[发明专利]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

说明书

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。

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；