冷凝回收設(shè)備原理及分類

冷凝回收就是將蒸汽從氣體中冷卻凝結(jié)成液體，適用于回收蒸汽狀態(tài)的有害物質(zhì)。特別是用來回收質(zhì)量濃度在1000 mg/m3以上的有機(jī)溶劑蒸汽。在理論上可以達(dá)到很高的凈化程度．但費(fèi)用也隨著增加。冷凝回收所需設(shè)備和操作條件比較簡單，回收物質(zhì)的純度比較高，常作為吸附、燃燒等凈化方法的前處理，以減輕使用這些方法時(shí)的負(fù)荷，如氯堿工業(yè)中，常用冷凝法使汞蒸汽變成液體汞而加以回收。此外高濕度廢氣也用冷凝法使水蒸汽冷凝下來，大大減少了氣體量，有利于下一步操作。

冷凝原理

冷凝過程中，被冷凝物質(zhì)僅發(fā)生物理變化而化學(xué)性質(zhì)不變，故可直接回收利用。冷凝法在理論上可以達(dá)到很高的凈化程度，但凈化程度越高則操作費(fèi)用越高。因此，它常常作為凈化高濃度有機(jī)廢氣的預(yù)處理工序，從降低污染物含量和減少廢氣體積兩方面減少后續(xù)工藝的負(fù)荷，并回收有價(jià)值物質(zhì)。該法適用于有機(jī)廢氣濃度高、溫度低、風(fēng)量小的工況，需要附屬冷凍設(shè)備，主要應(yīng)用于石油、化工、制藥等行業(yè)有機(jī)廢氣處理。

物質(zhì)在不同的溫度和壓力下，具有不同的飽和蒸氣壓。當(dāng)物質(zhì)的蒸氣壓在某一溫度下達(dá)到其相應(yīng)的飽和蒸氣壓時(shí)，則開始凝結(jié)，該溫度稱為物質(zhì)的露點(diǎn)溫度。只有系統(tǒng)溫度低于露點(diǎn)溫度，蒸氣態(tài)物質(zhì)才能從氣相中冷凝出來。冷凝法就是利用揮發(fā)性有機(jī)物在不同溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方式，使其從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)而從氣相中分離出來。

冷凝方式

冷凝方式有直接冷凝和壓縮冷凝兩種。為提高冷凝效率，直接冷凝一般采用多級連續(xù)冷卻方法降低揮發(fā)廢氣的溫度，使之凝聚為液體分離出來。冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預(yù)冷、機(jī)械制冷、液氮制冷等步驟來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)揮發(fā)氣的成分、要求的回收率及最后排放到大氣的尾氣允許含量來確定冷凝裝置出口處揮發(fā)氣的溫度值。

預(yù)冷器是單級冷卻裝置，其冷凝溫度在各成分的凝固溫度以上，一般在4℃左右，目的是使大部分水汽凝結(jié)為水而除去，減少裝置的運(yùn)行能耗。揮發(fā)氣離開預(yù)冷器后進(jìn)入機(jī)械制冷級，機(jī)械制冷級可使大部分有機(jī)廢氣冷凝為液體回收。若需要更低的冷卻溫度，則在機(jī)械制冷之后連接液氮制冷，可使有機(jī)廢氣的回收率達(dá)到99%。單級機(jī)械壓縮制冷裝置的工作溫度范圍為-35～-10℃；串聯(lián)的機(jī)械壓縮制冷裝置有淺冷級和深冷級組成，其工作溫度范圍為-70～-40℃；用液氮制冷的深冷裝置的工作溫度可達(dá)-184℃。多級連續(xù)冷卻方法在石油化工行業(yè)的油氣回收中應(yīng)用很廣泛，其凈化程度可滿足世界各國排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

冷凝設(shè)備分類

冷凝設(shè)備可分為接觸冷凝(直接冷卻)和表面冷凝(間接冷卻)兩類。接觸冷凝是冷卻介質(zhì)與廢氣直接接觸進(jìn)行熱交換，優(yōu)點(diǎn)是冷卻效果好，設(shè)備簡單，但要求廢氣中的組分不會(huì)與冷卻介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不能互溶，否則難以分離回收。為防止二次污染，冷凝液要進(jìn)一步處理。表面冷凝是使用間壁把廢氣與冷卻介質(zhì)分開，使其不互相接觸，通過間壁將廢氣中的熱量移除，使其冷卻。因而冷凝下來的液體很純，可以直接回收利用。該法設(shè)備復(fù)雜，冷卻介質(zhì)用量大，要求被冷卻污染物中不含有微粒物或黏性物，以免在器壁上沉積而影響換熱。

直接冷凝設(shè)備有噴射式接觸冷凝器、噴淋塔或氣液接觸塔，接觸塔可以是填料塔、篩板塔等。間接冷凝設(shè)備有列管冷凝器、翅管空冷冷凝器、蛇管冷凝器以及螺旋板冷凝器。