CN114768460A - 一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷凝法回收油气设施技术领域，尤其为一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，包括安装座和防爆控制箱，所述安装座的端面分别对应设置有压缩系统、冷凝和膜分离系统，本发明通过设计采用压缩系统、冷凝系统、膜分离系统，压缩系统为膜分离法工艺提供一定的压力，使同等面积的膜处理效率提高5‑7倍，大大减少膜的用量，膜在系统内为一种耗材，用量越小，后期更换量就越少，越贴近环保要求，冷凝系统主要是配合压缩系统，在压缩系统的基础上，再加上冷凝系统，使整个装置在同等膜面积的情况下，处理效率再提高3‑5倍，再次减少膜的用量，并且使用后的膜组件无任何油气残留，不会产生二次污染，不产生固废，不需要二次处理。

Description

一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置

技术领域

本发明涉及冷凝法回收油气设施技术领域，具体为一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置。

背景技术

传统的冷凝法回收油气设施是采用多级连续冷却方法降低挥发油气的温度，使油气中的轻油成分凝聚为液体而排出洁净空气的一种回收方法。

冷凝法回收装置的冷凝温度一般按预冷、机械制冷、液氮制冷等步骤来实现。预冷器是一单级冷却装置，其运行(冷凝)温度在油气各成分的凝固温度以上，使进入回收装置的油气温度从环境温度下降到4℃左右，使油气中的大部分水汽凝结为水，从而使进入低温冷凝器的挥发气状态标准化(一致)，减少回收装置的运行能耗。油气离开预冷器后进入机械制冷级，机械制冷级可使大部分油气冷凝成为液体回收。由于还有一部分的油气需要处理，则机械制冷级之后需连接液氮制冷，这样可使油气回收率达到99％，但液氮制冷会大大增加设备成本及设备功耗，虽然解决了油气回收问题，但存在严重的能源消耗。液氮制冷的深冷装置工作温度可达到－184℃，由于设备制冷温度较低，油气在冷凝器金属翅面上被带走热量而冷凝成液体回收，由于油气中难免带入水汽，在冷热交换的翅面上会有凝霜，凝霜过多要影响热交换效率，因而冷凝器需要定期除霜。一般以24h为一周期的时间内，需停止运行1～2h作为除霜时间。在除霜期间，由于冷凝系统停止制冷，一方面油气排放浓度不达标，另一方面也无法在此期间进行油气回收处理。为解决以上设备的化霜问题，设备采用两套冷凝系统交替工作，则不需专门安排停机时间来给冷凝器除霜。但两套制冷设备更是增加了设备总投入，设备体积也大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，包括安装座和防爆控制箱，所述安装座的端面分别对应设置有压缩系统、冷凝和膜分离系统，其中压缩系统、冷凝和膜分离系统相互进行管道连接；

压缩系统包括固定连接在安装座端面的压缩机安装架，所述压缩机安装架的端面上分别设置有压缩机和电机，所述电机的驱动轴上设置有主动皮带轮，所述主动皮带轮通过同步履带连接有从动皮带轮，所述从动皮带轮的轴心处固定连接在压缩机的旋转轴上，所述压缩机的抽取端通过管道连接有变压变送器，所述变压变送器的另一端口通过管道连接有阻火器，所述阻火器通过管道连接有压力检测仪，所述压力检测仪的另一端口通过管道连接在地下储油罐；

冷凝包括固定连接在安装座端面的安装台，所述安装台的端面一侧对应设置有压制冷压缩机、冷箱、制冷系统储液罐，所述安装台框架的内部并且位于安装座的端面上设置有冷凝器，所述冷凝器上设置有冷凝器风机；

