冷凝回收治理有机废气

夏芸　张仲芳　莫晓媛

摘要：工业生产中会产生大量的有机废气，这些废气如果未经处理直接排放会造成严重的空气污染。在国家大力倡导绿色环保背景下，必须要对有机废气进行处理和回收，提高资源利用率，其中冷凝回收技术就是不错的选择。基于此，本文首先提出冷凝回收技术的含义，分析冷凝回收的技术流程，最后结合案例探究该项技术的应用情况。

关键词：冷凝回收;有机废气;回收治理;技术流程

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：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

可持續发展理念要求减少浪费、防止污染、提高资源利用率。而有机废气作为工业生产的副产物，会污染大气、威胁人体健康，并且有机废气具有一定的利用价值，做好回收工作可以提高资源利用率，降低工业成本。在国家大力倡导绿色、环保、节能的背景下，各个生产行业也更加注重有机废气的回收利用。我国对于有机废气的处理方法有很多，但很多方法都存在一定的缺陷和不足，如常规冷凝法在低浓度有机废气处理中效果较差;吸附法处理有机废气成本高等等。本文主要是采用活性炭-冷凝回收技术（下文简称“冷凝回收技术”），可以有效弥补常规处理方案的劣势，综合效益更高一些。

1 冷凝回收技术相关阐述

冷凝回收技术作为一种新型有机废气处理方案，在实际应用中表现出较强的适应性，该项技术不仅能够去除废气中的有机物，保护环境，还可以将有机物回收二次利用，降低了工业生产成本，综合效益明显。冷凝回收技术流程为吸附、脱附、回收，但在脱附阶段也存在一定的缺陷问题，特别是二次污染、活性炭寿命短等问题。所以在蒸汽脱附后要进行冷凝处理。大部分脱附介质都是采用稀有气体，稀有气体由于惰性强所以很大程度上避免了二次污染，特别是在回收可溶性有机物时，其应用效果更佳明显，不仅能够延长活性炭使用寿命，还降低了处理回收成本[1]。在选择稀有气体时，要注重其经济性和便捷性，其中氮气综合效益最高，不仅氮气提取技术成熟、成本低，还可以满足冷凝回收技术要求。

2 冷凝回收技术流程

冷凝回收技术在使用中要保证每个流程的标准性，这样才能够实现处理与回收目标。该项技术的核心技术流程为预处理、吸附、脱附、控制，其主要表现在：

2.1 预处理

冷凝回收预处理的主要目的是提升活性炭吸附率以及延长设备寿命，要避免杂质过多占用活性炭的空间。在预处理当中，要做好温湿度条件、除尘工作，将有机废气中的杂质去除。采用高性能、高效率的过滤器，通过风机设备将预处理的废气传递到冷热交换器中实现降温、吸附，更好地进行下一阶段净化工作。

2.2 吸附

在吸附室逐渐进入废气时，通过风机系统将废气输送到活性炭吸附窗口进行净化。风机除了能够调节吸附室通风速率，还可以控制活性炭的停留时间。在完成吸附流程后，处理完毕的废气直接排入大气。在整个冷凝回收系统中通常有两个活性炭吸附床，一个用于吸附有机废气，另一个用户有机废气脱附。

2.3 脱附与回收

在脱附和回收过程中，待到吸附床处在饱和状态时，系统会自动开启阀门（也可以人工开启），此时氮气会置换吸附床、吸附管中的气体。通过氧气分析仪对排除的气体成分进行检测。检测到氧气含量符合运行标准后打开脱附风机、加热器，实现冷凝回收。为了确保冷凝回收效益、减少有机物排放，要根据废气处理中有机物实际浓度调节分流冷凝器比例。有机废气脱附完毕后分流处理中，会形成两路直流，一部分有机废气传递到双机冷凝系统中，另一部分传递到冷凝器中旁路管中，两路直流气体混合后统一传输到循环解热回路当中。在该流程操作中，待到脱附气流进入到冷凝设备时，要提前在前端热交换器完成初步冷却，初步收集有机物冷却液，进入到二级冷凝装置冷凝中，借助油水分离器分离冷却液、冷凝回收液[2]。为了保证回收物质纯度，借助提纯系统进行提纯处理，确保回收有机物能够满足行业标准。

