[0001] 本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种回收系统。

[0002] 挥发性有机物(VOCs)排放控制是大气污染防治的重要内容，与生态环境、人类健康以及经济发展息息相关。因此，有必要采取措施减少控制VOCs的排放。

[0003] 现有VOCs的末端治理可以采用销毁和回收两种技术。前者主要包括热氧化、催化氧化等；后者主要包括吸收、吸附、膜分离和冷凝。对于具有高价值的废气组分，采用销毁技
术会造成资源浪费和经济损失；吸收、吸附以及膜分离回收技术会产生二次污染以及成本
较高等问题；单一的回收技术难以满足工况复杂的工业废气。因此通常采用多种回收技术
的结合，目前冷凝法与吸附法的结合较为常用，但是传统冷凝法采用氟利昂系列作为制冷
工质，制冷温度通常在‑80℃，并且易燃易爆且具有温室效应，处理后的排放浓度依然较高；
后端的吸附法通常选择活性炭吸附，进入到活性炭吸附系统的VOCs浓度依然较高，吸附过
程存在吸附热的积聚，容易造成活性炭的自燃，具有安全隐患，并且进行脱附还需要消耗额
外能量才能完成活性炭的再生。

[0066] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0067] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0068] 在本发明的一些具体实施方案中，如图1所示，本方案提供一种回收系统，包括：输送单元10、冷凝单元、吸附单元和回收单元；输送单元10与冷凝单元连接，用于向冷凝单元
输送待处理介质；冷凝单元分别与吸附单元和回收单元连接，用于提供制冷介质，以实现待
处理介质的冷凝；其中，待处理介质进入冷凝单元进行气液分离，并分离出液态的待回收介
质；液态的待回收介质进入回收单元实现回收；其余待处理介质进入吸附单元进行吸附富
集，净化后排出至外界环境。

[0069] 详细来说，本发明提供一种回收系统，用以解决现有VOCs的末端治理技术入到活性炭吸附系统的VOCs浓度依然较高，吸附过程存在吸附热的积聚，容易造成活性炭的自燃，
具有安全隐患的缺陷，通过有效利用低温净化气携带的冷量，使得进入到吸附单元的气体
发生低温吸附，吸附容量大，避免了常温吸附较易产生的吸附热积聚现象。

[0070] 需要说明的是，通过提供能够有效回收高价值的VOCs，具有经济效益、环保效益以及社会效益。

[0071] 进一步地，本发明提供的回收系统包括低温吸附及常温脱附过程。

[0072] 在可能的实施方式中，待处理介质为废气。

[0073] 在可能的实施方式中，待处理介质为含有VOCs的高价值工业废气。

[0074] 在可能的实施方式中，本发明应用于工业领域。

[0075] 在可能的实施方式中，工业领域至少包括工业涂装、生物制药、石油化工和制冷领域等。

[0076] 在可能的实施方式中，本发明应用于VOCs末端治理领域。

[0077] 在可能的实施方式中，液态的待回收介质为液态的VOCs。

[0078] 在可能的实施方式中，本发明提供的低温冷凝‑吸附VOCs回收系统可适用于石油化工、生物制药以及工业涂装等工厂企业。

[0079] 在本发明一些可能的实施例中，冷凝单元包括：第一储罐20、第一换热器30和第一气液分离器40；回收单元包括：第二储罐50；第一储罐20与第一换热器30连接，用于存储制
冷工质，并向第一换热器30提供制冷工质；第一气液分离器40分别与第一换热器30、第二储
罐50和吸附单元连接；其中，待处理介质进入第一换热器30，并与制冷工质进行换热后，进
入第一气液分离器40进行气液分离，并分离出液态的待回收介质；液态的待回收介质进入
第二储罐50实现存储。

[0080] 具体来说，本实施例提供了一种冷凝单元和回收单元的实施方式，通过设置第一储罐20，实现了对第一换热器30进行制冷工质的提供，并且通过第一气液分离器40实现了
待处理介质的气液分离；第二储罐50则将分离的液态的待回收介质进行回收。

