气体冷凝工艺及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保技术，特别涉及气体冷凝工艺及设备。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着工业的发展，在石油化工、制药、仓储等领域，各种挥发性有机物在 生产、储存、运输、销售和使用等过程中挥发出较高浓度的有机蒸汽，如汽油、航空煤油等， 不但浪费资源，而且污染环境，并留下重大的火灾或爆炸隐患，特别是最近备受关注的 PM2. 5 (指大气中直径小于或等于2. 5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，完整拼写为 Particulate Matter2. 5)严重影响环境空气质量，2. 5微米以下的细颗粒物主要来自化石 燃料燃烧产生的挥发性有机物，特别是小分子的挥发性有机物如烷类，烯类，炔类等，这些 挥发性的有机物中不仅仅含有元素碳、氢、氧，有些还会含有卤素等有毒元素，严重危害身 体健康，必须加以回收。我国颁布的《储油库大气污染物排放标准》（GB20950-2007)，要求 对油气回收装置非甲烷总烃回收率3 95%，非甲烷总烃排放浓度=25g/m3,两项指标需同 时达标。
[0003] 现有技术中，通常通过以下方式处理挥发性有机物或油气：
[0004] 一，吸附：使用活性炭、高岭土等吸附挥发性有机物，然后再将挥发性有机物从活 性炭或高岭土中脱附出来，但是由于有机物易燃，这种方法有一定的安全隐患。
[0005] 二，吸收：使用水、酸或碱吸收挥发性有机物，吸收后有部分挥发性有机物转移到 水、酸或碱中，还有部分吸收不了，而且吸收后的水、酸或碱又需要进行处理后才能排放，工 序繁琐，成本较大。
[0006] 三，焚烧：直接将挥发性有机物焚烧，焚烧后产生的气体或颗粒仍会对大气造成污 染。
[0007] 四，冷凝：冷凝是现有技术中效果最好的方法，安全可靠、回收率高，在油气回收中 应用的最广泛。
[0008] USP4027495专利采用机械压缩制冷和液氮制冷组合连续冷凝的方式，第一级用水 冷将挥发性有机物的温度从环境温度下降至4°C左右，使挥发性有机物中大部分水汽凝结 为水而除去。挥发性有机物离开预冷器后进入浅冷级。机械压缩制冷可将挥发性有机物温 度冷却至一 30~一 73°C (摄氏度)，根据需要设定，可回收挥发性有机物中近一半的烃类 物质。离开浅冷的挥发性有机物进入深冷级，采用液氮可冷却至一 73°C~110°C，从而达 到冷凝分离回收的目的。但是这种方式需要至少二级压缩机才能将挥发性有机物冷凝到一 30°C~一 73°C，系统可靠性低，成本也较高，而且由于动设备(压缩机）与易燃的有机物共 存，有安全隐患。
[0009] CN101348729专利提出将油气从(λ IMpa (兆帕）压缩到(λ 5Mpa，再进行三级冷凝。 第一级油气从30°C被冷至3°C，将油气中的水分冷凝下来，油气又进第二级冷箱，从:TC冷 至-30°C，将C5以上的组分冷凝下来，第三级油气从-30°C冷至_57°C，将油气中C3组分冷 凝下来，剩余含烃小于25克每立方米的组分和空气混合气体一同排入大气。这种方式能耗 较大，也有压缩机与易燃的有机物共存的安全隐患。
[0010]目前冷凝工艺中常用的冷凝器种类有管壳式冷凝器和缠绕式冷凝器。若待冷凝的 气体与冷源温差较大时，无论是管壳式冷凝器还是缠绕式冷凝器，其换热管壁都容易结霜， 时间久后换热管会被堵住，失去冷凝功能。若对已结霜的冷凝器进行化霜，则需要用加热， 这不仅需要额外的能源，还必须先将冷凝器停止工作才能进行化霜操作，导致能够处理的 待冷凝气体的量受限。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供一种气体冷凝工艺及设备，简化了油气冷凝的处理工艺， 且无需通过额外的工艺对结霜的冷凝器进行化霜，充分利用了系统内部的能量，达到了能 量损失小，节省能源的效果。
