CN104923040A - 膜法油气回收分组控制装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜法油气回收分组控制装置及其使用方法，其包括油气入口和若干组膜组件，若干组膜组件之间并联连接，每组膜组件是由若干个橡胶态膜组件并联而成的，其中，油气入口通过管道一与每个橡胶态膜组件的入口端进行连接，每个橡胶态膜组件包括两个出口端，分别为渗透侧出口端和渗余侧出口端，每个橡胶态膜组件的渗透侧出口端通过管道二连接有真空泵，该真空泵连接有吸收塔或汽油储罐；每个橡胶态膜组件的渗余侧出口端通过管道连接至排气口，经过排气口将气体达标排放。本发明通过对膜组件的分组及真空泵的变频控制，使得膜组件的通量能够与油气流量实现精确匹配，从而提高了膜组件的油气分离效率，避免了装置运行异常。

Description

膜法油气回收分组控制装置及其使用方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种膜法油气回收分组控制装置及其使用方法。

背景技术

油气回收，指的是将汽油在储存、运输及销售过程中挥发到大气中的油气进行密闭收集，并通过各种工艺加以回收的过程。近年来，随着我国大气污染的形势日益严峻，国家环保总局陆续出台了GB20950《储油库大气污染物排放标准》、GB20952《加油站大气污染物排放标准》，要求所有的储油库、加油站在规定时间之前完成油气回收改造。

传统的油气回收方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法四种。冷凝法是最早的一种油气回收工艺，其工艺原理为对油气进行加压深冷，达到油气的凝点，直接将油气液化，其优点为工艺简单，安全性能好，回收物直接为油品；其缺点在于能耗极高，且回收效率有限，设备故障率较高；吸收法指的是用吸收剂将油品蒸汽进行喷淋吸收的一种工艺，吸收剂通常可选用贫汽油、粗柴油等油品，其特点是工艺简单，但回收效率不高，无法满足国家的排放要求；吸附法指的是使用活性炭、疏水硅胶等吸附剂将油气吸附下来，空气则直接排空，待吸附饱和后，再使用抽真空、通入蒸汽等方式将油气脱附下来，使用吸收法或冷凝法进行进一步处理，是目前使用较为广泛的一种油气回收工艺，能够达到较高的回收效率，但在油气回收过程中由于吸附会放热，存在安全风险，且吸附剂的寿命有限，更换吸附剂可能会造成二次污染。

近年来，随着气体分离膜技术的不断进步，膜分离法作为最为先进的一种油气回收技术，市场占有率得到了稳步地提升。膜分离法的基本原理为根据有机气体和空气在膜中的溶解与扩散速度不同，来实现有机气体和空气的分离。与传统的吸附吸收法相比，膜分离法具有工艺简单、占地面积小、投资费用低、运行维护较少、操作安全、没有二次污染等优点。目前的膜法油气回收工艺中，绝大部分采用的为橡胶态油气分离膜，主要为PDMS(聚二甲基硅氧烷)和POMS(聚甲基辛基硅氧烷)两种。

在实际应用过程中，由于膜法油气回收装置中的膜组件在设计时通常会匹配现场最大油气排放量，膜组件的通量往往较大，因此膜法油气回收装置多用于连续作业且油气排放量较为稳定的场合。这在铁路、轮船装卸时是可行的，但在向汽车发油时，由于随机性较强，油气排放量会随着时间而出现较大的波动。如果膜法油气回收装置无法适应这种入口油气流量的波动，就可能会导致装置出现运行异常，处理效果变差等问题。传统的膜法油气回收工艺通常用于发油量连续、稳定的场合，以保证装置入口油气流量的稳定，在膜组件设计时也通常只考虑最大油气流量，这在向铁路、轮船发油时是可行的。但在油库、炼厂向罐车发油时，由于罐车到来具有较强的随机性，导致发油流量和油气流量的随机性和波动性也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜法油气回收分组控制装置及其使用方法，其主要解决了油库、炼厂向罐车发油时导致的发油流量和油气流量波动性大的问题，本发明能够更好地匹配油库、炼厂在向汽车发油过程中入口油气流量的波动，具有原理简单、性能稳定的特点。

