CN104801146A

CN104801146A - 一种挥发性有机气体的回收装置和工艺

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Publication number: CN104801146A
Application number: CN201510181678.9A
Authority: CN
Inventors: 李振华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: CN104801146B

Abstract

本发明提供一种挥发性有机气体回收装置和工艺。所述装置包括吸附塔A、吸附塔B、真空泵、冷凝机组、回收罐、循环再生气罐、氮气自动稳压装置、氧含量分析仪、换热器。采用本装置进行挥发性有机气体回收时，吸附塔A、吸附塔B轮流切换进行吸附和解吸，解吸再生程序中采用循环再生气罐提供循环冲洗气。本发明的装置有利于吸附剂彻底解吸再生，提高吸附剂的吸附容量和装置效率，减少氮气用量。

Description

一种挥发性有机气体的回收装置和工艺

技术领域

本发明属于挥发性有机气体的回收领域，尤其是涉及一种挥发性有机气体的回收装置和工艺。

背景技术

挥发性有机气体作为工业废气排入大气会导致大气环境质量下降，并给人体健康带来危害。其中，有机物在加工、应用、存储和转运过程中会产生大量的挥发性有机气体，这些气态有机物一般具有可燃性和一定的毒性，不仅会造成资源浪费和环境污染，而且存在安全隐患。因此需要能够将挥发性有机气体安全、有效回收处理的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种挥发性有机气体的回收装置和工艺，可应用于含油废气、碳酸二甲酯、苯、甲苯、甲酰胺、甲酸甲酯等易挥发有机气体的回收。本发明的装置和工艺可用于油库、液态有机物的存储库、液态有机物的装卸过程中的挥发性气体回收，特别是含油废气的回收，如在加油站的埋地油罐注油及汽车加油过程中由于汽油挥发产生的含油废气的回收。

本发明的挥发性有机气体的回收装置包括吸附塔A、吸附塔B、真空泵、冷凝机组、回收罐、循环再生气罐、氮气自动稳压装置、氧含量分析仪、换热器，其中，挥发性有机气体进气管通过两条各装有一个进气阀的分支管路分别与吸附塔A和吸附塔B底部相连，吸附塔A和吸附塔B顶部分别设置排气阀，真空泵一端通过两条各装有一个抽空阀的分支管路分别与吸附塔A和吸附塔B底部相连，真空泵另一端连接冷凝机组，冷凝机组底部与回收罐相连，回收罐上设有冷凝有机物输出管，冷凝机组一侧与循环再生气罐相连，循环再生气罐上装有氧含量分析仪和氮气自动稳压装置，循环再生气罐顶部通过一条装有泄压阀的管路与挥发性有机气体进气管相连，循环再生气罐与换热器相连，且循环再生气罐与换热器的连接管路上装有进气阀，换热器通过两条各装有一个冲洗阀的分支管路分别与吸附塔A、吸附塔B顶部相连，换热器带有一条旁通管路，该旁通管路上设有旁通阀。

其中，吸附塔A和吸附塔B可以为固定床吸附塔。

采用本发明的装置回收挥发性有机气体的工艺包括以下步骤：挥发性有机气体首先由进气管进入吸附塔A，其中气态有机物被塔中吸附剂吸附截留，干净的尾气由净化气排空管排入大气；吸附塔A吸附接近饱和时切换进入解吸再生程序；并打开吸附塔B的进气阀和排气阀，关闭吸附塔B的抽空阀和冲洗阀，使吸附塔B进入吸附程序；解吸再生程序结束后吸附塔A切入吸附程序，吸附塔B进入解吸再生程序，两塔轮流切换，连续回收挥发性有机气体，其中，吸附塔A解吸再生程序包括以下步骤：

a.关闭吸附塔A的进气阀和排气阀，打开抽空阀，用真空泵对吸附塔A进行抽真空解吸，抽真空出来的挥发性有机气体及部分不凝气经过冷凝机组冷凝，将其中的有机气体冷凝分离出来排入回收罐，少量不凝气及极小量的有机气体进入循环再生气罐；

