冷凝回收治理有機(jī)廢氣

夏蕓　張仲芳　莫曉媛

摘要：工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，這些廢氣如果未經(jīng)處理直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染。在國(guó)家大力倡導(dǎo)綠色環(huán)保背景下，必須要對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理和回收，提高資源利用率，其中冷凝回收技術(shù)就是不錯(cuò)的選擇。基于此，本文首先提出冷凝回收技術(shù)的含義，分析冷凝回收的技術(shù)流程，最后結(jié)合案例探究該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：冷凝回收;有機(jī)廢氣;回收治理;技術(shù)流程

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）09-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.036

Treatment of organic waste gas by condensation recovery

Xia Yun 1，Zhang Zhongfang 2，Mo Xiaoyuan 1

（1.Zhejiang Hongcheng Environmental Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310030，China;2.Zhejiang Mu Chen Ecological Technology Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310030，China）

Abstract：A large amount of organic waste gas will be produced in industrial production， and these exhaust gases will cause serious air pollution if they are discharged directly without treatment.Under the background that the country strongly advocates green environmental protection，it is necessary to treat and recover organic waste gas and improve the utilization rate of resources，among which condensation recovery technology is a good choice.Based on this，this paper first puts forward the meaning of condensation recovery technology，analyzes the technology flow of condensation recovery，and finally explores the application of this technology in combination with cases.

Key words：Condensation recovery;Organic waste gas;Recovery treatment;Technical process

可持續(xù)發(fā)展理念要求減少浪費(fèi)、防止污染、提高資源利用率。而有機(jī)廢氣作為工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，會(huì)污染大氣、威脅人體健康，并且有機(jī)廢氣具有一定的利用價(jià)值，做好回收工作可以提高資源利用率，降低工業(yè)成本。在國(guó)家大力倡導(dǎo)綠色、環(huán)保、節(jié)能的背景下，各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)也更加注重有機(jī)廢氣的回收利用。我國(guó)對(duì)于有機(jī)廢氣的處理方法有很多，但很多方法都存在一定的缺陷和不足，如常規(guī)冷凝法在低濃度有機(jī)廢氣處理中效果較差;吸附法處理有機(jī)廢氣成本高等等。本文主要是采用活性炭-冷凝回收技術(shù)（下文簡(jiǎn)稱“冷凝回收技術(shù)”），可以有效彌補(bǔ)常規(guī)處理方案的劣勢(shì)，綜合效益更高一些。

1 冷凝回收技術(shù)相關(guān)闡述

冷凝回收技術(shù)作為一種新型有機(jī)廢氣處理方案，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，該項(xiàng)技術(shù)不僅能夠去除廢氣中的有機(jī)物，保護(hù)環(huán)境，還可以將有機(jī)物回收二次利用，降低了工業(yè)生產(chǎn)成本，綜合效益明顯。冷凝回收技術(shù)流程為吸附、脫附、回收，但在脫附階段也存在一定的缺陷問題，特別是二次污染、活性炭壽命短等問題。所以在蒸汽脫附后要進(jìn)行冷凝處理。大部分脫附介質(zhì)都是采用稀有氣體，稀有氣體由于惰性強(qiáng)所以很大程度上避免了二次污染，特別是在回收可溶性有機(jī)物時(shí)，其應(yīng)用效果更佳明顯，不僅能夠延長(zhǎng)活性炭使用壽命，還降低了處理回收成本[1]。在選擇稀有氣體時(shí)，要注重其經(jīng)濟(jì)性和便捷性，其中氮?dú)饩C合效益最高，不僅氮?dú)馓崛〖夹g(shù)成熟、成本低，還可以滿足冷凝回收技術(shù)要求。

2 冷凝回收技術(shù)流程

冷凝回收技術(shù)在使用中要保證每個(gè)流程的標(biāo)準(zhǔn)性，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)處理與回收目標(biāo)。該項(xiàng)技術(shù)的核心技術(shù)流程為預(yù)處理、吸附、脫附、控制，其主要表現(xiàn)在：

