技術領域

本實用新型涉及VOC脫除，特別涉及一種利用低溫冷凝法對沼氣、填埋氣頁巖氣、合成氣等氣體進行VOC脫除的裝置系統。

背景技術

揮發性有機物(VolatileOrganicCompound，簡稱VOC)通常是指在室溫下蒸汽壓＞70.91Pa，且在空氣中沸點在260攝氏度以下的有機物，一般包括烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、酮、醇、醚、酯等以及部分含有N、O、s、鹵素等替代原子的有機物。VOC在沼氣或者填埋氣等中普遍存在，運行氣相色譜和光譜(GC-MS)等檢測方法，發現VOC物質可以高達數百種，常見的VOC有苯、甲苯、二甲苯，蒎烯等。

在沼氣或填埋氣等氣體提純工藝過程中，包括使用氣體分離膜提純等主要工藝，都要求對VOC進行預脫除，以滿足氣體分離膜提純等工藝的入口條件，保證主要提純工藝的效率和壽命，以及后端產品生物天然氣的品質(比如烴露點是否飽和)。

然而，由于不同沼氣或者填埋氣等氣體中VOC成分復雜，濃度不一，很難對VOC的成分進行定性或者定量，這給VOC去除工藝選擇增加了難度。目前，沼氣或填埋氣VOC去除的主要工藝有：活性炭吸附、催化氧化燃燒、冷凝等方法。

活性炭吸附通常有拋棄型和再生型。拋棄型活性炭吸附配置簡單，但通常只適用于低濃度VOC脫除，而且吸附飽和后的活性炭將被歸類為危險性廢棄物，如果將其直接遺棄在環境中，將導致二次污染。

再生型活性炭適用于較高濃度VOC脫除，但需要配置熱源和活性炭再生設施，造成VOC脫除過程的設備成本和能耗費用較高；而且活性炭在多次再生后將逐漸失去活性，因此，每三到五年需要更換一次；并且，活性炭再生時有可能將VOC排放至周圍環境，而導致二次污染。

催化燃燒法可以將VOC的絕大部分物質轉化成水和二氧化碳，但由于沼氣或者填埋氣中VOC成分復雜，燃燒溫度各不相同，容易造成燃燒不充分而導致VOC去除不充分，進而影響到下游工藝性能。而且催化燃燒法設備成本和能耗費用都較高。

常用的冷凝法去除VOC裝置主要包括常溫冷干設備和深冷冷凝設備。常溫冷干設備比較成熟，設備成本和能耗費用較低，主要用于控制沼氣或填埋氣中水分壓力露點降到5攝氏度左右，同時附帶部分去除一些高沸點的VOC。但總體而言VOC去除率不高，不能直接滿足提純工藝入口條件。

深冷冷凝法主要是指利用液氮等低溫物質和沼氣或者填埋氣等氣體接觸換熱，VOC被基本冷凝去除。缺點是系統較復雜，投資較高，需要液氮等消耗品，造成成本過高。

實用新型內容

本實用新型提供了一種VOC脫除裝置，以解決上述問題的至少一個。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種運用低溫冷凝法進行VOC去除的裝置系統，包括制冷劑壓縮機、能量回收裝置、制冷劑油分離器、風冷油冷卻器、冷凝裝置、高壓儲液器、低壓儲液器、第一蒸發器、第一氣體氣液分離器，第二蒸發器、第二氣體氣液分離器、制冷劑氣液分離器；其中，

制冷劑壓縮機的進口與制冷劑氣液分離器的出口連接，制冷劑壓縮機的出口和能量回收裝置的制冷劑側入口連接，能量回收裝置的制冷劑側出口和制冷劑油分離器進口連接，油分離器制冷劑側出口和冷凝裝置進口連接，冷凝裝置出口和高壓儲液器的進口連接，高壓儲液器的出口和低壓儲液器的進口連接，低壓儲液器的氣體側出口和制冷劑氣液分離器的進口連接，制冷劑氣液分離器的出口和制冷劑壓縮機的進口連接，制冷劑油分離器的油液出口和風冷式油冷卻器的進口連接，風冷式油冷卻器的出口和制冷劑壓縮機的進口連接；

第一蒸發器和第二蒸發器制冷劑側的進口并聯接入低壓儲液器的液體側出口，第一蒸發器和第二蒸發器的制冷劑側出口并聯接入低壓儲液器的進口；

第一蒸發發器和第二蒸發器冷卻氣體側進口并聯，第一蒸發器冷卻氣體側出口與第一氣體氣液分離器的進口連接，第二蒸發器的冷卻氣體側出口與第二氣體氣液分離器的進口連接，第一氣體氣液分離器和第二氣體氣液分離器氣體出口分別與能量回收裝置的進口連接，能量回收裝置還設有氣體出口。