b.打开吸附塔A顶部的冲洗阀和换热器进气阀，换热器旁通阀处于关闭状态，利用换热器对循环再生气罐出来的冲洗气进行升温，再利用升温后的冲洗气冲洗吸附剂，使吸附剂进一步解吸再生；

c.在冲洗末期，关闭换热器进气阀，打开换热器旁通阀，使冷凝机组出来的冷却气经循环再生气罐后直接进吸附塔A对吸附剂进行降温冲洗，当吸附剂温度降低至40℃及以下时，吸附塔A的解吸再生程序结束；

d.当循环再生气罐压力低于1KPaG时，氮气自动稳压装置自动补偿氮气，当循环再生气罐压力高于10KPaG时，泄压阀打开，超压的循环再生气返回至挥发性有机气体进气管，确保冲洗系统的压力稳定；

e.当循环再生气罐中循环气的氧含量高于安全值时，氮气自动稳压装置自动补入氮气，降低氧含量至安全范围。

本发明可以利用程序控制组合阀门的开关。

本发明具有以下优势：

1.采用循环再生气罐将系统中的气体收集、存储并循环起来，形成冲洗气，用于冲洗吸附剂，同时通过换热器调节冲洗气的温度，于较高温度冲洗解吸；此外，冲洗气循环量大，循环冲洗气量可以达到1000Nm³/h以上，有利于吸附剂彻底解吸；冲洗解吸结束后，再利用未加热的冲洗气对吸附剂冲洗降温，提高吸附剂的吸附容量，提高装置效率；因采用循环冲洗气，所以系统所需的氮气量非常少，正常运行时基本不需要补充氮气，最低可以做到氮气零消耗；

2.因吸附剂再生较为彻底，排放尾气中的有机气体含量比一般的吸附工艺要低很多，例如应用于含油废气回收时，尾气中油含量可以达到5mg/m³以下的更高标准，油气回收率可高达99.5％以上；应用于碳酸二甲酯时，出口尾气中碳酸二甲酯含量可以达到1mg/m³以下；

3.抽真空的有机气体解吸气经过冷凝回收，冷凝下来的有机物可以直接返回储罐；

4.引入氮气稳压系统，能降低氧含量，提高安全性，且能提高吸附剂再生效率，减少吸附剂用量，降低装置成本；

5.采用循环冲洗抽空工艺，减少了吸附剂上重烃的积累，延长了吸附剂的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的装置示意图

图中：

1、挥发性有机气体进气管 2、吸附塔A 3、吸附塔B

4、真空泵 5、冷凝机组 6、回收罐

7、冷凝有机物输出管 8、循环再生气罐 9、氮气自动稳压装置

10、氧含量分析仪 11、换热器 12、净化气排空管

13、吸附塔A进气阀 14、吸附塔B进气阀 15、吸附塔A抽空阀

16、吸附塔B抽空阀 17、吸附塔A排气阀 18、吸附塔B排气阀

19、吸附塔A冲洗阀 20、吸附塔B冲洗阀 21、换热器进气阀

22、换热器旁通阀 23、循环再生气罐泄压阀

具体实施方式

实施例1

图1是本发明的挥发性有机气体回收装置示意图。本发明的装置包括吸附塔A 2、吸附塔B 3、真空泵4、冷凝机组5、回收罐6、循环再生气罐8、氮气自动稳压装置9、氧含量分析仪10、换热器11。其中，挥发性有机气体进气管1通过两条分支管路分别与吸附塔A 2和吸附塔B 3底部相连，所述两条分支管路上分别装有进气阀13、14；吸附塔A 2和吸附塔B 3顶部分别设置排气阀17、18；真空泵4一端通过两条分支管路分别与吸附塔A 2和吸附塔B 3底部相连，所述两条分支管路上分别装有抽空阀15、16；真空泵4另一端连接冷凝机组5；冷凝机组5底部与回收罐6相连；回收罐6上设有冷凝有机物输出管7；冷凝机组5一侧与循环再生气罐8相连；循环再生气罐8上装有氧含量分析仪10和氮气自动稳压装置9，循环再生气罐8顶部通过泄压阀23所在管路与挥发性有机气体进气管1相连，循环再生气罐8通过进气阀21与换热器11相连；换热器11通过两条分支管路分别与吸附塔A 2、吸附塔B 3顶部相连，所述两条分支管路上分别装有冲洗阀19、20；换热器11带有一条旁通管路，该旁通管路上设有旁通阀22。

