一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置和油气回收方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置和油气回收方法，包括油气进口、第一阀组、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和吹扫阀组并联连接组成；所述吹扫阀组、吸附罐组、真空阀组、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接；所述吸附罐组内充填有固液相变蓄能物质。

【技术实现步骤摘要】
一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置和油气回收方法
本专利技术涉及油气回收
，特别涉及一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置和油气回收方法。
技术介绍
油气是一种VOC(VolatileOrganicCompounds，挥发性有机化合物)气体，一般是含有挥发性有机气体和大量不凝性气体的混合物。现有的主流油气回收处理工艺的技术方法，一般为冷凝+吸附工艺、压缩冷凝+膜+吸附工艺、吸附+吸收工艺等。1、冷凝+吸附工艺，由于油气进入吸附系统之前，需要先冷凝，降低了进入吸附系统的温度和浓度，控制了吸附温升，但是，直接对油气降温需要使油气中的挥发性有机气体和不凝性气体未分开时相变，此时挥发性有机气体的分压力非常低，对应地，挥发性有机气体的相变温度点很低，只有降低冷凝温度才能使其相变，比如通常的用于汽油油气的冷凝+吸附工艺，其设计温度为-75℃。冷凝+吸附工艺还对不凝性气体以及不凝性气体中可能的水分相变等提供低温冷量，做了无用功。吸附分离的高浓度油气，引入装置入口与新鲜油气混合，略微提高了进入冷凝系统的挥发性有机气体的分压力，使油气冷凝。但是这样白白浪费了吸附系统的分离作用(脱附出的高浓度油气又在系统入口被新鲜油气稀释)，使脱附气再次循环增加了冷凝和吸附两个系统的负担，再次增大了能耗。2、压缩冷凝+膜+吸附工艺，通过对油气的压缩使油气中挥发性有机物的分压力升高，从而提高其冷凝相变的温度点，再通过膜及活性炭等的分离作用，使分离的高浓度油气返回入口与进口气体混合继续压缩冷凝，同样地，已分离的油气被再次引入入口与新鲜油气混合，降低了脱附出的高浓度油气的分压力，从而使装置能耗上升，投资加大。3、吸附+吸收工艺，较好地解决了以上两种工艺分离气再次循环，引起脱附气稀释，而造成能耗增加的缺点。通过把脱附气直接脱出，直接用吸收剂吸收，未被完全吸收的部分油气再与入口新鲜油气混合再次循环处理，这就极大地降低了设备的整体能耗，但若采用与油气不同物质的高效吸收剂时，又引入了新的物质——吸收剂，又牵涉吸收剂的分离再生问题，使问题复杂化。故，目前运行装置多是采用同物质吸收，如汽油油气吸附+吸收回收装置，采用活性炭吸附，油库储罐引过来的冷汽油吸收的工艺。由于汽油油气的浓度非常高，活性炭吸附汽油时会散发大量的吸附热，特别是在大方量油气回收中需要填埋较多活性炭时，由于活性炭的热导率非常差，非常容易造成活性炭局部过热，带来巨大的安全隐患。此外，汽油的吸收效率非常低，需要大量新鲜冷汽油作为吸收剂，而且一般油气回收处理装置都装在装卸油区，离油库储罐区较远，这种工艺将增加吸收剂循环系统的投资，且必须现场安装调试，不能工厂标准化组装成标准设备。除以上工艺外，现有最接近本专利技术的油气回收方法是，中国专利技术专利CN201110090661中提到的一种吸附+冷凝的工艺，此工艺从大思想上解决了冷凝+吸附等类似工艺的能耗问题，又解决了吸附+吸收工艺的吸收剂导致设备成本增加等问题。但是该工艺吹扫时引入了新物质——加热的氮气，浪费了热能和氮气资源；另外，该专利并未考虑吸附时产生的巨大吸附热造成吸附剂和吸附质升温，可能带来安全隐患的问题；而且该工艺只是针对如其专利中的提到的甲苯和空气的混合气等相变温度较高的特殊的单组分油气，这些单组分物质的相变温度高，对能耗不敏感。对于汽油油气等需要低温下的较大相变负荷的混合物油气，是完全无法采用此工艺的。由于真空泵的实际抽气流量并不是恒定值，在真空泵的起始抽气阶段，其排气量非常大，抽出的需相变的油气较多，此时需要的“冷负荷”很大，采用专利CN201110090661时将无法保证其制冷温度，从而导致大量未相变油气再次循环进入吸附系统。如以1000Nm3/h的汽油油气采用吸附法回收来说，其干式真空泵的配置达到1500～2000Nm3/h，也就是说，在启动瞬间其高浓度油气达到1500～2000Nm3/h，这么大的油气流量其冷凝相变负荷是非常巨大的，经过HYSYS模拟计算，其值近700KW，远大于采用冷凝+吸附工艺的油气回收设备的能耗。若采用变频控制真空泵实际流量，则为了满足在10～20分钟内脱附完成的工艺要求，干式真空泵需要增加几个数量级才能达到此速率要求，造成干式真空泵的投资剧增。为了防止吸附的超温，有通过在活性炭吸附罐内增加冷却盘管来带走吸附热的设计，如专利CN201020252215，在吸附罐内增加了冷却盘管，通过冷凝下来的冷汽油循环进入吸附罐，带走吸附热。这无疑会增加投资，增加系统复杂程度。另一方面，活性炭吸附油气后，一般采用真空再生工艺使活性炭再生，再生时，由于吸附油气的挥发使吸附剂降温，温度降低造成油气脱附困难。更严重的是，对于苯等一些高熔点物质，脱附时由于蒸发吸热，可能使温度降低至苯等高熔点物质的冰点，吸附质在活性炭微孔内结晶，造成活性炭微孔的破坏，使活性炭“中毒”失效，故此，脱附时，常常需要引入加热的空气或氮气，以避免吸附质的结晶，使再生得以顺利完成，如专利CN201110090661靠引入60～80℃的氮气使脱附彻底，这无疑增大了能耗，也增加了运行费用。