[实用新型]一种外冷源冷凝式VOCs回收节能装置

说明书

本实用新型公开了一种外冷源冷凝式VOCs回收节能装置，包括预冷器、Ⅰ级冷凝器、Ⅱ级冷凝器、Ⅲ级冷凝器、冷媒过冷器、集液罐、Ⅲ级制冷压缩机和外冷源。VOCs废气依次通过预冷器、Ⅰ级冷凝器、Ⅱ级冷凝器和Ⅲ级冷凝器，废气中有机组分冷凝成液体自流入集液罐，不凝性尾气则通过冷媒过冷器和预冷器，送后续尾气处理单元深度净化。本实用新型Ⅰ级冷凝器、Ⅱ级冷凝器利用外冷源，具有流程简单、设备投资少，运行费用低和运行故障率低的特点；对于已有制冷装置的石油化工企业来说，油气回收规模较大时采用此装置有较好的节能效果。

技术领域

本实用新型属于挥发性有机物(简称VOCs)处理技术领域，具体涉及一种外冷源冷凝式VOCs回收节能装置。

背景技术

在石油化工行业，有机液体产品在储存和装卸车过程中会产生挥发性有机气体。挥发性有机物(简称VOCs)大多具有易燃易爆和毒害性，除直接危害作业人员身体健康外，还对环境造成污染。挥发的有机废气主要成分是有机液体所对应的特征污染挥发物，其次，还含有少量非甲烷总烃(简称NMHC，C2～C8碳氢化合物)。大气中的NMHC超过一定浓度，除可直接麻醉人体的中枢神经系统，刺激皮肤粘膜外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。

有机液体产品储存和装载过程挥发的有机废气浓度较高，对作业人员和环境的危害性大，且经济价值较高，故应对其回收利用。VOCs回收技术主要有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离四种技术，但吸附法和膜分离技术只能将VOCs气体从低浓度状态富集到高浓度状态，吸收法能够实现回收，但面临着吸收剂的精馏、分离问题，只有冷凝法通过气态到液态的相变实现VOCs有机组分的完美回收。现阶段，冷凝法由于具有回收产品纯度高和回收率高的特点，在规模较大的VOCs回收装置作为主回收工艺得到广泛应用。

现冷凝法制冷机组都采用机械压缩制冷方式，即电力驱动压缩机完成制冷循环，通过液态冷媒的相变蒸发来间接冷却VOCs废气，使有机气体冷凝液化，从而达到回收有机产品的目的。冷凝法一般需要三级制冷，第1级冷却VOCs废气到3℃～5℃以防止VOCs废气中水汽冻结，第2级控制冷凝温度为-30℃～-40℃，第3级一般在-70℃以下。现冷凝式油气回收机组由设备厂商整体成撬供货，具有结构紧凑，战地面积小，自动化程度高、可无人值守运行的优点。

尽管机械压缩制冷技术很成熟，但制冷压缩机并不是一台单独的动设备，每套制冷机组除压缩机、冷凝器、膨胀阀、冷箱(蒸发器)四大组件外，还包含油分离器、冷媒储液罐和经济器及气、液相冷媒管线，以及电磁阀和温度、压力等机组控制与保护系统，以上任一组件故障，都会导致系统停机。实际应用中，因VOCs回收机组处于间歇运行和变负荷状态，更容易出现制冷剂泄漏、压缩机回油不畅、机组系统保护等现象，导致VOCs回收装置不能正常运行。其次，压缩制冷需要消耗较多的电能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外冷源冷凝式VOCs回收节能装置，克服了现有冷凝式VOCs回收机组的缺点，利用外冷源提供前两级冷量的VOCs回收节能装置，由于不需要配置前两级制冷压缩机，具有投资较低、运行可靠、节能降耗的特点。

现石油化工企业一般都配套有汽轮机驱动的大型制冷装置，如，煤化工低温甲醇洗装置配置建设氨或丙烯为制冷介质的冰机装置，可提供+4℃和-40℃两种级别的冷量，本实用新型将所述冰机装置作为外冷源用于VOCs废气的前两级冷凝上。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种外冷源冷凝式VOCs回收节能装置，包括预冷器、Ⅰ级冷凝器、Ⅱ级冷凝器、Ⅲ级冷凝器、冷媒过冷器、集液罐、Ⅲ级制冷压缩机和外冷源。其中，所述VOCs废气依次通过预冷器、Ⅰ级冷凝器、Ⅱ级冷凝器和Ⅲ级冷凝器，废气中有机组分冷凝成液体自流入集液罐，不凝性尾气则通过冷媒过冷器和预冷器回收冷量并复热，送后续尾气处理单元深度净化。所述Ⅰ级冷凝器与外冷源的+4℃制冷介质相连，Ⅱ级冷凝器与外冷源的-40℃制冷介质相连，Ⅲ级冷凝器与Ⅲ级制冷压缩机的-70℃冷媒相连，提供VOCs有机组分深度冷凝液化所需的温度。