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5月5日上午，在“第五屆重點(diǎn)行業(yè)有機(jī)廢氣(VOCs)污染治理及監(jiān)測(cè)技術(shù)交流會(huì)”的開(kāi)放討論日活動(dòng)中，開(kāi)場(chǎng)嘉賓原中國(guó)石化上海高橋石油化工有限公司系統(tǒng)工作過(guò)的VOCs治理行業(yè)工作者鄒松林針對(duì)冷凝技術(shù)圍繞工藝原理、主要配置、適用范圍、工藝定位、存在的問(wèn)題及完善目標(biāo)等幾個(gè)方面分享了自己的工作經(jīng)驗(yàn)。

下面內(nèi)容根據(jù)鄒松林演講整理：

認(rèn)識(shí)冷凝法、了解冷凝法

冷凝法油氣回收工藝是依據(jù)汽油油氣組分的基本熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，采用烴類物質(zhì)在不同溫度下的蒸汽壓差異，通過(guò)降溫將油氣的熱量置換出來(lái)，使油氣中一些烴類蒸汽壓達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和油氣組分產(chǎn)生相變，從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，得到液態(tài)汽油。冷凝法的特點(diǎn)主要是：工藝原理簡(jiǎn)單；一次性工藝就完成對(duì)油氣的回收利用的唯一方法，而且能夠見(jiàn)到可以計(jì)量的回收汽油?？芍庇^的看到液態(tài)的回收油品；安全性高；自動(dòng)化水平高。

三段冷凝系統(tǒng)中，設(shè)置分段冷凝的換熱器，由前置級(jí)、第1級(jí)淺冷級(jí)、第2級(jí)中冷級(jí)和第3級(jí)深冷級(jí)組成。前置級(jí)將第3級(jí)深冷級(jí)冷凝后的余氣冷量與進(jìn)入油氣回收處理裝置的常溫油氣進(jìn)行熱量交換，使油氣降低5～10℃左右。第1級(jí)淺冷級(jí)，將油氣溫度從環(huán)境溫度降至3℃左右，使油氣中C5以上烴類組分和絕大部分水蒸汽冷凝液化；第2級(jí)中冷級(jí)，從3℃左右降到-35℃，使油氣中C5及以上烴類組分冷凝液化；第3級(jí)深冷級(jí)，從-35℃降溫至-75℃左右，使油氣中C3、C4及以上烴類組分冷凝液化，效率可達(dá)到95%。

根據(jù)介質(zhì)理化參數(shù)考量，冷凝法油氣回收通常采用三級(jí)或四級(jí)冷凝，目前采用冷凝法的油氣回收廠家對(duì)三段工況溫度點(diǎn)的設(shè)置也不盡相同。第一段有5℃、4℃、3℃；第二段有-20℃、-30℃、-35℃、-40℃；第三段有-70℃、-73℃、-75℃、-80℃。2015年以來(lái)，增加第四段的有-100℃、-110℃、-120℃等等。

國(guó)內(nèi)油氣回收采用冷凝工藝方法的，主要有機(jī)械制冷（壓縮制冷）、膨脹制冷（透平機(jī)制冷），還有較新的液氮制冷技術(shù)。

隨著環(huán)保排放指標(biāo)要求越來(lái)越嚴(yán)厲，VOCs治理設(shè)備尾氣排放限值提高到“mg/m³”級(jí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了64種有機(jī)特征污染物的排放限值，好幾種有機(jī)特征污染物的排放限值低到0.05mg/m³，治理技術(shù)的難度越來(lái)越大，特別是對(duì)冷凝技術(shù)的挑戰(zhàn)更大。單一的冷凝技術(shù)要想達(dá)到排放限值，需要將工況溫度設(shè)計(jì)到深低溫，相應(yīng)的配置能耗會(huì)更大。一方面，做冷凝技術(shù)的企業(yè)開(kāi)始尋求能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的與其他工藝的組合技術(shù)，另一方面，許多用戶考慮到所排放的VOCs流量不大濃度高，對(duì)具有回收價(jià)值的有機(jī)污染物仍然希望能夠加以回收利用，提出了以“冷凝技術(shù)做預(yù)處理”的要求。