2.1 預(yù)處理

冷凝回收預(yù)處理的主要目的是提升活性炭吸附率以及延長(zhǎng)設(shè)備壽命，要避免雜質(zhì)過多占用活性炭的空間。在預(yù)處理當(dāng)中，要做好溫濕度條件、除塵工作，將有機(jī)廢氣中的雜質(zhì)去除。采用高性能、高效率的過濾器，通過風(fēng)機(jī)設(shè)備將預(yù)處理的廢氣傳遞到冷熱交換器中實(shí)現(xiàn)降溫、吸附，更好地進(jìn)行下一階段凈化工作。

2.2 吸附

在吸附室逐漸進(jìn)入廢氣時(shí)，通過風(fēng)機(jī)系統(tǒng)將廢氣輸送到活性炭吸附窗口進(jìn)行凈化。風(fēng)機(jī)除了能夠調(diào)節(jié)吸附室通風(fēng)速率，還可以控制活性炭的停留時(shí)間。在完成吸附流程后，處理完畢的廢氣直接排入大氣。在整個(gè)冷凝回收系統(tǒng)中通常有兩個(gè)活性炭吸附床，一個(gè)用于吸附有機(jī)廢氣，另一個(gè)用戶有機(jī)廢氣脫附。

2.3 脫附與回收

在脫附和回收過程中，待到吸附床處在飽和狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟閥門（也可以人工開啟），此時(shí)氮?dú)鈺?huì)置換吸附床、吸附管中的氣體。通過氧氣分析儀對(duì)排除的氣體成分進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)到氧氣含量符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)后打開脫附風(fēng)機(jī)、加熱器，實(shí)現(xiàn)冷凝回收。為了確保冷凝回收效益、減少有機(jī)物排放，要根據(jù)廢氣處理中有機(jī)物實(shí)際濃度調(diào)節(jié)分流冷凝器比例。有機(jī)廢氣脫附完畢后分流處理中，會(huì)形成兩路直流，一部分有機(jī)廢氣傳遞到雙機(jī)冷凝系統(tǒng)中，另一部分傳遞到冷凝器中旁路管中，兩路直流氣體混合后統(tǒng)一傳輸?shù)窖h(huán)解熱回路當(dāng)中。在該流程操作中，待到脫附氣流進(jìn)入到冷凝設(shè)備時(shí)，要提前在前端熱交換器完成初步冷卻，初步收集有機(jī)物冷卻液，進(jìn)入到二級(jí)冷凝裝置冷凝中，借助油水分離器分離冷卻液、冷凝回收液[2]。為了保證回收物質(zhì)純度，借助提純系統(tǒng)進(jìn)行提純處理，確?；厥沼袡C(jī)物能夠滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 回收控制

冷凝回收技術(shù)中回收控制主要采用時(shí)序控制方案。在冷凝回收技術(shù)流程中，要在脫附、回收前設(shè)定處理標(biāo)準(zhǔn)，要保證脫附系數(shù)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，通過吸附床、活性炭降溫處理的方法保證吸附階段的吸附率達(dá)標(biāo)。時(shí)序控制主要包括系統(tǒng)啟停、閥門調(diào)控、壓力控制、溫度控制、氧氣量控制等，借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制功能，自動(dòng)控制脫附加熱器、降溫?fù)Q熱器的運(yùn)行參數(shù)，保證調(diào)控精度，提高有機(jī)物回收質(zhì)量和效率，保證冷凝回收系統(tǒng)使用的整體效益。

3 冷凝回收技術(shù)的應(yīng)用案例

某生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)中會(huì)排放大量的有機(jī)廢氣，生產(chǎn)排風(fēng)量可以達(dá)到3萬m?/h，尾氣主要有機(jī)物為乙醇，濃度可達(dá)2 000mg/m?，尾氣排放溫度在25℃左右、尾氣濕度為85%左右。最初該生產(chǎn)企業(yè)采用常規(guī)吸附技術(shù)、冷凝技術(shù)無法同時(shí)滿足廢棄處理和有機(jī)物回收的要求。隨著節(jié)能環(huán)保、綠色生產(chǎn)理念不斷深入，該生產(chǎn)企業(yè)也逐漸引入了冷凝回收技術(shù)進(jìn)行有機(jī)廢氣處理，氣體媒介為氮?dú)猓诓粩鄬?duì)冷凝回收系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控和優(yōu)化，有機(jī)廢氣處理和回收效果有了極大的改善。