吸附塔A 2和吸附塔B 3为固定床吸附塔。

实施例2

采用实施例1所述的装置对汽油转运过程中产生的含油废气进行回收，采用活性炭为吸附剂，具体的工艺过程为：含油废气首先由进气管1进入吸附塔A 2，其中气态含油废气被塔中吸附剂吸附截留，干净的尾气由净化气排空管12排入大气；吸附塔A 2吸附接近饱和时切换进入解吸再生程序；并打开吸附塔B 3的进气阀14和排气阀18，关闭吸附塔B 3的抽空阀16和冲洗阀20，使吸附塔B 3进入吸附程序；吸附塔A 2的解吸再生程序结束后切入吸附程序，吸附塔B 3进入解吸再生程序，两塔轮流切换。其中，吸附塔A 2的解吸再生程序包括以下步骤：

a.关闭吸附塔A 2的进气阀13和排气阀17，打开抽空阀15，用真空泵对吸附塔A 2进行抽真空解吸，抽真空出来的含油废气经过冷凝机组5冷凝至-10℃，将其中的油冷凝分离出来排入回收罐6，少量不凝气及极小量的含油废气进入循环再生气罐8：

b.打开吸附塔A 2顶部的冲洗阀19和换热器进气阀21，换热器旁通阀22处于关闭状态，利用换热器11将循环再生气罐8出来的冲洗气升温至80℃，利用升温后的

冲洗气冲洗吸附剂，使吸附剂进一步解吸，循环冲洗气量为1000Nm³/h；

c.在冲洗末期，关闭进气阀21，打开换热器旁通阀22，使冷凝机组5出来的冷却气经循环再生气罐8后直接进吸附塔A 2对吸附剂进行降温冲洗，当吸附剂温度降低至30℃时，吸附塔A 2的解吸再生程序结束；

d.当循环再生气罐8压力低于1KPaG时，氮气自动稳压装置9自动补偿氮气；当循环再生气罐8压力超过10KPaG时，部分气体经泄压阀23返回至挥发性有机气体进气管1，确保冲洗系统的压力稳定；

e.当循环再生气罐8的氧含量高于0.5％时，氮气自动稳压装置9自动补入氮气，降低氧含量至安全范围。

净化气排空管12排放的气体的油含量为10mg/m³，回收率为99.5％。

实施例3

采用实施例1所述的装置对碳酸二甲酯挥发气体进行回收，采用活性炭+分子筛为吸附剂，具体的工艺过程为：油气首先由进气管1进入吸附塔A 2，其中气态碳酸二甲酯被塔中吸附剂吸附截留，干净的尾气由净化气排空管12排入大气；吸附塔A 2吸附接近饱和时切换进入解吸再生程序；并打开吸附塔B 3的进气阀14和排气阀18，关闭吸附塔B的抽空阀16和冲洗阀20，使吸附塔B 3进入吸附程序；吸附塔A 2的解吸再生程序结束后切入吸附程序，吸附塔B 3进入解吸再生程序，两塔轮流切换，其中，吸附塔A 2解吸再生程序包括以下步骤：

a.关闭吸附塔A 2的进气阀13和排气阀17，打开抽空阀15，用真空泵对吸附塔A 2进行抽真空解吸，抽真空出来的解吸气体经过冷凝机组5冷凝至-40℃，将其中的碳酸二甲酯冷凝分离出来排入回收罐6，少量不凝气和极少量的含碳酸二甲酯废气进入循环再生气罐8；

