CN112538364A - 一种带热回收的航煤油气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种带热回收的航煤油气回收系统，包括油气输送系统、冷凝系统、储油装置和吸附系统；所述的油气输送系统包括引风机和与引风机连接的第一阀门；所述的冷凝系统为第一级风冷制冷系统和空气换热模块、第二级风冷制冷系统和空气换热模块组成的两级独立的制冷系统，第一级风冷制冷系统与第二级风冷制冷系统顺次连接；所述的吸附系统与冷凝系统的第二级风冷制冷系统油气口连接。该系统采用冷凝和吸附组合式油气回收系统，对航煤油气进行冷凝回收，并利用多级风冷制冷系统冷却凝结热交换过程中剩余的能量对多个制冷系统产生的冷凝油进行加热，使得冷凝油流动顺畅，避免冰堵现象发生，降低了成本，提高了系统的能量利用率。

Description

一种带热回收的航煤油气回收系统

技术领域

本发明属于油气回收技术领域，具体涉及一种航空煤油带热回收的航煤油气回收系统。

背景技术

飞机加油车在油库装载油料过程中，会挥发出大量油气，为避免这类油气直接排放到大气中造成环境污染，需要一种油气回收系统将挥发的油气收集起来。现有技术中，油气回收常采用吸收法、吸附法或冷凝法等工艺中的一种或两种方法结合的方式，由该类方法引申出多种组合式油气回收系统，其中冷凝加吸附的组合式应用非常广泛。但现有的冷凝加吸附组合式油气回收系统仍存在一些问题，如从各级制冷系统出来的冷凝油温度不同，混合时冰点较高的油分遇冷凝固，容易产生冰堵情况，为了解决这一问题，现有技术往往采用电伴热加热的方式，即增加额外的装置、产生额外的能量解决该问题，该类方式不仅会浪费热量，回收的成本也随之增高。

发明内容

本发明的目的是设计一种带热回收的航煤油气回收系统，该系统采用冷凝和吸附组合式油气回收系统，通过油气输送系统、风冷制冷系统和吸附系统组合起来，对航煤油气进行冷凝回收，并利用冷却凝结热交换过程中剩余的能量对冷凝油进行加热，使得进入储油装置的冷凝油带有一定温度，流动顺畅，避免冰堵现象发生。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：一种带热回收的航煤油气回收系统，包括油气输送系统、冷凝系统、储油装置和吸附系统；所述的油气输送系统包括引风机和与引风机连接的第一阀门，引风机的入口和系统外的航煤油气入口连接；所述的冷凝系统为第一级风冷制冷系统和第一空气换热模块、第二级风冷制冷系统和第二空气换热模块组成的两级独立的制冷系统，第一级风冷制冷系统与第二级风冷制冷系统的油气口顺次连接；所述的第一级风冷制冷系统的油气入口与油气输送系统的第一阀门的油气出口连接，第一级风冷制冷系统的冷凝油出口与第一空气换热模块的冷凝油入口连接；所述的第二级风冷制冷系统设置在远离油气输送系统的位置，第二级风冷制冷系统的冷凝油出口与第二空气换热模块的冷凝油入口连接，第二级风冷制冷系统的油气出口与吸附系统的吸附入口连接；所述的第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统均设置有两路热空气出口，第一路热空气出口通过管道和吸附系统的吸附入口连接，第二路热空气出口通过管道分别和第一空气换热模块、第二空气换热模块的热空气进口连接；所述的第一空气换热模块和第二空气换热模块的冷凝油出口分别和储油装置的冷凝油入口连接；所述的储油装置为储油罐；所述的吸附系统包括吸附罐和烟囱，吸附罐上设置有吸附入口和吸附出口。

所述的第一级风冷制冷系统、第二级风冷制冷系统均由压缩机、风冷冷凝器、轴流风机、热力膨胀阀和蒸发器依次连接的单级制冷循环系统，所述蒸发器设有油气侧、制冷剂侧，油气侧包括油气入口、油气出口和冷凝油出口，冷凝油出口设置在蒸发器的底部，蒸发器的油气入口与第一阀门的油气出口连接；所述的压缩机的制冷剂入口与蒸发器的制冷剂侧一端连接，制冷剂出口连接风冷冷凝器的制冷剂入口，所述的风冷冷凝器的空气侧旁边设置有用于提供低温空气的轴流风机，风冷冷凝器的另一侧设置有第一热空气出口和第二热空气出口，风冷冷凝器的制冷剂出口连接热力膨胀阀的制冷剂入口；所述的热力膨胀阀的制冷剂出口与蒸发器的制冷剂侧的另一端相连。

