一種揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)及其回收方法與流程

本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)及其回收方法。

背景技術(shù)：

揮發(fā)性有機(jī)物是指沸點(diǎn)在50～200℃，室溫下飽和蒸汽壓超過(guò)133.32pa的一系列有機(jī)化合物。主要來(lái)源于石油、化工、建材、橡膠、油漆等行業(yè)。

目前揮發(fā)性有機(jī)氣體(vocs)處理技術(shù)主要分兩大類(lèi)：一是回收技術(shù)，二是銷(xiāo)毀技術(shù)。回收技術(shù)主要有吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、冷凝技術(shù)、膜回收技術(shù)等四種類(lèi)型，銷(xiāo)毀技術(shù)主要有焚燒技術(shù)、生物降解技術(shù)、光催化降解技術(shù)、等離子技術(shù)等。以上技術(shù)均存在設(shè)備投資較大、運(yùn)行成本較高、排放標(biāo)準(zhǔn)低、有次生污染等問(wèn)題。

可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要針對(duì)上述的問(wèn)題，提供一種設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，低能耗，高標(biāo)準(zhǔn)排放、無(wú)次生污染的揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)及其回收方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案：

一種揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)，包括：制冷系統(tǒng)和回收系統(tǒng)；所述制冷系統(tǒng)用于對(duì)回收系統(tǒng)提供冷源；

所述回收系統(tǒng)包括：

氣體收集裝置，所述氣體收集裝置用于收集揮發(fā)性有機(jī)氣體；

一級(jí)氣液混合器，所述一級(jí)氣液混合器的入口與氣體收集裝置管路連接，出口與一級(jí)冷凝分離器管路連接；

一級(jí)冷凝分離器，所述一級(jí)冷凝分離器的液相出口與冷凝液回收罐管路連接；一級(jí)冷凝分離器的氣相出口與二級(jí)氣液混合器管路連接；

所述冷凝液回收罐的第一液相出口與冷凝液儲(chǔ)存罐管路連接，所述冷凝液回收罐的第二液相出口與一級(jí)氣液混合器管路連接；

二級(jí)氣液混合器，所述二級(jí)氣液混合器的出口與二級(jí)冷凝分離器管路連接；

二級(jí)冷凝分離器，所述二級(jí)冷凝分離器的出口與再生系統(tǒng)管路連接；所述二級(jí)冷凝分離器還具有氣體排放出口，用于氣體的直接排放；

所述再生系統(tǒng)的氣相出口與一級(jí)氣液混合器管路連接，再生系統(tǒng)的液相出口與二級(jí)氣液混合器管路連接。

進(jìn)一步的，所述制冷系統(tǒng)包括制冷機(jī)、第一冷卻器和第二冷卻器；所述第一冷卻器設(shè)置于一級(jí)氣液混合器與冷凝液回收罐間的管路上；第二冷卻器設(shè)置于再生系統(tǒng)與二級(jí)氣液混合器間的管路上；

所述制冷機(jī)出口依次連接二級(jí)冷凝分離器、第二冷卻器、一級(jí)冷凝分離器、第一冷卻器后，返回到制冷機(jī)入口，形成制冷循環(huán)。

進(jìn)一步的，所述再生系統(tǒng)包括：再生器、真空泵和分離器，所述再生器入口與二級(jí)冷凝分離器管路連接，所述真空泵用于對(duì)再生器提供真空條件，所述真空泵通過(guò)分離器與一級(jí)氣液混合器管路連接。

進(jìn)一步的，所述冷凝液回收罐還設(shè)置有一個(gè)氣相出口，該氣相出口管路連接至一級(jí)氣液混合器與一級(jí)冷凝分離器間的管路上。

進(jìn)一步的，所述冷凝分離器為常溫高效液化冷凝分離器。

本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)氣體回收方法，包括：

步驟1收集揮發(fā)性有機(jī)氣體；

步驟2同質(zhì)氣液混合處理：采用一級(jí)氣液混合器將揮發(fā)性有機(jī)氣體與同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物充分混合；

步驟3第一次冷卻分離：采用一級(jí)冷凝分離器將經(jīng)步驟2處理得到的氣液混合物進(jìn)行冷卻降溫，使氣液相完全分離；分離后的液相經(jīng)冷卻后部分輸送回一級(jí)氣液混合器，另一部分液相輸送冷凝液儲(chǔ)存罐，氣相進(jìn)入下一步處理；