本发明的任务之一是提供一种膜法油气回收分组控制装置。

一种膜法油气回收分组控制装置，其包括油气入口和若干个膜组件组，若干个膜组件组共用所述油气入口，若干个膜组件组之间并联连接，每个膜组件组由若干个橡胶态膜组件并联而成，其中，所述油气入口通过管道一与每个橡胶态膜组件的入口端进行连接，所述管道一上设置有控制油气流量的阀门一，每个橡胶态膜组件包括两个出口端，分别为渗透侧出口端和渗余侧出口端，每个橡胶态膜组件的渗透侧出口端通过管道二连接有真空泵，所述管道二上连接有阀门二，所述真空泵连接有吸收塔或汽油储罐；每个橡胶态膜组件的渗余侧出口端通过管道连接至排气口，经过排气口将气体达标排放。

作为本发明的一个优选方案，上述管道一上靠近真空泵的一侧设置有真空度传感器。

作为本发明的另一个优选方案，上述管道一上靠近油气入口的一侧设置有流量计。

上述吸收塔内设置有喷淋装置，可使油气进入到吸收塔中进行喷淋吸收。

本发明的任务之二是提供上述膜法油气回收分组控制装置的使用方法，其具体包括以下步骤：

a、根据油气回收装置的总处理量选择合适的膜组件，并对膜组件进行分组；

b、将油气入口接入发油台的密闭油气收集系统，通过所述流量计实时计量进入所述膜法油气回收分组控制装置的流量，根据该流量和膜组件处理能力的匹配关系打开相应的阀门，使得膜组件的通量能够与油气流量实现精确匹配；

c、油气经过每个橡胶态膜组件后，在真空泵的作用下，油气分子会分为渗透侧和渗余侧，渗透侧气体从渗透侧端口流出，进入吸收塔或汽油储罐内；渗余侧气体从渗余侧端口流出，经过排气口达标排放。

本发明所带来的有益技术效果：

由于传统的膜法油气回收工艺通常只能适用于连续作业且入口油气流量稳定的场合，本发明根据鹤管的发油流量来选择通量合适的膜组件，通过选用若干组膜组件并联分组控制的方法，能够更好的匹配油库、炼厂在向汽车发油过程中入口油气流量的波动，本发明能很好地适应向汽车罐车发油过程中出现的进气流量波动性。通过对膜组件的分组及真空泵的变频控制，使得膜组件的通量能够与油气流量实现精确匹配，从而提高了膜组件的油气分离效率，避免了装置运行异常。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：

图1为本发明膜法油气回收分组控制装置的工艺流程图；

图中，11、21、31均为阀门一，12、22、32均为阀门二，2、油气入口，3、流量计，4、真空度传感器，5、真空泵，6、排气口，7、流量计，8、连接吸收塔或汽油储罐，9、橡胶态膜组件。

具体实施方式

本发明提出了一种膜法油气回收分组控制装置及其使用方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

如图1所示，膜法油气回收分组控制装置，包括有油气入口2、流量计3和若干个膜组件组，每个膜组件组均是由若干个橡胶态膜组件9并联而成的，橡胶态膜组件9、油气入口2可与发油台的密闭油气收集系统相连，在油气入口2和每个橡胶态膜9之间连接管道一，管道一上连接有阀门一11、21、31，阀门一分别对应各自的橡胶态膜组件，用于对进入橡胶态膜组件的油气进行控制，橡胶态膜组件包括两个出口端，分别为渗透侧出口端和渗余侧出口端，每个橡胶态膜组件的渗透侧出口端通过管道二连接有真空泵5，管道二上连接有阀门二12、22、32，真空泵5连接吸收塔或汽油储罐8；每个橡胶态膜组件的渗余侧出口端通过管道连接至排气口6，经过排气口将气体达标排放，优选的，在管道二上连接有真空度传感器4，在管道一上设置有流量计3，在真空泵与吸收塔或汽油储罐8之间的管道上即管道二上设置有流量计7。

本发明膜法油气回收分组控制装置的主要原理如下：

(1)首先，根据鹤管的发油流量选择通量合适的膜组件，比如可按发油流量的1.2倍选择膜组件的通量；

(2)然后对膜组件进行分组，膜组件在分组设置时，可根据鹤管数量按1个膜组件、2个膜组件、4个膜组件进行设置，也可根据实际需要按照其它方式进行设置，在渗透侧配备一个真空泵，真空泵采用变频控制，以对进气流量进行更加精确地匹配；

当鹤管数量超过7个时，可根据此原则在基础上进行扩充，并配备合适抽量的真空泵。当鹤管数量n少于7个时，可按1个膜组件、2个膜组件、n-3个膜组件进行设置，并选择合适抽量的真空泵；

