CN113069896A - 一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，涉及油气回收技术领域，回收系统包括压缩吸收单元、与压缩吸收单元联接的膜分离单元和回收处理单元；压缩回收单元包括压缩机、与压缩机连接的吸收塔和与吸收塔连接的贫液阀，贫液泵通过管道连接吸收塔的进液口，汽油储罐连接吸收塔的出液口；膜分离单元包括连接分离膜组件和真空泵，真空泵连接压缩机，膜分离组件设置有至少二个出口，一个出口与压缩机机进气口连接,另一个出口与回收处理单元连接；相比于现有技术，本发明中的工艺采用吸收加膜分离组合工艺方法，即预处理回收大部分有机物后，有机气体浓度低于爆炸下限进入焚烧炉，安全性高。

Description

一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域，尤其涉及到一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统。
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，在储存和转移等过程中会挥发油气，油气的挥发不仅造成油品的大量损耗，同时还污染环境，因而，需要对挥发的油气进行治理，具体地，可以采用吸附、冷凝、吸收、膜分离和氧化反应这些传统方法对油气进行回收处理。
随着挥发性有机物(volatile organic compounds，简称VOCs)的排放标准逐渐严格，复杂治理工况在单独使用吸附、冷凝、吸收、膜分离和氧化反应后，排放的气体中VOCs含量都无法满足VOCs排放标准。为了应对复杂治理工况，一些组合工艺被使用在油气处理过程中。然而，对于仓储公司来说，由于其一般为油品暂存和转运机构，对油品及化工品无所有权，因此无法提供常规的吸附-吸收、吸收-膜分离等组合工艺所需的吸收剂，从而无法使用和吸收工艺相结合的组合工艺；如果采用三级冷凝工艺或冷凝-吸附组合工艺，则工艺稳定性差且油气处理后所排放的气体无法满足目前大部分地区非甲烷总烃小于120mg/m3甚至80mg/m3的排放要求，需要与氧化类工艺进行进一步组合方能达到较为严格的环保排放指标，其中氧化类工艺一般为在高温环境下进行的催化氧化处理工艺(CatalyticOxidizer，简称CO)。
上述冷凝工艺与催化氧化处理工艺相结合，虽然可以使得排放气体达到较为严格的环保排放指标，但是依然存在以下问题：一、对于中高压VOCs回收技术，在高压压缩过程中产生高温，有可能会引发安全事故；二、在高压压缩过程中，氮氧等惰性气体在吸收剂中溶解度增加，返回吸收剂储罐释压后再次逸散转移，对回收的效果产生影响；三、系统的安全性还有待完善，无法确保尾气远远低于其爆炸下限。
为此，本发明公开了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，相比于现有技术，本发明中的工艺采用吸收加膜分离组合工艺方法，即预处理回收大部分有机物后，有机气体浓度低于爆炸下限进入焚烧炉，安全性高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，相比于现有技术，本发明中的工艺采用吸收加膜分离组合工艺方法，即预处理回收大部分有机物后，有机气体浓度低于爆炸下限进入焚烧炉，安全性高。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，回收系统包括压缩吸收单元、与压缩吸收单元联接的膜分离单元和回收处理单元；压缩回收单元包括压缩机、与压缩机连接的吸收塔和与吸收塔连接的贫液阀，贫液泵通过管道连接吸收塔的进液口，汽油储罐连接吸收塔的出液口；膜分离单元包括连接分离膜组件和作用于膜分离组件的真空泵，真空泵连接压缩机，膜分离组件设置有至少二个出口，一个出口与压缩机机进气口连接,另一个出口与回收处理单元连接；回收处理系统包括焚烧炉。
