CN107413168A - 油气回收系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种油气回收系统及其控制方法,油气回收系统包括储油罐;吸附装置,与所述储油罐连通,用于在所述储油罐内的压力达到第一预定压力时开始吸附,在达到以下条件中的至少一个后停止吸附,所述条件包括:所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量、所述储油罐内的压力低于第二预定压力;以及脱附装置,连接于所述吸附装置与所述储油罐之间,用于将所述吸附装置内的油气脱附并回收至所述储油罐。吸附装置用于在不同条件下吸附以及停止吸附,并且在预定条件下利用脱附装置对其脱附,通过对同一吸附装置进行分时复用,实现对储油罐排出的混合气中的油气组分回收,与现有多个吸附装置交替运行的技术相比系统结构更精简,节省设备投入。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域,更具体地,涉及一种油气回收系统及其控制方法。
背景技术
油品由于含有大量的轻烃组分,具有很强的挥发性,在储存、转移等过程中,难免会发生油气的挥发。油气挥发不仅会造成油品的大量损耗,同时挥发出的油气也会对环境造成污染。随着全球范围内节能减排战略的不断实施,油品挥发的控制显得愈发重要。然而,目前要在根本上控制油品挥发还较难实现,油气回收技术作为能将油气收集并重新利用的技术,变得更加实用。
现有加油站油气回收技术一般分为三个阶段:一次油气回收、二次油气回收以及三次油气回收。其中,一次油气回收指油罐车向储油罐卸油过程中,储油罐压力增加,产生的油气回收至油罐车;二次油气回收指汽车加油过程中,汽车油箱产生的油气回收至储油罐;三次油气回收指储油罐油气压力增大以后,由储油罐排出的混合气中的油气组分的回收。
早期加油站的储油罐安装有呼吸阀,当储油罐压力高时呼吸阀开启,三次油气会直接排放大气,既污染环境又浪费能源。现有针对三次油气回收的装置一般基于冷凝、吸收、吸附、膜分离等方法,均不同程度存在设备投资大、运行费用高、使用寿命短、回收效率低等问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种油气回收系统及其控制方法,通过单个吸附罐实现储油罐排出的混合气中的油气组分的回收。
根据本发明的一方面,提供一种油气回收系统,包括:储油罐;吸附装置,与所述储油罐连通,用于在所述储油罐内的压力达到第一预定压力时开始吸附,在达到以下条件中的至少一个后停止吸附,所述条件包括:所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量、所述储油罐内的压力低于第二预定压力;以及脱附装置,连接于所述吸附装置与所述储油罐之间,用于将所述吸附装置内的油气脱附并回收至所述储油罐。
优选地,所述吸附装置包括:吸附罐,与所述储油罐连通,所述吸附罐内填充吸附剂;以及第一阀门和第二阀门,分别设置在所述吸附罐的进气端和出气端,所述吸附罐开始吸附时所述第一阀门和所述第二阀门开启,所述吸附罐停止吸附时所述第一阀门和所述第二阀门关闭。
优选地,所述预定油气量为所述吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍。
优选地,所述脱附装置为真空泵,所述真空泵在脱附时开启,在所述吸附装置吸附时关闭。
优选地,还包括连接于所述脱附装置与所述储油罐之间的水冷器,用于将脱附的所述油气液化。
优选地,还包括位于所述储油罐内的曝气管,所述曝气管与所述真空泵连接,脱附的所述油气经过所述曝气管回收至所述储油罐。
优选地,还包括设置在所述储油罐上的呼吸阀,用于在所述储油罐内的压力达到第三预定压力时排气。
优选地,还包括设置在所述储油罐上的压力传感器,用于检测所述储油罐内的压力。
优选地,所述第一预定压力为200帕,所述第二预定压力为100帕。
根据本发明的另一方面,提供一种油气回收系统的控制方法,可以是上述任一项的油气回收系统的控制方法,该控制方法包括:在储油罐内的压力达到第一预定压力时控制吸附装置开始吸附;在达到以下条件中的至少一个后控制所述吸附装置停止吸附,并在所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量后控制脱附装置进行脱附,所述条件包括:所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量、所述储油罐内的压力低于第二预定压力。
