CN104128065A - 一种冷凝油气膜法油气回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷凝油气膜法油气回收装置，其包括用于将空气中散发的油气聚集的集气系统，所述集气系统与引风机的进气口相连接，所述引风机的排气口与冷凝系统的进气口连接，所述冷凝系统的出气口与膜分离器的进气口连接，所述膜分离器上连接有用于富集未冷凝油气的真空泵，所述未冷凝油气回流至所述冷凝系统的进气口处，所述膜分离器的放空侧设置有用于排放洁净空气的放空阀；所述冷凝系统包括依次设置的一级冷凝系统、二级冷凝系统、三级冷凝系统。本发明的油气回收装置可将油库等场所空气中挥发的油气高效回收，进而避免了空气污染，并可节省大量经济成本，且结构简单，运行稳定，制造成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域，具体地是涉及一种油库等场所的冷凝油气膜法油气回收装置。
背景技术
石油及其产品是各种烃类化合物的混合物，其轻组分的挥发物即为油气，油气是含有多种有机烃类化合物和空气的混合物，主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质。大多数的油库、油码头、炼油厂和加油站等易产生大量油气的设施均分布在城市及其周围，在卸油和加油过程中，会导致大量的油气排放，如直接排人大气，则既危及安全生产又污染环境，同时降低了油品品质、造成经济损失，因此，有必要对油库等场所的油气进行回收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于油库、加油站、油码头等场所的空气中具有大量的挥发油气，这些油气不仅污染了了环境，同时也降低了油气品质及造成较大的经济损失，因此本发明的目的在于提供一种冷凝油气膜法油气回收装置，该装置能够有效回收空气中散发的油气。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种冷凝油气膜法油气回收装置，其包括用于将空气中散发的油气聚集的集气系统，所述集气系统与引风机的进气口相连接，所述引风机的排气口与冷凝系统的进气口连接，所述冷凝系统的出气口与膜分离器的进气口连接，所述膜分离器上连接有用于富集未冷凝油气的真空泵，所述未冷凝油气回流至所述冷凝系统的进气口处，所述膜分离器的放空侧设置有用于排放洁净空气的放空阀；所述冷凝系统包括依次设置的用于除去油气中水分子的一级冷凝系统，用于将所述一级冷凝系统排出的油气再次冷却的二级冷凝系统，以及用于将所述二级冷凝系统排出的油气深冷的三级冷凝系统。
优选的，所述集气系统靠近其排气口的一端设置有水封稳压系统。
优选的，所述引风机的进气口处设置有压力感应元件，所述引风机上设有与所述压力感应元件关联的变频控制开关。
优选的，所述膜分离器的放空侧设置有阻火帽，经所述膜分离器分离出的洁净空气先经过所述阻火帽后再从所述放空阀排出。
优选的，所述一级冷凝系统为冷却塔。
优选的，所述冷凝系统中压缩机的控制开关处设置有停起装置。
优选的，所述冷凝系统中的蒸发器为翅片式蒸发器。
优选的，所述油气回收装置中设置有PLC控制系统，所述PLC控制系统与触摸式控制屏电连接。
优选的，所述PLC控制系统包括集气控制子系统、冷凝控制子系统、膜分离器控制子系统以及用于控制各子系统之间联动的联动控制系统。
优选的，所述引风机、所述冷凝系统以及所述膜分离器均集成在长方体形支架上。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
本发明的冷凝油气膜法油气回收装置将冷凝系统和和膜分离器有机结合起来用于收集油气，收集效率高，且结构简单，成本较低。另外本发明的冷凝系统采用三级冷凝结构，且每一级冷凝系统均采用制冷剂直接冷却油气的方式进行冷却，第一级冷凝系统将油气冷却至3℃左右，目的是为了除去油气中大部分的水分子；第二级冷凝系统进一步将油气降温至-35℃，此时约有66％的汽油蒸汽被冷凝下来；第三级冷凝系统将油气深冷至-75℃，此时约有24％的汽油蒸汽被冷凝下来，因此采用三级冷凝结构可大大提高油气回收率，进而减少油气浪费，降低环境污染；而本发明的膜分离器对油气中的烃类组分具有较好的富集作用，其富集倍率可达设计值的6倍以上，因此可对不凝气中有机组分高效提浓，使返回引风机入口的真空泵排出气浓度较高，为冷凝系统提供了较好的运行条件。
