CN114992648A - 一种组合式油气处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种组合式油气处理系统及方法，由油气输送单元、油气分离回收单元、油气多级混合式预混燃烧单元连接构成。其中，油气输送单元由油气输送装置、安全装置、分离装置、监控装置中连接构成；油气分离回收单元由单元一(介质吸收装置、膜分离装置、冷凝装置中的一种或两种)、单元二(微孔材料吸附装置)、单元三(惰性气体回用装置)、单元四(回收液输送装置)、单元五(监控装置)中的多种连接构成；油气多级混合式预混燃烧单元为具备多级分散结构的预混式燃烧器，由废气输送装置、助燃气装置、助燃补风装置、点火装置、多级分散器、预混式燃烧器构成，最终实现油气的达标排放。

Description

一种组合式油气处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种组合式油气处理系统及方法。
背景技术
码头、汽车、火车的油品装卸，生产过程的中间产品及产成品油品罐区储存易产生高浓度的VOCs废气，典型的组分如：原油、汽油、柴油、航煤、三苯、及其他挥发性组分。针对这种高浓度的有机废气，前期的主流工艺采用油气回收技术，如吸附+吸收工艺、冷凝+吸附工艺、膜+吸附工艺进行回收处理，上述工艺在过去的实践中为降低VOCs排放做出了很大的贡献，国内存在大量的采用上述技术及工艺的油气回收系统。
后续随着标准的提升，越来越多的燃烧技术开始进入人们的视野。在废气焚烧领域常见的蓄热燃烧技术、催化燃烧技术和直接燃烧技术，在类似高浓废气的使用过程中由于废气的组分波动等情况曾发生过爆燃、爆炸、回火等问题。
本发明关注的油品生产环节产生的有机废气具有浓度高、波动大、组分复杂等特点。目前有发明人开发了针对废气的预混式燃烧技术，如一种有机废气高效处理系统及方法(CN111664461A)针对废气开发一种预混式燃烧技术，燃烧组分与空气在燃烧前充分混合，在低氮燃烧控制、超低排放控制方面有非常好的效果。但鲜有发明人对废气预混式燃烧的混合过程的安全问题进行考虑。本发明意在开发一种安全的高浓油气处理系统，以期实现达标、安全、回收等综合目的。基于上述说明，本发明开发一种组合式油气处理系统及方法，通过组合利用回收技术和具有多级分散混合功能的燃烧器，以较小的代价实现含VOCs废气的回收和基于最新排放标准的超低达标排放，同时利用本发明的设计可以同时实现氮气的再利用。
发明内容
本发明提供一种组合式油气处理系统及方法，其目的在于实现VOCs、惰性气体分离及回收，实现VOCs、NOx等指标的达标排放，实现节能减排的目的。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种组合式油气处理系统及方法，由油气输送单元、油气分离回收单元、油气多级混合式预混燃烧单元连接构成，其特征在于，
(1)油气输送单元由油气输送装置、安全装置、分离装置、监控装置中的多种连接构成；
(2)油气分离回收单元由单元一(介质吸收装置、膜分离装置、冷凝装置中的一种或两种)、单元二(微孔材料吸附装置)、单元三(惰性气体回用装置)、单元四(回收液输送装置)、单元五(监控装置)中的多种连接构成；单元一的第一气相出口连接于单元二的气相入口或油气多级混合式预混燃烧单元的废气入口，单元二的第一气相出口连接于油气多级混合式预混燃烧单元的废气入口，单元一或单元二的第二气相出口连接于单元三的入口，单元一或单元二的液相出口连接于单元四的入口；
(3)油气多级混合式预混燃烧单元为具备多级分散混合功能的燃烧器，由废气输送装置、助燃气装置、助燃补风装置、点火装置、多级分散混合燃烧器、监控装置中的多种连接构成；
所述的多级分散混合燃烧器由多级分散器D(D-n，其中，级数为n，n＝2,3,4…)、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S连接构成的组合式多级分散燃烧器，所述的多级分散器D(n-1级)出口与级间隔离结构A入口连接，级间隔离结构A出口与多级分散器D(n级)入口连接，多级分散器D(n级)出口与燃烧器B入口连接，燃烧器B布置于燃烧室S内部；废气输送装置、助燃气装置、助燃气补风装置出口分别连接于多级分散器D的入口；点火装置连接于燃烧室S；所述的级间隔离结构A和燃烧器B为具备微通道特征和具备多通道的金属部件，其中，所述的金属部件包含若干折流结构,所述折流结构之间的空间构成流体穿行的通道，所述折流结构包含弹性结构件和固定件，级间隔离结构A的所述弹性结构件被所述的固定件固定于多级分散器D的内部；所述的折流结构材料包括且不限于折叠、编织、焊接、腐蚀、烧结、铸造、反应、沉积等材料加工工艺形成的多通道金属材料。