步驟4異質(zhì)氣液混合處理：采用二級(jí)氣液混合器將經(jīng)步驟3處理得到的氣體與異質(zhì)的低揮發(fā)性液體進(jìn)行充分混合；

步驟5第二次冷卻分離：采用二級(jí)冷凝分離器將經(jīng)步驟2處理后的氣液混合物進(jìn)行冷卻降溫，使氣液相完全分離；分離后的液相進(jìn)入再生處理，氣相直接排放或輸送到其他裝置；

步驟6再生處理：采用吸收劑再生系統(tǒng)對(duì)步驟5液相進(jìn)行分離，分離后氣相輸送至一級(jí)氣液混合器，液相經(jīng)冷卻后輸送至二級(jí)氣液混合器。

進(jìn)一步的，步驟2所述揮發(fā)性有機(jī)氣體與同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物的混合質(zhì)量配比為1：3～10。優(yōu)選的，步驟2所述揮發(fā)性有機(jī)氣體與同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物的混合質(zhì)量比為1：5。

進(jìn)一步的，所述的同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物為帶有與揮發(fā)性有機(jī)氣體相同的官能團(tuán)的有機(jī)物。

本發(fā)明的同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物與待處理的尾氣是相同物質(zhì)，例如揮發(fā)性氣體是甲苯，將使用低溫液態(tài)甲苯液體進(jìn)行吸收。

進(jìn)一步的，步驟4所述異質(zhì)的低揮發(fā)性液體與氣體的混合質(zhì)量配比為1：8～18。

優(yōu)選的，步驟4所述異質(zhì)的低揮發(fā)性液體與氣體的混合質(zhì)量比為1:12。

進(jìn)一步的，所述異質(zhì)的低揮發(fā)性液體為可與揮發(fā)性液體相溶，但與揮發(fā)性液體具有相類(lèi)似官能團(tuán)的有機(jī)物。

本發(fā)明利用一種物質(zhì)易溶于另外一種不同物質(zhì)，優(yōu)選所述異質(zhì)的低揮發(fā)性液體為c20～c40的液體石油烴類(lèi)。

本發(fā)明的異質(zhì)的低揮發(fā)性液體與待處理的揮發(fā)性液體具有相似相溶性，例如揮發(fā)性液體是汽油(c4～c12)，易溶于c20～c40的液體石油烴中。

進(jìn)一步的，步驟6所述的再生系統(tǒng)對(duì)步驟5液相進(jìn)行分離的方式為真空分離。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明可回收獲得純凈的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物；

2、本發(fā)明排放的氣體中，揮發(fā)性有機(jī)氣體含量可小于30mg/m³；

3、本發(fā)明的二次異質(zhì)氣液混合處理所使用異質(zhì)的低揮發(fā)性液體，對(duì)有機(jī)氣體具有一定溶解能力，并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)再生循環(huán)使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的工藝流程框圖。

附圖標(biāo)記：1、氣體收集裝置；2、一級(jí)氣液混合器；3、一級(jí)冷凝分離器；4、冷凝液回收罐；5、二級(jí)氣液混合器；6、冷凝液儲(chǔ)存罐；7、二級(jí)冷凝分離器；8、氣體排放出口；9、制冷機(jī)；10、第一冷卻器；11、第二冷卻器；12、再生器；13、真空泵；14、分離器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)，包括：制冷系統(tǒng)和回收系統(tǒng)；所述制冷系統(tǒng)用于對(duì)回收系統(tǒng)提供冷源；

所述回收系統(tǒng)包括：

氣體收集裝置1，所述氣體收集裝置1用于收集揮發(fā)性有機(jī)氣體；可以選擇風(fēng)機(jī)、真空泵、壓縮機(jī)等中的一種設(shè)備收集氣體。

一級(jí)氣液混合器2，如選用常溫高效液化冷凝分離器，所述一級(jí)氣液混合器2的入口與氣體收集裝置1管路連接，出口與一級(jí)冷凝分離器3管路連接；所述一級(jí)氣液混合器2用于將氣體收集裝置1收集得到的揮發(fā)性有機(jī)氣體進(jìn)行同質(zhì)氣液混合。

一級(jí)冷凝分離器3，所述一級(jí)冷凝分離器3的液相出口與冷凝液回收罐4管路連接；氣相出口與二級(jí)氣液混合器5管路連接；所述一級(jí)冷凝分離器3用于分離由一級(jí)氣液混合器2得到的氣液混合物，分離后的液相經(jīng)冷凝液回收罐4，一部分液相輸送回一級(jí)氣液混合器2，另一部分液相輸送至冷凝液儲(chǔ)存罐6，由氣相出口排出的氣相進(jìn)入二級(jí)氣液混合器5進(jìn)一步處理。