[0081] 在可能的实施方式中，待处理介质通过第一换热器30进行换热后，进入第一气液分离器40进行气液分离，液态的待回收介质依靠自重流入冷凝液储罐。

[0082] 在本发明一些可能的实施例中，冷凝单元还包括：第二换热器31、第三换热器32、第二气液分离器41和第三气液分离器42；第一储罐20、第一换热器30、第二换热器31和第三
换热器32依次连接；第一气液分离器40分别与第一换热器30、第二换热器31和第二储罐50
连接；第二气液分离器41分别与第二换热器31、第三换热器32述第二储罐50连接；第三气液
分离器42分别与第三换热器32、第二换热器31和第二储罐50连接；其中，待处理介质分别在
第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32内与制冷工质进行换热；换热后的待处理介
质在第一气液分离器40、第二气液分离器41和第三气液分离器42内，实现液态的待回收介
质的分离。

[0083] 具体来说，本实施例提供了另一种冷凝单元的实施方式，通过设置第二换热器31、第三换热器32、第二气液分离器41和第三气液分离器42，实现了对待处理介质的降温换热，
以及气液分离。

[0084] 在可能的实施方式中，第一换热器30为预冷换热器、第二换热器31为中冷换热器、第三换热器32为深冷换热器。

[0085] 在可能的实施方式中，液氮冷凝三级换热，预冷换热器和中冷换热器除去废气中高沸点VOCs和水分，深冷换热器的处理温度尽可能降低进入活性炭吸附罐的废气浓度。

[0086] 在可能的实施方式中，第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32采用管壳式换热器。

[0087] 在可能的实施方式中，第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32采用板翅式换热器。

[0088] 在可能的实施方式中，第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32采用板式换热器。

[0089] 在可能的实施方式中，第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32采用缠绕管式换热器。

[0090] 在可能的实施方式中，制冷工质通过第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32后，直接排入至外界环境。

[0091] 在本发明一些可能的实施例中，第三气液分离器42的一个出口端与第二换热器31的一个入口端连接；第二换热器31的一个出口端与吸附单元的入口端连接；其中，第三气液
分离器42分离的待处理介质，流经第二换热器31换热后，进入吸附单元进行吸附富集净化。

[0092] 具体来说，本实施例提供了一种第三气液分离器42和第二换热器31的实施方式，通过将第二换热器31和第三换热器32处理过的低温待处理介质引入吸附单元，实现了在吸
附单元内进行低温吸附。

[0093] 在可能的实施方式中，废气经过液氮冷凝处理后的低温废气回收部分冷量后直接进入活性炭吸附罐内进行低温吸附。

[0094] 在本发明一些可能的实施例中，第一储罐20内存储的制冷工质为液氮。

[0095] 具体来说，本实施例提供了一种制冷工质的实施方式，通过将制冷工质设置为液氮，使得处理后的低浓度待处理介质由吸附单元进行吸附浓缩，满足排放浓度限制。

[0096] 在可能的实施方式中，液氮冷凝回收技术用于处理高浓度待处理介质，制冷温度介于‑110℃至‑180℃之间，处理后的低浓度待处理介质由吸附单元吸附浓缩，满足排放浓
度限制。

[0097] 在可能的实施方式中，待液氮冷凝的为高浓度废气。

[0098] 在可能的实施方式中，理后的低浓度待处理介质由吸附单元吸附浓缩，净化后满足排放浓度限制。

[0099] 在可能的实施方式中，吸附单元吸附是为了对冷凝单元的低浓度排气进行深度净化，将其中的VOCs吸附富集，净化达标。

[0100] 在可能的实施方式中，对于脱附过程，在吸附罐中富集的VOCs被解析出产生高浓度废气，送至冷凝单元的入口。

[0101] 在可能的实施方式中，液氮经过三级换热后的接近常温的氮气用于活性炭的脱附再生以及惰性保护，多余的纯氮气并入到氮封管网。

[0102] 在可能的实施方式中，液氮经过三级换热后排出的氮气接近常温，并且无污染，可以直接并入到氮封管网或者用于系统活性炭吸附罐的脱附再生或者吹扫。

[0103] 在可能的实施方式中，第一储罐20的压力高于氮封管网压力，第一储罐20内的液氮容量根据处理废气流量和浓度进行计算确定，定期加注液氮。

[0104] 在本发明一些可能的实施例中，吸附单元包括：第一吸附罐60和第二吸附罐70；第一吸附罐60和第二吸附罐70分别与第一换热器30和第一气液分离器40连接；从第三气液分
离器42分离出的待处理介质，经第一吸附罐60和第二吸附罐70进行脱附再生，并流经第一
换热器30换热后，排出至外界环境；其中，第一吸附罐60和第二吸附罐70中的一个进行吸
附，另一个进行脱附。

