CN104174251B - 一种耦合法油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种新型耦合法油气回收装置，用于含油废气的回收和治理，并可适用于其他挥发性有机物气体（VOC_S）的回收工艺，在工业生产和生活中也有广泛的应用。本发明所提出的新型耦合法油气回收装置创新性地将预冷、冷凝、吸附、分离四个过程集成在同一设备内。设备内分为油气通道和制冷剂通道以及预冷段与冷凝‑吸附段，装置内筒填充吸附剂颗粒，使油气被吸附的同时又被翅片管内的制冷剂冷凝，有效降低吸附床层的温度，促进吸附进行。四合一技术有效缩短油气回收工艺流程，减小设备体积40%，降低设备的总成本，并且能够有效提高油气回收的效率和效果。

Description

一种耦合法油气回收装置

发明领域

本发明为一种新型耦合法油气回收装置，用于含油废气的回收和治理，并可适用于其他挥发性有机物气体（VOC_S）的回收工艺，在工业生产和生活中也有广泛的应用。

背景技术

目前，在油气回收处理方法主要有吸附法、吸收法、冷凝法、膜处理等。这些方法存在油气回收效率低、油气排放浓度高、能耗高、使用寿命低、投资成本高、安全性能差等缺点。

目前油气回收采用最多的是冷凝与吸附集成的方法，先将油气冷凝到一定程度，将油气中大部分碳氢化合物液化，再使用活性炭或者树脂进行深度吸附。冷凝与吸附集成工艺油气回收效率高，能实现尾气达标排放。然而，目前采用的冷凝与吸附集成的方法只是将冷凝和吸附工艺串联起来，还存在着运行费用高，占地面积大、回收效率慢等缺点。

发明内容

针对以上所述的技术难题，本发明所提出的冷凝吸附耦合法油气回收装置创新性地将预冷、冷凝、吸附、分离四个过程集成在同一设备内。设备内分为油气通道和制冷剂通道以及预冷段与冷凝吸附段，装置内筒填充吸附剂颗粒，使油气被吸附的同时又被翅片管内的制冷剂冷凝，有效降低吸附床层的温度，促进吸附进行。四合一技术有效缩短油气回收工艺流程，减小设备体积40%，降低设备的总成本。

具体的技术方案如下：

一种耦合法油气回收装置，其特征在于所述油气回收装置包括：制冷机组、一号冷凝吸附罐、二号冷凝吸附罐、回收罐、压缩机、真空泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门；

所述一号冷凝吸附罐、二号冷凝吸附罐均为油气冷凝吸附罐，所述冷凝吸附罐包括支架、出液管、内筒、外筒、翅片管、铜管、出气口、油气进气口、去沫器、吸附剂拦网；所述支架包括两个支撑杆，设置于外筒底部，与外筒呈一体式结构；所述内筒装于外筒内，内筒、外筒两端均被密封，外筒头部设有出气腔室，底部设有输出腔室，所述出气腔室顶部设有出气口，所述出气口上设有去沫器；铜管均匀环绕内筒外表面上，铜管的其中一端与内筒内部连通为预冷气入口，铜管的另外一端与出气腔室连通为预冷气出口；所述出液管一端连通内筒底部，另一端穿过输出腔室连通外筒外部；所述翅片管两端分别为制冷剂入口和制冷剂出口，两端均放置于输出腔室，并连通外筒的外部，翅片管管体呈波浪形弯曲放置于内筒内底部；所述内筒顶部设有第二阶段油气入口；所述吸附剂拦网为不锈钢网，设置于内筒内部；

制冷机组输出口通过管道与一号冷凝吸附罐的制冷剂入口连通，管道上设有第一阀门；所述一号冷凝吸附罐的制冷剂出口通过管道与压缩机的输入口连通，压缩机的输出口通过管道与二号冷凝吸附罐的制冷剂入口连通，二号冷凝吸附罐的制冷剂出口通过管道与制冷机组的输入口连通，管道上设有第八阀门；

所述一号冷凝吸附的出液管通过管道与真空泵输入端连通，管道上设有第七阀门；所述二号冷凝吸附罐的出液管通过管道与真空泵输入端连通，管道上设有第六阀门；所述真空泵输出端与回收罐通过管道连通；所述一号冷凝吸附罐的油气进气口设有进气管道A，进气管道A上设有第四阀门；所述二号冷凝吸附罐的油气进气口设有进气管道B，进气管道B上设有第五阀门；所述一号冷凝吸附罐的出气口上设有出气管道A，出气管道A上设有第二阀门；所述二号冷凝吸附罐的出气口上设有出气管道B，出气管道B上设有第三阀门。

所述耦合法油气回收装置，其中一号冷凝吸附罐、二号冷凝吸附罐中的去沫剂通过铁丝网固定于罐体的出气口上。

所述耦合法油气回收装置，其中所述内筒外壁上设有螺旋向上的导流板。

有益效果：

1.本发明所提出的耦合法油气回收装置，采用了新型的紧凑式集成一体化技术及短流程技术，能将预冷、冷凝、吸附、分离四个过程集成在双层吸附罐内进行，大大缩短了油气回收的工艺流程和装置的制作成本。

