CN103691145B - 双通道冷凝法油气回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道冷凝法油气回收装置，包括制冷机组、组合式冷箱、油水分离罐，组合式冷箱包括箱体，箱体内设有制冷室，所述制冷室进气口设有预冷室；所述制冷室包括A、B两组制冷室，A组制冷室包括一级冷室、二级冷室，B组制冷室包括一级化霜室、二级化霜室；制冷机组包括一级制冷机组、二级制冷机组，一级制冷机组对一级冷室进行制冷并对一级化霜室进行化霜；二级制冷机组对二级冷室进行制冷并对二级化霜室进行化霜；一级制冷机组并对二级制冷机组进行吸热，本发明可减缓后续冷箱的结霜速度，同时回收部分冷量后再进入一级冷箱，更有效地利用能源，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收装置，特别涉及一种双通道冷凝法油气回收装置
，属于有机化合物气体回收设备的技术领域。
背景技术
目前，冷凝法油气回收技术日趋成熟，冷凝法油气回收设备因为其具有安全性好、油气回收率高、符合环保要求、设备成套装配、安装简单、运行过程自动化、使用维护简便、投资回收期短等特点，已经广泛应用于炼油厂、加油站和油库。冷凝法油气回收技术是利用复叠制冷循环制取低温，分阶段地降低油气温度，油气经过油气冷凝器温度降低到-110℃，大部分轻烃气体被冷凝，其余的气体(主要是不能冷凝的空气)达到了国家排放标准，为尾气被排出。
在冷凝法油气回收技术使用过程中，由于处理的储运等过程中挥发出混合气中存在60%～70%左右体积的空气，因此在冷凝的过程中，空气中的水会在蒸发器中的换热管表面凝固结霜。因此，冷凝法油气回收在每持续工作一段时间后，必须要停机化霜才能进继续使用，以免因换热管表面结霜堵塞影响进气及换热效果。在南方及沿江、沿海地区等空气湿度较大的地区，这种弊端尤为明显。
由于冷凝法油气回收工艺存在以上缺点，在应对装船、清洗油罐、储罐大小呼吸排放气不固定等需要装置不间断运行或持续运行时间较长的等工况时，普通的冷凝法工艺就无法适应。如果使用两套并联的蒸发器，配合各自独立的制冷机组，通过阀门之间的切换，分别制冷、与化霜，虽然也能满足工艺需要，但是整套装置成本高、能耗大、占地大、使用效率低，没有实用意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双通道冷凝法油气回收装置，该油气回收装置可让油气进行预冷，除去油气中大部分的水，以减缓后续冷箱的结霜速度，同时回收部分冷量后再进入一级冷箱，更有效地利用能源，降低能耗。
为了解决上述技术问题，本发明一种双通道冷凝法油气回收装置，包括制冷机组、通有制冷剂的组合式冷箱、回收罐，所述组合式冷箱进气口设有进气管，出口接有排气管、油水分离罐；所述进气管上设有电控阀，所述组合式冷箱包括箱体，箱体内设有制冷室，其中，所述制冷室进气口设有预冷室；所述制冷室包括A、B两组制冷室，A组制冷室包括一级冷室、二级冷室，B组制冷室包括一级化霜室、二级化霜室；制冷机组包括一级制冷机组、二级制冷机组，一级制冷机组对一级冷室进行制冷并对一级化霜室进行化霜；二级制冷机组对二级冷室进行制冷并对二级化霜室进行化霜；一级制冷机组并对二级制冷机组进行吸热。