[0012] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种气体冷凝工艺，包含以下步骤：
[0013] 将待冷凝气体依次通入串连的两个冷凝器进行冷凝，得到所述待冷凝气体的液态 或固态；
[0014] 其中，先将所述待冷凝气体通入所述两个冷凝器中的已结霜冷凝器中进行冷却， 再将经过所述已结霜冷凝器的冷却后得到的所述待冷凝气体通入所述两个冷凝器中的未 结霜冷凝器中进行冷凝。
[0015] 本发明还提供了一种气体的冷凝设备，包含：两个冷凝器和双向管道；
[0016] 所述两个冷凝器通过所述双向管道串连；
[0017] 待冷凝气体先进入所述两个冷凝器中的已结霜冷凝器，经过所述已结霜冷凝器的 冷却后，所述待冷凝气体再通过所述双向管道进入所述两个冷凝器中的未结霜冷凝器，经 过所述未结霜冷凝器的冷凝后，得到所述待冷凝气体的液态或固态。
[0018] 与现有技术相比，本发明中气体冷凝工艺是先将待冷凝气体通入串连的两个冷凝 器中的已结霜冷凝器中进行冷却，再通入未结霜冷凝器中进行冷凝，经过这两个冷凝器的 冷凝，能够将待冷凝气体中99%的成分回收，回收效率非常高，另外，由于待冷凝气体是先 进入已结霜冷凝器的，这样一方面待冷凝气体的温度能够对已结霜冷凝器进行化霜，节约 为了化霜需要额外提供的热能和时间，另一方面已结霜冷凝器也能够先将待冷凝气体预 冷，使待冷凝气体中的某些相对较高沸点成分能够在已结霜冷凝器中就被冷凝回收，还能 够防止由于温差较大，待冷凝气体在进入到未结霜冷凝器后，使未结霜冷凝器容易在短时 间内结霜，除此之外，本发明采用两个冷凝器串连的方式对待冷凝气体进行冷凝，能够防止 因为一个冷凝器结霜后被迫停止冷凝工作，提高作业效率，另外，本发明中冷凝器的换热管 可以设置的很紧凑，使整个冷凝器体积较小，成本较低。由此可见，与现有技术相比，本发 明中气体冷凝工艺及设备通过合理换热，充分利用了系统内部的能量，能量损失小，节省能 源。
[0019] 优选地，所述在将待冷凝气体依次经过串连的两个冷凝器的冷凝的步骤之前，还 包含以下步骤：
[0020] 检测所述两个冷凝器是否已结霜；
[0021] 若所述两个冷凝器中有一个冷凝器已结霜，则将所述待冷凝气体先通入已结霜冷 凝器中进行冷却，再将经过所述已结霜冷凝器的冷却后得到的所述待冷凝气体通入未结霜 冷凝器中进行冷凝，得到所述待冷凝气体的液态或固态；
[0022] 若所述的两个冷凝器均未结霜，则将所述待冷凝气体先通入所述两个冷凝器中的 任意一个冷凝器中直接进行冷凝，得到所述待冷凝气体的液态或固态。
[0023] 本发明中气体冷凝工艺在对气体进行冷凝之前可以检测两个冷凝器中哪个冷凝 器已结霜，根据冷凝器是否结霜灵活安排待冷凝气体进入两个冷凝器的先后顺序。
[0024] 优选地，在所述检测所述两个冷凝器是否已结霜的步骤中，包含以下子步骤：
[0025] 向所述两个冷凝器中通入所述待冷凝气体；
[0026] 分别测量所述两个冷凝器的进出口处所述待冷凝气体的压强差；
[0027] 若测量到的所述冷凝器的进出口处的压强差大于或等于预设值，则判定该冷凝器 已结霜。
[0028] 本发明中检测两个冷凝器是否结霜，可以直接通过测量冷凝器进出口处待冷凝气 体的压强差得知，操作简单，实现方便。
[0029] 优选地，所述在检测出所述两个冷凝器均未结霜之后，在将所述待冷