b.打开吸附塔A 2顶部的冲洗阀19和换热器进气阀21，换热器旁通阀22处于关闭状态，利用换热器11将循环再生气罐8出来的冲洗气升温至60℃，利用升温后的冲洗气冲洗吸附剂，使吸附剂进一步解吸，循环冲洗气量为1000Nm³/h；

c.在冲洗末期，关闭进气阀21，打开换热器旁通阀22，使冷凝机组5出来的冷却气经循环再生气罐8后直接进吸附塔A 2对吸附剂进行降温冲洗，当吸附剂温度降低至10℃时，吸附塔A 2的解吸再生程序结束；

d.当循环再生气罐8压力低于1KPaG时，氮气自动稳压装置9自动补偿氮气；当循环再生气罐8压力大于10KPaG时，部分气体经泄压阀23返回至挥发性有机气体

进气管1，确保冲洗系统的压力稳定；

e.当循环再生气罐8的氧含量高于0.2％时，氮气自动稳压装置9自动补入氮气，降低氧含量至安全范围。

净化气排空管12排放的尾气的碳酸二甲酯含量为1mg/m³，回收率为99.9％。

以上描述了本发明的优选实施方案，但这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方案做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种挥发性有机气体的回收装置，其特征在于：包括吸附塔A、吸附塔B、真空泵、冷凝机组、回收罐、循环再生气罐、氮气自动稳压装置、氧含量分析仪、换热器，其中，挥发性有机气体进气管通过两条各装有一个进气阀的分支管路分别与吸附塔A和吸附塔B底部相连，吸附塔A和吸附塔B顶部分别设置排气阀，真空泵一端通过两条各装有一个抽空阀的分支管路分别与吸附塔A和吸附塔B底部相连，真空泵另一端连接冷凝机组，冷凝机组底部与回收罐相连，回收罐上设有冷凝有机物输出管，冷凝机组一侧与循环再生气罐相连，循环再生气罐上装有氧含量分析仪和氮气自动稳压装置，循环再生气罐顶部通过一条装有泄压阀的管路与挥发性有机气体进气管相连，循环再生气罐与换热器相连，且循环再生气罐与换热器的连接管路上装有进气阀，换热器通过两条各装有一个冲洗阀的分支管路分别与吸附塔A、吸附塔B顶部相连，换热器带有一条旁通管路，该旁通管路上设有旁通阀。

2.根据权利要求1所述的挥发性有机气体的回收装置，其特征在于：吸附塔A和吸附塔B为固定床吸附塔。

3.一种采用权利要求1所述的装置回收挥发性有机气体的工艺，其特征在于：挥发性有机气体首先由进气管进入吸附塔A，其中气态有机物被塔中吸附剂吸附截留，干净的尾气由净化气排空管排入大气；吸附塔A吸附接近饱和时切换进入解吸再生程序；并打开吸附塔B的进气阀和排气阀，关闭吸附塔B的抽空阀和冲洗阀，使吸附塔B进入吸附程序；解吸再生程序结束后吸附塔A切入吸附程序，吸附塔B进入解吸再生程序，两塔轮流切换，连续回收挥发性有机气体，其中，吸附塔A解吸再生程序包括以下步骤：

d.当循环再生气罐压力低于1KPaG时，氮气自动稳压装置自动补偿氮气；当循环再生气罐压力高于10KPaG时，泄压阀打开，超压的循环再生气返回至挥发性有机气体进气管，确保冲洗系统的压力稳定；

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述挥发性有机气体为含油废气。

5.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述挥发性有机气体为碳酸二甲酯。

6.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：抽真空出来的挥发性有机气体经过冷凝机组被冷凝至-40℃至10℃。

7.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：循环再生气罐出来的冲洗气被换热器加热至40℃至100℃。

8.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述吸附剂选自活性炭、硅胶、分子筛中的一种或多种混合。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述吸附剂为活性炭。

10.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述吸附剂为活性炭和分子筛的混合。