一种VOC回收系统及生物柴油生产系统
技术领域
本实用新型涉及生物柴油技术领域，具体涉及一种VOC回收系统及生物柴油生产系统。
背景技术
生物柴油是清洁的可再生能源，以大豆和油菜籽等油料作物、油棕或黄连木等油料林木果实、工程藻类等水生植物以及动物油、餐厨废油等为原料，经酯化、酯交换反应制得。生物柴油无毒性，降解性高达98％，降解速率是普通石化柴油的2倍，具有良好的环保特性；其十六烷值高，具有良好的抗爆性能；其物理性质与石化柴油非常接近，因此是优质的石化柴油代用品。
现有技术中，生物柴油生产系统包括酯化单元、酯交换单元和精制单元。在酯化及酯交换反应单元，甲醇均需要过量(甲醇添加量约占原料油重量的30％，理论消耗量为11％)，反应后分离出过量的稀甲醇溶液。稀甲醇溶液集中送至稀甲醇储罐，经过精制回收，得到质量百分数大于99％以上的甲醇，可以循环利用。然而，酯化及酯交换单元和甲醇回收精制单元中排放的含VOC(甲醇等)废气通常直接排放，导致甲醇消耗量大，甲醇的利用率低，经济性低，且VOC废气造成厂区内空气污染，对操作人员造成职业健康危害。
因此，有必要对现有的生物柴油生产系统进行改进，以克服现有技术中的上述技术缺陷。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种VOC回收系统，以解决VOC对环境造成污染，资源浪费，经济性低，生产成本高的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种VOC回收系统，包括冷凝器、空冷器、吸收塔和风机，其中：
所述冷凝器的进气口连接含VOC废气总管，排气口连接未凝气管道，所述未凝气管道连通至所述吸收塔的塔底，冷凝液从所述冷凝器的排液口排出回收；所述冷凝器的出水口连接循环水出口管道的一端，所述循环水出口管道的另一端连接所述空冷器的进水口，所述空冷器的出水口连接循环水进口管道的一端，所述循环水进口管道的另一端连接所述冷凝器的进水口；
所述吸收塔设置有吸收剂循环管路，所述吸收剂循环管路的进口端与所述吸收塔的塔底相连，出口端进入所述吸收塔的上部并连接喷淋器，所述吸收剂循环管路上设置循环泵，吸收剂通过所述循环泵打进吸收塔的上部并喷淋；所述吸收塔的塔顶连接排气管路，所述排气管路上设置有所述风机，并连接至工厂废气总管。
优选地，所述冷凝器为列管式换热器，其中循环水走管程，含VOC废气走壳程，所述冷凝器的进气口设置在所述冷凝器的上部，所述冷凝器的排液口设置在所述冷凝器的下部。
优选地，所述吸收塔的底部塔釜连接有第一补水管道和废液排出管道，所述第一补水管道来自工艺水系统，所述废液排出管道连接至与污水处理系统。
优选地，所述吸收塔的内部安装填料。
优选地，所述吸收塔的内部设置三层填料，所述吸收剂循环管路进入所述吸收塔的内部并于最上一层填料和第二层填料之间向下喷淋。
优选地，所述空冷器还连接有第二补水管道，所述第二补水管道来自工艺水系统。
根据本实用新型，所述吸收塔的底部塔釜与水槽连通，所述循环泵的入口与所述水槽连通。
优选地，所述未凝气管道包括与所述冷凝器连接的第一段管道、与所述吸收塔连接的第二段管道，及与所述第二段管道的末端连接的喇叭口，所述冷凝器排出的未凝气沿所述第一段管道出来，并从所述喇叭口进入所述第二段管道，并沿所述第二段管道进入所述吸收塔。
优选地，所述循环泵有两台，一开一备。
优选地，所述水槽具有开口。
优选地，所述吸收塔上设置有若干个观察口。
本实用新型的第二个目的在于提供一种生物柴油生产系统，包括酯化单元、酯交换单元、精制单元和上述的VOC回收系统，其中：
所述酯化单元包括：依次相连的酯化反应器、分离罐和稀甲醇储罐；所述酯交换单元包括依次相连的酯化反应器和分离罐；所述精制单元包括依次相连的精制设备和甲醇储罐，所述酯交换单元的分离罐与所述精制设备相连；所述含VOC废气总管分别与所述稀甲醇储罐的呼吸口和所述甲醇储罐的呼吸口连通。
所述精制设备可以为精馏塔或薄膜蒸发器，还可以是现有技术中的其他精制设备。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：