所述的第一级风冷制冷系统的蒸发器的油气出口与第二级风冷制冷系统的蒸发器的油气入口连接，第二级风冷制冷系统的蒸发器的油气出口与吸附罐的吸附入口连接处设置有第二阀门。

所述的第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统的风冷冷凝器第一热空气出口与吸附罐的吸附入口连接处设置有第三阀门。

所述的第二阀门与第二风冷制冷系统的蒸发器的油气出口之间设有对第二风冷制冷系统流出的油气进行升温的油气再热器，油气再热器与第二阀门之间设置有温度传感器。

所述的第三阀门与第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统的风冷冷凝器的第一热空气出口管路之间设置有用于对热空气升温的空气加热器，空气加热器与第三阀门之间设有温度传感器，管路上设置多个用于精准控制热空气流动状态的电动蝶阀。

所述的第一空气换热模块、第二空气换热模块为翅管换热器，翅管换热器设置有冷凝油入口、冷凝油出口和热空气入口，冷凝油出口处设置有温度传感器，热空气入口处设置有用于精准控制热空气流动状态的电动蝶阀。

所述的储油装置的储油罐上设置有冷凝油入口和冷凝油出口，冷凝油出口连接有过滤器和油泵。

所述的吸附罐的吸附出口设置有油气浓度探测仪，吸附出口的分支管道分别设置有与排放尾气的烟囱连接的第四阀门和与第一阀门连接的用于对吸附罐解吸附后产生的油气进行下一次冷凝、吸附的第五阀门。

所述的第一阀门为止回阀。

本发明的工作原理为：当引风机运行时，第一阀门打开，同时第二阀门、第四阀门均打开，第三阀门和第五阀门关闭，吸附系统处于吸附状态，此时引风机将航煤油气通过第一阀门引入至第一级风冷制冷系统中，第一级风冷制冷系统冷却凝结沸点较高的重烃组分，重烃组分与低温的制冷剂进行热交换凝结为冷凝油，未凝结的油气为沸点较低的轻烃组分，轻烃组分的油气进入至第二级风冷制冷系统受温度更低的制冷剂冷却进一步凝结为冷凝油，两股冷凝油分别进入到第一空气换热模块和第二空气换热模块中，第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统凝结油气的换热过程中产生热空气从第二空气出口分别传入到第一空气换热模块和第二空气换热模块中，对冷凝油进行加热，冷凝油经加热后进入到储油装置储存起来。第二级风冷制冷系统凝结部分油气后仍剩下未凝结的低温油气经油气再热器升温后通过第二阀门进入至吸附系统，升温后的油气与吸附罐内的活性炭接触，提高了解吸附效率，吸附其中未冷凝的少许重烃组分和一些轻烃组分，经多次冷凝、吸附处理后的尾气经第四阀门进入烟囱后排放。

当引风机关停时，第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统保持运行，关闭第一阀门，同时关闭第二阀门和第四阀门，打开第三阀门和第五阀门，第一级风冷制冷系统和第二级风冷制冷系统凝结油气的换热过程中产生热空气，热空气经第二路热空气出口汇合并经过空气加热器升温，通过第三阀门进入吸附罐进行解吸附作用，解吸后的油气通过第五阀门依次进入第一级风冷制冷系统、第二级风冷制冷系统进行再次冷凝，循环完成航煤油气的回收过程。

本发明的有益效果是：

1、本航煤油气回收系统利用多级风冷制冷系统制冷过程中的热交换产生的能量对多个制冷系统产生的冷凝油进行加热，防止来源于不同风冷制冷系统且温度不同的冷凝油进入储油装置混合时冰点较高的油分遇冷会凝固而堵塞管口或者吸附在储油装置内，冷凝油温度升后可使运动黏度减少，从而使冷凝油的流动更为顺畅，避免冰堵的发生；

2、本系统没有增加额外装置进行冷凝油加热，利用制冷过程剩余的能量进行冷凝油加热，降低了成本，实现了热量回收，提高了系统的能量利用率；

3、多级制冷系统有助于提高油气的回收率，减少油气损失，同时提高了油气回收系统各装置的利用率。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的实施例工作原理图；