对于本发明中的系统，当有汽油装车时，挥发气通过回气管线进入油气回收系统，挥发气首先进入到压缩吸收单元，汽油挥发气在压缩机的作用下进入吸收塔填料层下部，在吸收塔内由下向上流经填料层与自上而下喷淋的吸收剂液体(汽油)对流接触，大部分挥发性有机物蒸汽被贫液泵送来的汽油吸收剂吸收，吸收后的富液回汽油储罐，剩下的低浓度混合气经塔顶排出后进入膜分离组件，膜组件后设置膜后真空泵形成高压差，增加有机物透过膜的量，进而提升分离的效果。
优选地，压缩机为喷液螺杆压缩机，喷液螺杆压缩机将压缩液与油气一起进行压缩，此为非接触式的压缩，几乎等温压缩，解决了压缩机高压压缩出口温度低的问题。
优选地，吸收塔表面开设有富液出口，吸收塔表面的富液出口连接闪蒸罐3，闪蒸罐出气口连接压缩机的入口，由于采用高压吸收，吸收富液中会溶解一定的氧氮气体，在富液出口设置闪蒸罐(压力为0.1-0.2MPaA)，闪蒸后的富液回罐，气体回到压缩机入口循环复叠处理，解决了惰性气体污染转移的问题。
优选地，压缩机的进气管路上设置有补液阀。
优选地，本发明还公开一种应急排放系统，通过应急排放系统的设置，从而确保安全性，膜分离组件联接应急排放系统，应急排放系统包括紧急排放阀门和在紧急排放阀门正上方设置的排放塔。
本发明还公开一种安全对油气回收的方法，油气回收系统执行此种回收的方法,膜分离组件2连接回收处理单元的的出口通过第一管路喷出低浓度油气，方法包括以下步骤：
S100：检测第一管路中低浓度油气的浓度值，将检测的浓度值与第一阈值进行对比；
S200：若检测低浓度油气的浓度值大于第一阈值小于第二阈值，则低浓度油气输送到压缩机的入口；
S300：若检测低浓度油气的浓度值小于第一阈值但仍有数值，则低浓度油气输送至回收处理系统进行处理；
S400：若检测低浓度油气的浓度值为零，则回收处理系统停止运转；
S500：若检测低浓度油气的浓度值大于第二阈值，则将第浓度油气输送至应急排放系统5进行处理。
优选地，排放塔在紧急排放阀门上方15米。
优选地，第一管路上还设置有报警系统，报警系统包括至少三个可燃气体报警仪，报警的步骤包括：
S101：检测第一管路不同部位的低浓度油气浓度，并将检测的浓度数值传输至报警系统，一个可燃气体报警仪接收一个部位的低浓度油气浓度数值；
S102：可燃气体警报仪将接收的数值与第三阈值进行对比，对对比的结果进行判断；
S103：依据判断的结果，控制可燃气体警报仪是否警报，第三阈值的数值大于第一阈值。
优选地，对对比的结果进行判断的方法的步骤为：
布置N个可燃气体报警仪，接收N个关于低浓度油气浓度的数值；
当N－2个接收的低浓度油气浓度数值小于第三阈值，可燃气体报警仪不警报，当N－2个接收的低浓度油气浓度数值大于第三阈值，则可燃气体报警仪警报。
本发明公开了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，与现有技术相比：
其一、本发明采用采用高压吸收工艺，现有技术中常压吸收，未被吸收的混合气体中有机气体的浓度较高，该吸收剂在吸收温度下的饱和蒸气压，但采用高压吸收后，未被吸收的混合气中的有机气体的浓度会大幅度降低，因为混合气体中各有机组分的分压会相应的增加，远远的大于在此温度下的饱和蒸气压而引发液化，所以高压吸收，吸收的有机组分更多，未被吸收进入膜的有机气体浓度会大大的降低，从而减少后续膜组件的工作负荷；
其二、在膜后设置真空泵，形成负压，增大膜前膜后的压差和压比，增加膜组对有机物的选择性，使有机物更多的透过膜，而未透过膜的混合气体中有机物的浓度进一步的降低；进而尾气浓度大大降低，确保尾气远远低于其爆炸下限，确保进入后续单元，如焚烧炉、RTO/RCO炉的安全性。