本专利技术的方案便是针对上述问题对现有油气回收装置和方法进行的改进。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置和油气回收方法，具有工艺简单、设备紧凑、能耗较小、运行成本低、操作费用低、投资回报周期短、占地面积小、油气排放浓度远远小于国家标准的无二次污染且回收收益好的特点。为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，包括油气进口、第一阀组、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和吹扫阀组并联连接组成；所述吹扫阀组、吸附罐组、真空阀组、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接；所述吸附罐组内充填有固液相变蓄能物质。进一步的，所述吸附罐组包括并联连接的左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和右吸附罐内部对应设置有呈中空结构的左换热管和右换热管，所述左换热管和右换热管内均充填有固液相变蓄能物质。进一步的，所述进气阀组由进油气左阀门和进油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述真空阀组由真空左阀门和真空右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述排气阀组由出油气左阀门和出油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。进一步的，所述吹扫阀组为一平衡吹扫阀门，所述平衡吹扫阀门的两端分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。进一步的，还包括除霜排气左阀门，所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气。进一步的，还包括除霜排气右阀门，所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，包括油气进口、第一阀组、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和吹扫阀组并联连接组成；所述吹扫阀组、吸附罐组、真空阀组、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接；所述吸附罐组内充填有固液相变蓄能物质。

【技术特征摘要】
1.一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，包括油气进口、第一阀组、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和吹扫阀组并联连接组成；所述吹扫阀组、吸附罐组、真空阀组、真空泵组、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接；所述吸附罐组内充填有固液相变蓄能物质。2.如权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述吸附罐组包括并联连接的左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和右吸附罐内部对应设置有呈中空结构的左换热管和右换热管，所述左换热管和右换热管内均充填有固液相变蓄能物质。3.如权利要求2所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述进气阀组由进油气左阀门和进油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述真空阀组由真空左阀门和真空右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述排气阀组由出油气左阀门和出油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。4.如权利要求3所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述吹扫阀组为一平衡吹扫阀门，所述平衡吹扫阀门的两端分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。5.如权利要求4所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气左阀门，所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气。6.如权利要求4所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气右阀门，所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。7.如权利要求4所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气左阀门和除霜排气右阀门，其中：所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气；所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。8.如权利要求3所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述吹扫阀组由平衡吹扫阀门和除霜排气阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接；所述平衡吹扫阀门和除霜排气阀门之间开设有一解析气入口，用于将外界洁净气和/或氮气通过所述平衡吹扫阀门和除霜排气阀门分别引入所述左吸附罐和右吸附罐中。