2.本发明所提出的耦合法油气回收装置，体积小远远小于市场中的同类产品，仅为同类装置体积的60%左右，完美解决了现有技术中因装置体积过大而无法应用的难题。

3.本发明所提出的耦合法油气回收装置，能源利用率和有机废气回收率远高于同类产品和国家最低标准。通过将深冷后被净化的油气送至预冷段（外筒）做预冷用，实现能源二次利用，吸附剂吸附率可同比提高11.7％；回收率最高可达到99%，高于GB20952-2007规定的95％；尾气浓度为5g/m³，远低于GB20950-2007规定的25g/m³。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明部件冷凝吸附罐的结构示意图。

图3为本发明部件冷凝吸附罐中翅片管的结构俯视图。

图4为本发明部件冷凝吸附罐中翅片管的结构仰视图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种耦合法油气回收装置，包括：制冷机组1、一号冷凝吸附罐2、二号冷凝吸附罐3、回收罐4、压缩机5、真空泵6、第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10、第五阀门11、第六阀门12、第七阀门13、第八阀门14；

所述一号冷凝吸附罐2、二号冷凝吸附罐3均为油气冷凝吸附罐，如图2所示，所述冷凝吸附罐包括支架15、出液管16、内筒17、外筒18、翅片管19、铜管20、出气口21、油气进气口22、去沫器28、吸附剂拦网29；所述支架15包括两个支撑杆，设置于外筒18底部，与外筒18呈一体式结构；所述内筒17装于外筒18内，内筒、外筒两端均被密封，外筒18头部设有出气腔室30，底部设有输出腔室31，所述出气腔室30顶部设有出气口21，所述出气口21上设有去沫器28；铜管20均匀环绕内筒17的外表面上，其中一端与内筒17内部连通，为预冷气入口23，另外一端与出气腔室30连通，为预冷气出口27；所述出液管16一端连通内筒17底部，另一端穿过输出腔室31连通外筒外部；

如图2和图3所示，所述翅片管19两端分别为制冷剂入口25和制冷剂出口26，两端均放置于输出腔室31并连通外筒18的外部，翅片管19管体呈弯曲波浪形放置于内筒17内；所述内筒17顶部设有第二阶段油气入口24；所述吸附剂拦网29设置于内筒内；

如图1所示，制冷机组1的输出口通过管道与一号冷凝吸附罐2的制冷剂入口26（A）连通，管道上设有第一阀门7；所述一号冷凝吸附罐2的制冷器出口25（A）通过管道与压缩机5的输入口连通，压缩机5的输出口通过管道与二号冷凝吸附罐3的制冷剂入口26（B）连通，二号冷凝吸附罐3的制冷剂出口26（B）通过管道与制冷机组1的输入口连通，管道上设有第八阀门14；

所述一号冷凝吸附罐2出液管16（A）通过管道与真空泵6输入端连通，管道上设有第七阀门13；所述二号冷凝吸附罐3的出液管16（B）通过管道与真空泵6输入端连通，管道上设有第六阀门12；所述真空泵6输出端与回收罐4通过管道连通；所述一号冷凝吸附罐2的油气进气口22（A）上设有进气管道A，进气管道A上设有第四阀门10；所述二号冷凝吸附罐3的油气进气口22（B）设有进气管道B，进气管道B上设有第五阀门11；所述一号冷凝吸附罐2的出气口21（A）上设有出气管道A，气管道A上设有第二阀门8；所述二号冷凝吸附罐3的出气口21（B）上设有出气管道B，出气管道B上设有第三阀门9。

所述耦合法油气回收装置，其中一号冷凝吸附罐2、二号冷凝吸附罐3中的去沫剂28通过铁丝网固定于罐体的出气口21上。

所述耦合法油气回收装置，其中所述内筒17外壁上设有螺旋向上的导流板32。

以一号冷凝吸附罐2正在冷凝吸附、二号冷凝吸附罐3解吸为例，回收装置运作时，第一阀门7、第二阀门8、第四阀门10、第七阀门13、第八阀门14打开，第三阀门9、第五阀门11、第六阀门12处于关闭状态。制冷机组1、压缩机5、真空泵6启动，油气经第四阀门10、油气进气口22（A）进入一号冷凝吸附罐2，由于内筒17外壁上设有螺旋向上的导流板32，油气在惯性作用下逐渐上升至一号冷凝吸附罐2的第二阶段油气入口24，并进入内筒17内。

此时制冷机组1运行产生的制冷剂通过制冷剂入口25（A）进入翅片管19，从而降低内筒17内部的温度，然后制冷剂通过制冷剂出口26（B）流出一号冷凝吸附罐2，并通过管道进入压缩机5，制冷剂在压缩机5作用下，经过二号冷凝吸附罐3的翅片管19，在第八阀门14打开的情况下，通过管道回到制冷机组1。

