本实用新型属于环保技术领域，具体适用于回收低沸点、高浓度、低风量、高附加值的有机物可冷凝气体的一种voc气体的处理装置。
背景技术：
传统的voc气体处理方法包括如下几种：1、冷凝法：需要用制冷装置源源不断的提供冷凝水，同时voc浓度低至每升数百毫升，处理成本会大大增加；其工作原理主要是以进口压缩机进行制冷，最低温度约在-60℃左右，采用三级冷凝，冷凝后的voc气体远远不达标，后续需要增加吸附工艺或水洗工艺；具有运行成本高的特点。2、膜分离法：运营成本较高，另外分离效率受各种因素影响较大，易造成排放不达标的问题，且污染的膜被废弃后会造成环境污染；3、吸附法：吸附法主要适用风量大、温度低、湿度低、浓度小于5000ppm的voc气体的回收，且使用过的吸附剂很难处理；4、吸收法：主要吸收易溶于水、碱液、酸液等溶剂的voc气体，且吸收后的溶液需要做二次处理；5、燃烧法：主要用于回收浓度高以及不可回收利用的voc气体；6、生物处理：具有占地面积大和成本高的缺陷。
而当回收低沸点、高浓度、低风量、高附加值的有机物可冷凝气体时，普遍选择冷凝法，冷凝法中通常需要使用三台压缩机、一台外送泵、一台引风机、配套吸附工艺及水洗塔，另外需要配套设置有循环水和脱盐水，还需要定期更换活性炭；通过上述方法不仅耗电量大、噪音大和制冷效果差，还存在着工艺流程复杂以及可操作性差的缺陷。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种具有结构设计合理、操作简单、适用范围广、安全、节能、性能可靠、操作弹性大、投资小、耗能少、静音和能够实现达标排放的voc气体的处理装置。
本实用新型的目的是这样实现的：包括voc气体管道以及框架，所述voc气体管道通过风机与预冷器的管程相连，预冷器的管程出口依次通过第一三通、第一阀门和第二三通与第二换热器的壳程相连，第二换热器的壳程出口依次通过第三三通、第六阀门、第四三通和预冷器的管程与高空排放管道相连通；所述第一三通的第三端通过第二阀门和第五三通与第一换热器的壳程相连，第一换热器的壳程出口依次通过第六三通、第四阀门与第四三通的第三端相连；所述第二三通的第三端通过第三阀门与第六三通的第三端相连，第三三通的第三端通过第五阀门与第五三通的第三端相连；所述第二换热器和第一换热器的壳程液相出口分别与收集罐相连，收集罐的出口通过工质泵与储罐相连；第二换热器和第一换热器的管程进口分别与低温惰性气管道相连，第二换热器和第一换热器的管程出口分别通过第三换热器与排放管道相连。
优选地，所述第一换热器和第二换热器为翅片式换热器。
优选地，所述第三换热器为空浴式气化器。
优选地，所述低温惰性气管道为低温氮气管道。
优选地，所述框架为三层结构，框架一层设置有收集罐、工质泵以及第三换热器；框架二层设置有风机和预冷器，框架三层设置有第二换热器和第一换热器。
按照上述方案制成的一种voc气体的处理装置，具有如下优点：
1、使用范围广：能够把介质冷凝到-130℃左右，适用于大部分低沸点、易挥发的有机气体，而传统的三级压缩冷凝最多冷凝到-70℃左右。
2、安全：本实用新型采用惰性气体作为低温冷源使用，不需要复杂的动力设备，无形当中提高了系统的安全性，而传统的三级压缩冷凝有三台压缩机。
3、节能：传统三级压缩冷凝工艺有三台压缩机、一台外送泵、一台引风机、配套吸附工艺及水洗塔，需要循环水、脱盐水、定期更换活性炭；而本实用新型能够充分利用冷源的冷量，只有使用风机和工质泵，具有能耗低的特点。
4、可靠：本实用新型与传统三级压缩冷凝工艺相比所使用的设备较少，且均为静音设备、不仅噪音低、且操作简单、运行可靠。
5、操作弹性大：本实用新型中系统的低温惰性气连续排放，即可实现在0％-110％负荷下稳定运行，传统冷凝法只能够在30％-110％负荷下稳定运行。