對(duì)冷凝技術(shù)和配置的定位：作為VOCs治理系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)備。先將排放的揮發(fā)性有機(jī)物冷凝液化回收，回收量也解決治理設(shè)備運(yùn)行能耗費(fèi)用（電費(fèi)），再與其他技術(shù)組合，滿足環(huán)保對(duì)治理措施和處理效率越來(lái)越高的要求（≥97%）和越來(lái)越嚴(yán)厲的排放限值。

客觀認(rèn)識(shí)存在問(wèn)題、切實(shí)重視安全防爆

冷凝工藝在行業(yè)行為中主要存在的問(wèn)題，主要有這么三個(gè)：第一個(gè)就是設(shè)計(jì)負(fù)荷無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，第二個(gè)就是關(guān)鍵配置有缺陷，第三個(gè)是防爆措施違規(guī)范。

1.設(shè)計(jì)負(fù)荷無(wú)標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)普遍現(xiàn)象是，同樣的采用冷凝工藝（或冷凝+吸附組合工藝）、同一個(gè)項(xiàng)目、同一個(gè)處理規(guī)模（VOCs流量或油氣排放流量，m³/h），不同廠家競(jìng)標(biāo)或提供技術(shù)方案，所配置的制冷壓縮機(jī)機(jī)組的型號(hào)和功率（甚至壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)），卻有不一樣。還有分段冷凝的工況溫度設(shè)置，有的廠家設(shè)置為3℃、-35℃、-75℃，有的廠家設(shè)置為4℃、-20℃、-70℃。配置功率的差異，以200m³/h處理能力的油氣回收處理裝置為例，同樣采用冷凝工藝，有的廠家的設(shè)備的配置功率只有30Kw左右，而有的廠家的設(shè)備的配置功率有50Kw左右。等等，其原因就是工況設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和考核標(biāo)準(zhǔn)（注，不是尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)）。

2.關(guān)鍵配置有缺陷

一是工況設(shè)置不統(tǒng)一：以三段冷凝為例，有的廠家配置制冷壓縮機(jī)，第一段從常溫冷到3-4℃，配置一套制冷機(jī)組，第二段從3℃冷凝到-35℃，配置一套制冷機(jī)組，第三段從-35℃冷凝到-75℃，配置一套二元復(fù)曡制冷機(jī)組；但是，有的廠家配置制冷壓縮機(jī)，第一段從常溫冷到3-4℃，配置一套制冷機(jī)組，第二段從3℃冷凝到-20℃，沒(méi)有配置制冷機(jī)組，是從第三段二元復(fù)曡機(jī)組的高溫機(jī)組中取出-20℃的“抽頭”溫度，第三段從-20℃冷凝到-70℃，配置一套二元復(fù)曡制冷機(jī)組；

二是關(guān)鍵配置不完善：冷凝換熱器（相對(duì)于制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器）是降低VOCs廢氣溫度，實(shí)現(xiàn)冷凝回收的關(guān)鍵配置，配置的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)歷了采用列管式換熱器、翅片式換熱器、傳統(tǒng)板式換熱器等的采用，普遍存在的“三大”問(wèn)題是壓降大（影響治理系統(tǒng)的正常運(yùn)行）、有積液（導(dǎo)致結(jié)冰脹壞換熱器）、回油差（導(dǎo)致冷凍機(jī)油不能正常返回壓縮機(jī)曲軸箱而干摩擦損壞）等等，還有的不耐腐蝕的問(wèn)題。