所述的级间隔离结构A布置于多级分散器D内部，将多级分散器D分割为不同的腔室，除级间隔离结构A内部的通道外，多级分散器D的不同腔室之间完全隔离，其中，级间隔离结构A通过固定件与多级分散器D的连接，包括
(1)焊接、铆接、密封材料填充；和/或
(2)法兰、螺纹连接。
所述的多级分散器D为静态混合器，结构为圆筒、放散筒、文丘里筒、方筒或具有内部折流板的无动力结构部件，气体在分散器内经过湍流混合实现充分混合。作为一种优选设计，所述级间隔离结构A包含层叠设置的折流结构，所述折流结构为薄层金属波纹板，和/或
所述级间隔离结构A包含互相编织的所述折流结构，所述折流结构为金属丝。
作为一种优选设计，所述的燃烧器B为金属纤维燃烧器。
作为一种优选设计，所述的组合式油气处理系统包括：
所述的油气输送单元由阻火器、油气风机或油气压缩机、气液分离器、压力、温度监控仪表连接构成；
所述的油气分离回收单元中，介质吸收装置由吸收剂、吸收塔、吸收剂输送泵构成；膜分离装置由分离膜构成；冷凝装置由制冷器、换热器、分离器构成；微孔材料吸附装置由活性炭吸附材料、吸附罐、真空泵构成；惰性气体回用装置由缓冲罐、阻火器、氧含量分析仪、控制阀门、监控仪表连接构成；回收液输送装置由回收液储存罐、回收液输送泵构成；监控装置由温度、压力、浓度、流量、氧含量监控仪表中的一种或多种、控制阀门、控制系统构成；
油气多级混合式预混燃烧单元中，废气输送装置由油气输送风机、油气流量控制阀、紧急关断阀、阻火器中的多种构成，助燃气装置由助燃气流量控制阀、减压阀、紧急关断阀、阻火器中的多种构成，助燃补风装置由气体过滤器、空气风机、控制阀构成，点火装置由高能点火器、点火枪构成，监控装置由温度、压力、浓度、流量、氧含量监控仪表中的一种或多种连接构成。
作为一种优选设计，当废气中不含有氧气组分时，油气分离回收单元配置单元三，经单元一或单元二分离后的气相组分进入单元三，并经单元三输送至惰性气体使用部门。
作为一种优选设计，所述的组合式油气处理系统中，所述的油气多级混合式预混燃烧单元中的多级分散混合燃烧器由两级分散器、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S构成，所述的一级分散器D(D-1)出口与级间隔离结构A入口连接，级间隔离结构A出口与二级分散器D(D-2)入口连接，二级分散器D(D-2) 出口与燃烧器B入口连接。
一种组合式油气处理方法，含VOCs气体依次进入油气输送单元、油气分离回收单元、油气多级混合式预混燃烧单元；
经油气输送单元的油气输送装置提供动力进入油气处理系统，其中，安全装置实现VOCs气体的安全隔离，分离装置实现废气中液体组分及固体组分的初步分离，监控装置实现废气输送的流量、浓度、温度、压力等参数的监控；
经过油气输送单元升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过单元一实现VOCs气体的浓度降低，经单元一分离后的液体组分进入单元四、并经单元四输送回油品储存或生产部门；
经单元一分离后的气体组分进入单元二进一步降低VOCs的浓度、或直接进入的燃烧单元；
经单元二降浓后的VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体、助燃气、空气在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度、压力、浓度、流量、氧含量仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。本发明具有如下优点：
(1)VOCs排放指标远低于国家标准，可实现VOCs的超低排放，VOCs排放浓度不高于15mg/m3，处理效率高于99.99％；
(2)可实现废气零排放，通过VOCs和惰性气体的分离，将VOCs液化或最终销毁，将惰性气体回用至用气部门；