二級(jí)氣液混合器5，如選用常溫高效液化冷凝分離器，所述二級(jí)氣液混合器5的出口與二級(jí)冷凝分離器7管路連接；所述二級(jí)氣液混合器5用于將一級(jí)冷凝分離器3分離得到的氣相進(jìn)行異質(zhì)氣液混合。

二級(jí)冷凝分離器7，所述二級(jí)冷凝分離器7的出口與再生系統(tǒng)管路連接；所述二級(jí)冷凝分離器7還具有氣體排放出口8，用于氣體的直接排放。

所述再生系統(tǒng)的氣相出口與一級(jí)氣液混合器2管路連接，液相出口與二級(jí)氣液混合器5管路連接。

所述制冷系統(tǒng)包括制冷機(jī)9、第一冷卻器10和第二冷卻器11；所述第一冷卻器10設(shè)置于一級(jí)氣液混合器2與冷凝液回收罐4間的管路上；第二冷卻器11設(shè)置于再生系統(tǒng)與二級(jí)氣液混合器5間的管路上。

所述制冷機(jī)9出口依次連接二級(jí)冷凝分離器7、第二冷卻器11、一級(jí)冷凝分離器3、第一冷卻器10后，返回到制冷機(jī)9入口，形成制冷循環(huán)。

所述再生系統(tǒng)包括：再生器12、真空泵13和分離器14，所述再生器12入口與二級(jí)冷凝分離器7管路連接，所述真空泵13用于對(duì)再生器12提供真空條件，所述真空泵13通過(guò)分離器14與一級(jí)氣液混合器2管路連接。

為進(jìn)一步提高回收效果，同時(shí)避免冷凝液回收罐4的氣壓過(guò)大，所述冷凝液回收罐4還設(shè)置有一個(gè)氣相出口，該氣相出口管路連接至一級(jí)氣液混合器2與一級(jí)冷凝分離器3間的管路上。

本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)氣體回收系統(tǒng)，采用二級(jí)氣液混合、二級(jí)冷凝分離，每一級(jí)冷凝分離過(guò)程形成一個(gè)獨(dú)立的液相循環(huán)再生過(guò)程。

制冷機(jī)9為回收系統(tǒng)提供冷源，制冷劑的冷能逐級(jí)換熱，并形成循環(huán)，提高了熱能的利用效率。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)氣體回收過(guò)程如下：

氣體收集裝置1收集排放系統(tǒng)中的揮發(fā)性有機(jī)氣體(其主要成分為：甲苯)；一級(jí)氣液混合器2將收集到的揮發(fā)性有機(jī)氣體與同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物(同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物為：低溫甲苯液體)充分混合，混合質(zhì)量比為1：5；一級(jí)氣液混合器2中的氣液混合物于一級(jí)冷凝分離器3中進(jìn)行冷卻降溫，使氣液相完全分離；分離后的液相經(jīng)冷卻后部分輸送回一級(jí)氣液混合器2，另一部分液相輸送至冷凝液儲(chǔ)存罐6；氣相進(jìn)入二級(jí)氣液混合器5中與異質(zhì)的低揮發(fā)性液體(異質(zhì)的低揮發(fā)性液體為：c20～c40的液體石油烴類(lèi))進(jìn)行充分混合，混合質(zhì)量比為1:12；經(jīng)混合后的氣液混合物采用二級(jí)冷凝分離器7進(jìn)行冷卻降溫使氣液相完全分離；分離后的液相進(jìn)入再生處理，氣相直接排放或輸送到其他裝置。本發(fā)明的同質(zhì)低溫的液態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物與待處理的揮發(fā)性液體具有相似相溶性，例如揮發(fā)性液體是汽油(c4～c12)，易溶于c20～c40的液體石油烴中,其低比例的溶合物揮發(fā)性較小，接近于c20～c40的液體石油烴。

采用吸收劑再生系統(tǒng)對(duì)經(jīng)二級(jí)冷凝分離器7分離得到的液相再進(jìn)行分離再生，分離后氣相輸送至一級(jí)氣液混合器2，液相經(jīng)冷卻后輸送至二級(jí)氣液混合器5。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。