优选地,所述预定油气量为所述吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍。
优选地,所述吸附装置吸附油气量通过以下公式确定:
其中,Q吸附:在N个吸附时段内所述吸附装置吸附油气量;
Tn1:第n吸附时段的起始时刻;
Tn2:第n吸附时段的结束时刻;
C1:预定常数;
P(t):所述储油罐内的压力。
根据本发明的油气回收系统及其控制方法,吸附装置用于在不同条件下吸附以及停止吸附,并且在预定条件下利用脱附装置对其脱附,通过对同一吸附装置进行分时复用,实现对储油罐排出的混合气中的油气组分回收,与现有多个吸附装置交替运行的技术相比系统结构更精简,节省设备投入。
在优选的实施例中,预定油气量为吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍,吸附装置吸附油气量通过上述公式确定,从而能准确控制吸附、脱附时间,提高设备运行效率、降低运行费用。
在优选的实施例中,油气回收系统还包括与真空泵串接的水冷器以及曝气管,曝气管位于储油罐内。水冷器将脱附的油气组分液化,曝气管将油气组分均匀分散于储油罐中,从而提高所回收油气的液化率,增加收益,降低运行费用。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1示出根据本发明实施例的油气回收系统的结构示意图;
图2示出根据本发明实施例的油气回收系统的储油罐的截面图;
图3示出根据本发明实施例的油气回收系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节,但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解,在描述部件的结构时,当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时,可以指直接位于另一层、另一个区域上面,或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且,如果将部件翻转,该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
图1示出根据本发明实施例的油气回收系统的结构示意图,该油气回收系统包括储油罐110、吸附装置120以及脱附装置,吸附装置120与储油罐110连通,用于在储油罐110内的压力达到第一预定压力时开始吸附,在达到以下条件中的至少一个后停止吸附,所述条件包括:吸附装置120吸附油气量达到预定油气量、储油罐110内的压力低于第二预定压力。脱附装置连接所述吸附装置120与储油罐110之间,用于将吸附装置120内的油气脱附并回收至储油罐110。
吸附装置120可以包括:吸附罐121、第一阀门122以及第二阀门123。吸附罐121与储油罐110连通,吸附罐121内填充吸附剂,例如是活性炭吸附剂。第一阀门122和第二阀门122分别设置在吸附罐121的进气端和出气端,吸附罐121开始吸附时第一阀门122和第二阀门123开启,吸附罐121停止吸附时第一阀门122和第二阀门123关闭。第一阀门122以及第二阀门122例如是控制阀。
上述的预定油气量可以为吸附装置120的饱和吸附量的0.85至0.95倍,例如是吸附罐121饱和吸附量的0.9倍。第一预定压力可以为200帕,第二预定压力可以为100帕。即在本实施例中,储油罐110内的压力达到200帕时开始吸附,吸附罐121吸附油气量达到0.9倍的吸附罐121的饱和吸附量和/或储油罐110内的压力低于100帕时停止吸附,并且在吸附罐121吸附油气量达到0.9倍的吸附罐121的饱和吸附量时开始脱附。通过对脱附触发条件与吸附装置120饱和吸附量的倍数相联系,能准确控制吸附、脱附时间,提高设备运行效率、降低运行费用。
脱附装置可以是真空泵130,本实施例中真空泵130连接于吸附罐121与储油罐110之间,并且真空泵130连接于第一阀门122的下游。真空泵130在脱附时开启,在吸附装置120吸附时关闭。
