CN211677002U - 有机气体回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机气体回收装置。根据本实用新型实施例的有机气体回收装置包括：冷凝***，用于对所述有机气体进行冷凝以形成回收液，并将未被冷凝的所述有机气体作为中间气体输出；氧化***，与所述冷凝***相连接以接收所述中间气体，用于对所述中间气体进行氧化处理，得到高温气体；以及吸收式制冷***，与所述氧化***相连接以接收所述高温气体，与所述冷凝***相连接以为所述冷凝***提供低温环境，其中，所述高温气体的热量作为所述吸收式制冷***的驱动能源。本实用新型实施例提供的有机气体回收装置，能够实现低功耗、高效率的有机气体回收。

Description

有机气体回收装置

技术领域

本实用新型涉及有机气体回收技术领域，特别涉及一种有机气体回收装置。

背景技术

有机气体，就是指呈气体状态的有机物。几乎所有的有机气体都是极易燃烧的，一般也对人体有害。如果这些有机气体有组合或无组织的排放至大气中，不但会造成资源浪费，还会对周边环境及大气造成污染。在油气领域中，广泛地涉及到挥发性有机化合物(有机气体)，需要进行相应的治理。

在现有技术中，使用冷凝加氧化的组合工艺来治理有机气体，治理装置的能耗比较大且治理效率比较低。此外，这种治理方法最终排放的是高温烟气，不仅有能源浪费，对环境也有一定程度的污染。

希望能有一种高效率、低能耗的治理装置来对有机气体进行治理。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种有机气体回收装置，从而实现低功耗、高效率的有机气体回收。

根据本实用新型的一方面，提供一种有机气体回收装置，包括：冷凝***，用于对所述有机气体进行冷凝以形成回收液，并将未被冷凝的所述有机气体作为中间气体输出；氧化***，与所述冷凝***相连接以接收所述中间气体，用于对所述中间气体进行氧化处理，得到高温气体；以及吸收式制冷***，与所述氧化***相连接以接收所述高温气体，与所述冷凝***相连接以为所述冷凝***提供低温环境，其中，所述高温气体的热量作为所述吸收式制冷***的驱动能源。

优选地，所述有机气体回收装置还包括：排气筒，与所述吸收式制冷***相连接，其中，所述高温气体经过所述吸收式制冷***的换热后，得到低温气体，所述低温气体由所述排气筒排出。

优选地，所述冷凝***包括冷凝单元，所述冷凝单元包括：换热器，用于对所述有机气体进行冷凝；冷凝器，与所述换热器相连接，用于为所述换热器提供冷流体，与所述吸收式制冷***相连接，所述冷流体的低温由所述吸收式制冷***提供；以及分离罐，与所述换热器相连接，用于分离冷凝形成的回收液和未冷凝的气体。

优选地，所述冷凝***包括至少两个所述冷凝单元，所述冷凝单元之间为串联，上一级的所述分离罐与下一级的所述换热器相连接，未被上一级所述冷凝单元冷凝的所述有机气体进入下一级所述冷凝单元进行冷凝。

优选地，所述氧化***为催化氧化***。

优选地，所述氧化***包括：配风机，用于调整所述中间气体的组分；反应器，用于进行所述氧化处理；以及初步换热器，分别与所述反应器和所述吸收式制冷***相连接，用于初步回收所述氧化处理释放的热量，并输出所述高温气体。

优选地，所述吸收式制冷***包括：发生器，与所述氧化***相连接，用于接收所述高温气体；以及蒸发器，与所述冷凝***相连接，用于为所述冷凝***提供所述低温环境。

优选地，分别通过供水管道和回水管道连接所述冷凝***和所述吸收式制冷***，所述供水管道和所述回水管道用于实现热交换，所述供水管道和所述回水管道中的介质为水。

优选地，所述吸收式制冷***包括选自溴化锂型吸收式制冷***和蒸汽吸收式制冷***中的至少一种。

根据本实用新型实施例的有机气体回收装置，对有机气体进行冷凝回收后，对未被冷凝的有机气体进行氧化处理，氧化处理释放的热量作为吸收式制冷***的驱动能源，吸收式制冷***为冷凝回收提供低温环境；根据本实用新型实施例的有机气体回收方法，有效地提高了冷凝***的冷凝效率，改善了制冷效果，并且降低了冷凝***的运行功耗，还有效地进行了热量回收，节约了能源且降低了污染。

根据本实用新型实施例的有机气体回收装置，吸收式制冷***分别与氧化***和冷凝***相连接，吸收式制冷***对氧化***排放的高温气体进行余热回收，并将余热作为自身的驱动能源，吸收式制冷***为冷凝***提供低温环境；根据本实用新型实施例的有机气体回收装置，对排放的高温气体进行了余热回收，节约了能源且降低了污染，回收的余热驱动吸收式制冷***制冷以对冷凝***提供低温环境，提高了冷凝***的冷凝效率，改善了制冷效果，并且降低了冷凝***的运行功耗。