(1)本实用新型的VOC回收系统，能够有效回收含VOC废气中的VOC，利于循环使用，提高了系统的经济性；采用空冷器对循环水进行冷却，冷却效果好，无需设置循环水槽，减少了设备投资，且无需占用厂房空间；冷凝器结合吸收塔对冷凝器出来的不凝气体进行喷淋吸收，VOC的吸收效率高，未被回收的VOC废气通往工厂废气总管，再被输送至烟囱进行燃烧处理，使得含VOC废气处理完善，不会对厂房环境造成污染。
(2)、安装了上述VOC回收系统的生物柴油生产系统，酯化单元和精制单元产生的含甲醇的废气经过VOC回收系统回收，显著促进了甲醇的循环利用，提高了甲醇转化率，系统的经济性提高，且不会对对厂房环境造成污染。
附图说明
图1为实施例1的VOC回收系统的流程示意图。
图2为实施例2的生物柴油生产系统的流程示意图。
图中：10-冷凝器、20-空冷器、30-吸收塔、40-含VOC废气总管、50-未凝气管道、60-循环水出口管道、70-循环水进口管道、80-吸收剂循环管路、81-喷淋器、82-循环泵、90-排气管路、100-风机、110-溶剂储罐；
11-冷凝器的进气口、12-冷凝器的排液口、21-第二补水管道、31-第一补水管道、32-废液排出管道、33-填料、34-水槽、51-第一段管道、52-第二段管道、53-喇叭口；
100-VOC回收系统、200-酯化单元、300-酯交换单元、400-精馏单元。
具体实施方式
以下结合附图，以具体实施例对本实用新型的稀甲醇-酸回收精制系统做进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种VOC回收系统，包括冷凝器10、空冷器20、吸收塔30和风机100，其中：
所述冷凝器10的进气口连接含VOC废气总管40，排气口连接未凝气管道50，所述未凝气管道50连通至所述吸收塔30的塔底，冷凝液从所述冷凝器10的排液口排出至溶剂储罐110以回收溶剂；所述冷凝器10的出水口连接循环水出口管道60的一端，所述循环水出口管道60的另一端连接所述空冷器20的进水口，所述空冷器20的出水口连接循环水进口管道70的一端，所述循环水进口管道70的另一端连接所述冷凝器10的进水口。
所述吸收塔30设置有吸收剂循环管路80，所述吸收剂循环管路80的进口端与所述吸收塔30的塔底相连，出口端进入所述吸收塔30的上端并连接喷淋器81，所述吸收剂循环管路80上设置循环泵82，吸收剂通过所述循环泵82打进吸收塔30的上部并喷淋；所述吸收塔30的塔顶连接排气管路90，所述排气管路90上设置有所述风机100，并连接至工厂废气总管。
本实用新型的VOC回收系统，能够有效回收含VOC废气中的VOC，利于循环使用，提高了系统的经济性；采用空冷器对循环水进行冷却，冷却效果好，无需设置循环水槽，减少了设备投资，且无需占用厂房空间；冷凝器结合吸收塔对冷凝器出来的不凝气体进行喷淋吸收，VOC的吸收效率高，未被回收的VOC废气通往工厂废气总管，再被输送至烟囱进行燃烧处理，使得含VOC废气处理完善，不会对厂房环境造成污染。
优选地，所述冷凝器10为列管式换热器，其中循环水走管程，含VOC废气走壳程，所述冷凝器的进气口11设置在所述冷凝器10的上部，所述冷凝器的排液口12设置在所述冷凝器10的下部。上述设置，需要冷凝的介质走壳程，循环水走管程，冷凝器的换热效率高，含VOC废气的冷凝效果好，可最大限度地将VOC冷凝为溶剂回收。
优选地，所述吸收塔30的底部塔釜连接有第一补水管道31和废液排出管道32，所述第一补水管道31来自工艺水系统，所述废液排出管道32连接至与污水处理系统。
当吸收塔内吸收液循环到一定程度后，吸收液中VOC气体逐渐趋于饱和，吸收动力降低，需要排出一定量的废吸收剂至污水处理系统，同时需要补充一定量的新鲜吸收剂。通过所述废液排出管道32排出部分吸收剂，同时所述第一补水管道31补充工艺水，以提高吸收效率。
进一步优选地，所述吸收剂为碱液。可将固态的碱添加如所述吸收塔的塔釜。
优选地，所述吸收塔30的内部安装填料33。
吸收剂从吸收塔的上部喷淋而下，与吸收塔的底部上升的含VOC废气经填料层气液相逆流接触，接触面积大，吸收效率高。所述填料可采用现有技术中常规的填料。
优选地，所述吸收塔的内部设置三层填料，所述吸收剂循环管路80进入所述吸收塔30的内部并于最上一层填料和第二层填料之间向下喷淋。
优选地，所述空冷器20还连接有第二补水管道21，所述第二补水管道21来自工艺水系统。