膜分离系统包括固定连接在安装座的真空泵，所述真空泵工作端分别通过管道连接在膜组件的端口以及压缩机的端口上，所述膜组件的一端口连接有上三通，所述上三通的另外两端分别连接有控制阀、压力控制阀，所述压力控制阀的另一端固定连接有节流阀，所述节流阀的另一端固定连接有气体流量计，所述气体流量计、控制阀分别通过管道连接在下三通的端口，所述下三通的另一端通过管道连接有阻火器二，所述阻火器二通过管道连接在地下储油罐上，所述膜组件的另一端通过管道连接有三通一，所述三通一的另外两端口分别连接有温度变送器和三通二，其中三通二的一端口通过管道连接有控制阀一，所述控制阀一的另一端通过管道连通在真空泵与膜组件之间的管道上，三通二的另一端口连接有三通三，所述三通三的另外两端口分别连接有压力变送器、控制阀二，所述控制阀二的另一端通过管道连通在储液罐的端部，所述储液罐的底部通过管道连通有电磁阀，所述电磁阀的另一端的管道连接有阻火器三，所述阻火器三通过管道连接在地下储油罐上。

作为本发明优选的方案，所述压缩机通过管路连通在冷箱上，其中冷箱的内部设置有蒸发器，所述压制冷压缩机、制冷系统储液罐的工作端分别通过管路连通在冷箱、冷凝器上。

作为本发明优选的方案，所述压制冷压缩机、制冷系统储液罐分别与之间的冷箱管路上对应设置有阀门控制元件，其中阀门控制元件通过导线电性连接在防爆控制箱上。

作为本发明优选的方案，所述冷箱的底部通过管道连通在储液罐上，其中储液罐固定设置在安装座的端面上。

作为本发明优选的方案，所述防爆控制箱上设置有急停控制按钮，所述控制阀、控制阀一和控制阀二均采用电机驱动的阀门。

作为本发明优选的方案，所述防爆控制箱分别通过导线电性连接在电机、变压变送器、压力检测仪、压制冷压缩机、冷凝器风机、控制阀、温度变送器、控制阀一、压力变送器、控制阀二、电磁阀。

作为本发明优选的方案，所述真空泵通过管道连通在压缩机与变压变送器之间的管路上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过采用膜分离法是对混合气的选择性分离，从工艺路线上，膜分离工艺相对简单且可控性强；从处理及时性上，膜分离法是对产生的油气及时处理回收，在安全上更加可靠；从性能指标上，膜分离法具有回收率高，排放浓度低等优势；从环境指标上，膜分离法是线性排放，排放稳定可控；从更换吸附剂、吸收剂或膜组件时是否有油气残留上，膜组件更换时，基本上无任何油气残留，不造成油气的浪费；从更换吸附剂、吸收剂或膜组件时作业难易程度上，膜组件为金属制品，现场更换安全性高，替换性强；从应用情况上，膜在使用后无固废产生，也不需二次处理，能耗上也相对较低，不会造成因回收油气目的造成大量的能源浪费及间接的环境污染。

2、本发明中，通过采用压缩系统、冷凝系统、膜分离系统，压缩系统为膜分离法工艺提供一定的压力，使同等面积的膜处理效率提高5-7倍，大大减少膜的用量，膜在系统内为一种耗材，用量越小，后期更换量就越少，越贴近环保要求。冷凝系统主要是配合压缩系统，在压缩系统的基础上，再加上冷凝系统，使整个装置在同等膜面积的情况下，处理效率再提高3-5倍，再次减少膜的用量，三大系统的叠加使用，一方面对膜即耗材的用量大大减少；另一方面因冷凝系统的作用，夏季高温对油气处理能力不再受到任何影响，不存在排放超标风险；最后膜组件使用量相比活性炭用量仅占比5％，用量大大降低，减少废物产生，且使用后的膜组件无任何油气残留，不会产生二次污染，不产生固废，不需要二次处理，从而达到环保的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1部分结构示意图；

