一种VOCs废气回收处理设备及其处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种VOCs废气回收处理设备及其处理工艺，可通过前处理对VOCs废气进行过滤、除尘，通过增加VOCs废气在冷凝罐中的滞留时间和混乱度提高冷凝效率，通过三级冷凝的方式使废气中存在的多种组分都可以被冷凝液化，提高VOCs的回收率。其技术方案要点是：VOCs废气回收处理设备包括前处理装置、冷凝罐组、制冷液供给装置和回收装置，前处理装置包括过滤机构和除尘机构；冷凝罐组包括依次连通的三个冷凝罐，其中至少有一个冷凝罐内腔设有中心冷凝管和螺旋导板；制冷液供给装置包括冷水机和液氮罐；回收装置包括液体流道和储液罐，所述液体流道的底部倾斜设置。VOCs废气回收处理工艺包括准备、前处理、冷凝、排气和回收工序。

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs废气回收处理设备及其处理工艺
本专利技术涉及冷凝回收装置领域，具体为一种VOCs废气回收处理设备及其处理工艺。
技术介绍
VOCs是一种挥发性有机物，是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造等行业，VOCs大量存在于工业废气中，大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。随着我国对环境的日益重视和对绿色生产、绿色化学政策的推进，各行业都开始致力于更有效的VOCs回收处理方案。目前VOCs废气常用的回收处理方法为冷凝法，采用冷凝器使VOCs冷凝液化进行回收，但是现有冷凝回收技术中仍存在以下不足：1.VOCs废气通过传统的冷凝器的滞留时间较短，即气体与冷凝管的接触时间较短，且气体平稳地通过冷凝器，使得VOCs难以与冷凝管充分地接触，导致VOCs无法被完全冷凝液化，降低VOCs的回收率。2.由于VOCs废气中可能含有苯类、酮类、脂类、醚类等多种类型的有机物，而各种类型的有机物所需要的冷凝温度各不相同，导致VOCs废气经过冷凝器后只有部分组分被液化，其他组分仍随着废气被排出。3.工业废气中除了气体组分还夹杂有部分固体大颗粒和粒径较小的粉尘，固体大颗粒会冷凝管和冷凝器内部造成破坏，分成容易沉积在冷凝管和冷凝器内壁上，影响冷凝器的性能，且含有粉尘的尾气排入空气中也会对环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述
技术介绍
中存在的问题，提出了一种VOCs废气回收处理设备及其处理工艺，可通过前处理对VOCs废气进行过滤、除尘，通过增加VOCs废气在冷凝罐中的滞留时间和混乱度提高冷凝效率，通过三级冷凝的方式使废气中存在的多种组分都可以被冷凝液化，提高VOCs的回收率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种VOCs废气回收处理设备，包括前处理装置、冷凝罐组、制冷液供给装置和回收装置，所述前处理装置包括用于去除VOCs废气中大颗粒的过滤机构和用于去除VOCs废气中大颗粒粉尘的除尘机构；所述冷凝罐组包括依次连通的三个冷凝罐，其中至少有一个冷凝罐具有以下特征：冷凝罐的内腔设有中心冷凝管和螺旋导板，所述中心冷凝管由冷凝罐内腔顶端中间向下延伸，所述螺旋导板围绕中心冷凝管设置；所述制冷液供给装置包括冷水机和液氮罐；所述回收装置包括液体流道和储液罐，所述液体流道的底部倾斜设置。优选的，冷凝罐设有进气口、出气口和排液口，所述进气口设于冷凝罐的底部侧壁上，所述出气口设于冷凝罐的顶部侧壁上，进气口和出气口分别位于冷凝罐的两侧；所述排液口设有阀门，排液口与所述回收装置的液体流道相连通。优选的，中心冷凝管内部设有折流板，所述折流板将中心冷凝管的管腔分为两个通腔，两个通腔底部连通，两个通腔在冷凝罐顶端形成第一开口和第二开口。优选的，中心冷凝管还配备有多个副冷凝管，所述多个副冷凝管围绕中心冷凝管周向排列，副冷凝管呈“U”形，副冷凝管在冷凝罐的顶端形成第三开口和第四开口；所述螺旋导板上设有用于副冷凝管通过的通孔。优选的，冷凝罐内壁上设有用于将气流向冷凝罐中部引导的导流板。优选的，中心冷凝管和/或副冷凝管的管壁上设有用于增加气体滞留时间的滞留结构。优选的，冷水机接至第一个冷凝罐，所述液氮罐接至第二和第三个冷凝罐。优选的，过滤机构包括至少三个目数不同的滤网，三个滤网按照目数由大到小的顺序依次排列；所述除尘机构采用静电除尘器。优选的，冷凝器组中最后一个冷凝器的出气口连接有气体成分检测仪。