(3)更加安全可靠，通过多级分散式的燃烧器设计，大幅提高系统的安全性。
附图说明
图1为一种组合式油气处理系统的多级分散混合燃烧器。
图2为一种组合式油气处理系统的系统构成图。图3至图6为一种组合式油气处理系统的结构示意图。
附图中的序号分别代表：
P1代表油气输送单元，P2代表油气分离回收单元，P3代表油气多级混合式预混燃烧单元；
1-1代表油气输送装置，1-2代表安全装置，1-3代表分离装置，2-1代表油气分离回收单元-单元一，2-2代表油气分离回收单元-单元二，2-3代表油气分离回收单元-单元三，2-4代表油气分离回收单元-单元四，3-1代表废气输送装置，3-2 代表助燃气装置，3-3代表助燃补风装置，3-4代表点火装置，3-5代表多级分散混合燃烧器；
1代表VOCs气体，2代表油气输送单元出口气体，3代表油气分离回收单元出口气体，4代表空气，5代表助燃气，6代表洁净气，7代表惰性气体回收气，8 代表回收油品；
101/212/304/308代表阻火器，102代表油气风机，103代表过滤分离器，201代表吸收塔，202代表吸收液输送泵，203代表油气分离膜，204代表制冷器，205/206 代表分离器及换热器，207代表吸附罐，208代表真空泵，209代表回收液储存罐，210代表回收液输送泵，211代表惰性气体缓冲罐，213代表惰性气体控制阀门，301代表油气输送风机，302/305代表油气流量控制阀，303/307代表紧急关断阀，306代表减压阀，309代表空气气体过滤器，310代表空气风机，312/313 代表点火装置的高能点火器和点火枪。
P所示的仪表为压力监控仪表，T所示的仪表为温度监控仪表，C所示的仪表为浓度监控仪表，F所示的仪表为流量监控仪表，O2所示的仪表代表氧含量分析仪。
实施例中的附图仅作为一种典型应用的展示。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明，附图及实施例不作为本发明的限制性说明。实施例1结合图1，实施例1给出一种组合式油气处理系统的多级分散混合燃烧器。
多级分散混合燃烧器由两级分散器、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S构成，所述的一级分散器D(D-1)出口与级间隔离结构A入口连接，级间隔离结构A 出口与二级分散器D(D-2)入口连接，二级分散器D(D-2)出口与燃烧器B 入口连接，燃烧器B布置于燃烧室S内部。
多级分散器D、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S为一体化结构。
其中，级间隔离结构A包含层叠设置的折流结构，所述折流结构为薄层金属波纹板，流道方向与气流方向平行，或
级间隔离结构A包含互相编织的所述折流结构，所述折流结构为金属丝。
其中，级间隔离结构A布置于多级分散器D内部，除级间隔离结构A内部的通道外，多级分散器D-1、D-2之间完全隔离，其中，级间隔离结构A通过固定件与多级分散器D的连接，固定形式为法兰连接。
在燃烧室S靠近燃烧室B区域配置点火装置3-4。
燃烧器B为金属纤维燃烧器。
燃烧室S为耐高温隔热材料(耐火砖)构成的燃烧室。
其中，多级分散器D-1、D-2为静态混合器，结构为圆筒、放散筒、文丘里筒、方筒或具有内部折流板的无动力结构部件的一种或两种。
废气输送装置3-1、助燃气装置3-2、助燃气补风装置3-3出口分别连接于多级分散器D的入口；点火装置3-4连接于燃烧室S。其中，上述装置(3-1/3-2/3-3) 连接于多级分散器D的哪一级没有严格的限制，如3-1和3-2连接于D-1、3-3 连接于D-2，或3-1/3-2/3-3都连接于D-1都是允许的。
实施例2结合图1、图2、图3，结合实施例1，实施例2给出一种组合式油气处理系统及方法，所述的组合式油气处理系统，处理装车产生的VOCs气体，装车组分为原油、成品油类；该组合式油气处理系统由：P1油气输送单元，P2油气分离回收单元，P3油气多级混合式预混燃烧单元构成；
其中，油气输送单元含油气输送装置1-1，安全装置1-2，分离装置1-3，由阻火器101、油气风机102、过滤分离器103依次连接构成；
