷凝出口排出，流入储液罐内，低温高压的制冷剂流过节流阀后降压，进入蒸发器的蒸发入口，低温低压的液态制冷剂在蒸发器内吸收热量，转化为低温低压的气态制冷剂，从蒸发器的蒸发出口排出，进行下一次循环。整个冷凝机组通过蒸汽压缩制冷循环进行降温和冷凝，可根据VOC废气的成分和比例进行调整机组的蒸发温度，机组只需提供电能即可工作。效率高，成本低，实现VOC气体的高效处理。

进一步来说，所述蒸发器包括固定在壳体内的第一枕形换热板组，所述第一枕形换热板组下方设置有与壳体内腔相通的第一集液槽，所述第一集液槽下端设置有第一出液管，所述冷凝器包括与第一枕形换热板组结构相同的第二枕形换热板组。废气在蒸发器中冷凝析出有毒有害的有机废液，在重力作用下沿第一枕形换热板组下落，收集到第一集液槽中，便于回收处理。

进一步来说，所述第一枕形换热板组包括若干沿壳体长度方向设置的若干枕形换热板对，所述枕形换热板对相互平行的且间隔设置，相邻的所述枕形换热板间形成供废气穿过的间隙，每个所述枕形换热板对均包括一个介质进口管和介质出口管，每个所述介质进口管汇集成进口总管与蒸发进口连通，每个所述介质出口管汇集成出口总管与蒸发出口连通。第一枕形换热板组为模块化设计，卧式安装，结构紧凑，占地面积小，工况适应性强。

进一步来说，所述枕形换热板对包括两张叠加的金属板片，两张所述金属板片的四条边密封焊接，两张所述金属板片之间上下分别设置有焊接隔断使得枕形换热板之间在水平方向上形成连续曲线形的介质通道，所述介质通道两端分别与介质进口管和介质出口管相通。加大换热面积，提高换热效率。

进一步来说，两个金属板片的表面呈波浪状。金属片表面呈波浪状，非常光滑，既满足传热增强的要求，同时运行阻力小，无需增加额外动力，又不易于产生污垢。

进一步来说，所述蒸发器和冷凝器之间还设置有挡液组件，所述挡液组件包括固定在壳体内的交错布置若干挡板，所述挡板下方设置有与壳体内腔相通的第二集液槽，所述第二集液槽下端设置有第二出液管。含有冷凝液滴夹杂在废气，经过挡液板能够很好的除掉废气中的小液滴，并流入第二集液槽中，降低废气的湿度。

进一步来说，所述外置冷凝器上方设置有对其内介质进行散热降温的变频风机，变频风机可调节外置冷凝器的散热量，满足后端工艺对废气出口温度的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第一枕形换热板组结构示意图；

图3为本实用新型实施例中枕形换热板对的一个金属板结构示意图；

图4为本实用新型实施例中枕形换热板对的剖视图

图5为本实用新型实施例中枕形换热板对的结构示意图。

图中：

1-压缩机，2-外置冷凝器，3-壳体，31-废气入口，32-废气出口，4-蒸发器，4a-蒸发出口，4b-蒸发进口,41-第一枕形换热板组，411-枕形换热板对，4111-金属板，412-介质进口管，413-介质出口管，414-介质通道，42-第一集液槽，5-冷凝器，5a-冷凝入口,5b-冷凝出口,6-储液罐，7-节流阀，8-挡液组件，81-第二集液槽，9-变频风机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1-5所示，本实用新型的一种枕板式VOC废气冷凝机组，包括废气处理装置、压缩机1和外置冷凝器2。所述废气处理装置包括卧式放置的壳体3，壳体3为长方体，所述壳体3沿长度方向的两端分别设置有废气入口31和废气出口32。所述废气入口31和废气出口32之间依次设置有蒸发器4、挡液组件8和冷凝器5，废气入口31进入的VOC废气依次经过蒸发器4降温，将VOC废气中的大部分有毒有害物质冷凝析出；再通过挡液组件8除湿，最后进入冷凝器5进行加热升温，VOC废气重新回到不饱和状态，经过处理后的VOC废气含湿量降低，温度升高，方便后续活性炭处理。

所述蒸发器4的蒸发出口4a贯穿壳体3连接压缩机1的进气口，所述压缩机1的出气口连接外置冷凝器2的进口，所述外置冷凝器2的出口与冷凝器5的冷凝入口5a连接，所述冷凝器5的冷凝出口5b与蒸发器4的蒸发进口4b之间连接有储液罐6和节流阀7。外置冷凝器2包括壳体和壳体内的供冷却介质流通的管道，外置冷凝器2上方设置有对其内介质进行散热降温的变频风机9，变频风机9可调节外置冷凝器2的散热量，满足后端工艺对废气出口32温度的要求。图1中实线箭头为VOC气体流动方向，虚线箭头为冷却介质流动方向，VOC气体和冷却介质在废气处理装置呈逆向流动，换热效率高，换热温差小，机组运行效率高。

所述蒸发器4包括固定在壳体3内的第一枕形换热板组41，所述第一枕形换热板组41下方设置有与壳体3内腔相通的第一集液槽42，所述第一集液槽42下端设置有第一出液管，所述冷凝器5包括与第一枕形换热板组41结构相同的第二枕形换热板组。VOC废气在蒸发器4中冷凝析出有毒有害的有机废液，在重力作用下沿第一枕形换热板组41下落，收集到第一集液槽42中，便于回收处理。