根据本实用新型实施例的有机气体回收装置，对余热进行多级的回收，并为吸收式制冷***提供合适的驱动能源；对冷凝***进行合理的设置，为吸收式制冷***提供合适的负载；根据本实用新型实施例的有机气体回收装置运行高效且稳定。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据现有技术的有机气体回收装置的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的有机气体回收装置的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的有机气体回收装置的装置示意图。

附图标记：

1-冷凝*** 2-氧化*** 3-吸收式制冷*** 4-排气筒

101-增压风机 102-预冷换热器 103-一级压缩机

104-一级冷凝器 105-一级换热器 106-一级分离罐

107-二级压缩机 108-二级冷凝器 109-二级换热器

110-二级分离罐 111-三级压缩机 112-三级冷凝器

113-三级换热器 114-三级分离罐 115-复叠压缩机

116-复叠冷凝器 117-储液罐 118-回收液泵

201-配风机 202-主风机 203-氧化***换热器

204-反应器 301-吸收器 302-制冷冷凝器

303-发生器 304-蒸发器 305-循环泵1

306-循环泵2 307-循环泵3

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出了根据现有技术的有机气体回收装置的结构示意图。如图1所示，现有的有机气体回收装置包括冷凝***1、氧化***2以及排气筒4。

具体地讲，冷凝***1用于对有机气体进行冷凝，以使其中的有机成分液化，并对液化的有机成分进行回收。冷凝***1与氧化***2相连接，经过冷凝***1后未被液化的有机气体进入氧化***2中。氧化***2用于对未被冷凝的有机气体进行处理，未被冷凝的有机气体与氧气反应生成二氧化碳和水，并放出热量。排气筒4与氧化***2相连接，用于排放氧化***2得到的高温烟气。

在现有技术中，冷凝***1通常采用机械制冷的方法，冷凝机组使用循环水对有机气体进行冷凝。

图2示出了根据本实用新型实施例的有机气体回收装置的结构示意图。如图2所示，根据本实用新型实施例的有机气体回收装置包括冷凝***1、氧化***2、吸收式制冷***3和排气筒4。

具体地讲，冷凝***1用于对有机气体进行冷凝，以使其中的有机成分液化，并对液化的有机成分(回收液)进行回收。冷凝***1分别与氧化***2和吸收式制冷***3相连接。经过冷凝***1后未被液化的有机气体进入氧化***2中进行后续处理。吸收式制冷***3用于实现冷凝***1的低温环境。

氧化***2分别与冷凝***1和吸收式制冷***3相连接，用于对未被液化的有机气体进行处理。经过冷凝***1后未被液化的有机气体在氧化***2中与氧气反应生成二氧化碳和水，并放出热量。经氧化***2得到的高温气体进入吸收式制冷***3中进行热量交换(热量回收)。

吸收式制冷***3分别与冷凝***1、氧化***2和排气筒4相连接。吸收式制冷***3的工作方式为吸收式制冷，即以热能为驱动能源，利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。吸收式制冷***3的工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。氧化***2作为吸收式制冷***3的工作热源，向吸收式制冷***3提供驱动能源(热源)以使制冷剂蒸发。在吸收式制冷***3的内部，制冷剂蒸汽被冷却介质冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体进一步吸收被冷却***(冷凝***1)中的热量形成制冷剂蒸汽(更加详细的原理可参见下文对溴化锂吸收式制冷的描述)。在本实用新型实施例中，吸收式制冷***3能够吸收氧化***2排出的热量(以热能为驱动能源)，并为冷凝***1提供低温环境。氧化***2中产生的高温气体在吸收式制冷***3中发生热交换，最终得到温度较低的气体经由排气筒4排出。

排气筒4与吸收式制冷***相连接，用于排放经吸收式制冷***3回收热量后的烟气(低温气体)。

在本实用新型的可选实施例中，吸收式制冷***3包括选自溴化锂型吸收式制冷***和蒸汽吸收式制冷***中的至少一种。

图3示出了根据本实用新型实施例的有机气体回收装置的装置示意图。如图3所示，根据本实用新型实施例的有机气体回收装置包括冷凝***1、氧化***2、吸收式制冷***3和排气筒4。

具体地讲，冷凝***1例如为三级(水冷)冷凝***，包括增压风机101、预冷换热器102、一级压缩机103、一级冷凝器104、一级换热器105、一级分离罐106、二级压缩机107、二级冷凝器108、二级换热器109、二级分离罐110、三级压缩机111、三级冷凝器112、三级换热器113、三级分离罐114、复叠压缩机115、复叠冷凝器116、储液罐117和回收液泵118。