三是缺乏“能效比”等考核基數(shù)指標(biāo)，對(duì)同類產(chǎn)品難以比較和評(píng)價(jià)。

3.防爆措施違規(guī)范

涉及到VOCs治理系統(tǒng)采用冷凝技術(shù)的設(shè)備，關(guān)于安全防爆的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有GB3836、GB25285、GB25286系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣設(shè)施和非電氣設(shè)施的防爆標(biāo)準(zhǔn)。

制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備是制冷壓縮機(jī)。由于VOCs治理系統(tǒng)的處理規(guī)模要求，通常配置功率都在30-300Kw。制冷壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分有三類，全封閉壓縮機(jī)、半封閉壓縮機(jī)、開(kāi)啟式壓縮機(jī)。全封閉壓縮機(jī)由于其功率較?。ㄍǔ６荚?0HP以下），不能滿足VOCs治理系統(tǒng)的配置需求，因此，只在小型VOCs治理設(shè)備（如，加油站的油氣排放處理裝置）采用。開(kāi)啟式制冷壓縮機(jī)則由于其體積較大，也不采用。因此，半封閉制冷壓縮機(jī)成為VOCs治理系統(tǒng)冷凝工藝配置主要采用的機(jī)型。

但是，半封閉制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)，機(jī)組本身不具備防爆技術(shù)條件的要求，正確的方法是采用正壓防爆或正壓通風(fēng)防爆的方法，解決冷凝工藝配置的安全防爆措施。

國(guó)內(nèi)VOCs治理設(shè)備供應(yīng)商廠家，出于對(duì)成本的考慮，很多將半封閉制冷壓縮機(jī)（活塞式或螺桿式都有）采用“澆封”（但稱為“隔爆”）處理方法解決冷凝工藝VOCs治理系統(tǒng)設(shè)備的安全防爆方法，（對(duì)接線盒做“填充”或“澆封”處理）這樣做，首先是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作依據(jù)，其次是半封閉制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)不符合隔爆技術(shù)要求，第三是半封閉制冷壓縮機(jī)有一些附件也不是防爆設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。

安全無(wú)小事，防患于未然

從環(huán)保行業(yè)的藍(lán)海到紅?，F(xiàn)象、以及出現(xiàn)不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)和低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)的混亂背景下，產(chǎn)品需要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)行為，防止預(yù)知的技術(shù)缺陷和成本難度成為競(jìng)爭(zhēng)籌碼，誤導(dǎo)行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向、技術(shù)發(fā)展水平。

但是，從近幾年VOCs治理產(chǎn)品市場(chǎng)出現(xiàn)的情況看，一個(gè)不完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)起到負(fù)面影響、會(huì)在技術(shù)層面助推安全隱患，簡(jiǎn)單反思和分析該標(biāo)準(zhǔn)存在的缺點(diǎn)，通過(guò)“環(huán)保裝備產(chǎn)品工程后評(píng)估”活動(dòng)，對(duì)冷凝法技術(shù)的健康和安全發(fā)展，起到一定的警示和糾正作用，十分必要。

與現(xiàn)實(shí)中對(duì)冷凝法運(yùn)用及在VOCs治理系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，突出的或說(shuō)明顯的是“工況設(shè)計(jì)”和“安全設(shè)計(jì)”兩個(gè)方面：

工況設(shè)計(jì)：工況設(shè)計(jì)對(duì)于制冷設(shè)備，其制冷量（制熱量）及其對(duì)應(yīng)配置（消耗）功率都要有所要求，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7725-2004對(duì)空調(diào)的工況設(shè)計(jì)就有相對(duì)要求。而“JB/T12321-2010《冷凝式油氣回收機(jī)組》標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)“名義工況”要求，只規(guī)定了工況的溫度范疇，最低或最高在多少度之間。在實(shí)際項(xiàng)目中，行業(yè)內(nèi)一些廠家“打檫邊球”，VOCs冷凝設(shè)備只表明工況溫度，不明確制冷量（功率）指標(biāo)，于是有同樣標(biāo)稱處理能力的VOCs回收處理裝置（按m³/h），其配置的制冷壓縮機(jī)（功率）各有不同，差異很大，包括報(bào)價(jià)也差異很大。等到用戶發(fā)現(xiàn)，花大處理能力價(jià)格買(mǎi)回小處理能力產(chǎn)品時(shí)，卻找不出反駁理由，只能對(duì)廠家抱怨“你們偷工減料”，哀嘆“又上當(dāng)了”。有的廠家以“JB/T12321-2010標(biāo)準(zhǔn)”，還聲明“我們的設(shè)計(jì)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做依據(jù)”。