6、投资较小：以低温惰性气代替传统的三级压缩制冷，直接节省了三台压缩机、吸附设备、水洗设备，按照1000nm3的voc气体，一次性投资可以减少300-500万元，不包含后期的电耗、循环水、脱盐水、活性炭更换费用等。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的框架结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2所示，本实用新型为一种voc气体的处理装置，包括voc气体管道1以及框架14，所述voc气体管道1通过风机2与预冷器3的管程相连，预冷器3的管程出口依次通过第一三通15、第一阀门8和第二三通16与第二换热器5的壳程相连，第二换热器5的壳程出口依次通过第三三通17、第六阀门13、第四三通18和预冷器3的管程与高空排放管道21相连通；所述第一三通15的第三端通过第二阀门9和第五三通19与第一换热器4的壳程相连，第一换热器4的壳程出口依次通过第六三通20、第四阀门11与第四三通18的第三端相连；所述第二三通16的第三端通过第三阀门10与第六三通20的第三端相连，第三三通17的第三端通过第五阀门12与第五三通19的第三端相连；所述第二换热器5和第一换热器4的壳程液相出口分别与收集罐6相连，收集罐6的出口通过工质泵7与储罐22相连；第二换热器5和第一换热器4的管程进口分别与低温惰性气管道23相连，第二换热器5和第一换热器4的管程出口分别通过第三换热器25与排放管道24相连。所述第一换热器4和第二换热器5为翅片式换热器。所述第三换热器25为空浴式气化器。所述低温惰性气管道23为低温氮气管道。所述框架14为三层结构，框架14一层设置有收集罐6、工质泵7以及第三换热器25；框架14二层设置有风机2和预冷器3，框架14三层设置有第二换热器5和第一换热器4。所述的低温氮气管道内的主要成分为氮气
本实用新型的工作原理为：1、通过风机2对voc气体管道1中的voc气体增压并输送至预冷器3的管程内，voc气体在预冷器3的管程内被-75℃左右的不凝气预冷到-5℃左右；2、预冷后的voc气体通过第一阀门8进入第二换热器5的壳程中与低温惰性气管道23中的低温惰性气进行深度换热，换热到-75℃甚至更低，低温惰性气换热到-95℃或更低，此时第二换热器5壳程中voc气体从气相被冷凝成液相，甚至进一步冻成固相，部分为冷凝成固相的液相在重力作用下进入收集罐6中，上述阶段为第一阶段，第一阶段时第一阀门8和第六阀门13打开，其余阀门均处于关闭状态，当上述阶段至第二换热器5的壳程内部结霜完成，出口温度达到指标时为止；3、低温惰性气管道23停止向第二换热器5的管程中通入低温惰性气，同时开始向第一换热器4管程内通入低温惰性气，此时打开第二阀门9、第四阀门11和第五阀门12，调小第一阀门8，关闭第六阀门13；4、小部分voc气体通过第一阀门8进入第二换热器5的壳程内，使第二换热器5的壳程内的固相逐渐复热，使固相逐渐变为液相，并通过液相自身的重力进入到收集罐6中，同时第二换热器5的壳程内的气相通过第五阀门12进入到第一换热器4壳程内进行冷凝；5、预冷器3的管程内的voc气体通过第二阀门9进入第一换热器4的壳程内，该voc气体与步骤4中的气体汇合后与第一换热器4管程内的低温惰性气进行换热，使第一换热器4壳程内的voc气体冷凝成液相，甚至进一步冻成固相；部分为冷凝成固相的液相在重力作用下进入收集罐6中；6、上述步骤3、步骤4和步骤5为第二阶段；当上述阶段至第一换热器4的壳程内部结霜完成，出口温度达到指标时为止；7、低温惰性气管道23停止向第一换热器4的管程通入低温惰性气，同时开始向第二换热器5的管程中通入低温惰性气，此时打开第一阀门8、第六阀门13和第三阀门10，调小第二阀门9，关闭第四阀门11和第五阀门12；8、小部分voc气体通过第二阀门9进入第一换热器4的壳程内，使第一换热器4壳程内的固相逐渐复热，使固相逐渐变为液相，并通过液相自身的重力进入到收集罐6中，同时第一换热器4壳程内气相通过第三阀门10进入第二换热器5的壳程内进行冷凝；9、预冷器3的管程内的voc气体通过第一阀门8进入到第二换热器5的壳程内，该voc气体与步骤8中的