VOC低溫冷凝回收技術Cryo-Condap?
空氣產品公司的Cryo-Condap系統采用液氮來冷凝或冷凍揮發性有機化合物(VOC)蒸氣，然后將冷凝下來的液滴和冷凍下來的顆粒從工藝尾氣中除去，從而可將符合環境法規要求的清潔尾氣排放到大氣中。該技術不僅幫助客戶將VOC排放量降低到可接受的法規要求水平以下，以滿足最嚴厲和最嚴格的環保法規，而且還能幾乎100％地回收大多數溶劑，并再利用于工藝流程中。此外，在溶劑回收過程中，液態氮化為氣態氮，可再利用于其他應用，例如吹掃、覆蓋、加壓和產品轉移，從而減少運營成本。
空氣產品公司與HercoKühlteknik公司的合作已超過35年。早于1979年便已聯手開發出第一臺Cryo-Condap產品，用于錄像帶生產中的溶劑回收。此后，空氣產品公司與Herco公司獨家合作，設計并制造Cryo-Condap系統，并在全球各行各業積累了豐富的溶劑回收經驗。至今，全球運行中的裝置已有130多套。
客戶
我們的客戶是英國的一家跨國制藥、生物制劑、疫苗和消費類醫療保健品公司。截至2014年3月，他們已成為世界第六大制藥公司，緊隨強生、諾華、羅氏、輝瑞和賽諾菲之后(根據截止2013年的營業額)。
化學和制藥行業的眾多制造商，在某些生產工藝中會使用溶劑或揮發性有機化合物(VOC)。有機溶劑作為一類常規化學品，在大量工業流程中使用。它可充當化學反應的介質，并將需要的產物與不需要的產物分開，以最大程度地提高藥物純度，因此是藥品生產的必需品。隨著環保法規的日益嚴格，這家跨國醫療保健品公司購買了空氣產品公司的Cryo-Condap新型排放控制系統，旨在從工藝尾氣中以將近100％的比例回收VOC組分。裝置設計緊湊，不僅能夠以低氣體流量回收最復雜的VOC，還具有非常高的適應性，可以在不同的冷凍溫度和濃度下回收不同的VOC組分。
VOC：排放挑戰
新法律和日益嚴格的環保法規驅使更低的VOC排放要求。1997年，聯合國環境經濟理事會同意在2002年之前將全球VOC排放量減少30％。歐盟溶劑排放指令(1999/13/EC)于1999年生效，旨在減少某些工藝和工業設施中VOC的排放。該指令的總體目標是促使成員國將其VOC排放量在1990年排放量的基礎上減少57％。目的是減少VOC對人類健康和環境的破壞性影響。許多此類物質是致癌物質，也是形成光化學煙霧的主要原因。
英國的環境保護法針對包括諸如單體和有機溶劑在內的
VOC，設定了嚴格的排放限值。容許排放量因每種VOC的來源和性質而異，以三氯乙烯(TCE)(一種常規溶劑)為例，它的允許排放值為20mg/m3。
需要處理VOC的制造商不得不認真考慮如何應對這些新的和日益嚴格的規定。傳統的排放控制技術包括活性炭吸附和各種焚燒方法。
從尾氣流中除去VOC的最潔凈方法是采用液氮冷凝。空氣
產品公司的Cryo-Condap工藝采用專利技術去除VOC，以滿足20mg/m3的排放水平，同時能夠克服許多傳統控制排放方法的局限性。Cryo-Condap可完全定制化以消除大部分VOC，可適應大多數工藝類型。
空氣產品公司高級應用專家IdokoOchuma博士表示:“隨著歐盟溶劑排放指令(1999/13/EC)的執行，溶劑的低溫冷凝回收方法一夜之間變得意義非凡。”
該跨國醫療保健品公司面臨的環保法規的挑戰是：這家從事藥物、疫苗和消費類醫療保健品研發的跨國醫療保健品公司在150多個國家運營業務，在36個國家建立了84個生產設施，在英國、西班牙、比利時和中國擁有大型研發中心。該公司是制造外用抗生素的世界領先企業。在他們的工藝流程中有一步驟會排放乙酸甲酯和甲醇(VOC)。為了遵守環境署法規，他們必需要控制排放到大氣中的乙酸甲酯和甲醇濃度。
跨國醫療保健品公司顧問，PM集團項目經理AndrewGoss指出：
“雖然生產設施目前已達到其法律許可要求，但環境署仍要求他們采用最佳可行技術(Best AvailableTechnology,BAT)以減少此藥物生產工藝中的排放。該工藝分批運行，且有多條排放管線，因此會產生短時間高濃度的排放模式，同時其粉末干燥工藝會出現時間長而濃度緩慢減小的排放模式。這種復雜的排放模式，加上愈加嚴苛的排放標準，使傳統的處理技術不具備優勢。”
空氣產品公司和HercoKühlteknik公司的合作已超過35年。早于1979年便已共同開發出第一臺Cryo-Condap產品，用于錄像帶生產中的溶劑回收。此后，空氣產品公司與Herco公司獨家合作，設計和制造Cryo-Condap系統，在全球各行各業積累了豐富的溶劑回收經驗。
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用于VOC回收的Cryo-Condap技術。一個處理能力達255m3/h的Cryo-Condap裝置，配備冗余低溫冷凝器(一備一用)。
為什么是冷凝？
Cryo-Condap低溫VOC回收和減排系統由Herco公司負責工藝設計和制造，通過空氣產品公司供應給客戶。它綜合利用液氮的冷能和氮氣的惰性性質，使系統運行成本得以優化。Cryo-Condap裝置為模塊化、撬裝設計，易于安裝，運行成本低，性能卓越。
