CN101244343A - 一种用于油气回收的低温制冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于油气回收的低温制冷方法，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂在蒸发器内与油气换热将油气冷凝回收，本级制冷系统的制冷剂在节流后经过下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热。本发明的有益效果是：除第一级制冷系统的冷凝器为制冷剂与空气间的换热外，其它级制冷系统的冷凝过程均为制冷剂和制冷剂间的换热，大大提高了换热效率，与空气冷凝相比，冷凝器内的制冷剂温度大大降低，制冷剂在节流后可以获得更低的温度，对凝结温度更低的油气进行回收。本发明的方法所需要的系统结构简单、运行效率高，运行维护方便、可靠性高，初投资少、运行费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温冷凝装置，用于易挥发性物质蒸气的回收，例如汽油、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、易爆的油气形成严重的安全隐患。此外，油品挥发出的油气含有各种烃类气体，这些烃类气体本身对人体有毒害作用，而且燃油蒸汽在紫外线的照射下容易与大气中的污染成分之一的氮氧化物发生光化学反应，形成光化学烟雾，不仅对人体本身造成直接危害，还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成为液体，以实现回收的目的。由于油气为多组份气体混合物，各组份的沸点不同，往往将降温冷凝过程分为多级，一般为两级以上，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。
实现不同的低温，制冷系统也有所不同。为了提高回收率，油气回收需要很低的温度，此时往往需要采用两级压缩制冷系统或复叠式制冷系统。因此，如果为每级降温冷凝过程配备相互独立的制冷系统，且每个制冷系统都相对于环境温度制取低温，冷凝回收装置的系统就比较复杂、部件多、体积大，运行效率低，使得运行、维护困难、可靠性降低，并造成回收装置的初投资大、运行费用高。
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方法，该方法实现方便，所采用的制冷系统结构简单，运行效率高，节能环保。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种至少能同时提供两个蒸发温度的、用于油气回收的低温制冷方法，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂在蒸发器内与油气换热将油气冷凝回收，除最后一级以外，本级制冷系统的制冷剂在节流后还经过下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热。
除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后分成两路，一路通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；另一路通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从本级制冷系统的蒸发器和下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂并流后回到本级制冷系统的压缩机。
除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂由冷凝器出来后分成两路，一路通过一个膨胀阀节流后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；另一路通过另一个膨胀阀节流后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从本级制冷系统的蒸发器和下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂并流后回到本级制冷系统的压缩机。
除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；制冷剂从所述蒸发器出来后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂回到本级制冷系统的压缩机。
除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；制冷剂从所述下一级制冷系统的冷凝器出来后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；制冷剂从所述蒸发器出来后回到本级制冷系统的压缩机。
本发明所产生的有益效果是：除第一级制冷系统的冷凝器为制冷剂与空气间的换热外，其它级制冷系统的冷凝过程均为制冷剂和制冷剂间的换热，大大提高了换热效率，与空气冷凝相比，冷凝器内的制冷剂的温度大大降低，从而制冷剂在节流后可以获得更低的温度，以在蒸发器内对凝结温度更低的油气进行回收。本发明的方法所需要的系统结构简单、运行效率高，运行维护方便、可靠性高，初投资少、运行费用低。
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为本发明的用于油气回收的低温制冷方法的第一种实施例的运行原理图；
图2为本发明的用于油气回收的低温制冷方法的第二种实施例的运行原理图；
图3为本发明的用于油气回收的低温制冷方法的第三种实施例的运行原理图；
图4为本发明的用于油气回收的低温制冷方法的第四种实施例的运行原理图。
图中：1.I级蒸发器，2.II级蒸发器，3.III级蒸发器，4.I级膨胀阀，5.I级冷凝器，6.冷却风扇，7.I级压缩机，8.II级冷凝器，9.II级压缩机，10.III级冷凝器，11.III级压缩机，12.II级膨胀阀，13.III级膨胀阀。
具体实施方式
