CN102794079A - 一种治理低浓度VOCs废气的***和工艺 - Google Patents

一种治理低浓度VOCs废气的***和工艺 Download PDF

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孙立宇
潘永涟
李翠屏
陈慧如
胡秀高
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Abstract

本发明提供一种治理低浓度VOCs废气的***和工艺，采用吸附技术、膜分离技术和冷凝技术相结合的方式，通过吸附技术对VOCs废气初步提浓，膜分离技术对其二次提浓后，用冷凝技术对提浓后的VOCs废气进行冷凝，消耗较少的冷量即可达到有机组分饱和析出的目的。本发明是集吸附技术、膜分离技术和冷凝技术为一体，主要用于治理浓度较低场合如油品和化工产品装车过程、储罐、污水池等的VOCs废气，且废气经处理后可达到我国排放气排放标准的要求。

Description

一种治理低浓度VOCs废气的***和工艺
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，特别涉及一种处理低浓度VOCs废气的***和工艺。
背景技术
挥发性有机化合物（Volatile Organic Compound，以下简称VOCs）是石油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业排放的最常见的一类污染物。随着工业的发展和人们生活水平的提高，VOCs的排放量与日俱增，并具有范围广、排放量大等特点。该类有机物大多具有毒性，而且能够参与光化学反应，形成光化学烟雾，是大气中二次颗粒有机物形成的重要条件，对大气环境和人体健康产生严重的影响。因此，开展VOCs废气的综合治理研究已成为当前国际环境的热点，在我国，VOCs废气治理也被确定为我国今后重点发展的研究课题之一。
随着社会经济的不断发展和环保意识的逐渐加强，VOCs综合治理领域已经从较为单一的轻油品装车逐步发展至大多数炼油和化工产品在生产和储运过程中产生的有机挥发气体。大多数炼化产品的挥发度较轻油品（主要为：汽油和苯等）的挥发度要低很多，因此在灌装过程中的排放气有机组分浓度在1~2%或更低；同时随着内浮顶罐的大范围使用，油品在储罐中因大小呼吸的损耗量较拱顶罐要下降很多。
为适应VOCs综合治理的发展趋势，需要开发出适应低浓度VOCs气体特性的治理工艺，在满足日益严格的排放标准的前提下，降低处理装置的运行能耗，提高装置的稳定可靠性。
当前国内外在VOCs治理新技术的研究开发方面都得到了不断地发展，其发展方向一是对各种主流技术进行改进提高，主要体现在一是新材料（吸附材料、催化材料、过滤材料、生物净化菌种等）的开发与应用；二是过程优化和集成技术的研究开发，如吸附浓缩-催化燃烧集成技术、吸附浓缩-冷凝回收集成技术、吸附浓缩-吸收集成技术等；三是新技术的开发应用，如生物净化技术、等离子体净化技术、光催化技术、膜分离技术和离子液吸收技术等。
实践证明，单一通过一种工艺技术要实现VOCs综合治理效果（总烃达标排放和有机组份的回收）是较为困难的。将上述技术中的两项或三项进行组合，以实现整套装置的综合性能指标最优，是当前VOCs综合治理技术的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种治理低浓度VOCs废气的***和工艺，该技术方案的核心是集吸附技术、膜分离技术和冷凝技术为一体，主要用于治理浓度较低场合如油品和化工产品装车过程、储罐、污水池等的VOCs废气，且废气经处理后可达到我国排放气排放标准的要求。
具体地，本发明提供了如下的技术方案。
一种低浓度VOCs废气处理***，该***包括：送入废气的风机，风机与吸附装置通过导气管道相连，吸附装置顶端引出可开关的气体排空管；真空泵通过可开关的导气管道连接吸附装置和膜分离器的入口端，膜分离器的出口端引出两条导气管道，一条连接到预冷器，另一条连接于风机的入口；冷凝器的两端连接于预冷器，从冷凝器底部引出三条导气管道，两条连连接于于蓄冷式压缩制冷机组（RFG）作为进出气管，另一条连接于收集罐。
优选地，上述的低浓度VOCs废气处理***，RFG另一端引出两条管道，分别作为循环冷却水的进水管和回水管。
本发明还提供一种上述的***处理低浓度VOCs废气的工艺，该工艺包括如下步骤：
㈠用风机将低浓度的VOCs废气送入吸附装置进行初次提浓，净化后气体排空，吸附剂吸附达饱和时停止吸附，并用真空泵抽真空进行脱附；
㈡将脱附气送入膜分离器进行二次提浓，透过气进入冷凝***，透余气返回风机入口；
