CN111595048A - 一种油气回收冷凝机组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油气回收冷凝机组，包括第一级、第二级、第三级制冷系统，第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组制冷，其中第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组制冷，其中第二级制冷系统中的蒸发器与第三级制冷系统中的蒸发器并联运行，即第二级与第三级制冷系统共用一个高温级制冷回路和一个低温级制冷压缩机而分别形成各自的制冷回路，这样整个制冷系统中只有一个低温级制冷压缩机和一个高温级制冷压缩机同时运行，不但能满足油气的多级冷凝工艺要求，同时与现有技术相比，减少了制冷压缩机及相关辅助配件的使用量，节约了制造成本，提高了冷凝机组的效率，降低了系统的总能耗，且整个冷凝机组简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域，具体涉及一种油气回收冷凝机组。
背景技术
油气属于典型的挥发性有机物，在国家明确关注的12个VOCs重点行业，大部分涉及石油及其产品。油气的挥发排放会造成严重的环境污染，进而对动、植造成严重的危害。随着人们环保和节能意识的增强，油气挥发越来越引起社会的关注，对油气回收技术的研究和应用也越来越成熟。国际上较普遍采用的油气回收方法有吸附法、吸收法、膜分离方法、冷凝法，其中冷凝方法因其回收效率高、投资适中、回收产品可直接使用等优点而被广泛应用。但要实现较高的油气回收率，需要使用多级冷凝油气回收工艺，多级冷凝油气回收工艺流程相对复杂，整个制冷系统的总能耗也较高，在一定程度上制约了冷凝法油气回收的发展。
例如，若要实现油气回收率达到国家规定的95%以上，需要采用三级冷凝工艺（三级制冷系统），即冷凝机组的三级冷凝温度依次是2℃、-30℃和-80℃。现有技术中，一般的做法为：对于第一级制冷系统，配置一个单独的制冷机组，制冷机组采用单台压缩机进行制冷或利用第三级制冷系统深冷后的油气进行冷凝（余冷利用）；对于第二级制冷系统，需要配置一个单独的制冷压缩机组；对于第三级制冷系统，需要采用复叠式制冷机组，才能达到冷凝温度至-80℃，而复叠式制冷机组需要配置两台以上的制冷压缩机。因此，这样的三级冷凝油气回收系统至少需要三台压缩机同时运行，成本较高，工艺较为复杂，系统总能耗也较高。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种油气回收冷凝机组，该油气回收冷凝机组采用三级制冷系统，第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组进行制冷，其中第二级制冷系统中的蒸发器与第三级制冷系统中的蒸发器并联运行，即第二级与第三级制冷系统共用一个高温级制冷回路和一个低温级制冷压缩机而分别形成各自的制冷回路，这样整个制冷系统中只有一个低温级制冷压缩机和一个高温级制冷压缩机同时运行，不但能满足油气的多级冷凝工艺要求，同时与现有技术相比，减少了制冷压缩机及相关辅助配件的使用量，节约了制造成本，提高了冷凝机组的效率，降低了系统的总能耗，且整个冷凝机组简单，操作方便。
为实现上述目的，本发明的油气回收冷凝机组采用的技术方案是：所述油气回收冷凝机组包括三级制冷系统，分别为依次连接的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统；
所述第一级制冷系统包括第一换热器、第一气液分离器，第一换热器的热流体进口用于与油气排放总管路连通，第一换热器的热流体出口与第一气液分离器的进气口连通；
第二级制冷系统包括第一复叠式制冷机组和第二气液分离器，第一复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第一膨胀阀、第二换热器、高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀，高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀、冷凝蒸发器依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第一膨胀阀、第二换热器依次连接形成低温级制冷回路，第二换热器的热流体出口与第二气液分离器的进气口连通，第二气液分离器的出气口与第三换热器的热流体进口连通；
所述第三级制冷系统包括第二复叠式制冷机组和第三气液分离器，第二复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第二膨胀阀、第三换热器、高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀，高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀、冷凝蒸发器依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第二膨胀阀、第三换热器依次连接形成低温级制冷回路，其中，第三换热器与第二换热器并联设置，第二膨胀阀与第一膨胀阀并联设置，第三换热器的热流体出口与第三气液分离器的进气口连通，第三气液分离器的出气口用于与活性炭吸附装置连通；