當(dāng)然，不同生產(chǎn)企業(yè)的尾氣排放物質(zhì)不同，脫附溫度也存在差異。該生產(chǎn)企業(yè)采用了平臺(tái)測(cè)試有機(jī)廢氣脫附溫度，嚴(yán)格控制分流比、脫附率、吸附罐切換時(shí)間等參數(shù)（PLC自動(dòng)控制），確保冷凝回收系統(tǒng)可以滿足技術(shù)規(guī)范。在實(shí)際應(yīng)用表現(xiàn)中，冷凝回收技術(shù)的回收處理效率十分溫度，凈化效率相比過去使用的常規(guī)技術(shù)更高，凈化率可以達(dá)到96%以上，綜合回收率達(dá)到了94%以上，表明該生產(chǎn)企業(yè)所采用的氮?dú)饨橘|(zhì)使用效果很好，凈化、回收能力十分溫度。并且在脫附回收檢測(cè)中，脫附溫度為130℃左右，達(dá)到了高溫脫附環(huán)境，可以有效脫離有機(jī)廢氣中的污染物，避免對(duì)環(huán)境、人身健康帶來影響，安全性較強(qiáng)[3]。同時(shí)，該冷凝回收系統(tǒng)使用了氮?dú)饷摳教娲羝摳?，有效控制了活性炭溫濕度環(huán)境，減少了處理濕度，提高了活性炭的吸附效率。整體來說，冷凝回收技術(shù)提高了有機(jī)廢氣處理回收效益，為推動(dòng)綠色工業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 冷凝回收技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

冷凝回收技術(shù)在有機(jī)廢氣凈化的回收效率通常都在90%以上，單位投資費(fèi)用約在150-240萬元，回收有機(jī)物成本大約為700-3000元/t，對(duì)于有循環(huán)利用價(jià)值的有機(jī)物，投資回報(bào)年限在2-5年不等。即使是無循環(huán)利用價(jià)值的有機(jī)物，冷凝回收在保證廢棄排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的前提下，相比銷毀處理等手段成本更低。并且冷凝回收技術(shù)在多年發(fā)展和改良中，其技術(shù)已經(jīng)更加成熟、穩(wěn)定，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，制冷受環(huán)境因素影響小，制熱中不會(huì)受到環(huán)境溫度影響[4]。如果系統(tǒng)要采用二次回風(fēng)技術(shù)，則無法使用潔凈式恒溫恒濕機(jī)組。在一次回風(fēng)條件下，可以選擇恒溫恒濕機(jī)組與加壓箱設(shè)計(jì)方案，在選擇有機(jī)廢氣冷凝回收設(shè)備選擇當(dāng)中，需要根據(jù)機(jī)房實(shí)際應(yīng)用狀況對(duì)除濕結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，如可以將表冷器設(shè)置為兩側(cè)拔管形式。在額定工況下，配備密封橡膠條可以減少漏風(fēng)率，進(jìn)一步滿足標(biāo)準(zhǔn)。未來會(huì)隨著冷凝回收技術(shù)不斷發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)不斷得到強(qiáng)化和改進(jìn)，緩解了氣體循環(huán)加熱、冷凝回收之間的矛盾問題，脫附的安全性、綜合利用等方面也取得了突破性成就，讓整個(gè)循環(huán)脫附冷凝回收系統(tǒng)變得更加可靠。

5 結(jié)束語

綜上所述，有機(jī)廢氣治理與回收利用對(duì)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)發(fā)展有著重要意義，這就需要認(rèn)識(shí)到冷凝回收技術(shù)的積極作用，掌握好預(yù)處理、吸附、脫附回收、控制各環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)，確保有機(jī)廢氣處理效率、質(zhì)量，減少污染物排放，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，冷凝回收技術(shù)也會(huì)更加完善，回收處理功能更強(qiáng)，再次實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的升級(jí)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-07-22

作者簡(jiǎn)介：夏蕓（1990-），女，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)咨詢與工程。