与现有技术相比，采用了上述技术方案的VOCs废气回收处理设备，具有如下有益效果：一、采用本专利技术的VOCs废气回收处理设备，在冷凝罐中设有螺旋导板，进入冷凝罐中的VOCs废气可以顺着螺旋导板螺旋上升，提高了VOCs废气的滞留时间，使得VOCs废气可以与冷凝管充分接触，提高了冷凝液化效率；在优选方案中，冷凝罐内壁上设有导流板，可以将气流引导向冷凝罐中部，增大VOCs废气与冷凝管的接触几率；在进一步的优选方案中，中心冷凝管和/或副冷凝管的管壁上的滞留结构可以减缓VOCs废气从管壁处逃逸的速度，有利于VOCs充分冷凝液化。二、采用本专利技术的VOCs废气回收处理设备，设有三个依次连通的冷凝罐，因通入制冷液的不同，三个冷凝罐可设置不同的温度，前一冷凝罐处理后的VOCs废气可以直接进入下一个冷凝罐继续进行冷凝，通过这种逐级冷凝使得废气中的VOCs组分充分冷凝液化。三、采用本专利技术的VOCs废气回收处理设备，通过前处理装置中的三层滤网和静电除尘器可以去除夹杂的VOCs废气中的固体大颗粒和粉尘，不仅有利于提高所述回收VOCs的纯度，还可以防止固体大颗粒和粉尘破坏冷凝罐和冷凝管，避免排出的尾气中存在污染性粉尘。一种VOCs废气回收处理工艺，采用上述技术方案的VOCs废气回收处理设备，包括以下工序：1)准备：1.1)向第一个冷凝罐中通入冷水，调节冷凝罐温度至0-6℃；1.2)向第二、三个冷凝罐中通入液氮，调节第二个冷凝罐温度至-30～-60℃，调节第三个冷凝罐温度至-100～-120℃；2)前处理：2.1)将含有固体大颗粒和粉尘的VOCs废气依次通入过滤机构中的三个滤网，粒径大于100微米的颗粒物被拦截；2.2)过滤后的VOCs废气继续通入静电除尘器，VOCs废气的粉尘被吸附除去；3)冷凝：3.1)经过前处理的VOCs废气通入第一个冷凝罐，VOCs废气顺着螺旋导板螺旋上升，VOCs废气中部分组分冷凝液化为液态有机物，所述液态有机物沿着螺旋导板液体流下并聚集在冷凝罐底部；3.2)VOCs废气从第一个冷凝罐排出并进入第二个冷凝罐，VOCs废气螺旋上升，冷凝液化的液态有机物流至冷凝罐底部；3.3)VOCs废气从第二个冷凝罐排出并进入第三个冷凝罐，VOCs废气螺旋上升，冷凝液化的液态有机物流至冷凝罐底部；4)排气：第三个冷凝罐排出的气体经过气体分检测器，若符合排放要求，则直接将气体排入空气中；若不符合排放要求，则将气体再次通入第一个冷凝罐，重复步骤3)；5)回收：打开三个冷凝罐底部排液口的阀门，使液态有机物进入液体流道，并顺着液体流道流入储罐中。附图说明图1为本专利技术VOCs废气回收处理设备实施例的结构示意图。图2为本实施例中前处理装置的结构示意图。图3和图4为本实施例中冷凝罐的结构示意图。图5为本实施例中中心冷凝管和滞留结构的结构示意图。图6为本实施例中螺旋导板的结构示意图。图7为本实施例中导流板的结构示意图。图8为本实施例中制冷液的流路示意图。图9为本专利技术VOCs废气回收处理工艺的工艺流程图。附图标记：1、前处理装置；10、过滤机构；101、滤网；11、静电除尘器；2、冷凝罐组；20、冷凝罐；201、进气口；202、出气口；203、排液口；204本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOCs废气回收处理设备，其特征在于：包括前处理装置(1)、冷凝罐组(2)、制冷液供给装置(3)和回收装置(4)，/n-所述前处理装置(1)包括用于去除VOCs废气中大颗粒的过滤机构(10)和用于去除VOCs废气中大颗粒粉尘的除尘机构；/n-所述冷凝罐组(2)包括依次连通的三个冷凝罐(20)，其中至少有一个冷凝罐(20)具有以下特征：冷凝罐(20)的内腔设有中心冷凝管(204)和螺旋导板(205)，所述中心冷凝管(204)由冷凝罐(20)内腔顶端中间向下延伸，所述螺旋导板(205)围绕中心冷凝管(204)设置；/n-所述制冷液供给装置(3)包括冷水机(30)和液氮罐(31)；/n-所述回收装置(4)包括液体流道(40)和储液罐，所述液体流道(40)的底部倾斜设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种VOCs废气回收处理设备，其特征在于：包括前处理装置(1)、冷凝罐组(2)、制冷液供给装置(3)和回收装置(4)，
-所述前处理装置(1)包括用于去除VOCs废气中大颗粒的过滤机构(10)和用于去除VOCs废气中大颗粒粉尘的除尘机构；
-所述冷凝罐组(2)包括依次连通的三个冷凝罐(20)，其中至少有一个冷凝罐(20)具有以下特征：冷凝罐(20)的内腔设有中心冷凝管(204)和螺旋导板(205)，所述中心冷凝管(204)由冷凝罐(20)内腔顶端中间向下延伸，所述螺旋导板(205)围绕中心冷凝管(204)设置；
-所述制冷液供给装置(3)包括冷水机(30)和液氮罐(31)；
-所述回收装置(4)包括液体流道(40)和储液罐，所述液体流道(40)的底部倾斜设置。