有机气体进入冷凝***1后，经增压风机101的增压后进入预冷换热器102进行预冷。预冷换热器102分别与一级换热器105、三级分离罐114和氧化***2相连接。有机气体在预冷换热器中进行预冷，预冷后富含有机物的有机气体(可包含已冷凝成液态的有机气体)进入一级换热器105中进行换热(冷凝)。

一级冷凝***包括一级压缩机103、一级冷凝器104、一级换热器105和一级分离罐106。一级换热器105分别与一级冷凝器104、一级压缩机103和一级分离罐106相连接。由预冷换热器102送来的有机气体(作为热源)与一级冷凝器104提供的冷流体(作为冷源)在一级换热器105中发生热交换，以实现对有机气体的一级冷凝。一级压缩机103分别与一级冷凝器104和一级换热器105相连接，用于提高换热效率。一级冷凝器104与吸收式制冷***3相连接，一级冷凝器104中的冷流体的低温环境由吸收式制冷***3提供。有机气体经过一级冷凝后，进入一级分离罐106。在一级分离罐106中进行液气分离，冷凝成液态的有机物经过管道输送至储液罐117，未被冷凝的有机气体通过管道输送至二级换热器109。

二级冷凝***用于进行二级冷凝，包括二级压缩机107、二级冷凝器108、二级换热器109和二级分离罐110。由一级分离罐106输送来的气体在二级换热器109中完成换热(冷凝)。二级冷凝器108与吸收式制冷***3相连接，二级冷凝器108中的冷流体的低温环境由吸收式制冷***3提供。有机气体经过二级冷凝后，进入二级分离罐110中进行液气分离，冷凝成液态的有机物经过管道输送至储液罐117，未被冷凝的有机气体通过管道输送至三级换热器113。

三级冷凝***用于进行三级冷凝，包括三级压缩机111、三级冷凝器112、三级换热器113、三级分离罐114、复叠压缩机115和复叠冷凝器116。由二级分离罐110输送来的气体在三级换热器113中完成换热(冷凝)。有机气体经过三级冷凝后，进入三级分离罐114中进行液气分离，冷凝成液态的有机物经过管道输送至储液罐117，未被冷凝的有机气体通过管道输送至预冷换热器102。复叠压缩机115和复叠冷凝器116与三级冷凝器112串联，用于为三级冷凝器112提供低温环境。复叠冷凝器116与吸收式制冷***3相连接，复叠冷凝器116的低温环境由吸收式制冷***3提供。

在本实用新型的一个优选实施例中，分离罐底部的管道为双U型管道，包括相互连接的正U管道和倒U管道，防止分离罐内气体的溢出，起到液封的作用。

有机气体冷凝成液态后，液态的有机物输送至储液罐117中，经回收液泵118对储液罐117中的有机液体进行回收。

氧化***2包括配风机201、主风机202、氧化***换热器203和反应器204。经冷凝***1冷凝后，未被冷凝的有机气体输送至氧化***2。未被冷凝的有机气体经过配风机201的配风后，由主风机202输送至反应器204中进行氧化反应。配风机201例如对冷凝***1输送来的有机气体进行稀释。

在反应器204中例如进行催化氧化，有机气体和氧气反应生成二氧化碳和水，并放出热量。氧化***换热器203分别与反应器204和吸收式制冷***3相连接。反应器204排出的气体输送至氧化***换热器203，在氧化***换热器203中进行初步热量回收。氧化***换热器203排出温度为150℃至190°的高温气体作为驱动能源至吸收式制冷***3。

吸收式制冷***3例如为溴化锂型吸收式制冷***。在本实用新型的优选实施例中，吸收式制冷***3为溴化锂制冷机组，具体包括了吸收器301、制冷冷凝器302、发生器303、蒸发器304和多个循环泵。

溴化锂吸收式制冷的原理如下：

在溴化锂吸收式制冷中，由于溴化锂水溶液本身沸点很高(1265℃)，极难挥发，所以可认为溴化锂饱和溶液液面上的蒸汽为纯水蒸汽；在一定温度下，溴化锂水溶液液面上的水蒸气饱和分压力小于纯水的饱和分压力；而且浓度越高，液面上的水蒸气饱和分压力越小。所以在相同的温度条件下，溴化锂水溶液浓度越大，其吸收水分的能力就越强。这也就是通常采用溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂的原因。溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵等几部分组成。在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在***中增加了一个换热器，让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器的温度。

下面结合附图，对本实用新型实施例的吸收式制冷***3的装置组成进行详细说明。根据本实用新型实施例的吸收式制冷***3包括吸收器301、制冷冷凝器302、发生器303、蒸发器304和三个循环泵305至307。

