VOCs处理技术之“冷凝+吸附”与“吸附+吸收”两条工艺

江苏航天惠利特 2022-06-21 06:28:23
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冷凝吸附与吸附吸收两条工艺是我们经常碰到的工艺路线,特别是针对高浓度有机废气,比如储罐中的大小呼吸废气或装车台中的废气,此类有机废气特点是浓度高气量小。方法对比限如下描述工况。

现在就此两种工艺,在同一废气源情况下进行对比:

一、基本参数

1、废气源参数,流量600m³/h,浓度800g/m³,排放气体总量中含烃类480kg/h;

2、吸附剂活性炭的吸附容量和使用寿命,吸附容量国产的按5%、进口的按10%(美德维实伟克),吸附寿命国产的按2 年、进口的按10 年(美德维实伟克承诺),价格国产的按1.5 万元/t、进口的按6 万元/t;

3、电费按照0.8 元/kwh;

4、冷凝工况及冷凝前后的油气浓度:三级冷凝工况,最低温度-70℃,冷凝后残余浓度80g/m³,(600m³冷凝后在第三级-70℃下的余气体积有321.1308m³,浓度79.3812g/m³。若让余气温度回升至35℃,体积增至488.4824m³,浓度只有52.1856g/m³),残余烃类25.5kg。

二、不同工艺的流程和特点

1、冷凝+吸附

工艺流程:先对油气降温,使之90%冷凝液化。回收物为液化汽油,未回收的是低浓度余气,然后用吸附罐将余气中烃类物质吸附富集,让余气中空气排放。吸附富集的烃类组分脱附后返回冷凝级继续冷凝液化。

冷凝+吸附工艺的配置,有冷凝和吸附两大单元。

①冷凝单元工况:设置三级冷凝,第一级从常温冷凝到3℃、第二级从3℃冷凝到-35℃、第三级从-35℃冷凝到-70℃。第三级的冷凝余气返回第一级前面的前置换热器,冷量回用,将进入油气回收处理装置的油气预冷,有节能效果。冷凝单元能够见到回收的液态汽油,在前端密闭保证、传输顺畅的情况下,回收率大于90%,对于600m³/h 的浓度为800g/m³的油气,液化回收的液态油为430kg/h 左右。冷凝单元单位耗电约0.2kwh/m³,处理600m³/h 油气电耗120kwh.,电费96元/h。

②吸附单元的配置:吸附单元配置吸附罐两只和脱附真空泵一台,以及用于切换吸附脱附的电动或气动阀门若干。真空泵还需要配备冷却系统。

2、吸附+吸收

①吸附工艺的作用:是将废气中烃类物质吸附截留,让空气排放。对于低浓度有机气体,吸附的作用更表现为将有机气体和空气混合体中低浓度的有机物吸附截留,脱附得到高浓度的有机气体,称为富集提浓。吸附工艺将烃类组分富集提浓,但烃类组分的状态仍然是气态,只是从浓度低一些的气体富集为浓度高一些的气体。但是,人们进行有机气体治理的更多目的,是要将有机物回收利用。而从气态到气态,就达不到目的。所以,吸附工艺不能单独使用,要与其他能够将气体相变为液体的工艺方法组合运用。

②吸收法的作用:吸收法,就是用液体喷淋吸收气体的方法。吸收法对吸收剂的要求,是必须能够溶解吸收需要吸收的组分,如果吸收剂与被吸收的组分在压力、温度、浓度方面,不能满足将要吸收的组分溶解的目的,就会失去或降低吸收效果。

吸附+吸收的流程:油气先进入吸附罐中炭床,烃类组分被拦截吸附,空气排放。炭床吸附到接近饱和量(不能到饱和状态,处于饱和边缘就会造成排放超标),脱附进入吸收塔,从汽油储罐抽汽油对脱附气体进行喷淋吸收,回收物进入吸收剂(汽油)。


三、差异及利弊

两种工艺均为组合工艺,但有不少差异。

①,关于活性炭用量:考量活性炭用量,首先要比较活性炭吸附容量指标。目前,国产活性炭吸附容量不大于5%指标,确定为国产的5%、进口的10%。

②,关于真空泵配置功率:从吸附罐体积大小、活性炭用量多少的比较,采用真空泵大小的问题,也很明显。

四、用大罐中汽油做吸收剂造成大罐储存损耗增加

喷淋吸收液是从汽油大罐抽取,喷淋之后送回汽油大罐。由于吸脱附切换频繁、周期短、流量大,增加了液态油品进出储罐的频率,相对于静止存放的情况,液体内部的被扰动相似沸腾运动,会破坏液面静止的封闭面,直接波及液面以上的大浓度层,削弱大浓度层对液面蒸发的抑制作用,加速液面的蒸发。汽油大罐会从静止储存状态转变为非稳态储存状态,加剧汽油的蒸发损耗。

储存容器的油品蒸发及油气排放为非稳态多变量系统,非稳态储存状态会增加储存损耗。

综合以上分析,我们不难得到冷凝+变压吸附/吸附+吸收技术的数据比较:


(来源于:北极星环保网)

江苏航天惠利特

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