附图说明
图1为本发明所述的冷凝油气膜法油气回收装置的原理图；
图2为本发明所述的冷凝油气膜法油气回收装置的结构示意图。
其中：1.集气系统，2.引风机，31.一级冷凝系统，32.二级冷凝系统，33.三级冷凝系统，4.膜分离器，41.真空泵，42.放空阀，5.水封稳压系统，6.凝液罐，7.输油泵，8.控制柜，9.支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图2所示，为符合本发明的一种冷凝油气膜法油气回收装置，其包括用于将空气中散发的油气聚集的集气系统1，所述集气系统1与引风机2的进气口相连接，所述引风机2的排气口与冷凝系统的进气口连接，所述冷凝系统的出气口与膜分离器4的进气口连接，所述膜分离器4上连接有用于富集未冷凝油气的真空泵41，所述未冷凝油气回流至所述冷凝系统的进气口处，所述膜分离器4的放空侧设置有用于排放洁净空气的放空阀42；所述冷凝系统包括依次设置的用于除去油气中水分子的一级冷凝系统31，用于将所述一级冷凝系统31排出的油气再次冷却的二级冷凝系统32，以及用于将所述二级冷凝系统32排出的油气深冷的三级冷凝系统33，所述一级冷凝系统31、所述二级冷凝系统32及所述三级冷凝系统33均为传统的冷凝系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等部件，且所述一级冷凝系统31、所述二级冷凝系统32及所述三级冷凝系统33中的冷凝器均优选翅片式换热器；本实施例的冷凝系统的热负荷为31kw，装机电功率39kw，压力为3KPa左右，系统的防爆等级为dⅡBT4，冷凝系统采用水冷，并设置有凉水塔和凉水循环泵。所述膜分离器4可以为板框式膜分离器、管式膜分离器、螺旋卷式膜分离器、中空纤维式膜分离器中的任一种，本实施例中优选螺旋卷式膜分离器。
本实施例的冷凝系统采用三级冷凝结构，且每一级冷凝系统均采用制冷剂直接冷却油气的方式进行冷却，第一级冷凝系统将油气冷却至3℃左右，目的是为了除去油气中大部分的水分子，在其它实施例中，一级冷凝系统也可以直接采用冷却塔冷凝；第二级冷凝系统进一步将油气降温至-35℃，此时约有66％的汽油蒸汽被冷凝下来；第三级冷凝系统将油气深冷至-75℃，此时约有24％的汽油蒸汽被冷凝下来，因此采用三级冷凝结构可大大提高油气回收率，进而减少油气浪费，降低环境污染。而冷凝下来的液体则进入凝液罐6，通过输油泵7回到储罐；未冷凝的油气，通过膜分离器4，并在真空泵41的作用下富集未冷凝油气，富集的油气再返回冷凝系统的进气口，进行下一循环的冷凝回收液态油品，膜分离器4的放空侧为截留的油气即洁净空气(非甲烷总烃浓度小于15g/m3)，通过放空阀42直接排放。
本实施例中，由于冷凝后的不凝气气量大，气浓低，如不经过膜分离器4的一次提浓而直接返回压缩机入口，则会对原料油气起到稀释作用，且进引风机的气量成倍增加，气浓大幅度降低，则压缩冷凝系统能耗会大幅度提升，由此可知，膜分离器4在此处发挥了关键作用。为实现膜分离器4对有机组分的高效选择性分离，在膜分离器4后设置了一台真空泵41提供20kPa.A的负压以提高有机膜的溶解-扩散效率，膜后的透过气管路与真空泵41入口相连，透余气则直接排空。
本实施例中，所述集气系统1靠近其排气口的一端设置有水封稳压系统5，所述水封稳压系统5可有效防止集气系统1压力超高时损坏鹤管密封，以及压力过低时导致油品大量挥发，影响油品质量，增大油品消耗。