图3为本发明图2左视结构示意图；

图4为本发明图3部分结构示意图；

图5为本发明图4部分结构示意图。

图中：1、安装座；2、防爆控制箱；3、急停控制按钮；101、压缩机安装架；102、压缩机；103、电机；104、主动皮带轮；105、从动皮带轮；106、变压变送器；107、阻火器；108、压力检测仪；109、地下储油罐；201、安装台；202、压制冷压缩机；203、冷箱；204、制冷系统储液罐；205、冷凝器；206、冷凝器风机；301、真空泵；302、膜组件；303、上三通；304、控制阀；305、压力控制阀；306、节流阀；307、气体流量计；308、下三通；309、阻火器二；310、三通一；311、温度变送器；312、阻火器三；313、三通二；314、三通三；315、压力变送器；316、控制阀二；317、储液罐；318、电磁阀；319、控制阀一。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，包括安装座1和防爆控制箱2，安装座1的端面分别对应设置有压缩系统、冷凝和膜分离系统，其中压缩系统、冷凝和膜分离系统相互进行管道连接；

压缩系统包括固定连接在安装座1端面的压缩机安装架101，压缩机安装架101的端面上分别设置有压缩机102和电机103，电机103的驱动轴上设置有主动皮带轮104，主动皮带轮104通过同步履带连接有从动皮带轮105，从动皮带轮105的轴心处固定连接在压缩机102的旋转轴上，压缩机102的抽取端通过管道连接有变压变送器106，变压变送器106的另一端口通过管道连接有阻火器107，阻火器107通过管道连接有压力检测仪108，压力检测仪108的另一端口通过管道连接在地下储油罐109；

冷凝包括固定连接在安装座1端面的安装台201，安装台201的端面一侧对应设置有压制冷压缩机202、冷箱203、制冷系统储液罐204，安装台201框架的内部并且位于安装座1的端面上设置有冷凝器205，冷凝器205上设置有冷凝器风机206；

膜分离系统包括固定连接在安装座1的真空泵301，真空泵301工作端分别通过管道连接在膜组件302的端口以及压缩机102的端口上，膜组件302的一端口连接有上三通303，上三通303的另外两端分别连接有控制阀304、压力控制阀305，压力控制阀305的另一端固定连接有节流阀306，节流阀306的另一端固定连接有气体流量计307，气体流量计307、控制阀304分别通过管道连接在下三通308的端口，下三通308的另一端通过管道连接有阻火器二309，阻火器二309通过管道连接在地下储油罐109上，膜组件302的另一端通过管道连接有三通一310，三通一310的另外两端口分别连接有温度变送器311和三通二313，其中三通二313的一端口通过管道连接有控制阀一319，控制阀一319的另一端通过管道连通在真空泵301与膜组件302之间的管道上，三通二313的另一端口连接有三通三314，三通三314的另外两端口分别连接有压力变送器315、控制阀二316，控制阀二316的另一端通过管道连通在储液罐317的端部，储液罐317的底部通过管道连通有电磁阀318，电磁阀318的另一端的管道连接有阻火器三312，阻火器三312通过管道连接在地下储油罐109上。

作为本发明的一种优选实施方式，压缩机102通过管路连通在冷箱203上，其中冷箱203的内部设置有蒸发器，压制冷压缩机202、制冷系统储液罐204的工作端分别通过管路连通在冷箱203、冷凝器205上。

作为本发明的一种优选实施方式，压制冷压缩机202、制冷系统储液罐204分别与之间的冷箱203管路上对应设置有阀门控制元件，其中阀门控制元件通过导线电性连接在防爆控制箱2上。

作为本发明的一种优选实施方式，冷箱203的底部通过管道连通在储液罐317上，其中储液罐317固定设置在安装座1的端面上。

作为本发明的一种优选实施方式，防爆控制箱2上设置有急停控制按钮3，控制阀304、控制阀一319和控制阀二316均采用电机驱动的阀门。

作为本发明的一种优选实施方式，防爆控制箱2分别通过导线电性连接在电机103、变压变送器106、压力检测仪108、压制冷压缩机202、冷凝器风机206、控制阀304、温度变送器311、控制阀一319、压力变送器315、控制阀二316、电磁阀318。