在吸附阶段,第一阀门122和第二阀门183都开启,储油罐110内含油气组分的混合气经过第一阀门122进入吸附罐121,混合气中的油气组分附着在吸附罐121内的吸附剂上,其他非油气组分可以经过第二阀门183排放至大气中,其中第二阀门183所连管道的末端可以设置第一排放帽191。停止吸附时,第一阀门122和第二阀门183都关闭。在脱附阶段,第一阀门122和第二阀门183仍然关闭,真空泵130开启,吸附罐121内附着在吸附剂上的油气组分真空泵130的抽真空作用下脱附,形成高浓度油气,并且通过连接在吸附罐121与储油罐110之间的管路回收至储油罐110中。脱附阶段结束后,真空泵130停止运行。
油气回收系统还可以包括连接于脱附装置120与储油罐110之间的水冷器140,本实施例中水冷器140与真空泵130串接,用于将脱附的油气组分液化。油气回收系统还可以包括位于储油罐110内的曝气管150,曝气管150与真空泵130连接,脱附的油气经过曝气管150回收至储油罐110。本实施例中,吸附罐121、真空泵130、水冷器140以及曝气管150依次串接,图2示出本发明实施例的油气回收系统的储油罐110的截面图,曝气管150可以在储油罐110内的底部居中设置。在脱附阶段,真空泵130运行使得吸附罐121内的油气脱附,油气经过水冷器140至少部分液化,再经过曝气管150上设置的多孔结构喷入至储油罐110内的液态油品中,使得回收的油气均匀分散于储油罐110内的油品中,从而提高所回收油气的液化率,增加收益,降低运行费用。
油气回收系统还可以包括设置在储油罐110上的呼吸阀160,用于在储油罐110内的压力达到第三预定压力时排气,该第三预定压力例如是300帕,呼吸阀160所连管道的末端可以设置第二排放帽192,当储油罐110内压力达到300帕时呼吸阀160开启从而排气泄压,保证储油罐110内的压力平衡。油气回收系统还可以包括设置在储油罐110上的压力传感器170,用于检测储油罐110内的压力。
根据本发明的油气回收系统,吸附装置120用于在不同条件下吸附以及停止吸附,并且在预定条件下利用脱附装置对其脱附,通过对同一吸附装置120进行分时复用,实现对储油罐110排出的混合气中的油气组分回收,与现有多个吸附装置交替运行的技术相比系统结构更精简,节省设备投入。
本发明该还提供一种上述油气回收系统的控制方法,大致包括以下步骤:在储油罐内的压力达到第一预定压力时控制吸附装置开始吸附;在达到以下条件中的至少一个后控制所述吸附装置停止吸附,并在吸附装置吸附油气量达到预定油气量后控制脱附装置进行脱附,所述条件包括:吸附装置吸附油气量达到预定油气量、储油罐内的压力低于第二预定压力。
上述的预定油气量可以为吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍。吸附罐吸附油气量可以通过以下公式确定:
其中,Q吸附:在N个吸附时段内所述吸附装置吸附油气量;
Tn1:第n吸附时段的起始时刻;
Tn2:第n吸附时段的结束时刻;
C1:预定常数;
P(t):所述储油罐内的压力。
图3示出根据本发明实施例的油气回收系统的控制方法的流程图。
在步骤S201中启动系统并待机,接着进入步骤S202,判断储油罐内的压力是否达到第一预定压力,第一预定压力例如是200帕,若未达到第一预定压力,则继续待机并持续进行步骤S202以进行判断,直达当储油罐内的压力达到第一预定压力时,进入步骤S203,开始吸附。在吸附过程中,同时进行步骤S204,计算吸附装置吸附油气量,然后进入步骤S205,将吸附装置吸附油气量Q吸附与所述预定油气量进行比较,本实施例中预定油气量例如是0.9倍的吸附装置的饱和吸附量Q饱和,如果储油罐吸附油气量Q吸附达到0.9倍的吸附装置的饱和吸附量Q饱和,进入步骤S208,即停止吸附,随后进行步骤S209,即进行脱附步骤,脱附完成后,系统回到待机状态,继续进入步骤S202进行判断;如果吸附装置吸附油气量Q吸附未达到0.9倍的吸附装置的饱和吸附量Q饱和,进入步骤S206,即判断储油罐内的压力是否低于第二预定压力,该第二预定压力例如是100帕。如果储油罐内的压力不低于第二预定压力,则回到步骤S204,继续计算吸附装置吸附油气量;如果储油罐内的压力低于第二预定压力,则进入步骤S207,停止吸附,并且进入待机状态,继续进入步骤S202进行判断。
根据本发明的油气回收系统的控制方法,控制吸附装置在不同条件下吸附以及停止吸附,并且在预定条件下利用脱附装置对其脱附,通过对同一吸附装置进行分时复用,实现对储油罐排出的混合气中的油气组分回收,与现有多个吸附装置交替运行的技术相比系统结构更精简,节省设备投入。
