[发明专利]一种气体冷凝回收系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种气体冷凝回收系统及控制方法。气体冷凝回收系统包括一级制冷系统、二级制冷系统和回收管路系统，压力维持阀使得一级蒸发器内的蒸发温度高于0℃，一级制冷系统内流动的第一制冷剂和二级制冷系统内流动的第二制冷剂不同，使得二级蒸发器内的蒸发温度低于一级蒸发器内的蒸发温度，气体通过回收管路系统依次经过一级蒸发器和二级蒸发器，在一级蒸发器内除湿，二级蒸发器内分离出VOCs。气体冷凝回收系统通过先除湿后分离的双级制冷方式，在除去VOCs的同时能够缓解蒸发器结霜结冰现象，在结霜结冰后通过融霜管路和融冰管路进行快速节能的除霜除冰，并且在两级制冷系统之间设置蒸发冷凝器形成了复叠制冷，节省了制冷能耗。

技术领域

本发明涉及环境保护及有害气体分离处理领域，尤其涉及一种气体冷凝回收系统及控制方法。

背景技术

VOCs（volatile organic compounds）是挥发性有机物的简称，存在于多种工厂尾气、设备尾气中，对环境和人体会造成危害。目前广泛采用地回收气体中VOCs的方法之一是冷凝法，其原理是通过对包含VOCs的气体进行降温，使得气体中的VOCs结露冷凝并与其他成分分离，形成液体再回收利用。

目前市场上所用的制冷系统在运行使用过程中经常遇到容易结霜的难题。其主要原因是包含VOCs的气体成分一般比较复杂，内含一定比例的湿空气、烷类、烯烃类等多种成分。为了冷凝分离出VOCs，冷侧的温度一般需要低于-40℃，在冷却的过程中，湿空气中的水分就会在换热器（蒸发器）上结霜。冷侧的温度与进气温度的温差越大，进气的相对湿度越高，就越容易快速结霜。结霜结冰以后会增加换热器的传热热阻，降低换热效果及制冷量，使得换热器的出口温度及冷凝量达不到要求，甚至引起整个制冷系统无法正常运行，因此需要定期融霜。但是如果融霜间隔时间太短，融霜持续时间太长，则对冷凝回收过程的持续性与效果产生较大的负面影响，因此工程上通常需要两个分别独立运作的蒸发器切换投入使用，以保障冷凝过程的持续进行及冷凝温度的稳定，但是该种方法造成设备成本高，能耗也高。

基于以上所述，亟需一种气体冷凝回收系统，能够减少结霜现象和实现快速融霜，提升冷凝回收过程的持续性，并降低设备的成本和能耗。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种气体冷凝回收系统，能够长时间地持续进行气体回收，并且具有较低的设备成本与能耗标准。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体冷凝回收系统，其特征在于，包括一级制冷系统、二级制冷系统以及回收管路系统；上述一级制冷系统包含依次连接的压力维持阀、一级压缩器、冷凝器、一级节流装置、蒸发冷凝器的蒸发部和一级蒸发器组成的第一制冷剂的循环管路，上述一级蒸发器的蒸发温度为第一预设温度，上述压力维持阀被配置为使得上述第一预设温度高于0℃；上述二级制冷系统包括依次连接的二级压缩器、上述蒸发冷凝器的冷凝部、二级节流装置和二级蒸发器组成的第二制冷剂的循环管路，上述蒸发部与上述冷凝部接触并能够进行热交换，上述二级蒸发器内的蒸发温度为第二预设温度，上述第二预设温度低于上述第一预设温度；上述二级压缩器的排气端与上述二级蒸发器的进气端之间设置有融霜管路，上述融霜管路上设置有融霜电磁阀，上述融霜电磁阀用于控制上述融霜管路的通断；上述回收管路系统包括与上述一级蒸发器连通的进气管和排水管、串联管以及与上述二级蒸发器连通的出气管和排液管，上述串联管连通上述一级蒸发器与上述二级蒸发器；上述排液管上设置有融冰套管，上述二级压缩器与上述融冰套管连通形成融冰管路，上述融冰管路上设置有融冰电磁阀，上述融冰电磁阀用于控制上述融冰管路的通断。

可选地，上述一级制冷系统还包括一级油分离器，上述一级油分离器串联在上述一级压缩器和上述冷凝器之间，上述一级油分离器的第一排油口与上述一级压缩器连通。

可选地，上述一级制冷系统还包括一级储液器和一级过滤器，上述一级储液器和上述一级过滤器串联在上述冷凝器和上述一级节流装置之间。