油气分离回收单元含单元一(2-1)，单元二(2-2)，单元四(2-4)；单元一由吸收塔201、吸收剂输送泵202构成，吸收剂为柴油；单元二由吸附罐207、真空泵208构成，吸附剂为活性炭；单元四由回收液输送泵210构成；其中，吸收塔的气相出口连接于活性炭吸附罐的气相入口，活性炭吸附罐的第一气相出口连接于燃烧单元废气入口，吸收塔的液相出口连接于回收液输送泵的入口；
油气多级混合式预混燃烧单元含废气输送装置3-1，助燃气装置3-2，助燃补风装置3-3，点火装置3-4，多级分散混合燃烧器；废气输送装置由油气输送风机301、油气流量控制阀302、紧急关断阀303、阻火器304构成，助燃气装置由助燃气流量控制阀305、减压阀306、紧急关断阀307、阻火器308构成，助燃补风装置由气体过滤器309、空气风机310构成，点火装置由高能点火器及点火枪 312/313构成，多级分散混合燃烧器由多级分散器D、级间隔离结构A、燃烧器 B、燃烧室S连接构成；其中，多级分散混合燃烧器参考实施例1执行；废气输送装置3-1，助燃气装置3-2，助燃补风装置3-3的出口分别连接于多级分散器D 的入口；
上述各单元的监控装置由温度T、压力P、流量F、浓度C构成。
一种组合式油气处理方法，含VOCs气体1依次进入油气输送单元P1、油气分离回收单元P2、油气多级混合式预混燃烧单元P3；
经油气输送单元的油气风机102提供动力进入油气处理系统，其中，阻火器101 实现VOCs气体的安全隔离，过滤分离器103实现废气中液体组分及固体组分的初步分离；
经过油气风机102升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过柴油吸收塔201的洗涤作用实现VOCs气体的浓度降低，经吸收塔201分离后的液体组分通过回收液输送泵210输送回油品储存或生产部门；
经吸收塔201分离后的气体组分进入吸附罐207通过活性炭的吸附作用进一步降低VOCs的浓度；活性炭定期通过真空泵208实现再生，再生气输送至油气风机 102入口实现VOCs的循环及液化；
经吸附罐207降浓后的VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体3、助燃气5、空气4在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度T、压力P、浓度 C、流量F、氧含量O2仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。
上述的各项操作均通过监控系统配置的自动化控制程序实现自动化控制，整个过程不需要人工进行干预，系统运行稳定可靠。
通过上述操作，在实际工况中，VOCs排放指标低于15mg/m3，VOCs回收效率大于98％。
实施例3结合图1、图2、图4，结合实施例1，实施例3给出一种组合式油气处理系统及方法，与实施例2不同点在于：
所述的组合式油气处理系统，处理装船产生的VOCs气体，装船组分为原油、成品油类；
油气分离回收单元含单元一(2-1)，单元四(2-4)；单元一由制冷器204，分离器及换热器205/206构成；单元四由回收液储存罐209、回收液输送泵210构成；其中，分离器及换热器205/206的气相出口连接于燃烧单元废气入口，分离器及换热器205/206的液相出口连接于回收液储存罐209的入口，回收液储存罐209 的液相出口连接于回收液输送泵210的入口；
燃烧单元中，废气输送装置由油气流量控制阀302、紧急关断阀303、阻火器304 构成。
所述的组合式油气处理方法，含VOCs气体依次进入油气输送单元P1、油气分离回收单元P2、油气多级混合式预混燃烧单元P3；
经油气输送单元的油气风机102提供动力进入油气处理系统，其中，阻火器101 实现VOCs气体的安全隔离，过滤分离器103实现废气中液体组分及固体组分的初步分离；
经过油气风机102升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过分离器及换热器205/206的冷凝作用实现VOCs气体的浓度降低，经分离器及换热器205/206 分离后的液体组分输送至回收液储存罐209，通过回收液输送泵210输送回油品储存或生产部门，冷凝所需的冷量由制冷器204提供；
经分离器及换热器205/206分离后的气体组分进入燃烧单元；