图中标记：1、引风机，2、第一阀门，3、第一级风冷制冷系统，4、第二级风冷制冷系统，5、第一空气换热模块，6、第二空气换热模块，7、空气换热模块冷凝油入口，8、空气换热模块冷凝油出口，9、热空气入口，10、第一路热空气出口，11、第二路热空气出口，12、吸附罐，13、烟囱，14、吸附入口，15、吸附出口，16、储液罐，17、储油罐冷凝油入口，18、储油罐冷凝油出口，19、第二阀门，20、第三阀门，21、第四阀门，22、第五阀门，23、油气再热器，24、空气加热器，25、温度传感器，26、电动蝶阀，27、油气浓度探测仪， 28、压缩机，29、轴流风机，30、风冷冷凝器，31、热力膨胀阀，32、蒸发器，33、过滤器，34、油泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种带热回收的航煤油气回收系统，包括油气输送系统、冷凝系统、储油装置和吸附系统；所述的油气输送系统包括引风机1和与引风机1连接的第一阀门2，第一阀门2为止回阀，引风机1的入口和系统外的航煤油气入口连接；所述的冷凝系统为第一级风冷制冷系统3和第一空气换热模块5、第二级风冷制冷系统4和第二空气换热模块6组成的两级独立的制冷系统；所述的第一级风冷制冷系统3、第二级风冷制冷系统4均由压缩机28、轴流风机29、风冷冷凝器30、热力膨胀阀31和蒸发器32依次连接成两个单级制冷循环系统；所述的蒸发器32设有油气侧、制冷剂侧，油气侧包括油气入口、油气出口和冷凝油出口，冷凝油出口设置在蒸发器32的底部，所述的压缩机28的制冷剂入口与蒸发器32的制冷剂侧一端连接，压缩机28的制冷剂出口连接风冷冷凝器30的制冷剂入口；所述的风冷冷凝器30的空气侧旁边设置有用于提供低温空气的轴流风机29，风冷冷凝器30的另一侧设置有第一空气出口10和第二空气出口11，风冷冷凝器30的制冷剂出口连接热力膨胀阀31的制冷剂入口；所述的热力膨胀阀31的制冷剂出口与蒸发器32的制冷剂侧的另一端相连。

所述的第一级风冷制冷系统3的蒸发器32的油气入口与第一阀门2的油气出口连接；蒸发器32的油气出口与第二级风冷制冷系统4的蒸发器的油气入口连接，蒸发器32的冷凝油出口与第一空气换热模块5的空气换热模块冷凝油入口7连接。

所述的第二级风冷制冷系统4设置在远离油气输送系统的位置，第二级风冷制冷系统4的蒸发器冷凝油出口与第二空气换热模块6的冷凝油入口连接，第二级风冷制冷系统4的蒸发器油气出口与吸附罐12的吸附入口14连接，吸附入口14连接处设置有第二阀门19，第二阀门19与第二风冷制冷系统4的蒸发器油气出口之间设有油气再热器23，油气再热器23与第二阀门19之间设置有温度传感器25，油气再热器23对第二级风冷制冷系统4的蒸发器流出的油气进行升温，以提高吸附过程中的吸附效率，温度传感器25为系统提供温度值，用于控制吸附罐12的油气进风温度，以保证较好的吸附效率。

所述的风冷冷凝器30的第一路热空气出口10通过管道和吸附罐12的吸附入口14连接，吸附入口14连接处设置有第三阀门20，第三阀门20与第一热空气出口14的管路之间设置有空气加热器24，用于对热空气的升温，提高解吸附效率，空气加热器24与第三阀门20之间设有温度传感器25，管路上设置多个电动蝶阀26，用于精准控制热空气流动状态；风冷冷凝器30的第二路热空气出口11通过管道分别和第一空气换热模块5、第二空气换热模块6的热空气入口9连接。

所述的第一空气换热模块5和第二空气换热模块6为翅管换热器，翅管换热器设置有空气换热模块冷凝油入口7、空气换热模块冷凝油出口8和热空气入口9，空气换热模块冷凝油出口8分别和储油罐冷凝油入口17连接，空气换热模块冷凝油出口8处设置有温度传感器25，用于调节空气换热模块的进风量，防止冷凝油过热而汽化，热空气入口9处设置有电动蝶阀26，用于精准控制热空气流动状态。