本实施例中，所述引风机2的进气口处设置有压力感应元件及温度感应元件，所述引风机2上设有与所述压力感应元件关联的变频控制开关。混合油气经集气管线汇合后，由引风机2增压后进入三级冷凝系统，由于油气气量波动较大，最小处理风量为：60Nm3/h(不包括真空泵排出的气体)、最大处理风量为：240Nm3/h(不包括真空泵排出的气体)，为满足单鹤管装车时的最小处理气量，引风机2通过变频开关采用变频方式进行调节；引风机2的启动设计压力为0.3KPa，排出设计压力为3.0Kpa。
本实施例中，所述膜分离器4的放空侧设置有阻火帽，经所述膜分离器分离出的洁净空气先经过所述阻火帽后再从所述放空阀42排出。
本实施例中，所述冷凝系统中的压缩机控制开关处设置有停起装置，以降低制冷压缩机的整体能耗。本实施例中采用制冷剂直接换热油气的方式并将蒸发器设计为翅片式，这样可以大大提高制冷效率，其次将第三级冷凝系统出口的油气逐级返回前级，使得能量得到了大部分的回收利用。
为实现无人值守的目的，本实施例的冷凝油气膜法油气回收装置设置有一套PLC控制系统，并配置现场触摸式控制屏，所述PLC控制系统和所述现场触摸式控制屏均设置在控制柜8内，所述PLC控制系统包括集气控制子系统、冷凝控制子系统、膜分离器控制子系统以及用于控制各子系统之间联动的联动控制系统。
本实施例中，所述引风机2、所述冷凝系统以及所述膜分离器4等均集成在长方体形支架9上，进而可缩小整个装置的体积，提高集成化程度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：包括用于将空气中散发的油气聚集的集气系统，所述集气系统与引风机的进气口相连接，所述引风机的排气口与冷凝系统的进气口连接，所述冷凝系统的出气口与膜分离器的进气口连接，所述膜分离器上连接有用于富集未冷凝油气的真空泵，所述未冷凝油气回流至所述冷凝系统的进气口处，所述膜分离器的放空侧设置有用于排放洁净空气的放空阀；所述冷凝系统包括依次设置的用于除去油气中水分子的一级冷凝系统，用于将所述一级冷凝系统排出的油气再次冷却的二级冷凝系统，以及用于将所述二级冷凝系统排出的油气深冷的三级冷凝系统。
2.如权利要求1所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述集气系统靠近其排气口的一端设置有水封稳压系统。
3.如权利要求2所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述引风机的进气口处设置有压力感应元件，所述引风机上设有与所述压力感应元件关联的变频控制开关。
4.如权利要求3所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述膜分离器的放空侧设置有阻火帽，经所述膜分离器分离出的洁净空气先经过所述阻火帽后再从所述放空阀排出。
5.如权利要求3或4所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述一级冷凝系统为冷却塔。
6.如权利要求3-5任一所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述冷凝系统中压缩机的控制开关处设有停起装置。
7.如权利要求3-6任一所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述冷凝系统中的蒸发器为翅片式蒸发器。
8.如权利要求3-7任一所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述油气回收装置中设置有PLC控制系统，所述PLC控制系统与触摸式控制屏电连接。
9.如权利要求8所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述PLC控制系统包括集气控制子系统、冷凝控制子系统、膜分离器控制子系统以及用于控制各子系统之间联动的联动控制系统。
10.如权利要求1-9任一所述的冷凝油气膜法油气回收装置，其特征在于：所述引风机、所述冷凝系统以及所述膜分离器均集成在长方体形支架上。
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