CN101244342A - 一种用于油气回收的低温制冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温制冷装置，用于易挥发性燃油(如汽油)蒸汽的冷凝法回收。也可用于其它易挥发性物质蒸汽的回收(如酒精等)。本发明包括至少两套制冷系统，每套制冷系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述制冷系统的蒸发器在油气管道中顺次放置，最后一级蒸发器后设有排气管，其特征在于，所述排气管上串接有冷量回收装置。本发明所产生的有益效果是：可以对经最后一级蒸发器排出的空气尾气进行回收利用，降低了系统的耗能量，提高了能量利用率，减少了能源的浪费；使装置的热负荷和装机容量大大降低，也降低了装置的成本和初投资，提高了运行效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于油气回收的低温制冷装置，用于易挥发性燃油(如汽油)蒸汽的冷凝法回收。也可用于其它易挥发性物质蒸汽的回收，(如酒精等)。
背景技术
易挥发性燃油如汽油等在储存、运输、装卸过程中产生大量的蒸发损耗，形成燃油蒸汽。目前国内炼油厂的油品储运系统总蒸发损耗约占炼油厂原油加工量的0.3％，其中主要是储运损耗。燃油蒸汽直接排放到大气中，一方面造成大量的能源浪费；另一方面易燃、易燃的油气形成严重的安全隐患；此外，油气不但对直接人体有毒害作用；而且还可在紫外线的照射下形成光化学烟雾，造成严重的环境污染。
冷凝法回收油气是采用对油气进行降温、吸收其汽化潜热从而使其冷凝为液体，以实现回收的目的，由于油气为多组分气体混合物，各组分的沸点不同，往往降温冷凝过程分为多级，一般为三到四级，油气的回收率取决于回收装置所能够达到的最低温度。因此需要为每级配套制冷系统以达到所需的不同温度的低温要求。
由于需要回收的油气一般为燃油蒸汽和空气的混合气体。经过冷凝回收装置后，混合气体中的燃油蒸汽被冷凝成为液体从混合气体中分离出来，而未冷凝的空气尾气仍具有很低的温度。这部分空气尾气直接排放到大气中既造成大量的能量浪费，又会使环境空气中的水分冷结形成水雾，很低的温度还具有一定的不安全因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于油气回收的低温制冷装置，进一步利用空气尾气中的冷量，降低装置的热负荷和装机容量、提高制冷系统的制冷量和运行效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于油气回收的低温制冷装置，包括至少两套制冷系统，每套制冷系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述制冷系统的蒸发器在油气管道中顺次放置，最后一级蒸发器后设有排气管，所述排气管上串接有冷量回收装置。
所述冷量回收装置为油气冷却器，所述油气冷却器串接在所述蒸发器之前的油气管道中。
所述油气冷却器可以仅在部分蒸发器前设置，串接在蒸发器之前的油气管道中。
所述冷量回收装置为过冷器，所述过冷器串接在所述冷凝器与膨胀阀之间。
所述过冷器可仅在部分制冷系统的冷凝器与膨胀阀之间设置。
所述冷量回收装置为所述制冷系统的冷凝器，所述排气管中的低温排气作为所述全部或部分制冷系统的冷凝器的冷源。
以上各种冷量回收方案可以组合采用。
本发明所产生的有益效果是：可以对经最后一级蒸发器排出的空气尾气进行回收利用，降低了系统的耗能量，提高了能量利用率，减少了能源的浪费；使装置的热负荷和装机容量大大降低，也降低了装置的成本和初投资，提高了运行效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一种实施例的结构原理图；
图2为本发明另一种实施例的结构原理图；
图3为本发明第三种实施例的结构原理图。
图中：1.一级油气冷却器，2.一级蒸发器，3.二级油气冷却器，4.二级蒸发器，5.三级油气冷却器，6.三级蒸发器，7.一级制冷系统，8.二级制冷系统，9.三级制冷系统，10.一级膨胀阀，11.一级过冷器，12.二级过冷器，13.三级过冷器，14.一级冷凝器，15.一级压缩机，16.二级冷凝器，17.二级压缩机，18.三级冷凝器，19.三级压缩机，20.二级膨胀阀，21.三级膨胀阀。
具体实施方式