油气通过第二阶段油气入口24进入一号冷凝吸附罐2的内筒后，一部分油气由于冷凝直接液化，由出液口16（A）排出，另一部分油气被吸附剂拦网29上的吸附剂吸附，而经过冷凝和吸附的低温洁净空气通过预冷气入口23进入铜管20，并从预冷气出口27进入外筒顶部的出气腔室30，洁净空气经去沫器28过滤后，在第二阀门8打开的情况下从出气口21（A）排除。而新进入一号冷凝吸附罐2的油气，则充分与铜管20内的低温洁净空气进行换热，降温至约3℃左右形成低温油气，提高了油气进入一号冷凝吸附罐2后的冷凝吸附效率，实现能源的二次利用。

在真空泵6的运作下，对二号冷凝吸附罐3的内部进行抽真空，从而使二号冷凝吸附罐3的内筒17中填充的吸附剂进行再生，吸附剂吸附的废油则被从吸附剂中解析，通过出液管16（B）流出至回收罐4。

通过西门子生产的PLC系统（S7-300）对耦合法油气回收装置进行循环运作控制，一号冷凝吸附罐2进入解吸状态，二号冷凝吸附罐3进入冷凝吸附状态，回收装置运作时，第一阀门7、第三阀门9、第五阀门11、第六阀门12、第八阀门14打开，第二阀门8、第四阀门10、第七阀门13关闭。

油气在第五阀门11打开的情况下，油气经油气进气口22进入二号冷凝吸附罐3，由于外筒18内壁、内筒17外壁上设有螺旋轨道、凹槽，油气在惯性作用下逐渐上升至二号冷凝吸附罐3的第二阶段油气入口24，并进入内筒17内。

此时制冷机组1运行产生的制冷剂通过制冷剂入口25（B）进入翅片管19，从而降低内筒17内部的温度，然后制冷剂通过制冷剂出口26（B）流出二号冷凝吸附罐2，并通过管道进入压缩机5。而油气通过第二阶段油气入口24进入二号冷凝吸附罐3的内筒后，一部分油气由于冷凝直接液化，由出液口16（B）排出，另一部分油气被吸附剂拦网29上的吸附剂吸附，而经过冷凝和吸附的低温洁净空气通过预冷气入口23进入铜管20，并从预冷气出口27进入外筒顶部的出气腔室30，洁净空气经去沫器28过滤后，在第二阀门9打开的情况下经过出气口21（B）排除。而新进入一号冷凝吸附罐2的油气，则充分与铜管20内的低温洁净空气进行换热，降温至约3℃左右形成低温油气，提高了油气进入一号冷凝吸附罐2后的冷凝吸附效率，实现能源的二次利用。

在真空泵6的运作下，对一号冷凝吸附罐2的内部进行抽真空，从而使内筒17中填充的吸附剂进行再生，吸附剂吸附的废油则被从吸附剂中解析，通过出液管16（A）流出至回收罐4。

Claims (2)

1.一种耦合法油气回收装置，其特征在于，所述油气回收装置包括：制冷机组、一号冷凝吸附罐、二号冷凝吸附罐、回收罐、压缩机、真空泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门； 所述一号冷凝吸附罐、二号冷凝吸附罐均为油气冷凝吸附罐，所述油气冷凝吸附罐包括支架、出液管、内筒、外筒、翅片管、铜管、出气口、油气进气口、去沫器、吸附剂拦网；所述支架包括两个支撑杆，设置于外筒底部，与外筒呈一体式结构；所述内筒装于外筒内，内筒、外筒两端均被密封，外筒头部设有出气腔室，底部设有输出腔室，所述出气腔室顶部设有出气口，所述出气口上设有去沫器；铜管均匀环绕内筒外表面上，其中一端与内筒内部连通为预冷气入口，另外一端与出气腔室连通为预冷气出口；所述出液管一端连通内筒底部，另一端穿过输出腔室连通外筒外部；所述翅片管两端分别为制冷剂入口和制冷剂出口，两端均放置于输出腔室，并连通外筒的外部，翅片管管体呈波浪形弯曲放置于内筒内底部；所述内筒顶部设有第二阶段油气入口；所述吸附剂拦网为不锈钢网，设置于内筒内部； 制冷机组输出口通过管道与一号冷凝吸附罐的制冷剂入口连通，管道上设有第一阀门；所述一号冷凝吸附罐的制冷剂出口通过管道与压缩机的输入口连通，压缩机的输出口通过管道与二号冷凝吸附罐的制冷剂入口连通，二号冷凝吸附罐的制冷剂出口通过管道与制冷机组的输入口连通，管道上设有第八阀门； 所述一号冷凝吸附的出液管通过管道与真空泵输入端连通，管道上设有第七阀门；所述二号冷凝吸附罐的出液管通过管道与真空泵输入端连通，管道上设有第六阀门；所述真空泵输出端与回收罐通过管道连通；所述一号冷凝吸附罐的油气进气口设有进气管道A，进气管道A上设有第四阀门；所述二号冷凝吸附罐的油气进气口设有进气管道B，进气管道B上设有第五阀门；所述一号冷凝吸附罐的出气口上设有出气管道A，出气管道A上设有第二阀门；所述二号冷凝吸附罐的出气口上设有出气管道B，出气管道B上设有第三阀门。

2.如权利要求1所述的耦合法油气回收装置，其特征在于所述内筒外壁上设有螺旋向上的导流板。