上述的双通道冷凝法油气回收装置，其中，一级制冷机组包括一级制冷压缩机、一级贮液罐，一级制冷压缩机的进口与一级冷室相通，其出口接有两条管道，一条管道与一级贮液罐相通，一级制冷压缩机的出口与一级贮液罐之间设有风冷冷凝器；另一条管道与一级化霜室进口相连，一级贮液罐上设有两条连接管，一条连接管进口与一级化霜室出口相连，出口与一级贮液罐相连，将一级化霜室中的液化制冷剂存入一级贮液罐中；另一条连接管进口与一级贮液罐的出口相连，出口一端经膨胀阀与一级冷室相连，形成循环制冷，另一端接入二级制冷机组中的二级翅式换热器中，吸收二级制冷机组中的热量，构成复叠制冷；
二级制冷机组包括二级制冷压缩机、二级贮液罐，二级制冷压缩机的进口与二级冷室相通，出口接有两条管中，一条管路与二级贮液罐相通，二级制冷压缩机的出口与二级贮液罐之间设有二级板翅工换热器；另一条管路与二级化霜室进口相连；二级贮液罐上设有连管，所述连管经膨胀阀与二级冷室相连，形成循环制冷，二级化霜室上接有出液管，所述出液管两端分别与二级化霜室及二级贮液罐相连，将二级化霜室中的液化制冷剂储入二级贮液罐中。
上述的双通道冷凝法油气回收装置，其中，所述一级冷室、二级冷室、所述一级化霜室和二级化霜室上均设有温度变送器。
本发明的有益效果：
1、由于在制冷室的进气口设有预冷室，让进入的油气与预冷室内已冷却到-70℃的油气进行热交换，除去油气中大部分的水，以减缓后续冷箱的结霜速度，同时回收部分冷量后再进入一级冷箱，更有效地利用能源，降低能耗；
2、由于组合式冷箱内设有一、二级制冷室、一、二级化霜室与预冷室，将一、二级制冷室、一、二级化霜室与预冷室做成一个整体，以降低制造成本、减小占地空间；
3、由于一级制冷机组也对二级制冷机组进行吸热构成复叠式冷凝，在同等工况（蒸发温度、冷凝温度）、同等换热制冷量的情况下，使本发明能耗最低，更容易达到低温-70℃的温度，保证冷凝回收油气的效果。复叠制冷的原理是利用一级制冷机组压缩冷凝节流后的低温低压的制冷剂，通过板翅式换热器吸收二级制冷机组压缩后的高温高压的制冷剂的热量，若第二级制冷压缩机用单机双级压缩机，油气最低冷凝到-40℃，且能耗远大于复叠式机组。更重要的是复叠制冷在机组运行时确保各级压缩机低压压力在正压下运行，避免因低压内漏而吸入油气被压缩机压缩造成爆炸的隐患，确保设备安全运行。
4、制冷与化霜共用一套制冷机组，如：一级制冷机组在给一级冷室制冷时，同时为一级化霜室进行化霜；二级制冷机组在给二级冷室制冷时，同时为二级化霜室进行化霜，A、B制冷室的切换与A、B制冷室内化霜的时间由温度变送器控制，使用更加方便；一级冷室、二级冷室、一级化霜室及二级化霜室均可进行制冷，当一、二级冷室制冷时，一、二级化霜室进行化霜；当一、二级冷室化霜时，一、二级化霜室进行制冷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，为了解决上述技术问题，本发明一种双通道冷凝法油气回收装置，包括制冷机组、通有制冷剂的组合式冷箱7、油水分离罐18，所述组合式冷箱7进气口设有进气管71，出口接有油水分离罐18；所述进气管71上设有依次设有阻火器1、气体流量计2、压力变送器3、温度变送器4、采样口5及引气风机6，电控阀8，所述组合式冷箱7包括箱体72，箱体72内设有制冷室，所述制冷室进气口设有预冷室74；预冷室上接有排气管741，所述制冷室包括A、B两组制冷室731、732，A组制冷室731包括一级冷室731-1、二级冷室731-2，B组制冷室732包括一级化霜室732-1、二级化霜室732-2；制冷机组包括一级制冷机组、二级制冷机组，一级制冷机组对一级冷室731-1进行制冷并对一级化霜室732-1进行化霜；二级制冷机组对二级冷室731-2进行制冷并对二级化霜室732-2进行化霜；一级制冷机组并对二级制冷机组进行吸热。