作为本发明的一种优选实施方式，真空泵301通过管道连通在压缩机102与变压变送器106之间的管路上。

本发明工作流程：

如图1，在防爆控制箱2分别通过导线电性连接在电机103、变压变送器106、压力检测仪108、压制冷压缩机202、冷凝器风机206、控制阀304、温度变送器311、控制阀一319、压力变送器315、控制阀二316、电磁阀318的条件下，通过系统配置的压力检测仪108检测地下储油罐压109的压力，当系统启动压力达到设定值时(+150Pa可调)，系统自动启动，汽油气体首先进入压缩机102，将油气进行升压，升压后的油气通过冷凝进行降温，使重组分的油气被冷凝成液态汽油(气液混合气)临时存储在小型储液罐317内，轻组分的油气被排出，进入下一道循环系统；

储液罐317内压力达到设定值时，压力阀自动打开，汽油气体进入膜组件302即被排出的轻组分油气进入膜组件302，膜组件302在真空泵301的作用下使膜组件302的两侧产生压力差，在压力的作用下利用油气和空气分子透过高分子膜片时的传递速率的差异(油气比空气优先透过)而实现两者的分离，使油气进入到膜组件302的内侧，通过真空泵301再将油气送至压缩机102入口，而被排斥在膜组件外侧的洁净空气被排出到大气中，此系统依次循环工作；

同时当小型储油罐317内液位达到设定值时，自动将油输送至地下储油罐109。

当系统停止压力达到设定值时，系统自动停机；等达到系统启动压力值时，再次启动系统，从而整个系统采用自动化控制，无需人工看守，实现实时的油气回收。

此过程采用膜分离法是对混合气的选择性分离，从工艺路线上，膜分离工艺相对简单且可控性强；从处理及时性上，膜分离法是对产生的油气及时处理回收，在安全上更加可靠；从性能指标上，膜分离法具有回收率高，排放浓度低等优势；从环境指标上，膜分离法是线性排放，排放稳定可控；从更换吸附剂、吸收剂或膜组件时是否有油气残留上，膜组件更换时，基本上无任何油气残留，不造成油气的浪费；从更换吸附剂、吸收剂或膜组件时作业难易程度上，膜组件为金属制品，现场更换安全性高，替换性强；从应用情况上，膜在使用后无固废产生，也不需二次处理，能耗上也相对较低，不会造成因回收油气目的造成大量的能源浪费及间接的环境污染。

进而本发明通过设计并且采用压缩系统、冷凝系统、膜分离系统，压缩系统为膜分离法工艺提供一定的压力，使同等面积的膜处理效率提高5-7倍，大大减少膜的用量，膜在系统内为一种耗材，用量越小，后期更换量就越少，越贴近环保要求。冷凝系统主要是配合压缩系统，在压缩系统的基础上，再加上冷凝系统，使整个装置在同等膜面积的情况下，处理效率再提高3-5倍，再次减少膜的用量，三大系统的叠加使用，一方面对膜即耗材的用量大大减少；另一方面因冷凝系统的作用，夏季高温对油气处理能力不再受到任何影响，不存在排放超标风险；最后膜组件使用量相比活性炭用量仅占比5％，用量大大降低，减少废物产生，且使用后的膜组件无任何油气残留，不会产生二次污染，不产生固废，不需要二次处理，从而达到环保的效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，包括安装座(1)和防爆控制箱(2)，其特征在于：所述安装座(1)的端面分别对应设置有压缩系统、冷凝和膜分离系统，其中压缩系统、冷凝和膜分离系统相互进行管道连接；

