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(jīng)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(xiàn)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(shù)】
1、廢氣源參數(shù),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(chǎn)的按5%、進口的按10%(美德維實偉克),吸附壽命國產(chǎn)的按2 年、進口的按10 年(美德維實偉克承諾),價格國產(chǎn)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(zhì)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(xù)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(shè)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(yù)冷,有節(jié)能效果。冷凝單元能夠見到回收的液態(tài)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(tài)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(tǒng)。
2、吸附+吸收
①吸附工藝的作用:是將廢氣中烴類物質(zhì)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(xiàn)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(tài)仍然是氣態(tài),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(tài)到氣態(tài),就達不到目的。所以,吸附工藝不能單獨使用,要與其他能夠?qū)怏w相變?yōu)橐后w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(tài),處于飽和邊緣就會造成排放超標(biāo)),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(guān)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(biāo)。目前,國產(chǎn)活性炭吸附容量不大于5%指標(biāo),確定為國產(chǎn)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(chǎn)活性炭,需要9600kg,另為控制尾氣達標(biāo)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(shù)據(jù)相應(yīng)減少一半,活性炭6 噸、吸附罐8m3(進口活性炭比重小于國產(chǎn)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(chǎn)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(guān)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:
③,關(guān)于用大儲罐做吸收劑帶來的其他問題
【吸收塔尾氣濃度較高】中石化環(huán)境監(jiān)測總站、中石化撫順石油研究院對華北地區(qū)采用貧油作為吸收劑噴淋的一套吸附法油氣回收裝置,進行了吸收塔進出口油氣濃度采樣檢測分析,得到如下數(shù)據(jù):
編輯:張偉
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