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实现有机溶剂高效回收——记液氮深冷有机溶剂回收工艺

点击量:17发表时间:2022-09-07 16:00:37

  尾气中挥发性有机物(VOCs)的治理一直是工业生产中的难题。利用液氮作为冷媒进行深冷有机溶剂回收,不仅可以解决VOCs的排放问题,还可节约70%~80%的溶剂,大幅节约成本。林德(上海)工业气体有限公司(以下简称林德气体)开发的液氮深冷有机溶剂回收装置,以其低成本、高工艺安全性和环境友好性,入选《石化绿色工艺名录(2021年版)》。

  回收代替销毁 高效治理VOCs

  目前正在使用的有机溶剂种类已超过3000种,种类虽千差万别,但大多都具备较大挥发性,挥发出的有机物也通常对人体和环境有害。因此,能否在生产中有效治理VOCs,是工业生产“健康、安全、环境”(HSE)管理的重要一环。

  早期VOCs治理多采用气体有焰燃烧或无焰催化燃烧的销毁型技术,降低尾气中挥发有机溶剂的含量,但这类技术仍不算对环境非常友好,同时也造成了原料浪费。很快,人们开始研究如何在生产中将有机溶剂更有效地回收利用,液氮深冷回收技术就是其中效果较为优异的一种。

  该工艺采用液氮对有机废气进行深冷冷凝、冷冻的工艺处理,使其中待去除的有机物达到冷凝或冷冻状态,从气体中分离出来。冷凝分离出的有机溶剂可直接回收,同时处理后的尾气可达标排放,兼具经济效益和环保需求。林德气体正是看中该工艺的这些优点,开发设计了液氮深冷有机溶剂回收成套装置,实现了对VOCs的高效治理。

  建立三重防护 解决冰塞难题

  作为冷媒的液氮可提供低至-196℃的深冷温度,能够高效冷凝绝大多数的挥发溶剂。但同时,这种特性也是一把双刃剑,容易使运行过程中出现装置冰塞的问题。对此,林德气体的液氮深冷系统,结合工艺模拟及多年的工程经验,通过完全的自动化运行,建立起三重防御体系。

  第一道防线是在深冷系统前进行预冷除水。林德气体串联设置了2台高效冷凝器,利用处理后的低温尾气或者现场的冷冻水,进行预冷。同时还增加了一台除雾器,通过致密的格栅物理除水,防止液体颗粒被气流夹带到下游,将不利于深冷的组分彻底“拒之门外”。

  第二道防线是设置双塔,保证深冷系统灵活连续运行。该成套装置的核心是2台根据需求选择的冷塔,运行过程中始终保持1台进液氮深冷、1台融霜的操作。系统通过监测两塔内的压差变化,在深冷塔结霜严重之前就将两塔的模式进行自动转换,保证系统的连续运行、始终在线。

  第三道防线是建立自动应急装置。系统配备有两路自控氮气吹扫,当发生局部冰塞时,可在最短时间内融冰,使得系统重新具备投用的条件。同时,在系统关键的温度点上,林德气体设置了低温报警,采用自控的方式,防止系统过冷。

  大幅节约成本 兼顾环保安全

  除解决了深冷装置的冰塞难题外,林德气体设计的液氮深冷回收工艺还具备良好的经济效益和生态效益。据林德气体数据统计,采用该工艺可节约70%的溶剂用量,若搭配氮气调压回用,则装置的运行成本仅有每日百元左右的电费一项,1~2年就可回收装置成本。

  值得一提的是,该装置深冷工艺的运行温度在-160℃~-30℃区间,能够回收绝大部分的VOCs。经现场检测,工艺尾气中VOCs的排放浓度可降至60毫克/立方米以下,达到直接排放标准。同时,装置采用液氮为单一冷媒,不使用其他可能对环境造成危害的制冷剂,如含氟化合物。

  此外,该装置属于“不插电”的静设备,运行无噪音、无副产物,也没有爆炸风险,可从工艺路线的设置上提高工艺安全。目前,该工艺已在国内市场落地生根,约30套装置在化工、医药等生产企业运行,其中运行时间最长的项目已服役超过10年,深受客户认可。

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