“冷凝+吸附”與“吸附+吸收”兩條工藝深度對比解析

時間：2018-03-16 09:26

來源：VOCs減排工作站

“冷凝+吸附”與“吸附+吸收”兩條工藝是我們經常碰到的工藝路線，特別是針對高濃度有機廢氣，比如儲罐中的大小呼吸廢氣或裝車臺中的廢氣，此類有機廢氣特點是濃度高氣量小。方法對比限如下描述工況。

現在就此兩種工藝，在同一廢氣源情況下進行對比：

一【基本參數】

1、廢氣源參數，流量600m3/h，濃度800g/m3，排放氣體總量中含烴類480kg/h;

2、吸附劑活性炭的吸附容量和使用壽命，吸附容量國產的按5%、進口的按10%(美德維實偉克)，吸附壽命國產的按2 年、進口的按10 年(美德維實偉克承諾)，價格國產的按1.5 萬元/t、進口的按6 萬元/t;

3、電費按照0.8 元/kwh;

4、冷凝工況及冷凝前后的油氣濃度：三級冷凝工況，最低溫度-70℃，冷凝后殘余濃度80g/m3，(600m3冷凝后在第三級-70℃下的余氣體積有321.1308m3，濃度79.3812g/m3。若讓余氣溫度回升至35℃，體積增至488.4824m3，濃度只有52.1856g/m3)，殘余烴類25.5kg。

二【不同工藝的流程和特點】

1、冷凝+吸附

工藝流程：先對油氣降溫，使之90%冷凝液化。回收物為液化汽油，未回收的是低濃度余氣，然后用吸附罐將余氣中烴類物質吸附富集，讓余氣中空氣排放。吸附富集的烴類組分脫附后返回冷凝級繼續冷凝液化。

冷凝+吸附工藝的配置，有冷凝和吸附兩大單元。

①冷凝單元工況：設置三級冷凝，第一級從常溫冷凝到3℃、第二級從3℃冷凝到-35℃、第三級從-35℃冷凝到-70℃。第三級的冷凝余氣返回第一級前面的前置換熱器，冷量回用，將進入油氣回收處理裝置的油氣預冷，有節能效果。冷凝單元能夠見到回收的液態汽油，在前端密閉保證、傳輸順暢的情況下，回收率大于90%，對于600m3/h 的濃度為800g/m3的油氣，液化回收的液態油為430kg/h 左右。冷凝單元單位耗電約0.2kwh/m3，處理600m3/h 油氣電耗120kwh.，電費96元/h。

②吸附單元的配置：吸附單元配置吸附罐兩只和脫附真空泵一臺，以及用于切換吸附脫附的電動或氣動閥門若干。真空泵還需要配備冷卻系統。

2、吸附+吸收

①吸附工藝的作用：是將廢氣中烴類物質吸附截留，讓空氣排放。對于低濃度有機氣體，吸附的作用更表現為將有機氣體和空氣混合體中低濃度的有機物吸附截留，脫附得到高濃度的有機氣體，稱為富集提濃。吸附工藝將烴類組分富集提濃，但烴類組分的狀態仍然是氣態，只是從濃度低一些的氣體富集為濃度高一些的氣體。但是，人們進行有機氣體治理的更多目的，是要將有機物回收利用。而從氣態到氣態，就達不到目的。所以，吸附工藝不能單獨使用，要與其他能夠將氣體相變為液體的工藝方法組合運用。

②吸收法的作用：吸收法，就是用液體噴淋吸收氣體的方法。吸收法對吸收劑的要求，是必須能夠溶解吸收需要吸收的組分，如果吸收劑與被吸收的組分在壓力、溫度、濃度方面，不能滿足將要吸收的組分溶解的目的，就會失去或降低吸收效果。

吸附+吸收的流程：油氣先進入吸附罐中炭床，烴類組分被攔截吸附，空氣排放。炭床吸附到接近飽和量(不能到飽和狀態，處于飽和邊緣就會造成排放超標)，脫附進入吸收塔，從汽油儲罐抽汽油對脫附氣體進行噴淋吸收，回收物進入吸收劑(汽油)。

三【差異及利弊】

兩種工藝均為組合工藝，但有不少差異。

①，關于活性炭用量：考量活性炭用量，首先要比較活性炭吸附容量指標。目前，國產活性炭吸附容量不大于5%指標，確定為國產的5%、進口的10%。

【吸附+吸收工藝】：以600m3/h、含量480kg/h 為例，采用吸附+吸收工藝，直接吸附高濃度油氣，采用國產活性炭，需要9600kg，另為控制尾氣達標要求炭床需要加30%活性炭，則需要12.5 噸活性炭，約30m3。兩個罐，各不小于15m3。切換時間不大于30min，體積龐大。有的廠家為了減小吸附劑量，在吸脫附周期上想辦法，如，將切換時間改為15min，吸附罐改為7.5m3。若采用進口活性炭，以上數據相應減少一半，活性炭6 噸、吸附罐8m3(進口活性炭比重小于國產活性炭)，體積仍然不小。

【冷凝+吸附工藝】：三級冷凝工況，最低溫度-70℃，冷凝后殘余濃度80g/m3，(600m3冷凝后在第三級-70℃下的余氣體積有321.1308m3，濃度79.3812g/m3。若讓余氣溫度回升至35℃，體積增至488.4824m3，濃度只有52.1856g/m3)，殘余烴類25.5kg。由于冷凝余氣濃度低，殘余烴類25.5kg。采用國產活性炭，需要活性炭0.66 噸，吸附罐體積各1m3。采用進口活性炭吸附，需要活性炭280kg，吸附罐2 只，每只0.5m3，其體積、所需鋼材、成本均相對小了很多。

②，關于真空泵配置功率：從吸附罐體積大小、活性炭用量多少的比較，采用真空泵大小的問題，也很明顯。需要配置真空泵的情況見下表：