压缩系统包括固定连接在安装座(1)端面的压缩机安装架(101)，所述压缩机安装架(101)的端面上分别设置有压缩机(102)和电机(103)，所述电机(103)的驱动轴上设置有主动皮带轮(104)，所述主动皮带轮(104)通过同步履带连接有从动皮带轮(105)，所述从动皮带轮(105)的轴心处固定连接在压缩机(102)的旋转轴上，所述压缩机(102)的抽取端通过管道连接有变压变送器(106)，所述变压变送器(106)的另一端口通过管道连接有阻火器(107)，所述阻火器(107)通过管道连接有压力检测仪(108)，所述压力检测仪(108)的另一端口通过管道连接在地下储油罐(109)；

冷凝包括固定连接在安装座(1)端面的安装台(201)，所述安装台(201)的端面一侧对应设置有压制冷压缩机(202)、冷箱(203)、制冷系统储液罐(204)，所述安装台(201)框架的内部并且位于安装座(1)的端面上设置有冷凝器(205)，所述冷凝器(205)上设置有冷凝器风机(206)；

膜分离系统包括固定连接在安装座(1)的真空泵(301)，所述真空泵(301)工作端分别通过管道连接在膜组件(302)的端口以及压缩机(102)的端口上，所述膜组件(302)的一端口连接有上三通(303)，所述上三通(303)的另外两端分别连接有控制阀(304)、压力控制阀(305)，所述压力控制阀(305)的另一端固定连接有节流阀(306)，所述节流阀(306)的另一端固定连接有气体流量计(307)，所述气体流量计(307)、控制阀(304)分别通过管道连接在下三通(308)的端口，所述下三通(308)的另一端通过管道连接有阻火器二(309)，所述阻火器二(309)通过管道连接在地下储油罐(109)上，所述膜组件(302)的另一端通过管道连接有三通一(310)，所述三通一(310)的另外两端口分别连接有温度变送器(311)和三通二(313)，其中三通二(313)的一端口通过管道连接有控制阀一(319)，所述控制阀一(319)的另一端通过管道连通在真空泵(301)与膜组件(302)之间的管道上，三通二(313)的另一端口连接有三通三(314)，所述三通三(314)的另外两端口分别连接有压力变送器(315)、控制阀二(316)，所述控制阀二(316)的另一端通过管道连通在储液罐(317)的端部，所述储液罐(317)的底部通过管道连通有电磁阀(318)，所述电磁阀(318)的另一端的管道连接有阻火器三(312)，所述阻火器三(312)通过管道连接在地下储油罐(109)上。

2.根据权利要求1所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述压缩机(102)通过管路连通在冷箱(203)上，其中冷箱(203)的内部设置有蒸发器，所述压制冷压缩机(202)、制冷系统储液罐(204)的工作端分别通过管路连通在冷箱(203)、冷凝器(205)上。

3.根据权利要求1所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述压制冷压缩机(202)、制冷系统储液罐(204)分别与之间的冷箱(203)管路上对应设置有阀门控制元件，其中阀门控制元件通过导线电性连接在防爆控制箱(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述冷箱(203)的底部通过管道连通在储液罐(317)上，其中储液罐(317)固定设置在安装座(1)的端面上。

5.根据权利要求1所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述防爆控制箱(2)上设置有急停控制按钮(3)，所述控制阀(304)、控制阀一(319)和控制阀二(316)均采用电机驱动的阀门。

6.根据权利要求5所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述防爆控制箱(2)分别通过导线电性连接在电机(103)、变压变送器(106)、压力检测仪(108)、压制冷压缩机(202)、冷凝器风机(206)、控制阀(304)、温度变送器(311)、控制阀一(319)、压力变送器(315)、控制阀二(316)、电磁阀(318)。

7.根据权利要求1所述的一种加油站高效膜分离带回油的油气回收装置，其特征在于：所述真空泵(301)通过管道连通在压缩机(102)与变压变送器(106)之间的管路上。

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