降浓后的VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D 充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室 S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体3、助燃气5、空气4在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度T、压力P、浓度 C、流量F、氧含量O2仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。
上述的各项操作均通过监控系统配置的自动化控制程序实现自动化控制，整个过程不需要人工进行干预，系统运行稳定可靠。
其他环节的操作参数相同。
通过上述操作，在实际工况中，VOCs排放指标低于15mg/m3。
实施例4结合图1、图2、图5，结合实施例1，实施例4给出一种组合式油气处理系统及方法，与实施例2不同点在于：
所述的组合式油气处理系统，处理罐区挥发产生的VOCs气体，其中，罐区采用氮气进行保护；
其中，
油气分离回收单元含单元一(2-1)，单元二(2-2)，单元三(2-3)，单元四(2-4)；单元一由吸收塔201、吸收剂输送泵202、膜分离器203构成，吸收剂为柴油；单元二由吸附罐207、真空泵208构成，吸附剂为活性炭；单元三由缓冲罐211、阻火器212、氧含量分析仪、控制阀门213、监控仪表连接构成；单元四由回收液输送泵210构成；其中，吸收塔的气相出口连接于活性炭吸附罐的气相入口，活性炭吸附罐的第一气相出口连接于燃烧单元废气入口，活性炭吸附罐的第二气相出口连接于氮气回收装置入口，吸收塔的液相出口连接于回收液输送泵的入口；燃烧单元中，废气输送装置由油气流量控制阀302、紧急关断阀303、阻火器304 构成。
所述的组合式油气处理方法，含VOCs气体1依次进入油气输送单元P1、油气分离回收单元P2、油气多级混合式预混燃烧单元P3；
经油气输送单元的油气风机102提供动力进入油气处理系统，其中，阻火器101 实现VOCs气体的安全隔离，过滤分离器103实现废气中液体组分及固体组分的初步分离；
经过油气风机102升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过柴油吸收塔201的洗涤作用实现VOCs气体的浓度降低，经吸收塔201分离后的液体组分通过回收液输送泵210输送回油品储存或生产部门；
经吸收塔201分离后的气体组分进入分离膜，通过分离膜后的分离作用，低浓度废气进入吸附罐207通过活性炭的吸附作用进一步降低VOCs的浓度；活性炭定期通过真空泵208实现再生，再生气输送至油气风机102入口实现VOCs的循环及液化；
经吸附罐207降浓后的低浓度VOCs气体经氧含量监控，经氮气控制阀213进入氮气缓冲罐211，并输送至生产部门使用；
当氮气使用部门关闭控制阀213后，含VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体3、助燃气5、空气4在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度T、压力P、浓度 C、流量F、氧含量O2仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。
上述的各项操作均通过监控系统配置的自动化控制程序实现自动化控制，整个过程不需要人工进行干预，系统运行稳定可靠。
通过上述操作，在实际工况中，VOCs排放指标低于15mg/m3，VOCs回收效率大于98％，氮气回收效率大于95％。
实施例5结合图1、图2、图6，结合实施例1，实施例5给出一种组合式油气处理系统及方法，与实施例3不同点在于：
所述的组合式油气处理系统，处理罐区及装船挥发产生的VOCs气体，其中，罐区及船舶采用氮气进行保护；
其中，油气输送单元含油气输送装置1-1，安全装置1-2，分离装置1-3，由阻火器101、油气压缩机102、过滤分离器103依次连接构成；