所述第一枕形换热板组41包括若干沿壳体3长度方向设置的若干枕形换热板对411，所述枕形换热板对411相互平行的且间隔设置，相邻的所述枕形换热板对411间形成供废气穿过的间隙，每个所述枕形换热板对411均包括一个介质进口管412和介质出口管413，每个所述介质进口管412汇集成进口总管与蒸发进口4b连通，每个所述介质出口管413汇集成出口总管与蒸发出口4a连通。第一枕形换热板组41为模块化设计，卧式安装，结构紧凑，占地面积小，工况适应性强。所述枕形换热板对411包括两张叠加的金属板4111片，两张所述金属板4111片的四条边密封焊接，两张所述金属板4111片之间上下分别设置有焊接隔断，其余两个金属板4111片之间的空间通入高压流体进行膨胀，使得枕形换热板之间在水平方向上呈连续曲线形的介质通道414，所述介质通道414两端分别与介质进口管412和介质出口管413相通。加大换热面积，提高换热效率。进一步来说，两个金属板4111片的表面呈波浪状。金属片表面呈波浪状，非常光滑，既满足传热增强的要求，同时运行阻力小，无需增加额外动力，又不易于产生污垢。

冷凝器5和蒸发器4之间还设置有挡液组件8，所述挡液组件8包括固定在壳体3内的交错布置若干挡板，所述挡板下方设置有与壳体3内腔相通的第二集液槽82，所述第二集液槽82下端设置有第二出液管。含有冷凝液滴夹杂在废气，经过挡液板能够很好的除掉废气中的小液滴，并流入第二集液槽82中，降低废气的湿度。

一定温度的VOC废气从废气入口31进入低温的蒸发器4，废气与蒸发器4实现热交换，废气温度降低到露点温度以下，冷凝析出有毒有害的有机废液,有机废液在重力作用下沿枕形换热板对411下落，收集到第一集液槽42中。降温冷凝后的VOC废气处于过饱和状态，会有冷凝液滴夹杂在废气中，根据液滴的粒径和废气流速设计的交错布置的挡液板，能够很好的除掉废气中的小液滴，并流入第二集液槽82中。由于废气中含湿量降低，有效的降低了冷凝器5的加热负荷，废气流过冷凝器5后温度升高更加明显，相对湿度更小，最终从废气出口32排出，方便后续吸附工艺处理。压缩机1从蒸发器4的蒸发出口4a吸入低温低压的气态制冷剂后，加压升温后，排入外置冷凝器2内，散发一部分热量后，进入冷凝器5的冷凝入口5a，在冷凝器5内，高温高压的气态制冷剂将热量传递给VOC废气后，降温冷凝成液态制冷剂后，从冷凝器5的冷凝出口5b排出，流入储液罐6内，低温高压的制冷剂流过节流阀7后降压，进入蒸发器4的蒸发入口，低温低压的液态制冷剂在蒸发器4内吸收热量，转化为低温低压的气态制冷剂，从蒸发器4的蒸发出口4a排出，进行下一次循环。对于VOC废气来说，前段的冷凝负荷大于后段的加热负荷；对于机组来说前段的蒸发器4的散热量大于后段冷凝器5的吸热量，因此，从压缩机1出来的高温高压的制冷剂先进入外置冷凝器2，散发多余的热量后，达到负荷平衡。同时，外置冷凝器2的散热量可通过变频风机9调节，满足后端工艺对VOC废气出口32温度的要求。整个冷凝机组通过蒸汽压缩制冷循环进行降温和冷凝，可根据VOC废气的成分和比例进行调整机组的蒸发温度，机组只需提供电能即可工作。效率高，成本低，实现VOC气体的高效处理。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种枕板式VOC废气冷凝机组，包括废气处理装置、压缩机和外置冷凝器，其特征在于：所述废气处理装置包括卧式放置的壳体，所述壳体沿长度方向的两端分别设置有废气入口和废气出口，所述废气入口和废气出口之间依次设置有蒸发器和冷凝器，所述蒸发器的蒸发出口贯穿壳体连接压缩机的进气口，所述压缩机的出气口连接外置冷凝器的进口，所述外置冷凝器的出口与冷凝器的冷凝入口连接，所述冷凝器的冷凝出口与蒸发器的蒸发进口之间连接有储液罐和节流阀。

2.根据权利要求1所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：所述蒸发器包括固定在壳体内的第一枕形换热板组，所述第一枕形换热板组下方设置有与壳体内腔相通的第一集液槽，所述第一集液槽下端设置有第一出液管，所述冷凝器包括与第一枕形换热板组结构相同的第二枕形换热板组。

3.根据权利要求2所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：所述第一枕形换热板组包括若干沿壳体长度方向设置的枕形换热板对，所述枕形换热板对相互平行的且间隔设置，相邻的所述枕形换热板间形成供废气穿过的间隙，每个所述枕形换热板对均包括一个介质进口管和介质出口管，每个所述介质进口管汇集成进口总管与蒸发进口连通，每个所述介质出口管汇集成出口总管与蒸发出口连通。

4.根据权利要求3所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：所述枕形换热板对包括两张叠加的金属板片，两张所述金属板片的四条边密封焊接，两张所述金属板片之间上下分别设置有焊接隔断使得枕形换热板之间在水平方向上形成连续曲线形的介质通道，所述介质通道两端分别与介质进口管和介质出口管相通。

5.根据权利要求4所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：两个金属板片的表面呈波浪状。

6.根据权利要求1所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：所述蒸发器和冷凝器之间还设置有挡液组件，所述挡液组件包括固定在壳体内的交错布置若干挡板，所述挡板下方设置有与壳体内腔相通的第二集液槽，所述第二集液槽下端设置有第二出液管。

7.根据权利要求1所述的一种枕板式VOC废气冷凝机组，其特征在于：所述外置冷凝器上方设置有对其内介质进行散热降温的变频风机。

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