液氮冷凝治理VOC廢氣，先進(jìn)成熟治理方案解決用戶面臨的工業(yè)有機(jī)廢氣污染難題

國外某科技公司液氮冷凝VOC治理技術(shù)，該公司是高性能低溫冷凝系統(tǒng)的先驅(qū)者、領(lǐng)導(dǎo)者，為復(fù)雜應(yīng)用開發(fā)了高效和可靠的技術(shù)，最大限度地利用了低溫處理的巨大潛力。

液氮冷凝治理VOC廢氣的系統(tǒng)特點(diǎn)

● 成熟性 產(chǎn)品已在全球300多家工業(yè)企業(yè)中成功應(yīng)用；
● 安全性 本系統(tǒng)不涉及電加熱、焚燒等危險(xiǎn)因素；
● 經(jīng)濟(jì)性 在冷凝器中蒸發(fā)的液氮以氣體的形式被回收重新使用在生產(chǎn)工藝中，運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)；
● 實(shí)用性 冷凝溫度達(dá)到-150℃，廢氣排放治理更干凈，是現(xiàn)行國標(biāo)的幾倍；

系統(tǒng)簡介

該系統(tǒng)的主要目的是將揮發(fā)性有機(jī)化合物的蒸汽與來自工藝設(shè)備(反應(yīng)器)的廢液流分開，以避免污染并回收溶劑用于重復(fù)使用或處理。
該系統(tǒng)基于低溫冷凝原理，以液氮為冷源。所使用的氮在裝置中汽化，并能以氣體的形式重新發(fā)回給客戶管網(wǎng)，以便回收后利用。
液氮冷凝的高效運(yùn)行歸功于擁有專利的熱交換器，其特點(diǎn)是蒸汽和氣體的分餾能力高。蒸汽回收技術(shù)特別適用于通風(fēng)氣體冷凝（VGC）應(yīng)用，用于 VOC的減排。該工藝的基礎(chǔ)是將廢水冷卻到非常低的溫度，使用液氮或其它低溫流體作為冷源，通過降低蒸汽壓力作為蒸汽/液體和蒸汽/固體平衡的功能來分離污染物。

要處理的廢氣受到或多或少揮發(fā)性有機(jī)/無機(jī)化合物的污染，在冷凝器中低于混合物露點(diǎn)以下被逐漸冷卻，污染物被盡可能地冷凝和分離。由于冷卻劑的溫度很低，冷凝器的表面溫度可能低于要冷凝化合物的熔點(diǎn)，因此在熱交換表面會(huì)形成一些固體。由于這個(gè)原因，冷凝器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造采用了一種特殊的配置，使固體的形成不會(huì)對(duì)整個(gè)工藝的性能產(chǎn)生任何負(fù)面影響。如果污染物在冷凝條件下的殘留濃度仍然大于可允許的排放限值，則在必要時(shí)進(jìn)行冷卻以降低溫度，以在升華平衡的基礎(chǔ)上得到蒸汽回收和壓力降低。
在低溫冷凝條件下，表面被固體有機(jī)氣溶膠所覆蓋，這些氣溶膠被特意保存在該裝置中以避免排放到大氣中，這將使達(dá)到所需凈化水平無效。一段時(shí)間后（通常為 6 至 12 小時(shí)），換熱率逐漸降低，壓降逐漸增加，為了使冷凝器除霜，必須用同樣的方法加熱使其再生。如果工藝是連續(xù)的，則必須使用第二個(gè)冷凝器，該冷凝器處于備用狀態(tài)。
通過對(duì)冷凝階段廢水溫度的控制和監(jiān)測，確保了在運(yùn)行周期內(nèi)系統(tǒng)的性能檢查以及相應(yīng)的處理效果，并在系統(tǒng)調(diào)試和驗(yàn)證過程中得到驗(yàn)證，并保持在合理的較低水平。該工藝的可靠性非常適合 VOC 的減排，是由工廠控制系統(tǒng)所提供，能夠不斷檢查正確的工藝條件，檢測任何故障，并最終及時(shí)投入到備用冷凝線中。

系統(tǒng)描述

該裝置以低溫冷凝為基礎(chǔ)，以液氮（LIN）為冷源。在冷凝器中蒸發(fā)的液氮以氣體的形式被回收，以便在工廠管網(wǎng)中再次使用。
VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的分離過程是通過冷凝和部分凝固的方式進(jìn)行，其基礎(chǔ)是在較低的溫度下，以液氮作為冷凝器中的冷卻液，在蒸汽/液體和蒸汽/固體平衡中，降低化合物的蒸汽壓力。冷凝器出口溫度由盤管內(nèi)液氮自動(dòng)注入控制，必須根據(jù)排放限制和/或回收量的要求進(jìn)行設(shè)置。
具有專利技術(shù)的VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物冷凝是基于一個(gè)特殊的熱交換器設(shè)計(jì)，這是由翅形盤管和流量調(diào)節(jié)器組成。