此外,本发明实施例的油气回收系统的控制方法公开了判定脱附步骤进行的时机以及吸附油气量的计算方法,其中预定油气量为吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍,吸附装置吸附油气量通过上述公式确定,从而能准确控制吸附、脱附时间,提高设备运行效率、降低运行费用。
应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (12)
1.一种油气回收系统,其特征在于,包括:
储油罐;
吸附装置,与所述储油罐连通,用于在所述储油罐内的压力达到第一预定压力时开始吸附,在达到以下条件中的至少一个后停止吸附,所述条件包括:所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量、所述储油罐内的压力低于第二预定压力;以及
脱附装置,连接于所述吸附装置与所述储油罐之间,用于将所述吸附装置内的油气脱附并回收至所述储油罐。
2.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,所述吸附装置包括:
吸附罐,与所述储油罐连通,所述吸附罐内填充吸附剂;以及
第一阀门和第二阀门,分别设置在所述吸附罐的进气端和出气端,所述吸附罐开始吸附时所述第一阀门和所述第二阀门开启,所述吸附罐停止吸附时所述第一阀门和所述第二阀门关闭。
3.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,所述预定油气量为所述吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍。
4.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,所述脱附装置为真空泵,所述真空泵在脱附时开启,在所述吸附装置吸附时关闭。
5.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,还包括连接于所述脱附装置与所述储油罐之间的水冷器,用于将脱附的所述油气液化。
6.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,还包括位于所述储油罐内的曝气管,所述曝气管与所述真空泵连接,脱附的所述油气经过所述曝气管回收至所述储油罐。
7.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,还包括设置在所述储油罐上的呼吸阀,用于在所述储油罐内的压力达到第三预定压力时排气。
8.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,还包括设置在所述储油罐上的压力传感器,用于检测所述储油罐内的压力。
9.根据权利要求1所述的油气回收系统,其特征在于,所述第一预定压力为200帕,所述第二预定压力为100帕。
10.一种根据权利要求1至9任一项所述的油气回收系统的控制方法,其特征在于,包括:
在储油罐内的压力达到第一预定压力时控制吸附装置开始吸附;
在达到以下条件中的至少一个后控制所述吸附装置停止吸附,并在所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量后控制脱附装置进行脱附,所述条件包括:所述吸附装置吸附油气量达到预定油气量、所述储油罐内的压力低于第二预定压力。
11.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述预定油气量为所述吸附装置的饱和吸附量的0.85至0.95倍。
12.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述吸附装置吸附油气量通过以下公式确定:
其中,Q吸附:在N个吸附时段内所述吸附装置吸附油气量;
Tn1:第n吸附时段的起始时刻;
Tn2:第n吸附时段的结束时刻;
C1:预定常数;
P(t):所述储油罐内的压力。
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- 2017-05-19 CN CN201710359007.6A patent/CN107413168A/zh active Pending
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