油气分离回收单元含单元一(2-1)，单元三(2-3)，单元四(2-4)；单元三由缓冲罐211、阻火器212、氧含量分析仪、控制阀门213、监控仪表连接构成；其中，分离器及换热器205/206的第一气相出口连接于燃烧单元废气入口，分离器及换热器205/206的第二气相出口连接于氮气回收装置入口。
所述的组合式油气处理方法，含VOCs气体1依次进入油气输送单元P1、油气分离回收单元P2、油气多级混合式预混燃烧单元P3；
经油气输送单元的油气压缩机102提供动力进入油气处理系统，其中，阻火器 101实现VOCs气体的安全隔离，过滤分离器103实现废气中液体组分及固体组分的初步分离；
经过油气压缩机102升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过分离器及换热器205/206的冷凝作用实现VOCs气体的浓度降低，经分离器及换热器 205/206分离后的液体组分输送至回收液储存罐209，通过回收液输送泵210输送回油品储存或生产部门，冷凝所需的冷量由制冷器204提供；
经分离器及换热器205/206分离后的气体组分进入燃烧单元；
经分离器及换热器205/206降浓后的低浓度VOCs气体经氧含量监控，经氮气控制阀213进入氮气缓冲罐211，并输送至生产部门使用；
当氮气使用部门关闭控制阀213后，含VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体3、助燃气5、空气4在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度T、压力P、浓度 C、流量F、氧含量O2仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。
上述的各项操作均通过监控系统配置的自动化控制程序实现自动化控制，整个过程不需要人工进行干预，系统运行稳定可靠。
通过上述操作，在实际工况中，VOCs排放指标低于15mg/m3，VOCs回收效率大于80％，氮气回收效率大于70％。
本发明未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
本发明提供一种较优的实施方式，但并不作为本发明的限制性说明。本发明所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种组合式油气处理系统及方法，由油气输送单元、油气分离回收单元、油气多级混合式预混燃烧单元连接构成，其特征在于，
(1)油气输送单元由油气输送装置、安全装置、分离装置、监控装置中的多种连接构成；
(2)油气分离回收单元由单元一(介质吸收装置、膜分离装置、冷凝装置中的一种或两种)、单元二(微孔材料吸附装置)、单元三(惰性气体回用装置)、单元四(回收液输送装置)、单元五(监控装置)中的多种连接构成；单元一的第一气相出口连接于单元二的气相入口或油气多级混合式预混燃烧单元的废气入口，单元二的第一气相出口连接于油气多级混合式预混燃烧单元的废气入口，单元一或单元二的第二气相出口连接于单元三的入口，单元一或单元二的液相出口连接于单元四的入口；
(3)油气多级混合式预混燃烧单元为具备多级分散混合功能的燃烧器，由废气输送装置、助燃气装置、助燃补风装置、点火装置、多级分散混合燃烧器、监控装置中的多种连接构成；所述的多级分散混合燃烧器由多级分散器D(D-n，其中，级数为n，n＝2,3,4…)、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S连接构成的组合式多级分散燃烧器，所述的多级分散器D(n-1级)出口与级间隔离结构A入口连接，级间隔离结构A出口与多级分散器D(n级)入口连接，多级分散器D(n级)出口与燃烧器B入口连接，燃烧器B布置于燃烧室S内部；废气输送装置、助燃气装置、助燃气补风装置出口分别连接于多级分散器D的入口；点火装置连接于燃烧室S；
所述的级间隔离结构A和燃烧器B为具备微通道特征和具备多通道的金属部件，其中，所述的金属部件包含若干折流结构,所述折流结构之间的空间构成流体穿行的通道，所述折流结构包含弹性结构件和固定件，级间隔离结构A的所述弹性结构件被所述的固定件固定于多级分散器D的内部；所述的折流结构材料包括且不限于折叠、编织、焊接、腐蚀、烧结、铸造、反应、沉积等材料加工工艺形成的多通道金属材料。