气体汇合后与第二换热器5管程内的低温惰性气进行换热，使第二换热器5壳程中voc气体从气相被冷凝成液相，甚至进一步冻成固相，部分为冷凝成固相的液相在重力作用下进入收集罐6中；10、上述步骤7、步骤8和步骤9为第三阶段，当上述阶段至第二换热器5的壳程内部结霜完成，出口温度达到指标时为止；11、上述第二阶段和第三阶段如此反复循环，周期性工作；12、上述第一阶段中第二换热器5壳程内的不凝气体通过第六阀门13进入预冷器3的管程，第二阶段中第一换热器4壳程内的不凝气体通过第四阀门11进入预冷器3的管程，第三阶段中第二换热器5壳程内的不凝气体通过第六阀门13进入预冷器3的管程；不凝气体进入预冷器3的管程后进行复热，复热后进行常温排放即可；13、低温惰性气管道23中的低温惰性气通过第二换热器5或第一换热器4进行换热后通过第三换热器25进行换热，到常温后通过排放管道24进行排放；所述第三换热器25的换热介质为蒸汽；换热后低温惰性气通过蒸汽复热到常温、压力为：0.15mpag；所述的低温惰性气管道23中可以为低温惰性气。本实用新型主要是利用-160℃的低温惰性气做冷源，根据voc气体饱和蒸汽压和温度的关系，进而通过第一换热器4、第二换热器5以及第三换热器25进行深度冷凝低温的排放气体中voc含量≤40mg/nm3，经过复热到常温，可以直接高空排放，低温惰性气经过复热到常温以及微正压通过排放管道24排放。所述的第三换热器25优选地采用保冷、防爆设计，所述第一换热器4和第二换热器5为翅片式换热器以达到高效换热的目的。本实用新型通过框架式布局不仅能够节省占地面积，有效地利用空间，且能够使工艺流程更加顺利，运行更加稳定。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普遍技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造权利要求的保护范围之中。
1.一种voc气体的处理装置，包括voc气体管道(1)以及框架(14)，其特征在于：所述voc气体管道(1)通过风机(2)与预冷器(3)的管程相连，预冷器(3)的管程出口依次通过第一三通(15)、第一阀门(8)和第二三通(16)与第二换热器(5)的壳程相连，第二换热器(5)的壳程出口依次通过第三三通(17)、第六阀门(13)、第四三通(18)和预冷器(3)的管程与高空排放管道(21)相连通；
所述第一三通(15)的第三端通过第二阀门(9)和第五三通(19)与第一换热器(4)的壳程相连，第一换热器(4)的壳程出口依次通过第六三通(20)、第四阀门(11)与第四三通(18)的第三端相连；
所述第二三通(16)的第三端通过第三阀门(10)与第六三通(20)的第三端相连，第三三通(17)的第三端通过第五阀门(12)与第五三通(19)的第三端相连；
所述第二换热器(5)和第一换热器(4)的壳程液相出口分别与收集罐(6)相连，收集罐(6)的出口通过工质泵(7)与储罐(22)相连；
第二换热器(5)和第一换热器(4)的管程进口分别与低温惰性气管道(23)相连，第二换热器(5)和第一换热器(4)的管程出口分别通过第三换热器(25)与排放管道(24)相连。
2.根据权利要求1所述的一种voc气体的处理装置，其特征在于：所述第一换热器(4)和第二换热器(5)为翅片式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种voc气体的处理装置，其特征在于：所述第三换热器(25)为空浴式气化器。
4.根据权利要求1所述的一种voc气体的处理装置，其特征在于：所述低温惰性气管道(23)为低温氮气管道。
5.根据权利要求1所述的一种voc气体的处理装置，其特征在于：所述框架(14)为三层结构，框架(14)一层设置有收集罐(6)、工质泵(7)以及第三换热器(25)；框架(14)二层设置有风机(2)和预冷器(3)，框架(14)三层设置有第二换热器(5)和第一换热器(4)。
技术总结