附图说明
图1为本发明中回收系统的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明公开了本发明公开了一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，回收系统包括压缩吸收单元、与压缩吸收单元联接的膜分离单元和回收处理单元；压缩回收单元包括压缩机、与压缩机连接的吸收塔1和与吸收塔1连接的贫液阀，贫液泵通过管道连接吸收塔1的进液口，汽油储罐连接吸收塔1的出液口；膜分离单元包括连接分离膜组件2和作用于膜分离组件2的真空泵，真空泵连接压缩机，膜分离组件2设置有至少二个出口，一个出口与压缩机机进气口连接,另一个出口与回收处理单元连接；回收处理系统包括焚烧炉。
对于本发明中的系统，当有汽油装车时，挥发气通过回气管线进入油气回收系统，挥发气首先进入到压缩吸收单元，汽油挥发气在压缩机的作用下进入吸收塔1填料层下部，在吸收塔1内由下向上流经填料层与自上而下喷淋的吸收剂液体(汽油)对流接触，大部分挥发性有机物蒸汽被贫液泵送来的汽油吸收剂吸收，吸收后的富液回汽油储罐，剩下的低浓度混合气经塔顶排出后进入膜分离组件2，膜组件后设置膜后真空泵形成高压差，增加有机物透过膜的量，进而提升分离的效果。
进一步的，压缩机为喷液螺杆压缩机，喷液螺杆压缩机将压缩液与油气一起进行压缩，此为非接触式的压缩，几乎等温压缩，解决了压缩机高压压缩出口温度低的问题。
进一步的，吸收塔1表面开设有富液出口，吸收塔1表面的富液出口连接闪蒸罐3，闪蒸罐3出气口连接压缩机的入口，由于采用高压吸收，吸收富液中会溶解一定的氧氮气体，在富液出口设置闪蒸罐(压力为0.1-0.2MPaA)，闪蒸后的富液回罐，气体回到压缩机入口循环复叠处理，解决了惰性气体污染转移的问题，压缩机的进气管路上设置有补液阀,。
进一步的，本发明还公开一种应急排放系统，通过应急排放系统的设置，从而确保安全性，膜分离组件2联接应急排放系统5，应急排放系统5包括紧急排放阀门和在紧急排放阀门正上方设置的排放塔。
本发明还公开一种安全对油气回收的方法，油气回收系统执行此种回收的方法,膜分离组件2连接回收处理单元的的出口通过第一管路喷出低浓度油气，方法包括以下步骤：
S100：检测第一管路中低浓度油气的浓度值，将检测的浓度值与第一阈值进行对比；
S200：若检测低浓度油气的浓度值大于第一阈值小于第二阈值，则低浓度油气输送到压缩机的入口；
S300：若检测低浓度油气的浓度值小于第一阈值但仍有数值，则低浓度油气输送至回收处理系统进行处理；
S400：若检测低浓度油气的浓度值为零，则回收处理系统停止运转；
S500：若检测低浓度油气的浓度值大于第二阈值，则将第浓度油气输送至应急排放系统5进行处理。
其中，排放塔在紧急排放阀门上方15米。
进一步的，第一管路上还设置有报警系统，报警系统包括至少三个可燃气体报警仪，报警的步骤包括：
S101：检测第一管路不同部位的低浓度油气浓度，并将检测的浓度数值传输至报警系统，一个可燃气体报警仪接收一个部位的低浓度油气浓度数值；
S102：可燃气体警报仪将接收的数值与第三阈值进行对比，对对比的结果进行判断；
S103：依据判断的结果，控制可燃气体警报仪是否警报，第三阈值的数值大于第一阈值。
其中，对对比的结果进行判断的方法的步骤为：
布置N个可燃气体报警仪，接收N个关于低浓度油气浓度的数值；
当N－2个接收的低浓度油气浓度数值小于第三阈值，可燃气体报警仪不警报，当N－2个接收的低浓度油气浓度数值大于第三阈值，则可燃气体报警仪警报。
综上所述，相比于现有技术，本发明中的工艺采用吸收加膜分离组合工艺方法，即预处理回收大部分有机物后，有机气体浓度低于爆炸下限进入焚烧炉，安全性高。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