如图1所示，是一种共同节流的并联连接的制冷系统结构及运行原理图，该系统包括三级制冷系统，每级系统分别有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，油气顺次通过I级蒸发器1、II级蒸发器2和III级蒸发器3，在各级蒸发器内被分别回收。在第一级制冷系统内，制冷剂从I级压缩机7出来后进入I级冷凝器5，在I级冷凝器5内与空气换热，冷却风扇可以增强散热效果；制冷剂从I级冷凝器5出来后，经I级膨胀阀4节流，得到低温低压的制冷剂，低温低压的制冷剂被分成两路，一路送入I级蒸发器1，对经过I级蒸发器1的油气中凝结点较高的成分进行回收；另一路被送入II级冷凝器8，与第二级制冷系统的制冷剂换热；制冷剂从I级蒸发器1和II级冷凝器8出来后再合并成一路回到I级压缩机7。
在第二级制冷系统内，制冷剂从II级压缩机9出来后进入II级冷凝器8，在II级冷凝器8内与第一级制冷系统的制冷剂换热，可以获得温度更低的制冷剂；制冷剂从II级冷凝器8出来后，经II级膨胀阀12节流，得到比第一级制冷系统更低温低压的制冷剂，这些低温低压的制冷剂被分成两路，一路送入II级蒸发器2，对经过II级蒸发器2的油气中较之I级蒸发器1中回收成分凝结点更低的成分进行回收；另一路被送入III级冷凝器10，与第三级制冷系统的制冷剂换热；制冷剂从II级蒸发器2和III级冷凝器10出来后再合并成一路回到II级压缩机9。
在第三级制冷系统内，制冷剂从III级压缩机11出来后进入III级冷凝器10，在III级冷凝器10内与第二级制冷系统的制冷剂换热，可以获得温度较之第二级制冷系统更低的制冷剂；制冷剂从III级冷凝器10出来后，经III级膨胀阀13节流后送入III级蒸发器3，对经过III级蒸发器3的油气中较之II级蒸发器2中回收成分凝结点更低的成分进行回收，制冷剂从III级蒸发器3出来后回到III级压缩机11。
如果还存在凝结点更低的油气成分需要回收，还可以在第三级制冷系统的后面连接第四级甚至更多级的制冷系统，其连接方式与上述实施例相同。
如图2所示，是一种分别节流的并联连接制冷系统结构及运行原理图，与上述实施例的区别在于，除最后一级外，每级制冷系统分别有两个膨胀阀，制冷剂从冷凝器出来后，先被分成两路，然后通过不同的膨胀阀节流，一路制冷剂节流后通往本级制冷系统的蒸发器，另一路制冷剂节流后通往下一级制冷系统的冷凝器。制冷剂从蒸发器和下一级冷凝器出来后再合并成一路回到本级压缩机。
如图3所示，是一种蒸发器在前的串联连接的制冷系统结构及运行原理图，与图1所示实施例的区别是，制冷剂从本级制冷系统的冷凝器出来后，经膨胀阀节流后送入本级制冷系统的蒸发器，在本级制冷系统的蒸发器对油气进行回收，然后制冷剂从本级制冷系统的蒸发器出来送入下级制冷系统的冷凝器，与下级制冷系统的制冷剂进行换热，最后制冷剂由下级制冷系统的冷凝器回到本级制冷系统的压缩机。由于从本级蒸发器出来的制冷剂仍然低于环境空气的温度，因此，与空气冷凝相比，本实施例仍然有很好的效果。
如图4所示，是一种蒸发器在后的串联连接的制冷系统结构及运行原理图，与图3所示实施例的区别是，制冷剂经节流后，先进入下级制冷系统的冷凝器，从下级制冷系统的冷凝器出来后再进入本级制冷系统的蒸发器，最后由本级制冷系统的蒸发器返回本级制冷系统的压缩机。
Claims (5)
1. 一种用于油气回收的低温制冷方法，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂在蒸发器内与油气换热将油气冷凝回收，其特征在于，除最后一级以外，每级制冷系统的制冷剂在节流后还经过下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热。
2. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷方法，其特征在于，除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后分成两路，一路通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；另一路通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从本级制冷系统的蒸发器和下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂并流后回到本级制冷系统的压缩机。
3. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷方法，其特征在于，除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂由冷凝器出来后分成两路，一路通过一个膨胀阀节流后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；另一路通过另一个膨胀阀节流后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从本级制冷系统的蒸发器和下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂并流后回到本级制冷系统的压缩机。
4. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷方法，其特征在于，除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；制冷剂从所述蒸发器出来后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；从下一级制冷系统的冷凝器出来的制冷剂回到本级制冷系统的压缩机。
5. 根据权利要求1所述的用于油气回收的低温制冷方法，其特征在于，除最后一级外，每级制冷系统的制冷剂通过膨胀阀节流后通往下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热；制冷剂从所述下一级制冷系统的冷凝器出来后通往本级制冷系统的蒸发器，用于冷凝回收油气；制冷剂从所述蒸发器出来后回到本级制冷系统的压缩机。
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