9.如权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括一级制冷机组，所述一级制冷机组通过密闭管线连接于所述一级油气冷凝器的两端，用于提供所述一级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-20～+30℃。10.如权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括载冷系统，所述载冷系统提供低温载冷剂并通过密闭管线连接于所述二级油气冷凝器的两端，用于提供所述二级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-50～-20℃。11.如权利要求10所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述载冷系统包括依次连接的蓄冷箱、载冷剂循环泵和二级制冷机组，其中：所述蓄冷箱的出口与所述载冷剂循环泵的入口相连，所述载冷剂循环泵的出口与所述二级制冷机组中的蒸发器入口相连，所述二级制冷机组中的蒸发器出口与所述二级油气冷凝器中的载冷剂入口通道相连，所述二级油气冷凝器中的载冷剂通道出口与所述蓄冷箱的入口相连。12.如权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括三级复叠式制冷机组，所述三级复叠式制冷机组通过密闭管线连接于所述三级油气冷凝器的两端，用于提供所述三级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-80～-50℃。13.根据权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述左吸附罐还包括左吸附罐本体和第一吸附剂，所述右吸附罐还包括右吸附罐本体和第二吸附剂，其中：所述第一吸附剂和第二吸附剂对应充填于所述左吸附罐本体和右吸附罐本体的内部；所述左换热管固定连接于所述左吸附罐本体内部的上下两端并穿设于所述第一吸附剂之间；所述右换热管固定连接于所述右吸附罐本体内部的上下两端并穿设于所述第二吸附剂之间。14.根据权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述左换热管和/或右换热管外设置有翅片，所述翅片采用铝、铜或不锈钢材质的导热材料。15.根据权利要求14所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述左换热管和/或右换热管采用多层翅片管，由一层横向排列的翅片管和一层纵向排列的翅片管交替设置组成，使得每层翅片管的翅片平行于气流方向，且每层翅片管之间的间距在100-500mm之间。16.根据权利要求15所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括若干支撑环，若干所述支撑环设置于所述左吸附罐本体和/或右吸附罐本体的内壁上，所述翅片管焊接或卡接于所述支撑环上。17.根据权利要求15所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述左换热管和右换热管内充填有10～70℃区间产生固液相变的蓄能物质。18.根据权利要求17所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述蓄能物质采用六水氯化钙、五水合硫代硫酸钠、三水合醋酸钠、磷酸氢二钠、乙酸或对二甲苯，其结晶点比所使用的环境温度高3～20℃。19.根据权利要求17所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述蓄能物质包括增稠剂和成核剂，所述增稠剂采用明胶、羧甲基纤维素或水溶性石蜡，所述成核剂采用水合氯化锶或四硼酸钠。20.根据权利要求15所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述左换热管和右换热管内留有1～20％左右的气相空间，用于给蓄能物质固液相变时体积变化留出足够余量。21.根据权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述真空泵组包括串联连接的罗茨真空泵和干式真空泵，所述罗茨真空泵一端连接于所述真空左阀门和真空右阀门之间，所述干式真空泵一端与所述一级油气冷凝器连接。22.根据权利要求21所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，所述干式真空泵为干式螺杆真空泵、干式涡旋真空泵、干式旋片真空泵、爪型干式真空泵或气冷式罗茨真空泵，所述罗茨真空泵为气冷式罗茨真空泵。23.根据权利要求1所述的一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收装置，其特征在于，还包括第一变频器和第二变频器，其中：所述第一变频器与所述罗茨真空泵连接，用于控制所述罗茨真空泵使其启动时不过载；所述第二变频器与所述干式真空泵连接，用于控制所述干式真空泵的转速。24.一种有效防止吸附温升的吸附冷凝式油气回收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：待处理油气经油气进口...

【专利技术属性】
技术研发人员：白爽，
申请(专利权)人：上海聚宸新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31