[0105] 具体来说，本实施例提供了一种吸附单元的实施方式，通过将待处理介质气液分离后，将液态的待回收介质进行回收，将待处理介质进行吸附富集，净化后排出至外界环
境，避免产生污染。

[0106] 在可能的实施方式中，将脱附再生的废气重新进入到液氮冷凝单元进行冷凝回收废气中包含的VOCs，避免了脱附再生废气的污染。

[0107] 在可能的实施方式中，本发明利用低温吸附与常温吸附之间产生的吸附容量差，脱附再生时不需要额外消耗能量，只需将常温的氮气注入到活性炭吸附罐中进行复温脱附
再生。

[0108] 在可能的实施方式中，第一吸附罐60和第二吸附罐70一用一备，例如当第一吸附罐60吸附使用时，第二吸附罐70脱附再生。

[0109] 在本发明一些可能的实施例中，在第一换热器30与待处理介质换热后的制冷工质，至少部分回流至第一吸附罐60和第二吸附罐70，实现第一吸附罐60和第二吸附罐70的
脱附。

[0110] 具体来说，本实施例提供了一种第一吸附罐60和第二吸附罐70脱附的实施方式，通过将与第一换热器30换热后的制冷工质输送至第一吸附罐60和第二吸附罐70，有效利用
低温吸附与常温吸附之间产生的吸附容量差，脱附再生时不需要额外消耗能量。

[0111] 需要说明的是，本发明通过有效利用液氮经过三级换热后排出的接近常温的氮气，注入到活性炭吸附罐脱附再生时可以起到惰性保护作用，降低了活性炭的自燃以及废
气成分的闪爆。

[0112] 在可能的实施方式中，在吸附单元脱附再生时，将常温的氮气注入到活性炭吸附罐中进行复温脱附再生。

[0113] 在本发明一些可能的实施例中，第一吸附罐60和第二吸附罐70还分别与输送单元10连接；待处理介质在第一吸附罐60和第二吸附罐70内脱附后，回流至输送单元10，并与后
续待处理介质进行混合。

[0114] 具体来说，本实施例提供了另一种第一吸附罐60和第二吸附罐70的实施方式，通过将经过第一吸附罐60和第二吸附罐70脱附后的待处理介质输送回输送单元10，实现了对
输送单元10输送的待处理介质进行浓度调节，保证个环节的流量和浓度相匹配。

[0115] 在本发明一些可能的实施例中，第一吸附罐60和第二吸附罐70还分别与第一储罐20连接；第一储罐20向第一吸附罐60和第二吸附罐70内输送制冷工质，以实现冷量的补充。

[0116] 具体来说，本实施例提供了一种通过制冷工质向第一吸附罐60和第二吸附罐70输送冷量的实施方式，通过将第一吸附罐60和第二吸附罐70与第一储罐20连接，使得当吸附
床温度过高时，通过制冷工质进行冷量的补充，实现冷却。

[0117] 在可能的实施方式中，第一吸附罐60内设置有第四换热器33，第二吸附罐70内设置有第五换热器34。

[0118] 在可能的实施方式中，第四换热器33和第五换热器34采用盘管式换热器。

[0119] 在可能的实施方式中，当吸附床温度高于60℃时，第四换热器33和第五换热器34内补入液氮强制冷却。

[0120] 在可能的实施方式中，第四换热器33和第五换热器34采用管壳式换热器。

[0121] 在可能的实施方式中，第四换热器33和第五换热器34采用板翅式换热器。

[0122] 在可能的实施方式中，第四换热器33和第五换热器34采用管翅式换热器。

[0123] 在本发明一些可能的实施例中，第一吸附罐60和第二吸附罐70为活性炭吸附罐。

[0124] 具体来说，本实施例提供了又一种第一吸附罐60和第二吸附罐70的实施方式，将第一吸附罐60和第二吸附罐70内的活性吸附剂设置为活性炭，实现了充分冷凝回收废气中
的VOCs，气化后的氮气被充分利用冷量后实现常温排放。

[0125] 在可能的实施方式中，第一吸附罐60和第二吸附罐70内的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维等物质。