一级制冷机组包括一级制冷压缩机10、一级贮液罐12，一级制冷压缩机10的进口与一级冷室731-1相通，其出口接有两条管道101，一条管道与一级贮液罐12相通，一级制冷压缩机10的出口与一级贮液罐12之间设有风冷冷凝器11；另一条管道与一级化霜室732-1进口相连，一级贮液罐12上设有两条连接管121，一条连接管进口与一级化霜室732-1出口相连，出口与一级贮液罐12相连；另一条连接管进口与一级贮液罐12的出口相连，出口一端经膨胀阀13与一级冷室731-1相连，形成循环制冷，另一端接入二级制冷机组中的二级翅式换热器16中，吸收二级制冷机组中的热量，构成复叠制冷；二级制冷机组包括二级制冷压缩机15、二级贮液罐17，二级制冷压缩机15的进口与二级冷室731-2相通，出口接有两条管路151，一条管路与二级贮液罐17相通，二级制冷压缩机15的出口与二级贮液罐17之间设有二级板翅工换热器16；另一条管路与二级化霜室732-2进口相连；二级贮液罐17上设有连管171，所述连管171经膨胀阀13与二级冷室731-2相连，形成循环制冷。所述一级冷室731-1、二级冷室731-2、所述一级化霜室732-1和二级化霜室732-2上均设有温度变送器。
油气回收过程可分为：油气预冷、冷凝室冷凝（化霜室化霜）、回收分离。具体为三个阶段（图中标识尾气流向，标识制冷剂制冷循环流向，标识制冷剂化霜循环流向）：
（1）当进气管内压力达到设定值时，引气风机6开始工作，将装车、装船、储罐或装置排放的混合尾气引入组合式冷箱；
（2）在组合式冷箱中，混合尾气首先在预冷室内与先前已冷却到-70℃的油气进行热交换，除去油气中大部分的水，以减缓后续冷箱的结霜速度，同时回收部分冷量后在电控阀8的切换下进入一级冷室，在一级冷室中冷至-40℃左右后进入二级冷室继续冷至-70℃左右，此过程中绝大部分烃蒸汽冷凝液化回收，剩余-70℃的洁净空气进入预冷室与进气进行汽汽热交换后经排气管上的阻火器后排入大气或进入其他处理工艺段（如吸附、吸收、膜分离等）；
（3）当进气管内压力达到设定值时，一级制冷压缩机同时动作，一级冷室中的液体制冷剂在组合式冷箱中吸收一级冷室内油气中的热量后，汽化成低温低压的蒸汽，被一级制冷压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸汽后分成两路，一路进入风冷冷凝器11，在风冷冷凝器11中向空气放热，冷凝为高压液体储存在一级贮液罐12中；另一路经电磁阀9后进入一级冷室中，向一级冷室内换热管上的结霜放热，使结霜受热液化，以达到化霜的目的，该路制冷剂放热液化后回到一级贮液罐（中。从一级贮液罐中出来的高压液体经膨胀阀13节流为低压低温的制冷剂后也分成两路，一路再次进入组合式冷箱7的一级冷室吸热气化，达到循环制冷的目的；另一路去到二级板翅式换热器16中吸收二级制冷压缩机15压缩后高温高压的蒸汽的热量，构成两级的复叠制冷；