2.根据权利要求1所述的VOCs废气回收处理设备，其特征在于：所述冷凝罐(20)设有进气口(201)、出气口(202)和排液口(203)，所述进气口(201)设于冷凝罐(20)的底部侧壁上，所述出气口(202)设于冷凝罐(20)的顶部侧壁上，进气口(201)和出气口(202)分别位于冷凝罐(20)的两侧；所述排液口(203)设有阀门(5)，排液口(203)与所述回收装置(4)的液体流道(40)相连通。


3.根据权利要求1所述的VOCs废气回收处理设备，其特征在于：所述中心冷凝管(204)内部设有折流板(2040)，所述折流板(2040)将中心冷凝管(204)的管腔分为两个通腔，两个通腔底部连通，两个通腔在冷凝罐(20)顶端形成第一开口(2041)和第二开口(2042)。


4.根据权利要求3所述的VOCs废气回收处理设备，其特征在于：所述中心冷凝管(204)还配备有多个副冷凝管(207)，所述多个副冷凝管(207)围绕中心冷凝管(204)周向排列，副冷凝管(207)呈“U”形，副冷凝管(207)在冷凝罐(20)的顶端形成第三开口(2070)和第四开口(2071)；所述螺旋导板(205)上设有用于副冷凝管(207)通过的通孔(2050)。


5.根据权利要求3或4所述的VOCs废气回收处理设备，其特征在于：所述冷凝罐(20)内壁上设有用于将气流向冷凝罐(20)中部引导的导流板(208)。


6.根据权利要求5所述的VOCs废气回收处理设备，其特征在于：所述中心冷凝管(204)和/或副冷凝管(207)的管壁上设有用...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚熙阳，
申请(专利权)人：浙江修格机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33