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5月5日上午，在“第五屆重點行業(yè)有機廢氣(VOCs)污染治理及監(jiān)測技術交流會”的開放討論日活動中，開場嘉賓原中國石化上海高橋石油化工有限公司系統(tǒng)工作過的VOCs治理行業(yè)工作者鄒松林針對冷凝技術圍繞工藝原理、主要配置、適用范圍、工藝定位、存在的問題及完善目標等幾個方面分享了自己的工作經驗。

下面內容根據(jù)鄒松林演講整理：

認識冷凝法、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性質參數(shù)，采用烴類物質在不同溫度下的蒸汽壓差異，通過降溫將油氣的熱量置換出來，使油氣中一些烴類蒸汽壓達到過飽和狀態(tài)，過飽和油氣組分產生相變，從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，得到液態(tài)汽油。冷凝法的特點主要是：工藝原理簡單；一次性工藝就完成對油氣的回收利用的唯一方法，而且能夠見到可以計量的回收汽油�？芍庇^的看到液態(tài)的回收油品；安全性高；自動化水平高。

三段冷凝系統(tǒng)中，設置分段冷凝的換熱器，由前置級、第1級淺冷級、第2級中冷級和第3級深冷級組成。前置級將第3級深冷級冷凝后的余氣冷量與進入油氣回收處理裝置的常溫油氣進行熱量交換，使油氣降低5～10℃左右。第1級淺冷級，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級中冷級，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級深冷級，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，效率可達到95%。

根據(jù)介質理化參數(shù)考量，冷凝法油氣回收通常采用三級或四級冷凝，目前采用冷凝法的油氣回收廠家對三段工況溫度點的設置也不盡相同。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，增加第四段的有-100℃、-110℃、-120℃等等。

國內油氣回收采用冷凝工藝方法的，主要有機械制冷（壓縮制冷）、膨脹制冷（透平機制冷），還有較新的液氮制冷技術。

隨著環(huán)保排放指標要求越來越嚴厲，VOCs治理設備尾氣排放限值提高到“mg/m³”級，國家標準還規(guī)定了64種有機特征污染物的排放限值，好幾種有機特征污染物的排放限值低到0.05mg/m³，治理技術的難度越來越大，特別是對冷凝技術的挑戰(zhàn)更大。單一的冷凝技術要想達到排放限值，需要將工況溫度設計到深低溫，相應的配置能耗會更大。一方面，做冷凝技術的企業(yè)開始尋求能夠實現(xiàn)達標排放的與其他工藝的組合技術，另一方面，許多用戶考慮到所排放的VOCs流量不大濃度高，對具有回收價值的有機污染物仍然希望能夠加以回收利用，提出了以“冷凝技術做預處理”的要求。

對冷凝技術和配置的定位：作為VOCs治理系統(tǒng)的預處理設備。先將排放的揮發(fā)性有機物冷凝液化回收，回收量也解決治理設備運行能耗費用（電費），再與其他技術組合，滿足環(huán)保對治理措施和處理效率越來越高的要求（≥97%）和越來越嚴厲的排放限值。

客觀認識存在問題、切實重視安全防爆

冷凝工藝在行業(yè)行為中主要存在的問題，主要有這么三個：第一個就是設計負荷無標準，第二個就是關鍵配置有缺陷，第三個是防爆措施違規(guī)范。

1.設計負荷無標準

一個普遍現(xiàn)象是，同樣的采用冷凝工藝（或冷凝+吸附組合工藝）、同一個項目、同一個處理規(guī)模（VOCs流量或油氣排放流量，m³/h），不同廠家競標或提供技術方案，所配置的制冷壓縮機機組的型號和功率（甚至壓縮機臺數(shù)），卻有不一樣。還有分段冷凝的工況溫度設置，有的廠家設置為3℃、-35℃、-75℃，有的廠家設置為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，有的廠家的設備的配置功率只有30Kw左右，而有的廠家的設備的配置功率有50Kw左右。等等，其原因就是工況設計缺乏統(tǒng)一技術規(guī)范和考核標準（注，不是尾氣排放標準）。

2.關鍵配置有缺陷

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

二是關鍵配置不完善：冷凝換熱器（相對于制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器）是降低VOCs廢氣溫度，實現(xiàn)冷凝回收的關鍵配置，配置的結構形式經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”問題是壓降大（影響治理系統(tǒng)的正常運行）、有積液（導致結冰脹壞換熱器）、回油差（導致冷凍機油不能正常返回壓縮機曲軸箱而干摩擦損壞）等等，還有的不耐腐蝕的問題。

三是缺乏“能效比”等考核基數(shù)指標，對同類產品難以比較和評價。

3.防爆措施違規(guī)范

涉及到VOCs治理系統(tǒng)采用冷凝技術的設備，關于安全防爆的相關技術標準有GB3836、GB25285、GB25286系列國家標準，包括電氣設施和非電氣設施的防爆標準。

