CN115569486A - 一种用于石油溶剂储罐的油气处理系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于石油溶剂储罐的油气处理系统及其方法，石油溶剂储罐排出的废气经过安全阻火器后进入吸附器，废气依次经过各级吸附模块串联吸附后排放大气；当吸附器或者吸附模块需要再生时，将吸附器或者吸附模块转移安装到吸附器再生单元，利用蒸汽或热氮气发生源进行脱附再生，再生完成后将其转移回分散吸附单元，脱附再生过程中形成的高浓度有机废气经冷凝器冷凝后流入油水分离器，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器和水收集器。本发明能对储罐在大、小呼吸时所产生的挥发油气进行吸附净化处理，减少对环境排放有机污染物总量，利用集中脱附回收装置对吸附器进行再生，可以对脱附冷凝产生的溶剂进行回收，实现资源回用。

Description

一种用于石油溶剂储罐的油气处理系统及其方法
技术领域
本发明涉及油库储罐的排气处理，具体涉及到一种用于石油溶剂储罐的分散吸附-集中脱附回收的油气处理系统及其方法。
背景技术
当前，国内油库储罐的呼吸气，大部分都是对空直排，不仅造成大量的挥发性有机物(VOCs)污染，更是对能源的浪费。现有对浮顶罐油气处理方法比较简单：石油溶剂类储罐在大小呼吸时，产生高浓度的挥发性有机废气，目前多数为直接排放到大气中，对环境空气形成污染，贡献大气中的光化学污染反应，有的气体还具有一定的恶臭异味；另外，高浓度的有机气体通常具有易燃易爆性，对罐区也构成一定的安全隐患。如果在罐区直接使用热力燃烧、吸附回收或吸收的方法进行处理，将受到场地空间及安全许可的限制。
现有处理技术比较简单，存在明显的缺点：
1)直排大气，贡献大气污染物，形成恶臭异味，而且造成溶剂的浪费；
2)部分技术使用活性炭作为吸附剂，因高浓度有机废气的吸附放热量可观，故使用可燃性的含炭吸附材料会存在很大的安全隐患；
3)部分技术在现场实施吸附-脱附、催化氧化或冷凝回收等处理的方法，所采用设备的动力部件、加热、变压力部件，均可能对处于防爆区内的存储罐区安全形成一定的不利影响，占地面积大，且投资与运营成本高。
本发明技术主要解决石油类溶剂储罐在大小呼吸时，对环境排放而带来的挥发性有机气体污染、安全隐患及能源浪费等问题。
发明内容
本发明提供了一种用于石油溶剂储罐的分散吸附-集中脱附回收的油气处理系统及其方法，通过对储罐呼吸气进行有组织收集，利用移动式的吸附器在罐顶或罐区特定装置进行吸附处理，再转移到场外利用高温蒸汽或热氮气对吸附器进行脱附再生，产生的高浓度有机废气再经由冷凝设备后形成液态溶剂，可以直接回用或再提纯使用，再生后的吸附器可以循环使用。现有的处理措施，主要是直排，少量采用活性炭吸附技术，与其相比，本发明技术具有节约现场空间、处理设备安全性高、操作灵活，且回收溶剂的经济性高。
本发明的具体方案如下：
一种用于石油溶剂储罐的分散吸附-集中脱附回收的油气处理系统，所述油气处理系统由若干分散吸附系统以及集中脱附回收系统组成，所述若干分散吸附系统并联连接在石油溶剂储罐的呼吸阀出口；
各分散吸附单元在气体流动方向上依次设有安全阻火器、吸附器和复合传感器，吸附器包含有吸附器壳体以及可拆卸安装在吸附器壳体内的若干吸附模块，石油溶剂储罐排出的废气经过安全阻火器后进入吸附器，废气在吸附器壳体内依次经过各级吸附模块串联吸附后由分散吸附单元的排气口排放；
集中脱附回收系统包括有蒸汽或热氮气发生源、吸附器再生单元、冷凝器、油水分离器、溶剂收集器和水收集器，当吸附器或者吸附模块需要再生时，将吸附器或者吸附模块转移安装到吸附器再生单元，利用蒸汽或热氮气发生源进行脱附再生，脱附再生过程中形成的有机废气经冷凝器冷凝后，形成的液态溶剂流入油水分离器，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器和水收集器。
进一步的，吸附模块内填充有吸附剂，吸附剂为蜂窝或颗粒状的分子筛、聚合物树脂的其中之一或者二者的组合。
进一步的，复合传感器包含有温度传感器、压力传感器、氧含量传感器、有机物气体浓度分析仪。
进一步的，相邻吸附模块之间设置隔板，隔板的一端设有供废气通过的通道，以在吸附器壳体内构成回廊式吸附通道，废气在吸附器壳体内做迂回状的流动并由各级吸附模块做吸附处理。
一种基于上述所述油气处理系统的油气处理方法，其原理为：
石油溶剂储罐排出的废气经过安全阻火器后进入吸附器，废气在吸附器壳体内依次经过各级吸附模块串联吸附后由分散吸附单元的排气口排放；