所述第一气液分离器的排液口、第二气液分离器的排液口、第三气液分离器的排液口均用于与储油设备连通以对排出的液体油进行回收。
优选地，所述低温级制冷压缩机的吸气口处安装有用于调节第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力平衡的压力平衡器。
优选地，所述第三气液分离器的出气口与第一换热器的冷流体进口连通，所述第一换热器的冷流体出口用于与活性炭吸附装置连通。
优选地，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器均采用翅片式换热器。
本发明的有益效果：本发明的油气回收冷凝机组包括三级制冷系统，分别为第一级、第二级、第三级制冷系统，第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组进行制冷，其中第二级制冷系统中的蒸发器与第三级制冷系统中的蒸发器并联运行，即第二级与第三级制冷系统共用一个高温级制冷回路和一个低温级制冷压缩机而分别形成各自的制冷回路，这样整个制冷系统中只有一个低温级制冷压缩机和一个高温级制冷压缩机同时运行，不但能满足油气的多级冷凝工艺要求，同时与现有技术相比，减少了制冷压缩机及相关辅助配件的使用量，节约了制造成本，提高了冷凝机组的效率，降低了系统的总能耗，且整个冷凝机组简单，操作方便。
进一步地，所述低温级制冷压缩机的吸气口处安装有压力平衡器，压力平衡器用于调节第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力平衡的压力平衡，这样在第二、第三换热器处理的负荷或者工作状态不同而出现的出口压力不同的情况下，压力平衡器调节第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力，使第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力平衡（相同），进而确保了低温级制冷压缩机的吸气压力保持稳定，避免了低温级制冷压缩机因吸气压力不稳定（低温级制冷压缩机回气）而发生故障停机的现象，提高了冷凝机组的稳定性。
进一步地，所述第三气液分离器的出气口与第一换热器的冷流体进口连通，这样从第三气液分离器分离出的低温油气对第一换热器中的油气进行冷凝，以实现对余冷的利用，进一步地降低了系统的能耗。
进一步地，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器采用翅片式换热器，翅片式换热器与管壳式换热器相比，不仅缩小制冷机组的体积，而且能够降低系统压降，提高制冷机组的能耗比。
附图说明
图1是本发明一种油气回收冷凝机组的具体实施例的原理图。
图中：1、第一换热器；2、第一气液分离器；3、第二换热器；4、第二气液分离器；5、第三气液分离器；6、第三换热器；7、第一膨胀阀；8、第二膨胀阀；9、压力平衡器；10、冷凝蒸发器；11、第一冷凝器；12、低温级制冷压缩机，13、第三膨胀阀；14、第二冷凝器；15、高温级制冷压缩机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明一种油气回收冷凝机组的具体实施例，如图1所示，所述油气回收冷凝机组包括包括三级制冷系统，分别为依次连接的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统。
第一级制冷系统包括第一换热器1、第一气液分离器2，第一换热器1的热流体进口用于与油气排放总管路连通，第一换热器1的热流体出口与第一气液分离器2的进气口连通。
第二级制冷系统包括第一复叠式制冷机组和第二气液分离器4，第一复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机12、第一冷凝器11、冷凝蒸发器10、第一膨胀阀7、第二换热器3、高温级制冷压缩机15、第二冷凝器14、第三膨胀阀13，高温级制冷压缩机15、第二冷凝器14、第三膨胀阀13、冷凝蒸发器10依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机12、第一冷凝器11、冷凝蒸发器10、第一膨胀阀7、第二换热器3依次连接形成低温级制冷回路，第二换热器3的热流体出口与第二气液分离器4的进气口连通，第二气液分离器4的出气口与第三换热器6的热流体进口连通。
第三级制冷系统包括第二复叠式制冷机组和第三气液分离器5，第二复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机12、第一冷凝器11、冷凝蒸发器10、第二膨胀阀8、第三换热器6、高温级制冷压缩机15、第二冷凝器14、第三膨胀阀13，高温级制冷压缩机15、第二冷凝器14、第三膨胀阀13、冷凝蒸发器10依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机12、第一冷凝器11、冷凝蒸发器10、第二膨胀阀8、第三换热器6依次连接形成低温级制冷回路。