[0126] 需要说明的是，现有复合机械冷凝和活性炭吸附的回收技术，前端冷凝法制冷温度较高，排放浓度较高，导致后端的活性炭吸附法负荷过高；采用的制冷工质是氟利昂系
列，具有易燃易爆以及温室效应的特点。此外，活性炭吸附具有吸附热积聚、脱附需要额外
消耗能量的不足。

[0127] 因此，发明通过利用液氮冷凝的方式获得‑180℃左右的低温，可以充分冷凝回收废气中的VOCs，气化后的氮气被充分利用冷量后实现常温排放，由于采用间壁式换热器，氮
气不受污染，可以直接并入到厂区的氮封管网或者用于系统的吹扫或者用于活性炭系统的
脱附再生；系统通过冷量的梯级利用，利用部分冷量，使得进入到活性炭吸附床的废气温度
依然较低，从而实现活性炭的低温吸附。

[0128] 在可能的实施方式中，还包括：第一阀体80，第一阀体80设置于第二储罐50和第三换热器32之间，以实现对制冷工质流入第一换热器30、第二换热器31和第三换热器32的流
量调节。

[0129] 在可能的实施方式中，还包括：第二阀体81，第二阀体81设置于第一储罐20和吸附单元之间，实现对第一储罐20向吸附单元提供制冷工质流量的调节。

[0130] 在可能的实施方式中，还包括：第三阀体82，第四阀体83和第五阀体84，第三阀体82设置于第一吸附罐60的入口端和第二换热器31的出口端之间，第四阀体83设置于第一吸
附罐60的入口端和第一储罐20的出口端之间，第五阀体84设置于第一吸附罐60的出口端与
第一换热器30的入口端之间。

[0131] 在可能的实施方式中，还包括：第六阀体85，第七阀体86和第八阀体87，第六阀体85设置于第二吸附罐70的入口端和第二换热器31的出口端之间，第七阀体86设置于第二吸
附罐70的入口端和第一储罐20的出口端之间，第八阀体87设置于第二吸附罐70的出口端与
第一换热器30的入口端之间。

[0132] 在可能的实施方式中，还包括：第九阀体88，第九阀体88设置于第一换热器30出口端与第一吸附罐60入口端之间，以实现对常温氮气流入第一吸附罐60流量的调节。

[0133] 在可能的实施方式中，还包括：第十阀体89，第九阀体88设置于第一换热器30出口端与第二吸附罐70入口端之间，以实现对常温氮气流入第二吸附罐70流量的调节。

[0134] 在可能的实施方式中，还包括：第十一阀体90，第十一阀体90设置于第一吸附罐60与输送单元10之间，以实现从第一吸附罐60内脱附后的待处理介质进入输送单元10，实现
混合。

[0135] 在可能的实施方式中，还包括：第十二阀体91，第十二阀体91设置于第二吸附罐70与输送单元10之间，以实现从第二吸附罐70内脱附后的待处理介质进入输送单元10，实现
混合。

[0136] 在可能的实施方式中，第一吸附罐60进行吸附时，第三阀体82和第五阀体84打开，第九阀体88和第十一阀体90关闭，第四阀体83根据第一吸附罐60的温度进行调节开度，一
般处于常闭状态，低温废气在第一吸附罐60中完成低温吸附后进入第一换热器30的管程，
最终达标排放至大气。

[0137] 在可能的实施方式中，第一吸附罐60进行吸附时，第二吸附罐70进行脱附，第六阀体85和第八阀体87关闭，第十阀体89和第十二阀体91打开，第四阀体83根据第二吸附罐70
的温度进行调节开度，一般处于常闭状态，接近常温的氮气从第一换热器30排出后回流至
第二吸附罐70，脱附后的废气重新进入到输送单元10，继而被液氮冷凝。

[0138] 在可能的实施方式中，相似的，当第一吸附罐60进行脱附，第二吸附罐70进行吸附时，相关阀体进行开闭的相反设置，实现脱附和吸附。

[0139] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领
域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

[0140] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“方式”、“具体方式”、或“一些方式”等的描述意指结合该实施例或方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性
表述不必须针对的是相同的实施例或方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可
以在任一个或多个实施例或方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领
域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或方式以及不同实施例或方式的特征
进行结合和组合。

[0141] 最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方
案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在
本发明的权利要求范围中。