制冷系統(tǒng)的主要設備是制冷壓縮機。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。制冷壓縮機按結構分有三類，全封閉壓縮機、半封閉壓縮機、開啟式壓縮機。全封閉壓縮機由于其功率較�。ㄍǔ６荚�10HP以下），不能滿足VOCs治理系統(tǒng)的配置需求，因此，只在小型VOCs治理設備（如，加油站的油氣排放處理裝置）采用。開啟式制冷壓縮機則由于其體積較大，也不采用。因此，半封閉制冷壓縮機成為VOCs治理系統(tǒng)冷凝工藝配置主要采用的機型。

但是，半封閉制冷壓縮機的設計，機組本身不具備防爆技術條件的要求，正確的方法是采用正壓防爆或正壓通風防爆的方法，解決冷凝工藝配置的安全防爆措施。

國內VOCs治理設備供應商廠家，出于對成本的考慮，很多將半封閉制冷壓縮機（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)設備的安全防爆方法，（對接線盒做“填充”或“澆封”處理）這樣做，首先是沒有標準規(guī)范作依據(jù)，其次是半封閉制冷壓縮機的結構不符合隔爆技術要求，第三是半封閉制冷壓縮機有一些附件也不是防爆設計的產品。

安全無小事，防患于未然

從環(huán)保行業(yè)的藍海到紅海現(xiàn)象、以及出現(xiàn)不正當競爭和低價惡性競爭的混亂背景下，產品需要技術標準，規(guī)范行業(yè)行為，防止預知的技術缺陷和成本難度成為競爭籌碼，誤導行業(yè)技術發(fā)展方向、技術發(fā)展水平。

但是，從近幾年VOCs治理產品市場出現(xiàn)的情況看，一個不完善的技術標準，會對行業(yè)競爭起到負面影響、會在技術層面助推安全隱患，簡單反思和分析該標準存在的缺點，通過“環(huán)保裝備產品工程后評估”活動，對冷凝法技術的健康和安全發(fā)展，起到一定的警示和糾正作用，十分必要。

與現(xiàn)實中對冷凝法運用及在VOCs治理系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，突出的或說明顯的是“工況設計”和“安全設計”兩個方面：

工況設計：工況設計對于制冷設備，其制冷量（制熱量）及其對應配置（消耗）功率都要有所要求，如國家標準GB/T7725-2004對空調的工況設計就有相對要求。而“JB/T12321-2010《冷凝式油氣回收機組》標準”對“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。在實際項目中，行業(yè)內一些廠家“打檫邊球”，VOCs冷凝設備只表明工況溫度，不明確制冷量（功率）指標，于是有同樣標稱處理能力的VOCs回收處理裝置（按m³/h），其配置的制冷壓縮機（功率）各有不同，差異很大，包括報價也差異很大。等到用戶發(fā)現(xiàn)，花大處理能力價格買回小處理能力產品時，卻找不出反駁理由，只能對廠家抱怨“你們偷工減料”，哀嘆“又上當了”。有的廠家以“JB/T12321-2010標準”，還聲明“我們的設計有行業(yè)標準做依據(jù)”。

“安全設計”：“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”內容是“機組的一般安全要求應符合GB25131的規(guī)定”；第2款“5.2.2防爆”，內容是“機組的防爆級別為ⅡBT4.。機組應符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3、GB3836.4、GB3836.9、GB3836.15的規(guī)定，并應取得國家相應檢定機構頒發(fā)的‘防爆合格證’。”

查閱標準得知GB25131《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組安全要求》為沒有“易燃易爆危險氣體”環(huán)境使用的冷水（熱泵）機組的一般要求，基本不屬于防爆環(huán)境的安全要求。

查閱標準得知GB3836.1為通用要求、GB3836.2為隔爆外殼“d”、GB3836.3為增安型“e”、GB3836.4為本質安全型“i”、GB3836.9為澆封型“m”、GB3836.15為危險場所電氣安裝。

“JB/T12321-2010”《冷凝式油氣回收機組》對制冷VOCs的冷凝設備（即冷凝式油氣回收設備）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”“本質安全型”“澆封型”了。于是，在這一款規(guī)定的誤導下，“油氣回收”設備的防爆措施，就成為“d”型的（隔爆外殼型）的制冷壓縮機、“e”和“i”型（增安型和本質安全型）的儀表、“m”型的（澆封型）的壓縮機接線盒。在給上一個定義叫做“整機防爆”。

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

行業(yè)內對于冷凝法VOCs治理設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)行安全防爆技術規(guī)范，個別廠家已經發(fā)生閃爆事故燒傷現(xiàn)場調試人員，那種以為目前（這些違規(guī)的所謂“防爆”方法）用在現(xiàn)場并沒有發(fā)生燃燒爆炸，就是安全的僥幸心態(tài)也是十分危險的隱患。呼吁行業(yè)同仁端正心態(tài)，做環(huán)保必須安全，沒有安全更沒有環(huán)保。切實重視和落實冷凝方法VOCs治理設備設施的安全防爆措施。

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