如何用大孔吸附树脂与深冷工艺耦合处理高浓VOCs？

发布时间：

2025-04-01 17:49

国内VOCs治理用深冷与冷凝技术得益于2008年国家申办奥运会的直接原因导致，出台了加油站、储油库等油气回收标准，使得深冷冷凝技术开始被逐步应用油气回收。因此，冷凝法早期用于加油站、储油库以及石化行业回收高浓度、高沸点溶剂（如苯类），通过降温液化实现直接回用。深冷法则因半导体、天然气等领域需处理低沸点VOC（如甲烷、硅烷），依赖液氮等介质实现极低温（-100℃及以下）分离。目前深冷技术在VOCs治理行业中被广泛应用，特别是高浓VOCs废气的预处理。比如在石化行业：储罐呼吸气、装卸过程的汽油、苯、三苯类溶剂回收；化工行业中生产工艺中溶剂回收利用，比如二氯甲烷回收；制药行业：反应釜排气中乙醇、丙酮的回收等等。

【深冷与树脂吸附耦合条件】

物质：沸点较低，饱和蒸汽压较高的VOCs废气，比如二氯甲烷、甲醇、丙酮、C4以下物质。由于较高的饱和蒸汽压，导致在常温下饱和浓度较高，损失量较大，常规的吸附、吸收工艺的治理效果较差，无法进行有效的治理。因为饱和蒸汽压只和温度有关，所以把VOC温度从常温30℃降温到-70℃甚至-110℃，最大可以去除99%的浓度。

浓度：深冷的使用场合，浓度越高效果越好，而某一温度下的物质浓度和饱和蒸汽压有关。很多工艺场合存在间断性和连续性，浓度出现波动性比较大，当废气中的VOC浓度达不到饱和浓度的时候，降低温度的深冷工艺效果就比较差了，这个在实际项目中一定要注意，并非深冷对所有浓度的VOC治理都有效。

风量：由于投资性限制和能耗的原因，一般使用深冷的场合废气风量不会太大，一般＜1000m³/h的工况比较常见，＞2000m³/h的工况性价比较低。比如罐区的深冷治理和装车区域的治理，废气的排放规律、罐区和装车的数量有很大关系。

化霜：湿度在深冷工艺中是一个很关键的参数，过多的水分会造成深冷系统的冰堵，严重影响了深冷的效率和能耗，需要增加预冷减少水汽等在第一级的结霜冰堵，同时对蒸发器设置双通道是行业内解决化霜的良好方式。此外，还有一个参数就是VOC成分凝固点，深冷温度低于VOC的凝固点，也会造成深冷系统的冰堵，需要及时化霜，一般采用双通道进行热敷化霜，也可以采用间接冷凝的方式降低冰度的风险。

【深冷+树脂常见耦合场景】

罐区尾气：深冷+树脂吸附

罐区尾气根据储存的物质不同，罐体的形式不同，有较大差异。目前罐区行业要求新建罐区多为浮顶罐，加上氮封后，实际的排气浓度很低。一般C4以下的物质才会考虑用到深冷技术，为后端的吸附技术或焚烧技术做保障。

装车尾气：深冷+树脂吸附

由于在装车过程中需要将罐体内部的气体排出，不管是上装车还是下装车，罐内液面以上的尾气都属于饱和浓度，这也导致了装车尾气排放的浓度较高。此时利用“深冷＋树脂吸附”工艺可以有效的将大部分VOC回收，深冷后的低浓度尾气再用树脂吸附治理。真空尾气：深冷+树脂吸附

在化工、医药的生产工艺中，经常会用到真空泵作为负压条件的保障，在真空泵的开启和运行过程中，排放的尾气温度60-80℃，尾气的浓度较高，适用于“深冷＋树脂吸附”工艺。间断性的真空条件会导致废气浓度从高到低的一个过程，所以深冷的效果也是一个波动的过程。常见的生产厂区的标配冷媒温度-20℃，不足以降低废气浓度，所以需要用到温度更低的深冷。

【工程案例】

案例一：