氧化***换热器203排出的高温气体进入发生器303中。蒸发器304通过管道与冷凝***1相连接，用于为冷凝***1提供低温环境。循环冷却水来水管道、吸收器301、制冷冷凝器302和循环冷却水回水管道依次连接。循环泵1(305)分别连接吸收器301和发生器303、蒸发器304和吸收器301、发生器303和制冷冷凝器。循环泵2(306)分别连接发生器303和吸收器301，并为蒸发器304提供自身循环。循环泵3(307)通过低温循环水供水管道和低温循环水回水管道与冷凝***1相连接，为冷凝***1提供低温环境。循环泵提供的循环方向可参见箭头指示方向。循环冷却水来水管道、循环冷却水回水管道、低温循环水供水管道和低温循环水回水管道中的介质例如为水。

在本实用新型的一个优选实施例中，吸收式制冷***3还包括制冷***换热器。所述制冷***换热器分别与发生器303和吸收器301相连接，用于实现发生器303流出的高温浓溶液与吸收器301流出的低温稀溶液之间的热交换，以提高进入发生器303的稀溶液的温度，提高整个***的热效率。

排气筒4与吸收式制冷***3相连接，用于排出最终的烟气(温度例如为50℃至80℃)。具体地讲，排气筒4通过管道与发生器303相连接。

在上述实施例中，进入吸收式制冷***3中的高温气体的温度为150℃至190℃。高温气体在吸收式制冷***3中同时实现了作为驱动能源驱动和热量回收。最终得到50℃至80℃的低温气体排出。低温循环水供水管道中的水温例如为10℃，低温循环水回水管道中的水温例如为20℃。根据试验，本实用新型实施例提供的有机气体回收装置能够显著提高冷却效率，并节省10％的运行能耗。

在本实用新型的一个优选实施例中，对氧化***2释放得到的热量进行多级回收，其中至少一级回收的热量用作吸收式制冷***3的驱动能源。在上述实施例中，为吸收式制冷***3提供合适的能量驱动，维持了整个装置的稳定性。

在本实用新型的一个优选实施例中，冷凝***1为三级冷凝***(冷凝单元)，每一级冷凝***(冷凝单元)通过低温循环水供水管道和低温循环水回水管道与吸收式制冷***3相连接，以分别实现热交换。在上述实施例中，兼顾了冷凝效率和吸收式制冷***的负载，保证了整个装置的高效与稳定。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种有机气体回收装置，其特征在于，包括：

冷凝***，用于对所述有机气体进行冷凝以形成回收液，并将未被冷凝的所述有机气体作为中间气体输出；

氧化***，与所述冷凝***相连接以接收所述中间气体，用于对所述中间气体进行氧化处理，得到高温气体；以及

吸收式制冷***，与所述氧化***相连接以接收所述高温气体，与所述冷凝***相连接以为所述冷凝***提供低温环境，

其中，所述高温气体的热量作为所述吸收式制冷***的驱动能源。

2.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述有机气体回收装置还包括：

排气筒，与所述吸收式制冷***相连接，

其中，所述高温气体经过所述吸收式制冷***的换热后，得到低温气体，所述低温气体由所述排气筒排出。

3.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述冷凝***包括冷凝单元，所述冷凝单元包括：

换热器，用于对所述有机气体进行冷凝；

冷凝器，与所述换热器相连接，用于为所述换热器提供冷流体，与所述吸收式制冷***相连接，所述冷流体的低温由所述吸收式制冷***提供；以及

分离罐，与所述换热器相连接，用于分离冷凝形成的回收液和未冷凝的气体。

4.根据权利要求3所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述冷凝***包括至少两个所述冷凝单元，

所述冷凝单元之间为串联，上一级的所述分离罐与下一级的所述换热器相连接，未被上一级所述冷凝单元冷凝的所述有机气体进入下一级所述冷凝单元进行冷凝。

5.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述氧化***为催化氧化***。

6.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述氧化***包括：

配风机，用于调整所述中间气体的组分；

反应器，用于进行所述氧化处理；以及

初步换热器，分别与所述反应器和所述吸收式制冷***相连接，用于初步回收所述氧化处理释放的热量，并输出所述高温气体。

7.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述吸收式制冷***包括：

发生器，与所述氧化***相连接，用于接收所述高温气体；以及

蒸发器，与所述冷凝***相连接，用于为所述冷凝***提供所述低温环境。

8.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，分别通过供水管道和回水管道连接所述冷凝***和所述吸收式制冷***，

所述供水管道和所述回水管道用于实现热交换，所述供水管道和所述回水管道中的介质为水。

9.根据权利要求1所述的有机气体回收装置，其特征在于，所述吸收式制冷***包括选自溴化锂型吸收式制冷***和蒸汽吸收式制冷***中的至少一种。

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