所述的储油装置为储油罐16，储油罐16上设置有储油罐冷凝油入口17和储油罐冷凝油出口18，储油罐冷凝油出口18连接有过滤器33和油泵34，储油罐内16的冷凝油经储油罐冷凝油出口19经过滤器33通过油泵34排至冷凝油回收容器内。

所述的吸附系统包括吸附罐12和烟囱13，吸附罐12上设置有吸附入口14和吸附出口15，吸附出口15设置有油气浓度探测仪26，吸附出口15的分支管道分别设置有第四阀门21和第五阀门22，第四阀门21用于连接排放尾气的烟囱13，第五阀门22连接第一阀门2，用于对吸附罐12解吸附后产生的油气进行下一次的冷凝、吸附过程。

以实施例详细说明该发明的具体工作原理：

当系统处于油气处理的工作状态时，开启引风机1，第一阀门2打开，同时打开第二阀门19、第四阀门21，此时第三阀门20和第五阀门22关闭，吸附罐12处于吸附状态，此时引风机1将航煤油气通过第一阀门2引入至第一级风冷制冷系统3的蒸发器32中，航煤油气中的沸点较高的重烃组分在蒸发器32内与低温的制冷剂进行热交换冷却凝结为冷凝油，从壳程底部的冷凝油出口流出，未凝结的油气为沸点较低的轻烃组分，轻烃组分的油气进入第二级风冷制冷系统4的蒸发器中，受温度更低的制冷剂冷却进一步凝结为冷凝油，两股冷凝油分别流入到第一空气换热模块5和第二空气换热模块6中，第一级风冷制冷系统3的风冷冷凝器30和第二级风冷制冷系统4的风冷冷凝器在凝结油气的换热过程中产生热空气从第二热空气出口11分别传入到第一空气换热模块5翅管换热器和第二空气换热模块6翅管换热器中，对冷凝油进行加热，系统的总控制器根据温度传感器25的温度值调节空气换热模块的进风量，防止冷凝油过热而汽化，冷凝油经加热后进入到储油罐16储存起来，后经储油罐16的储油罐冷凝油出口18经过滤器33过滤后，通过油泵34排至冷凝油回收容器内。第二级风冷制冷系统4的蒸发器凝结部分油气后仍剩下未凝结的低温油气，经油气再热器23升温后通过第二阀门19进入至吸附罐12内，系统根据油气再热器23连接的温度传感器25，调节吸附罐12的油气进风温度，保证较好的吸附效率，升温后的油气在吸附罐12内进行解吸附作用，吸附其中未冷凝的少许重烃组分和一些轻烃组分，经多次冷凝、吸附处理后的尾气经第四阀门21进入烟囱13后排放。

当吸附罐12处于解吸附状态时，引风机1停止工作，第一级风冷制冷系统3和第二级风冷制冷系统4正常运行，此时关闭第一阀门2，同时关闭第二阀门19和第四阀门21，打开第三阀门20和第五阀门22，在轴流风机29的驱动下，第一级风冷制冷系统3和第二级风冷制冷系统4的风冷冷凝器30在凝结油气换热过程中产生热空气，热空气汇合经空气加热器24升温后通过第三阀门20进入到吸附罐12内，对活性炭进行解吸附，系统根据空气加热器24连接的温度传感器25及吸附罐12出口连接的油气浓度探测仪27的示值，调节空气加热器24的功率和电动蝶阀26的开启度，通过调节热风风量、温度实现较好的解吸附效果，解吸后的油气又通过第五阀门22重新进入第一级风冷制冷系统3、第二级风冷制冷系统4，继续进行冷凝，再次完成航煤油气的回收过程。