液氮的沸點為-196℃，是一種完美的深冷介質，幾乎可完全回收大部分VOC。其溶劑回收性能通常高于99.9％，從而使排放濃度足夠低以滿足最嚴格的環保標準
Cryo-Condap低溫冷凝技術工作原理
Cryo-Condap是空氣產品公司的專利技術，用于溶劑和VOC回收。該系統采用專利設計的熱交換器，液氮以間接換熱方式對工藝尾氣進行冷卻。隨著溫度的下降，工藝尾氣攜帶VOC蒸氣的能力也隨之而下降。VOC組分凝結成液滴或凍結成顆粒，隨后從工藝尾氣中分離出來，符合環境法規要求的工藝尾氣即可排放到大氣中。回收的VOC組分通常可重復使用，而這一點對吸附系統來說難以實現，對焚燒爐或催化氧化器來說更是無法實現。另一個有助于將成本降至最低的因素是氮氣的再利用。處理VOC的工廠通常采用氮氣來吹掃或氮封管道和儲罐，而從Cryo-Condap工藝中回收的氮氣相當于免費使用。在某些情況下，回收效益可能超過控制成本。
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空氣產品公司是一家全球領先的工業氣體，相關技術和服務的供應商，擁有超過50年的工業深冷經驗，并在全球范圍內安裝了130多套Cryo-Condap系統。
設計和安裝
生產工藝中所排放的乙酸甲酯和甲醇需要回收，以滿足最嚴格的英國環境署法規要求。
空氣產品公司高級應用專家IdokoOchuma博士表示：
“我們通過Cryo-Condap低溫冷凝系統冷凝乙酸甲酯和甲醇來解決這一問題。該系統的關鍵部件是空氣產品公司擁有專利的熱交換器，并在熱交換器周圍配備輔助裝置和控制單元，以降低系統能耗，提供精確控溫能力”。
該跨國醫療保健品公司完成了一項問卷調查，并向空氣產品公司提供了乙酸甲酯和甲醇回收工藝的性能規范。
跨國醫療保健品公司顧問，PM集團項目經理AndrewGoss表示：
“在我們第一次見面時，Herco公司便帶來了定制方案，該方案已經達到大部分設計要求。在之后的幾個月，我們對該設計進行了改善，經過HAZOP和SIL評測，提出了額外的設計要求。由于輸入的工藝氣體無法除去水分，使得水分可能凍結在低溫冷凝器表面，因此必須設計出相關功能，以確保設備在不運行期間可解凍。”
Cryo-Condap的基本工藝
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總體流程：
Cryo-Condap工藝在專利的低溫冷凝器中采用液氮來處理含有VOC的工藝尾氣。
預冷卻：
首先通過可用的冷卻液或機械制冷系統來預冷VOC氣流，以冷凝大部分VOC和水分。
能量回收：
利用低溫冷凝器中的低溫尾氣進一步預冷卻進入的VOC氣流。低溫冷凝：調節液氮的流量，以控制低溫冷凝器內部的溫度，低溫冷凝器將
VOC氣流冷卻至所需的溫度，以確保符合規范。
VOC回收：
冷凝的VOC通過氣滴分離器得到分離，并收集在緩沖罐中，以便泵送和再利用。
氮氣回收：
液氮在該過程中完全蒸發，并作為潔凈的氮氣排出系統，可再回收使用于其他應用中。
結果
跨國醫療保健品公司顧問，PM集團項目經理AndrewGoss表示：
“最終，我們減少了溶劑排放，兌現了向環境署作出減少該工藝中溶劑排放量的承諾。該設備投入運行后，我們成功地回收了本會排放到大氣中的溶劑。”
空氣產品公司了解環保法規對企業所帶來的影響，這就是我們開發出Cryo-Condap技術的原因。我們不僅幫助企業達到全世界最嚴格的法規，還幫助他們提高工藝流程效率。
空氣產品公司的Cryo-Condap系統與傳統方式的比較
空氣產品公司的Cryo-Condap系統的主要優勢在于與生俱來的靈活性和高度定制化，它可以滿足客戶的特定需求，并配合客戶工藝流程的特性與要求。
跨國醫療保健品公司顧問，PM集團項目經理AndrewGoss表示：
“Cryo-Condap系統擁有一個制冷劑‘冷槽’，能夠應對批次生產工藝中的常見情況，即頻繁啟停和波動的排放狀況，這是該系統的主要優勢。它不會導致過度冷卻或冷卻不足，而這種問題在采用工藝尾氣與液氮進行直接換熱的換熱器系統中非常常見。另一個優點是該系統能夠定制，以適用于不同的尾氣流量和溶劑組分及負荷。”
空氣產品公司高級應用專家IdokoOchuma博士表示：
“Cryo-Condap系統的另一個好處是可以回收溶劑并再循環使用。”
結論
跨國醫療保健品公司顧問，PM集團項目經理AndrewGoss總結道：
“以前的工藝采用乙二醇冷凝器來除去溶劑。雖然此類冷凝器能夠處理大部分溶劑，但仍然會排放廢氣。采用Cryo-Condap系統后，我們能夠從工藝尾氣中除去更多的溶劑。”
空氣產品公司高級應用專家IdokoOchuma博士總結道：
“隨著溶劑排放的法規日益嚴格，行業越來越迫切地需要減少排放，以達到或超越排放目標，并在未來持續如此。”
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