(3)油气入口接入发油台的密闭油气收集系统，在使用时，通过鹤管的发油信号控制装置各组膜组件阀门一11、21、31的开启和关闭，并通过变频控制真空泵的抽气量；

(4)油气进入系统后，首先经过橡胶态膜组件，橡胶态膜组件的透过侧使用真空泵进行抽真空，在真空泵的作用下，油气分子会优先透过橡胶态膜组件从而在透过侧形成高浓度的油气和空气混合物；可进入到吸收塔中进行喷淋吸收，或者进行加压冷凝处理等，可将高浓度油气重新液化为汽油；或者也可直接返回到汽油储罐中进行储存；

(5)空气和少量未能透过的油气分子则会留在橡胶态膜组件的渗余侧，形成达标气体，通过排气口直接排空。

实施例1：

下面以某油库为例，对本发明做进一步详细说明。

该油库有7个汽油鹤管，每个鹤管的发油流量为80m³/h，根据本发明的设计原理，可选择7支膜组件对油气进行处理，每支膜组件的处理量可按80*1.2＝96m³/h设计，膜组件分为三组，分别为1个橡胶态膜组件组成的膜组件组、2个橡胶态膜组件并联而成的膜组件组、4个橡胶态膜组件并联而成的膜组件组，每组的进气侧和渗透侧均使用阀门控制开关，膜组件的渗透侧连接真空泵以改变橡胶态膜组件内的压力差，真空泵可选用普旭的双螺杆干式真空泵COBRA AC 0400F，并采用变频器进行变频控制。

油气入口接入发油台的密闭油气收集系统，在使用时，通过鹤管的发油信号控制装置各组膜组件的开启和关闭，如：只有一个鹤管发油时，则开启阀门一11和阀门二12；两个鹤管发油时，则开启阀门一21和阀门二22；三个鹤管发油时，则开启阀门一11、阀门二21、阀门一12、阀门二22…以此类推，并以膜渗透侧的真空度传感器、入口流量计3及出口流量计7的测量数据为依据，使用变频器对真空泵的抽气量进行精确控制，从而使膜组件的入口侧流量、渗透侧真空度、渗透侧流量等参数处于膜组件的正常操作范围之内。

油气进入系统后，首先经过橡胶态膜组件9，橡胶态膜组件的透过侧使用真空泵进行抽真空，在真空泵的作用下，油气分子会优先透过橡胶态膜组件从而在透过侧形成高浓度的油气和空气混合物；可进入到吸收塔中进行喷淋吸收，或者进行加压冷凝处理等，可将高浓度油气重新液化为汽油；或者也可直接返回到汽油储罐中进行储存，空气和少量未能透过的油气分子则会留在橡胶态膜组件的渗余侧，形成达标气体，通过排放口直接排空。

Claims (5)

1.一种膜法油气回收分组控制装置，其包括油气入口和若干个膜组件组，其特征在于：若干个膜组件组共用所述油气入口，若干个膜组件组之间并联连接，每个膜组件组由若干个橡胶态膜组件并联而成，其中，所述油气入口通过管道一与每个橡胶态膜组件的入口端进行连接，所述管道一上设置有控制油气流量的阀门一，每个橡胶态膜组件包括两个出口端，分别为渗透侧出口端和渗余侧出口端，每个橡胶态膜组件的渗透侧出口端通过管道二连接有真空泵，所述管道二上连接有阀门二，所述真空泵连接有吸收塔或汽油储罐；每个橡胶态膜组件的渗余侧出口端通过管道连接至排气口，经过排气口将气体达标排放。

2.根据权利要求1所述的膜法油气回收分组控制装置，其特征在于：所述管道一上靠近真空泵的一侧设置有真空度传感器。

3.根据权利要求1所述的膜法油气回收分组控制装置，其特征在于：所述管道一上靠近油气入口的一侧设置有流量计。

4.根据权利要求1所述的膜法油气回收分组控制装置，其特征在于：所述吸收塔内设置有喷淋装置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的膜法油气回收分组控制装置的使用方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

a、根据油气回收装置的总处理量选择合适的膜组件，并对膜组件进行分组；

b、将油气入口接入发油台的密闭油气收集系统，通过所述流量计实时计量进入所述膜法油气回收分组控制装置的流量，根据该流量和膜组件处理能力的匹配关系打开相应的阀门，使得膜组件的通量能够与油气流量实现精确匹配；

c、油气经过每个橡胶态膜组件后，在真空泵的作用下，油气分子会分为渗透侧和渗余侧，渗透侧气体从渗透侧端口流出，进入吸收塔或汽油储罐内；渗余侧气体从渗余侧端口流出，经过排气口达标排放。