本发明未详述部分为现有技术，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带热回收的航煤油气回收系统，包括油气输送系统、冷凝系统、储油装置和吸附系统，其特征是：所述的油气输送系统包括引风机（1）和与引风机连接的第一阀门（2），引风机（1）的入口和系统外的航煤油气入口连接；所述的冷凝系统为第一级风冷制冷系统（3）和第一空气换热模块（5）、第二级风冷制冷系统（4）和第二空气换热模块（6）组成的两级独立的制冷系统，第一级风冷制冷系统（3）与第二级风冷制冷系统（4）的油气口顺次连接；所述的第一级风冷制冷系统（3）的油气入口与油气输送系统的第一阀门（2）的油气出口连接，第一级风冷制冷系统（3）的冷凝油出口与第一空气换热模块的空气换热模块冷凝油入口（7）连接；所述的第二级风冷制冷系统（4）设置在远离油气输送系统的位置，第二级风冷制冷系统（4）的冷凝油出口与第二空气换热模块的冷凝油入口连接，第二级风冷制冷系统（4）的油气出口与吸附系统的吸附入口（14）连接；所述的第一级风冷制冷系统（3）和第二级风冷制冷系统（4）均设置有两路热空气出口，第一路热空气出口（10）通过管道和吸附系统的吸附入口（14）连接，第二路热空气出口（11）通过管道分别和第一空气换热模块（5）、第二空气换热模块（6）的热空气进口（9）连接；所述的第一空气换热模块（5）和第二空气换热模块（6）的空气换热模块冷凝油出口（8）分别和储油装置的冷凝油入口连接；所述的储油装置为储油罐（16）；所述的吸附系统包括吸附罐（12）和烟囱（13），吸附罐（12）上设置有吸附入口（14）和吸附出口（15）。

2.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第一级风冷制冷系统（3）、第二级风冷制冷系统（4）均由压缩机（28）、轴流风机（29）、风冷冷凝器（30）、热力膨胀阀（31）和蒸发器（32）依次连接的单级制冷循环系统，所述的蒸发器（32）设有油气侧、制冷剂侧，油气侧包括油气入口、油气出口和冷凝油出口，冷凝油出口设置在蒸发器（32）的底部，蒸发器（32）的油气入口与第一阀门（2）的油气出口连接；所述压缩机（28）的制冷剂入口与蒸发器（32）的制冷剂侧一端连接，制冷剂出口连接风冷冷凝器（30）的制冷剂入口，所述的风冷冷凝器（30）的空气侧旁边设置有用于提供低温空气的轴流风机（29），风冷冷凝器（30）的另一侧设置有第一热空气出口（10）和第二热空气出口（11），风冷冷凝器（30）的制冷剂出口连接热力膨胀阀（31）的制冷剂入口；所述的热力膨胀阀（31）的制冷剂出口与蒸发器（32）的制冷剂侧的另一端相连。

3.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第一级风冷制冷系统（3）的蒸发器（32）的油气出口与第二级风冷制冷系统（4）的蒸发器的油气入口连接，第二级风冷制冷系统（4）的蒸发器的油气出口与吸附罐（12）的吸附入口（14）连接处设置有第二阀门（19）。

4.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第一级风冷制冷系统（3）和第二级风冷制冷系统（4）的风冷冷凝器（30）的第一热空气出口（10）与吸附罐（12）的吸附入口（14）连接处设置有第三阀门（20）。

5.根据权利要求3所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第二阀门（19）与第二风冷制冷系统（4）的蒸发器的油气出口之间设有对第二风冷制冷系统（4）流出的油气进行升温的油气再热器（23），油气再热器（23）与第二阀门（19）之间设置有温度传感器（25）。

6.根据权利要求4所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第三阀门（20）与第一级风冷制冷系统（1）和第二级风冷制冷系统（4）的风冷冷凝器（30）的第一热空气出口（10）管路之间设置有用于对热空气升温的空气加热器（24），空气加热器（24）与第三阀门（20）之间设有温度传感器（25），管路上设置多个用于精准控制热空气流动状态的电动蝶阀（26）。

7.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第一空气换热模块（5）、第二空气换热模块（6）为翅管换热器，翅管换热器设置有空气换热模块冷凝油入口（7）、空气换热模块冷凝油出口（8）和热空气入口（9），空气换热模块冷凝油出口（8）处设置有温度传感器（25），热空气入口（9）处设置有用于精准控制热空气流动状态的电动蝶阀（26）。

8.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的储油装置的储油罐（16）上设置有储油罐冷凝油入口（17）和储油罐冷凝油出口（18），储油罐冷凝油出口（18）连接有过滤器（33）和油泵（34）。

9.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的吸附罐（12）的吸附出口（14）设置有油气浓度探测仪（27），吸附出口（15）的分支管道分别设置有与排放尾气的烟囱（13）连接的第四阀门（21）和与第一阀门（2）连接的用于对吸附罐（12）解吸附后产生的油气进行下一次冷凝、吸附的第五阀门（22）。

10.根据权利要求1所述的一种带热回收的航煤油气回收系统，其特征是：所述的第一阀门（2）为止回阀。

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