這種特別的系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢

● 表面面積大，對(duì)流量峰值變化響應(yīng)快；
●對(duì)熱應(yīng)力有很好的抵抗力，在300多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用中，廠家所提供的冷凝器從沒有出現(xiàn)過故障；
●表面和體積形成低密度冰或有機(jī)固體，所以該裝置可以在低于VOC熔點(diǎn)的溫度下連續(xù)運(yùn)行，因此，可以不使用進(jìn)一步處理的情況下保證遵守法規(guī)所要求的排放限制（例如活性炭）；
● 易于處理回收的VOC，因?yàn)槔淠涸诮咏M(jìn)口的溫度下被分離；
●高效和低耗氮量，一種適當(dāng)?shù)墓?jié)能器配置和一種特殊的專有再生循環(huán)，可以從冷凝器中回收冷用于再生。
● 最終也是最重要的，從安全角度出發(fā)提出了處理工藝通風(fēng)口的工藝，因?yàn)槠洳簧婕盁釡囟取⒒钚蕴康任ｋU(xiǎn)源。

工藝描述

廢氣由風(fēng)機(jī)提供，以提供必要的能量來平衡系統(tǒng)的壓力損失。在廢氣總管的壓力控制下調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)。在流量最小的情況下，為了保持裝置中最小的備用流量，提供了一條循環(huán)線。該循環(huán)是在流量控制下通過調(diào)節(jié)閥完成，以保持裝置內(nèi)的最小流量。
在風(fēng)機(jī)之前提供一個(gè)供在0/+5℃應(yīng)制冷水的預(yù)冷凝器以減少低溫冷凝器中的水，降低液氮消耗并提高裝置的使用周期。預(yù)制冷器的上部有一個(gè)除霧器，用于去除液滴，避免液體進(jìn)入風(fēng)機(jī)。該裝置的低溫部分包含預(yù)制冷器，為從處理后低溫廢氣中回收低溫能而設(shè)計(jì)。最后的冷卻發(fā)生在使用液氮的低溫冷凝器中。所有由換熱器濃縮的餾分物都被收集到罐中，并通過離心泵排放。

該裝置是為低于-150/-160℃的冷凝溫度而設(shè)計(jì)，但為了將污染物降低到所要求的數(shù)值，處理工藝最終在-150/-155℃的溫度范圍下將污染物濃度降低到要求的值，處理過程最終保持在-150/-160℃的溫度范圍內(nèi)，以達(dá)到規(guī)定的限值。在這個(gè)溫度下，載流中的最后一部分可以以固體霜的形式分開。因?yàn)楣腆w（水和溶劑）逐漸積聚到換熱器表面，即使是專門設(shè)計(jì)和定型，換熱系數(shù)也會(huì)隨時(shí)間的增加而減少，而且它們還需除霜。為了獲得連續(xù)運(yùn)行，雙線布置設(shè)備，一個(gè)為運(yùn)行模式，另外一個(gè)為再生模式。

除霜是利用了相同的進(jìn)口廢氣所提供的熱負(fù)荷。事實(shí)上，廢氣首先被送到不運(yùn)行的冷凝器，然后被送到運(yùn)行的冷凝器。這樣由于廢氣本身提供的熱量，存在于第一個(gè)冷凝器的固體有機(jī)化合物被融化，其部分被冷卻，因此也提供能量回收。根據(jù)持續(xù)時(shí)間12到24小時(shí)（根據(jù)裝置的操作條件）的自動(dòng)循環(huán)，由DeltaP（壓差）測量或時(shí)間決定自動(dòng)切換這兩個(gè)冷凝器。為了確?？焖偻瓿沙峁┝艘粋€(gè)加熱器，可以將進(jìn)口廢氣加熱到30到40℃。

組裝

該裝置由一種預(yù)鑄滑軌組成，在運(yùn)輸?shù)娇蛻舻墓S后固定和重新組裝，以便于盡可能減少現(xiàn)場活動(dòng)。這類建造技術(shù)可以提高質(zhì)量和成本控制，同時(shí)減少與現(xiàn)場安裝工程有關(guān)的施工時(shí)間和問題。有些材料可以拆卸以便于運(yùn)輸（如梯子、堆垛等），因此在現(xiàn)場需要一些小型裝配工作。

安裝預(yù)鑄裝置案例