㈢二次提浓的透过气通过预冷器先预冷降温，然后送入冷凝器进行冷凝，冷凝得到的轻烃进入收集罐收集后返回生产***，不凝气作为预冷器的冷源，其冷量被利用后返回风机入口。
优选地，上述处理低浓度VOCs废气的工艺，其特征在于，所述低浓度VOCs废气，主要产生场合包括油品和化工产品装车过程、储罐或污水池。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
    1、本发明所述的***和工艺主要用于治理低浓度的VOCs废气，如油品和化工产品装车过程、储罐、污水池等场合产生的VOCs废气，为该类废气的治理建立了新工艺。
2、本发明所述工艺采用吸附技术、膜分离技术和冷凝技术相结合的方式，通过吸附技术对VOCs废气初步提浓，膜分离技术对其二次提浓后，用冷凝技术对提浓后的VOCs废气进行冷凝，消耗较少的冷量即可达到有机组分饱和析出的目的。
3、本发明所述***可实现高度的自动化运行，处理后的排放气排放指标可达到我国排放标准的要求。
本***能够到达的排放指标可以满足我国《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的规定要求，其中：非甲烷总烃设计值为：120mg/Nm3，苯、甲苯和二甲苯等指标详见下表：
表1
Figure 976513DEST_PATH_IMAGE002
附图说明
图1 废气处理***结构流程图
附图标记说明：1-风机，2-吸附装置，3-真空泵，4-膜分离器，5-预冷器，6-冷凝器，7-RFG，8-收集罐
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1 低浓度VOCs废气处理***
低浓度VOCs废气处理***，该***包括：送入废气的风机1，风机1与吸附装置2通过导气管道相连，吸附装置2顶端引出可开关的气体排空管；真空泵3通过可开关的导气管道连接吸附装置2和膜分离器4的入口端，膜分离器4的出口端引出两条导气管道，一条连接到预冷器5，另一条连接于风机1的入口；冷凝器6的两端连接于预冷器，从冷凝器6底部引出三条导气管道，两条连连接于RFG7作为进出气管，另一条连接于收集罐8；RFG7另一端引出两条管道，分别作为循环冷却水的进水管和回水管。
实施例2低浓度VOCs废气处理工艺
㈠用风机1将污水池中的低浓度的VOCs废气送入吸附装置2进行初次提浓，净化后气体排空，吸附剂吸附达饱和时停止吸附，并用真空泵3抽真空进行脱附；
㈡将脱附气送入膜分离器4进行二次提浓，透过气进入冷凝***，透余气返回风机1入口；
㈢二次提浓的透过气通过预冷器5先预冷降温，然后送入冷凝器6进行冷凝，冷凝得到的轻烃进入收集罐8收集后返回生产***，不凝气作为预冷器5的冷源，其冷量被利用后返回风机1入口。
应当说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明的范围，凡在本发明的精神和原则之内所作出的任何修改、等同的替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低浓度VOCs废气处理***，其特征在于，该***包括：送入废气的风机（1），风机（1）与吸附装置（2）通过导气管道相连，吸附装置（2）顶端引出可开关的气体排空管；真空泵（3）通过可开关的导气管道连接吸附装置（2）和膜分离器（4）的入口端，膜分离器（4）的出口端引出两条导气管道，一条连接到预冷器（5），另一条连接于风机（1）的入口；冷凝器（6）的两端连接于预冷器，从冷凝器（6）底部引出三条导气管道，两条连连接于蓄冷式压缩制冷机组（7）作为进出气管，另一条连接于收集罐（8）。
2.根据权利要求1所述的低浓度VOCs废气处理***，其特征在于，RFG（7）另一端引出两条管道，分别作为循环冷却水的进水管和回水管。
3.一种利用权利要求1或2所述的***处理低浓度VOCs废气的工艺，该工艺包括如下步骤：
㈠用风机（1）将低浓度的VOCs废气送入吸附装置（2）进行初次提浓，净化后气体排空，吸附剂吸附达饱和时停止吸附，并用真空泵（3）抽真空进行脱附；
㈡将脱附气送入膜分离器（4）进行二次提浓，透过气进入冷凝***，透余气返回风机（1）入口；
㈢二次提浓的透过气通过预冷器（5）先预冷降温，然后送入冷凝器（6）进行冷凝，冷凝得到的轻烃进入收集罐（8）收集后返回生产***，不凝气作为预冷器（5）的冷源，其冷量被利用后返回风机（1）入口。
4.根据权利要求3所述处理低浓度VOCs废气的工艺，其特征在于，所述低浓度VOCs废气，主要产生场合包括油品和化工产品装车过程、储罐或污水池。
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