需要要说明的是，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。

Claims (10)

1.一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，其特征在于，所述回收系统包括压缩吸收单元、与压缩吸收单元联接的膜分离单元和回收处理单元；
所述压缩回收单元包括压缩机、与压缩机连接的吸收塔和与吸收塔连接的贫液阀，贫液泵通过管道连接所述吸收塔的进液口，汽油储罐连接所述吸收塔的出液口；
所述膜分离单元包括连接分离膜组件和作用于膜分离组件的真空泵，所述真空泵连接压缩机，所述膜分离组件设置有至少二个出口，一个出口与所述压缩机机进气口连接,另一个出口与所述回收处理单元连接；
所述回收处理系统包括焚烧炉。
2.如权利要求1所述的一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，其特征在于，所述压缩机为喷液螺杆压缩机。
3.如权利要求1所述的一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，其特征在于，所述吸收塔表面开设有富液出口，所述吸收塔表面的富液出口连接闪蒸罐3，所述闪蒸罐出气口连接所述压缩机的入口。
4.如权利要求1所述的一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，其特征在于，所述压缩机的进气管路上设置有补液阀。
5.如权利要求4所述的一种中高压vocs吸收与膜复叠组合式油气回收系统，其特征在于，所述膜分离组件联接应急排放系统，所述应急排放系统包括紧急排放阀门和在紧急排放阀门正上方设置的排放塔。
6.一种安全对油气回收的方法，其特征在于，权利要求5中所述油气回收系统执行所述方法,所述膜分离组件连接回收处理单元的的出口通过第一管路喷出低浓度油气，所述方法包括以下步骤：
S100：检测第一管路中低浓度油气的浓度值，将检测的浓度值与第一阈值进行对比；
S200：若检测低浓度油气的浓度值大于第一阈值小于第二阈值，则低浓度油气输送到压缩机的入口；
S300：若检测低浓度油气的浓度值小于第一阈值但仍有数值，则低浓度油气输送至回收处理系统进行处理；
S400：若检测低浓度油气的浓度值为零，则回收处理系统停止运转；
S500：若检测低浓度油气的浓度值大于第二阈值，则将第浓度油气输送至应急排放系统5进行处理。
7.如权利要求6所述的一种安全对油气回收的方法，其特征在于，所述排放塔在紧急排放阀门上方15米。
8.如权利要求6所述的一种安全对油气回收的方法，其特征在于，所述第一管路上还设置有报警系统，所述报警系统包括至少三个可燃气体报警仪，报警的步骤包括：
S101：检测第一管路不同部位的低浓度油气浓度，并将检测的浓度数值传输至报警系统，一个可燃气体报警仪接收一个部位的低浓度油气浓度数值；
S102：可燃气体警报仪将接收的数值与第三阈值进行对比，对对比的结果进行判断；
S103：依据判断的结果，控制可燃气体警报仪是否警报。
9.如权利要求8所述的一种安全对油气回收的方法，其特征在于，所述第三阈值的数值大于第一阈值。
10.如权利要求9所述的一种安全对油气回收的方法，其特征在于，对对比的结果进行判断的方法的步骤为：
布置N个可燃气体报警仪，接收N个关于低浓度油气浓度的数值；
当N－2个接收的低浓度油气浓度数值小于第三阈值，可燃气体报警仪不警报，当N－2个接收的低浓度油气浓度数值大于第三阈值，则可燃气体报警仪警报。
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