液氮冷凝治理VOC废气，先进成熟治理方案解决用户面临的工业有机废气污染难题

国外某科技公司液氮冷凝VOC治理技术，该公司是高性能低温冷凝系统的先驱者、领导者，为复杂应用开发了高效和可靠的技术，最大限度地利用了低温处理的巨大潜力。

液氮冷凝治理VOC废气的系统特点

● 成熟性 产品已在全球300多家工业企业中成功应用；
● 安全性 本系统不涉及电加热、焚烧等危险因素；
● 经济性 在冷凝器中蒸发的液氮以气体的形式被回收重新使用在生产工艺中，运行更经济；
● 实用性 冷凝温度达到-150℃，废气排放治理更干净，是现行国标的几倍；

系统简介

该系统的主要目的是将挥发性有机化合物的蒸汽与来自工艺设备(反应器)的废液流分开，以避免污染并回收溶剂用于重复使用或处理。
该系统基于低温冷凝原理，以液氮为冷源。所使用的氮在装置中汽化，并能以气体的形式重新发回给客户管网，以便回收后利用。
液氮冷凝的高效运行归功于拥有专利的热交换器，其特点是蒸汽和气体的分馏能力高。蒸汽回收技术特别适用于通风气体冷凝（VGC）应用，用于 VOC的减排。该工艺的基础是将废水冷却到非常低的温度，使用液氮或其它低温流体作为冷源，通过降低蒸汽压力作为蒸汽/液体和蒸汽/固体平衡的功能来分离污染物。

要处理的废气受到或多或少挥发性有机/无机化合物的污染，在冷凝器中低于混合物露点以下被逐渐冷却，污染物被尽可能地冷凝和分离。由于冷却剂的温度很低，冷凝器的表面温度可能低于要冷凝化合物的熔点，因此在热交换表面会形成一些固体。由于这个原因，冷凝器的设计和构造采用了一种特殊的配置，使固体的形成不会对整个工艺的性能产生任何负面影响。如果污染物在冷凝条件下的残留浓度仍然大于可允许的排放限值，则在必要时进行冷却以降低温度，以在升华平衡的基础上得到蒸汽回收和压力降低。
在低温冷凝条件下，表面被固体有机气溶胶所覆盖，这些气溶胶被特意保存在该装置中以避免排放到大气中，这将使达到所需净化水平无效。一段时间后（通常为 6 至 12 小时），换热率逐渐降低，压降逐渐增加，为了使冷凝器除霜，必须用同样的方法加热使其再生。如果工艺是连续的，则必须使用第二个冷凝器，该冷凝器处于备用状态。
通过对冷凝阶段废水温度的控制和监测，确保了在运行周期内系统的性能检查以及相应的处理效果，并在系统调试和验证过程中得到验证，并保持在合理的较低水平。该工艺的可靠性非常适合 VOC 的减排，是由工厂控制系统所提供，能够不断检查正确的工艺条件，检测任何故障，并最终及时投入到备用冷凝线中。

系统描述

该装置以低温冷凝为基础，以液氮（LIN）为冷源。在冷凝器中蒸发的液氮以气体的形式被回收，以便在工厂管网中再次使用。
VOC（挥发性有机化合物）的分离过程是通过冷凝和部分凝固的方式进行，其基础是在较低的温度下，以液氮作为冷凝器中的冷却液，在蒸汽/液体和蒸汽/固体平衡中，降低化合物的蒸汽压力。冷凝器出口温度由盘管内液氮自动注入控制，必须根据排放限制和/或回收量的要求进行设置。
具有专利技术的VOC（挥发性有机化合物冷凝是基于一个特殊的热交换器设计，这是由翅形盘管和流量调节器组成。

这种特别的系统具有以下优势

● 表面面积大，对流量峰值变化响应快；
●对热应力有很好的抵抗力，在300多个项目应用中，厂家所提供的冷凝器从没有出现过故障；
●表面和体积形成低密度冰或有机固体，所以该装置可以在低于VOC熔点的温度下连续运行，因此，可以不使用进一步处理的情况下保证遵守法规所要求的排放限制（例如活性炭）；
● 易于处理回收的VOC，因为冷凝液在接近进口的温度下被分离；
●高效和低耗氮量，一种适当的节能器配置和一种特殊的专有再生循环，可以从冷凝器中回收冷用于再生。
● 最终也是最重要的，从安全角度出发提出了处理工艺通风口的工艺，因为其不涉及热温度、活性炭等危险源。

工艺描述

废气由风机提供，以提供必要的能量来平衡系统的压力损失。在废气总管的压力控制下调节风机。在流量最小的情况下，为了保持装置中最小的备用流量，提供了一条循环线。该循环是在流量控制下通过调节阀完成，以保持装置内的最小流量。
在风机之前提供一个供在0/+5℃应制冷水的预冷凝器以减少低温冷凝器中的水，降低液氮消耗并提高装置的使用周期。预制冷器的上部有一个除雾器，用于去除液滴，避免液体进入风机。该装置的低温部分包含预制冷器，为从处理后低温废气中回收低温能而设计。最后的冷却发生在使用液氮的低温冷凝器中。所有由换热器浓缩的馏分物都被收集到罐中，并通过离心泵排放。

该装置是为低于-150/-160℃的冷凝温度而设计，但为了将污染物降低到所要求的数值，处理工艺最终在-150/-155℃的温度范围下将污染物浓度降低到要求的值，处理过程最终保持在-150/-160℃的温度范围内，以达到规定的限值。在这个温度下，载流中的最后一部分可以以固体霜的形式分开。因为固体（水和溶剂）逐渐积聚到换热器表面，即使是专门设计和定型，换热系数也会随时间的增加而减少，而且它们还需除霜。为了获得连续运行，双线布置设备，一个为运行模式，另外一个为再生模式。

除霜是利用了相同的进口废气所提供的热负荷。事实上，废气首先被送到不运行的冷凝器，然后被送到运行的冷凝器。这样由于废气本身提供的热量，存在于第一个冷凝器的固体有机化合物被融化，其部分被冷却，因此也提供能量回收。根据持续时间12到24小时（根据装置的操作条件）的自动循环，由DeltaP（压差）测量或时间决定自动切换这两个冷凝器。为了确保快速完成除霜而提供了一个加热器，可以将进口废气加热到30到40℃。

组装

该装置由一种预铸滑轨组成，在运输到客户的工厂后固定和重新组装，以便于尽可能减少现场活动。这类建造技术可以提高质量和成本控制，同时减少与现场安装工程有关的施工时间和问题。有些材料可以拆卸以便于运输（如梯子、堆垛等），因此在现场需要一些小型装配工作。

安装预铸装置案例