如图1所示，为将空气尾气直接冷凝油气的冷量回收的实施例。系统主要包括一级制冷系统7(含一级蒸发器2)、二级制冷系统8(含二级蒸发器4)、三级制冷系统9(含三级蒸发器6)、一级油气冷却器1、二级油气冷却器3、三级油气冷却器5等。制冷系统的三个蒸发器分三级(顺序是一级蒸发器2、二级蒸发器4、三级蒸发器6)使燃油蒸汽/空气混和物温度逐级降低，混和物中的燃油蒸汽被逐步冷凝分离出来，最后离开三级制冷系统蒸发器6的仅为具有很低温度的空气尾气。这部分空气尾气又被引回到前面，反向依次进入设置在每个制冷系统蒸发器前的油气冷却器(顺序为三级油气冷却器5、二级油气冷却器3、一级油气冷却器1)，利用空气尾气中所含的冷量分级降温、冷凝油气。由于油气冷凝过程是分级逐步降温的，就使得梯级利用反向流动的空气尾气所包含的冷量成为可能。这样空气尾气的冷量负担了一部分油气冷凝所需的热负荷，使得各制冷系统所需的制冷量得以降低，从而降低了整个装置的装机容量和成本。视换热器传热温差、温度梯级配置和能量平衡的要求，油气冷却器的数量可以减少，仅在部分制冷系统的蒸发器前配置该换热器。
如图2所示，为将空气尾气用作制冷系统过冷器冷源的冷量回收的实施例。系统主要包括一级蒸发器2、二级蒸发器4、三级蒸发器6、一级过冷器11、二级过冷器12、三级过冷器13、一级膨胀阀10、二级膨胀阀20、三级膨胀阀21、一级压缩机15、二级压缩机7、三级压缩机19、一级冷凝器14、二级冷凝器16、三级冷凝器18等。燃油蒸汽/空气混和物依次逐级进入制冷系统的三个蒸发器(顺序是一级蒸发器2、二级蒸发器4、三级蒸发器6)，温度逐级降低，混和物中的燃油蒸汽被逐步冷凝分离出来，最后离开三级制冷系统蒸发器的仅为具有很低温度的空气尾气。这部分空气尾气又被引出，反向依次进入设置在每个制冷系统膨胀阀前的过冷器，顺序为(三级过冷器13、二级过冷器12、一级过冷器11)，利用这部分冷量作为各过冷器的冷源，进一步降低进入各膨胀阀前制冷剂的温度。由于各级制冷系统的工作温度是分级逐步降温的，就使得梯级利用反向流动的空气尾气所包含的冷量成为可能。这样空气尾气的冷量使制冷剂产生有效过冷，使得各制冷系统的制冷量提高，运行效率也随之提高。视换热器传热温差、温度梯级配置和能量平衡的要求，过冷器的数量可以减少，仅在部分制冷系统的膨胀阀前配置该过冷器。
如图3所示，为将空气尾气用作制冷系统冷凝器冷源的冷量回收的实施例。该系统与图2所示实施例的区别是：空气尾气反向依次进入每个制冷系统的冷凝器(顺序为三级冷凝器18、二级冷凝器16、一级冷凝器14)，利用这部分冷量作为各冷凝器的冷源，降低各制冷系统的冷凝温度。由于各级制冷系统的工作温度是分级逐步降温的，就使得梯级利用反向流动的空气尾气所包含的冷量成为可能。这样空气尾气的冷量使得各制冷系统的冷凝温度降低，运行效率也随之提高。视换热器传热温差、温度梯级配置和能量平衡的要求，可仅在部分制冷系统的冷凝器中使用空气尾气中的冷量作为冷源。这种方式还可简化三级制冷系统，使得不使用复叠式制冷或两级压缩制冷成为可能。
本发明不限于以上几种实施方式，以上几种空气尾气冷量回收方式还可以组合使用，将这部分冷量用于不同的地方形成各种新的实施方式。同样取决于换热器传热温差、温度梯级配置和能量平衡的要求。下列为一些可能的组合方式来利用空气尾气的冷量，将
一级油气冷却器、二级油气冷却器、三级油气冷却器，和
一级过冷器、二级过冷器、三级过冷器，以及
一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器
中的部分设备相互组合，可以形成多种技术方案，这些方案都在本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1. 一种用于油气回收的低温制冷装置，包括至少两套制冷系统，每套制冷系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述制冷系统的蒸发器在油气管道中顺次放置，最后一级蒸发器后设有排气管，其特征在于，所述排气管上串接有冷量回收装置。
2. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷装置，其特征在于，所述冷量回收装置为油气冷却器，所述油气冷却器串接在所述蒸发器之前的油气管道中。
3. 根据权利要求2所述的用于油气回收的低温制冷装置，其特征在于，所述油气冷却器仅在部分蒸发器前设置，串接在蒸发器之前的油气管道中。
4. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷装置，其特征在于，所述冷量回收装置为过冷器，所述过冷器串接在所述冷凝器与膨胀阀之间。
5. 根据权利要求4所述的用于油气回收的低温制冷装置，其特征在于，所述过冷器仅在部分制冷系统的冷凝器与膨胀阀之间设置。
6. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷装置，其特征在于，所述冷量回收装置为所述制冷系统的冷凝器，所述排气管中的低温排气作为所述全部或部分制冷系统的冷凝器的冷源。
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2007
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