（4）二级制冷压缩机与一级制冷压缩机同时动作，二级冷室中的液体制冷剂在组合式冷箱（中吸收二级冷室内油气中的热量后，汽化成低温低压的蒸汽，被二级制冷压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸汽后同样分为两路，一路进入二级板翅式换热器，在二级板翅式换热器中向一级制冷压缩机组中经膨胀阀节流后进入二级板翅式换热器的低压低温制冷剂放热，冷凝为高压液体储存在二级贮液器中，再经膨胀阀节流为低压低温的制冷剂后再次进入组合式冷箱的二级冷室吸热气化，达到循环制冷的目的；另一路高温高压的蒸汽经电磁阀后进入二级冷室中，向二级冷室内换热管上的结霜放热，使结霜受热液化，以达到化霜的目的，该路制冷剂放热液化后回到二级贮液器中；
（5）A组制冷室与B组制冷室的切换由PLC根据一、二级冷室及一、二级化霜室上的温度变送器及温度变送器的输出信号判断，通过电控阀8的切换来实现；A组制冷室与B组制冷室的化霜时间由PLC根据一、二级冷室及一、二级化霜室上的温度变送器及温度变送器的输出信号判断，通过电控阀8的切换来实现；
（6）冷凝后的回收液进入油水分离罐18进行简单油水分离后，通过液位和阀门控制将污水和回收油分别送出。
相对于传统的单机双（三级或更多）级冷凝工艺，以及利用四通换向阀加热化霜的工艺，采用本工艺的优势在于：
（1）采用复叠式冷凝系统，同等工况（蒸发温度、冷凝温度）、同等换热制冷量的情况下，能耗最低，更容易达到设计的制冷温度，保证冷凝回收油气的效果。复叠式机组运行时确保各级压缩机低压压力在正压下运行，避免因低压内漏而吸入油气被压缩机压缩造成爆炸的隐患，确保设备安全运行。
（2）制冷与化霜共用一套制冷机组，在给A室制冷的同时实现对B室的化霜，以达到降低成本、减小功率、提高效率的目的，实现装置的24小时不间断运行。
Claims (2)
1.一种双通道冷凝法油气回收装置，包括制冷机组、通有制冷剂的组合式冷箱、回收罐，所述组合式冷箱进气口设有进气管，出口接有排气管、油水分离罐；所述进气管上设有电控阀，所述组合式冷箱包括箱体，箱体内设有制冷室，其特征在于，所述制冷室进气口设有预冷室；所述制冷室包括A、B两组制冷室，A组制冷室包括一级冷室、二级冷室，B组制冷室包括一级化霜室、二级化霜室；制冷机组包括一级制冷机组、二级制冷机组，一级制冷机组对一级冷室进行制冷并对一级化霜室进行化霜；二级制冷机组对二级冷室进行制冷并对二级化霜室进行化霜；一级制冷机组并对二级制冷机组进行吸热；
一级制冷机组包括一级制冷压缩机、一级贮液罐，一级制冷压缩机的进口与一级冷室相通，其出口接有两条管道，一条管道与一级贮液罐相通，一级制冷压缩机的出口与一级贮液罐之间设有风冷冷凝器；另一条管道与一级化霜室进口相连，一级贮液罐上设有两条连接管，一条连接管进口与一级化霜室出口相连，出口与一级贮液罐相连，将一级化霜室中的液化制冷剂存入一级贮液罐中；另一条连接管进口与一级贮液罐的出口相连，出口一端经膨胀阀与一级冷室相连，形成循环制冷，另一端接入二级制冷机组中的二级翅式换热器中，吸收二级制冷机组中的热量，构成复叠制冷；
二级制冷机组包括二级制冷压缩机、二级贮液罐，二级制冷压缩机的进口与二级冷室相通，出口接有两条管中，一条管路与二级贮液罐相通，二级制冷压缩机的出口与二级贮液罐之间设有二级板翅工换热器；另一条管路与二级化霜室进口相连；二级贮液罐上设有连管，所述连管经膨胀阀与二级冷室相连，形成循环制冷，二级化霜室上接有出液管，所述出液管两端分别与二级化霜室及二级贮液罐相连，将二级化霜室中的液化制冷剂储入二级贮液罐中。
2.如权利要求1所述的双通道冷凝法油气回收装置，其特征在于，所述一级冷室、二级冷室、所述一级化霜室和二级化霜室上均设有温度变送器。
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