其中，第三换热器6与第二换热器3并联设置，第二膨胀阀8与第一膨胀阀7并联设置，即第一复叠式制冷机组和第一复叠式制冷机组共用一个高温级制冷回路及低温级冷压缩机12、第一冷凝器11，也即第二级与第三级制冷系统共用一个高温级制冷回路和一个低温级制冷压缩机而分别形成各自的制冷回路，这样在整个制冷系统中只有一个低温级制冷压缩机和一个高温级制冷压缩机同时运行，不但能满足油气的多级冷凝工艺要求，同时与现有技术相比，减少了制冷压缩机及相关辅助配件的使用量，节约了制造成本，提高了冷凝机组的效率，降低了系统的总能耗，且整个冷凝机组简单，操作方便。
第三换热器的热流体出口与第三气液分离器的进气口连通，第三气液分离器的出气口用于与活性炭吸附装置连通。
第一气液分离器2的排液口、第二气液分离器4的排液口、第三气液分离器5的排液口均用于与储油设备连通以对排出的液体油进行回收。
本实施例中，在低温级制冷压缩机12的吸气口处安装有压力平衡器9，压力平衡器9用于调节第二换热器3的冷流体出口压力与第三换热器6的冷流体出口压力平衡的压力平衡，这样在第二换热器3、第三换热器6处理的负荷或者工作状态不同而出现出口压力不同的情况下，压力平衡器9调节第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力，使第二换热器3的冷流体出口压力与第三换热器6的冷流体出口压力平衡（相同），进而确保了低温级制冷压缩机12的吸气压力保持稳定，避免了低温级制冷压缩机12因吸气压力不稳定（低温级制冷压缩机回气）而发生故障停机的现象，提高了冷凝机组的稳定性。
本实施例中，第三气液分离器20的出气口与第一换热器1的冷流体进口连通，第一换热器1的冷流体出口用于与活性炭吸附装置连通，这样从第三气液分离器20分离出的低温油气对第一换热器1中的油气进行冷凝，以实现对余冷的利用，进一步地降低了系统的能耗。
本实施例中，第一换热气器1、第二换热器3、第三换热器6采翅片式换热器，翅片式换热器与管壳式换热器相比，不仅缩小制冷机组的体积，而且能够降低系统压降，提高制冷机组的能耗比。
在其它实施例中，所述第一换热气器、第二换热器、第三换热器也可采用管壳式换热器。
在其它实施例中，所述第三气液分离器的出气口也可直接与活性炭吸附装置连通。
Claims (4)
1.一种油气回收冷凝机组，其特征在于：包括三级制冷系统，分别为依次连接的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统；
所述第一级制冷系统包括第一换热器、第一气液分离器，第一换热器的热流体进口用于与油气排放总管路连通，第一换热器的热流体出口与第一气液分离器的进气口连通；
第二级制冷系统包括第一复叠式制冷机组和第二气液分离器，第一复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第一膨胀阀、第二换热器、高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀，高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀、冷凝蒸发器依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第一膨胀阀、第二换热器3依次连接形成低温级制冷回路，第二换热器的热流体出口与第二气液分离器的进气口连通，第二气液分离器的出气口与第三换热器的热流体进口连通；
所述第三级制冷系统包括第二复叠式制冷机组和第三气液分离器，第二复叠式制冷机组包括低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第二膨胀阀、第三换热器、高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀，高温级制冷压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀、冷凝蒸发器依次连接形成高温级制冷回路，低温级制冷压缩机、第一冷凝器、冷凝蒸发器、第二膨胀阀、第三换热器依次连接形成低温级制冷回路，其中，第三换热器与第二换热器并联设置，第二膨胀阀与第一膨胀阀并联设置，第三换热器的热流体出口与第三气液分离器的进气口连通，第三气液分离器的出气口用于与活性炭吸附装置连通；
所述第一气液分离器的排液口、第二气液分离器的排液口、第三气液分离器的排液口均用于与储油设备连通以对排出的液体油进行回收。
2.根据权利要求2所述的油气回收冷凝机组，其特征在于：所述低温级制冷压缩机的吸气口处安装有用于调节第二换热器的冷流体出口压力与第三换热器的冷流体出口压力平衡的压力平衡器。
3.根据权利要求3所述的油气回收冷凝机组，其特征在于：所述第三气液分离器的出气口与第一换热器的冷流体进口连通，所述第一换热器的冷流体出口用于与活性炭吸附装置连通。
4.根据权利要求1、2或3所述的油气回收冷凝机组，其特征在于：所述第一换热器、第二换热器、第三换热器均采用翅片式换热器。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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