“安全設(shè)計(jì)”：“JB/T12321-2010”第5章第2節(jié)為“5.2安全要求”，其中第1款“5.2.1一般要求”內(nèi)容是“機(jī)組的一般安全要求應(yīng)符合GB25131的規(guī)定”；第2款“5.2.2防爆”，內(nèi)容是“機(jī)組的防爆級(jí)別為ⅡBT4.。機(jī)組應(yīng)符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3、GB3836.4、GB3836.9、GB3836.15的規(guī)定，并應(yīng)取得國(guó)家相應(yīng)檢定機(jī)構(gòu)頒發(fā)的‘防爆合格證’。”

查閱標(biāo)準(zhǔn)得知GB25131《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組安全要求》為沒(méi)有“易燃易爆危險(xiǎn)氣體”環(huán)境使用的冷水（熱泵）機(jī)組的一般要求，基本不屬于防爆環(huán)境的安全要求。

查閱標(biāo)準(zhǔn)得知GB3836.1為通用要求、GB3836.2為隔爆外殼“d”、GB3836.3為增安型“e”、GB3836.4為本質(zhì)安全型“i”、GB3836.9為澆封型“m”、GB3836.15為危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝。

“JB/T12321-2010”《冷凝式油氣回收機(jī)組》對(duì)制冷VOCs的冷凝設(shè)備（即冷凝式油氣回收設(shè)備）防爆的規(guī)定，也就明確為：防爆的型式就是“隔爆外殼”“增安型”“本質(zhì)安全型”“澆封型”了。于是，在這一款規(guī)定的誤導(dǎo)下，“油氣回收”設(shè)備的防爆措施，就成為“d”型的（隔爆外殼型）的制冷壓縮機(jī)、“e”和“i”型（增安型和本質(zhì)安全型）的儀表、“m”型的（澆封型）的壓縮機(jī)接線盒。在給上一個(gè)定義叫做“整機(jī)防爆”。

這里的問(wèn)題是：油氣回收機(jī)組絕大部分采用的是半封閉型制冷壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)的“外殼”設(shè)計(jì)，所有外殼結(jié)合處的尺寸都達(dá)不到符合“d”型條件的“隔爆結(jié)合面寬度”。而且，作為“蒸氣壓縮循環(huán)”的冷媒，有的本來(lái)就是“易燃易爆”危險(xiǎn)氣體。因此，冷凝式油氣回收機(jī)組的防爆方式絕不可以采用“隔爆外殼型”，這是JB/T12321-2015《冷凝式油氣回收機(jī)組》存在的原則性錯(cuò)誤。

行業(yè)內(nèi)對(duì)于冷凝法VOCs治理設(shè)備的安全措施為題尚未足夠重視，一些廠家之專注如何減少制造成本而忽略執(zhí)行安全防爆技術(shù)規(guī)范，個(gè)別廠家已經(jīng)發(fā)生閃爆事故燒傷現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員，那種以為目前（這些違規(guī)的所謂“防爆”方法）用在現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有發(fā)生燃燒爆炸，就是安全的僥幸心態(tài)也是十分危險(xiǎn)的隱患。呼吁行業(yè)同仁端正心態(tài)，做環(huán)保必須安全，沒(méi)有安全更沒(méi)有環(huán)保。切實(shí)重視和落實(shí)冷凝方法VOCs治理設(shè)備設(shè)施的安全防爆措施。

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