根据本实用新型，所述吸收塔30的底部塔釜与水槽34连通，所述循环泵82的入口与所述水槽34连通。降落至吸收塔30的底部塔釜的吸收剂进入水槽34，被循环泵82打入吸收塔30的上部进行循环喷淋。
优选地，所述未凝气管道50包括与所述冷凝器连接的第一段管道51、与所述吸收塔30连接的第二段管道52，及与所述第二段管道52的末端连接的喇叭口53。所述冷凝器30排出的未凝气沿所述第一段管道51出来，并从所述喇叭口管道53进入所述第二段管道52，并沿所述第二段管道52进入所述吸收塔30。
上述设置，可确保所述未凝气顺利进入所述吸收塔内，但不会对所述冷凝器的运行产生影响，如此可确保系统的长期顺利运行。
优选地，所述循环泵82有两台，一开一备。上述设置，当其中一台循环泵出现故障需要维修时，可开启备用泵，有效确保了回收系统的长期运行，确保了回收效率。
优选地，所述水槽34具有开口。当所述吸收剂采用碱液时，可从所述开口处投入固体碱，操作十分简便。
优选地，所述吸收塔30上设置有若干个观察口(图中未示出)。通过观察口可观察吸收塔内的具体情况，便于出现不正常工况时的及时纠正操作，有效确保了回收系统的正常运行。
本实施例的VOC回收系统，风机运行使吸收塔内及与所述吸收塔相连的第二段管道52，排气管路90内均产生负压，不凝气在负压的作用下沿所述第一段管道51，经过喇叭口53、第二段管道52进入所述吸收塔30内，并从所述吸收塔30的顶部沿所述排气管路90排出至工厂废气总管。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种生物柴油生产系统，包括酯化单元200、酯交换单元300、精馏单元400和实施例1的VOC回收系统100。
所述酯化单元200包括：依次相连的一级酯化反应器、一级分离罐、二级酯化反应器、二级分离罐，和分别与所述一级分离罐和二级分离罐相连的2个稀甲醇储罐。
所述酯交换单元300包括：依次相连的酯交换反应器和酯交换分离罐。
所述精馏单元400包括依次相连的精馏塔和甲醇储罐。
所述一级分离罐和二级分离罐分别与所述酯交换反应器连接，所述酯交换分离罐与精馏塔连接。
所述含VOC废气总管分别与所述酯化单元的2个所述稀甲醇储罐的呼吸口和所述精馏单元的所述甲醇储罐的呼吸口连通。
安装了上述VOC回收系统的生物柴油生产系统，酯化单元和精馏单元产生的含甲醇的废气经过本实用新型的VOC回收系统回收，显著促进了甲醇的循环利用，提高了甲醇转化率，系统的经济性提高，且不会对对厂房环境造成污染。
本实施例中，针对生物柴油生产系统，所含有的VOC主要为甲醇，采用的吸收剂可以为纯水，也可以为碱性吸收剂。优选为碱性吸收剂。所述碱性吸收剂中，较为常规使用的是碱液，即氢氧化钠水溶液。
当然，本领域技术人员和内容理解，所述VOC回收系统还可以用于其他含VOC废气的回收。
结合图2，本实用新型的工作方式如下：酯化单元200和精馏单元400产生的含甲醇的废气汇入含VOC废气总管，通过所述冷凝器10冷凝后，被冷凝的溶剂从冷凝器的排液口12排出回收，用于循环利用。未凝气体沿所述未凝气管道50进入所述吸收塔30的塔底，并被塔顶喷淋的吸收液逆流吸收，未被吸收的废气排入烟囱。
所述冷凝器10采用循环水冷凝，循环水为闭环设置，循环水出口管道60来的循环水经过所述空冷器20冷却后，沿循环水进口管道70进入所述冷凝器10进行循环冷凝。
应用实例，含VOC废气总管的总风量为800m3/h，直径为DN200，循环水出口管道60和循环水进口管道70的直径为DN25，第一补水管道的直径为DN25，废液排出管道32的直径为DN40、第二段管道52的直径为DN200，排风管道的直径为DN200。
采用实施例2的生产系统，生产过程中排出的含VOC废气不再直接排放，而是得到回收利用，并有效处理，经济性提高，厂区无异味，生产环境得到极大改善。
本领域技术人员很容易理解，实施例1的VOC回收系统也可应用于其他生物柴油的生产系统中，同样能够实现有效回收VOC的目的。例如，部分生物柴油的生产系统中的精制单元，采用薄膜蒸发器进行薄膜蒸发脱醇替代精馏塔脱醇。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