2.4 回收控制

冷凝回收技术中回收控制主要采用时序控制方案。在冷凝回收技术流程中，要在脱附、回收前设定处理标准，要保证脱附系数能够达到标准系数，通过吸附床、活性炭降温处理的方法保证吸附阶段的吸附率达标。时序控制主要包括系统启停、阀门调控、压力控制、温度控制、氧气量控制等，借助PLC技术实现时序控制功能，自动控制脱附加热器、降温换热器的运行参数，保证调控精度，提高有机物回收质量和效率，保证冷凝回收系统使用的整体效益。

3 冷凝回收技术的应用案例

某生产企业在产品生产中会排放大量的有機废气，生产排风量可以达到3万m?/h，尾气主要有机物为乙醇，浓度可达2 000mg/m?，尾气排放温度在25℃左右、尾气湿度为85%左右。最初该生产企业采用常规吸附技术、冷凝技术无法同时满足废弃处理和有机物回收的要求。随着节能环保、绿色生产理念不断深入，该生产企业也逐渐引入了冷凝回收技术进行有机废气处理，气体媒介为氮气，在不断对冷凝回收系统进行调控和优化，有机废气处理和回收效果有了极大的改善。

当然，不同生产企业的尾气排放物质不同，脱附温度也存在差异。该生产企业采用了平台测试有机废气脱附温度，严格控制分流比、脱附率、吸附罐切换时间等参数（PLC自动控制），确保冷凝回收系统可以满足技术规范。在实际应用表现中，冷凝回收技术的回收处理效率十分温度，净化效率相比过去使用的常规技术更高，净化率可以达到96%以上，综合回收率达到了94%以上，表明该生产企业所采用的氮气介质使用效果很好，净化、回收能力十分温度。并且在脱附回收检测中，脱附温度为130℃左右，达到了高温脱附环境，可以有效脱离有机废气中的污染物，避免对环境、人身健康带来影响，安全性较强[3]。同时，该冷凝回收系统使用了氮气脱附替代蒸汽脱附，有效控制了活性炭温湿度环境，减少了处理湿度，提高了活性炭的吸附效率。整体来说，冷凝回收技术提高了有机废气处理回收效益，为推动绿色工业发展奠定了坚实的基础。

4 冷凝回收技术的应用优势

冷凝回收技术在有机废气净化的回收效率通常都在90%以上，单位投资费用约在150-240万元，回收有机物成本大约为700-3000元/t，对于有循环利用价值的有机物，投资回报年限在2-5年不等。即使是无循环利用价值的有机物，冷凝回收在保证废弃排放标准达标的前提下，相比销毁处理等手段成本更低。并且冷凝回收技术在多年发展和改良中，其技术已经更加成熟、稳定，已经实现了自动化运行。在实际应用中，制冷受环境因素影响小，制热中不会受到环境温度影响[4]。如果系统要采用二次回风技术，则无法使用洁净式恒温恒湿机组。在一次回风条件下，可以选择恒温恒湿机组与加压箱设计方案，在选择有机废气冷凝回收设备选择当中，需要根据机房实际应用状况对除湿结构进行改进，如可以将表冷器设置为两侧拔管形式。在额定工况下，配备密封橡胶条可以减少漏风率，进一步满足标准。未来会随着冷凝回收技术不断发展，在实际应用中会不断得到强化和改进，缓解了气体循环加热、冷凝回收之间的矛盾问题，脱附的安全性、综合利用等方面也取得了突破性成就，让整个循环脱附冷凝回收系统变得更加可靠。

5 结束语

综上所述，有机废气治理与回收利用对推动我国工业发展有着重要意义，这就需要认识到冷凝回收技术的积极作用，掌握好预处理、吸附、脱附回收、控制各环节应用要点，确保有机废气处理效率、质量，减少污染物排放，实现绿色环保工业生态系统。未来，随着科学技术的不断发展，冷凝回收技术也会更加完善，回收处理功能更强，再次实现工业生产的升级。

参考文献

[1]任翔宇，金奇超，袁伊娟.活性炭-冷凝回收治理有机废气工程应用研究[J].环境与发展，2019（8）：555-556.

[2]康志杰.热氮气再生活性炭-冷凝回收治理有机废气工程应用[J].海峡科学，2017（7）：29-30.

[3]吴焕雄，罗水源，雷良铸.冷凝回收工艺在涂料行业VOC治理的应用[J].工程技术：全文版，2017（2）：277-278.

[4]黄维秋，石莉，胡志伦.冷凝和吸附集成技术回收有机废气[J].化学工程，2012，40（06）：13-17.

收稿日期：2020-07-22

作者简介：夏芸（1990-），女，硕士研究生，工程师，研究方向为环境保护咨询与工程。