2.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述的级间隔离结构A布置于多级分散器D内部，将多级分散器D分割为不同的腔室，除级间隔离结构A内部的通道外，多级分散器D的不同腔室之间完全隔离，其中，级间隔离结构A通过固定件与多级分散器D的连接，包括
(1)焊接、铆接、密封材料填充；和/或
(2)法兰、螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述级间隔离结构A包含层叠设置的折流结构，所述折流结构为薄层金属波纹板，和/或
所述级间隔离结构A包含互相编织的折流结构，所述折流结构为金属丝。
4.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述的燃烧器B为金属纤维燃烧器。
5.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述的多级分散器D为静态混合器，结构为圆筒、放散筒、文丘里筒、方筒或具有内部折流板的无动力结构部件。
6.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述的组合式油气处理系统包括：
所述的油气输送单元由阻火器、油气风机或油气压缩机、气液分离器、压力、温度监控仪表连接构成；
所述的油气分离回收单元中，介质吸收装置由吸收剂、吸收塔、吸收剂输送泵构成；膜分离装置由分离膜构成；冷凝装置由制冷器、换热器、分离器构成；微孔材料吸附装置由活性炭吸附材料、吸附罐、真空泵构成；惰性气体回用装置由缓冲罐、阻火器、氧含量分析仪、控制阀门、监控仪表连接构成；回收液输送装置由回收液储存罐、回收液输送泵构成；监控装置由温度、压力、浓度、流量、氧含量监控仪表中的一种或多种、控制阀门、控制系统构成；油气多级混合式预混燃烧单元中，废气输送装置由油气输送风机、油气流量控制阀、紧急关断阀、阻火器中的多种构成，助燃气装置由助燃气流量控制阀、减压阀、紧急关断阀、阻火器中的多种构成，助燃补风装置由气体过滤器、空气风机、控制阀构成，点火装置由高能点火器、点火枪构成，监控装置由温度、压力、浓度、流量、氧含量监控仪表中的一种或多种连接构成。
7.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，所述的组合式油气处理系统中，所述的油气多级混合式预混燃烧单元中的多级分散混合燃烧器由两级分散器、级间隔离结构A、燃烧器B、燃烧室S构成，所述的一级分散器D(D-1)出口与级间隔离结构A入口连接，级间隔离结构A出口与二级分散器D(D-2)入口连接，二级分散器D(D-2)出口与燃烧器B入口连接。
8.根据权利要求1所述的组合式油气处理系统及方法，其特征在于，油气分离回收单元配置单元三，经单元一或单元二分离后的气相组分进入单元三，并经单元三输送至惰性气体使用部门。
9.一种组合式油气处理方法，含VOCs气体依次进入油气输送单元、油气分离回收单元、油气多级混合式预混燃烧单元；运行流程如下：
经油气输送单元的油气输送装置提供动力进入油气处理系统，其中，安全装置实现VOCs气体的安全隔离，分离装置实现废气中液体组分及固体组分的初步分离，监控装置实现废气输送的流量、浓度、温度、压力等参数的监控；
经过油气输送单元升压后的VOCs气体进入油气分离回收单元，通过单元一实现VOCs气体的浓度降低，经单元一分离后的液体组分进入单元四、并经单元四输送回油品储存或生产部门；
经单元一分离后的气体组分进入单元二进一步降低VOCs的浓度、或直接进入的燃烧单元；
经单元二降浓后的VOCs气体通过燃烧单元的废气输送装置输送进入多级分散混合燃烧器，与经助燃气装置输送的助燃气、助燃补风装置输送的空气，在多级分散器D充分混合，混合后的可燃气体组分进入燃烧器B，经点火装置引燃后，在燃烧室S内充分燃烧，并最终达标排放；
其中，级间隔离结构A实现VOCs气体、助燃气、空气在燃烧预混区域的安全隔离和充分混合；
所述的上述各单元及单元内的装置通过监控装置内配置的温度、压力、浓度、流量、氧含量仪表控制各阀门、设备的动作实现组合式油气处理系统的自动化运行。
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