当吸附器或者吸附模块需要再生时，将吸附器或者吸附模块转移安装到吸附器再生单元，利用蒸汽或热氮气发生源进行脱附再生，吸附器或者吸附模块脱附再生完成后将其转移回分散吸附单元，脱附再生过程中形成的有机废气经冷凝器冷凝后，形成的液态溶剂流入油水分离器，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器和水收集器。
本发明的优点在于：
1)吸附器经过长时间的吸附后，接近或达到饱和状态时，将其更换为再生处理过的吸附器，继续处理储罐呼吸排气。更换下来的吸附器，转移至罐区外的集中脱附区域，利用高温蒸汽或热氮气对吸附器进行加热，将吸附的有机物成分脱附下来，经过冷凝器将其转化为液态的溶剂，再由分离器进行油水分离，回收溶剂成分。
2)本发明所用吸附剂为高效吸附材料，如分子筛、聚合物树脂等，其对废气中的有机成分具有选择性吸附能力，避免了对具有可燃性的活性炭类吸附材料的使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中石油溶剂储罐的呼吸气直排大气的示意图；
图2为本发明提供的油气处理系统的连接示意图；
图3为单个分散吸附系统的结构原理图；
图4为集中脱附回收系统的结构原理图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图2所示，本发明提供了一种用于石油溶剂储罐的分散吸附-集中脱附回收的油气处理系统，油气处理系统由若干分散吸附系统10以及集中脱附回收系统20组成，若干分散吸附系统10并联连接在石油溶剂储罐的呼吸阀出口处。
如图3所示，各分散吸附单元在气体流动方向上依次设有安全阻火器11、吸附器12和复合传感器18，吸附器12包含有吸附器壳体13以及可拆卸安装在吸附器壳体13内的若干吸附模块14。吸附模块14内填充有吸附剂，吸附剂为蜂窝或颗粒状的分子筛、聚合物树脂的其中之一或者二者的组合。
为了减少吸附器12的长度，吸附模块14采用折流式布置，模块间设置隔板15，与吸附器壳体13构成回廊式吸附通道。吸附模块14可以单独取出进行更换或再生，也可以将吸附器12整体拆卸或安装。在吸附器出口16处设置复合传感器18，用来检测温度、压力、氧含量、有机物气体浓度等数据，通过对吸附器12的工作条件进行数据采集，增加设备操作的安全性。
如图4所示，集中脱附回收系统20包括有蒸汽或热氮气发生源21、吸附器再生单元22、冷凝器25、油水分离器26、溶剂收集器27和水收集器28。
本发明的工作原理为：
1)石油溶剂储罐排出的废气无需风机牵引，仅靠呼吸压力驱动经过安全阻火器11后，由分散吸附系统10的进气口17进入吸附器12，废气在吸附器壳体13内依次经过各级吸附模块14串联吸附后由排气口16排放大气。
2)当吸附器12或者部分(或全部)吸附模块14需要再生时，将吸附器12或者吸附模块14转移安装到吸附器再生单元22。蒸汽或热氮气发生源21产生的蒸汽或热氮气经过入口23进入吸附器再生单元22，对吸附模块14进行脱附再生，脱附再生过程中形成的有机废气经冷凝器25冷凝后，形成的液态溶剂经过出口24流入油水分离器26，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器27和水收集器28，进行直接回用或提纯使用。
通常，吸附器壳体13内靠近进气口的吸附模块14最先到达使用寿命，因此可以按照气体流通的方向依次将吸附器壳体13内的吸附模块14转移到吸附器再生单元22中；现场条件允许的话，也可以直接将吸附器12整体直接转移到吸附器再生单元22中进行再生。
本发明用于石油溶剂储罐的分散收集-集中脱附回收的油气排放控制及回收，能对储罐在大小呼吸时所产生的油气进行吸附处理，减少对环境排放有机污染物总量，利用集中脱附回收装置对吸附器进行再生，对脱附冷凝产生的溶剂进行回用，避免了在储罐安全区对呼吸气进行复杂处理所产生的安全隐患，还减少了处理设备的投资费用。本发明技术，安全可靠，灵活度高，操作简易方便，可解决储罐呼吸气排放带来的环境污染及相关安全隐患问题。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种用于石油溶剂储罐的分散吸附-集中脱附回收的油气处理系统，其特征在于，所述油气处理系统由若干分散吸附系统(10)以及集中脱附回收系统(20)组成，所述若干分散吸附系统(10)并联连接在石油溶剂储罐的呼吸阀出口处；
各分散吸附单元(10)在气体流动方向上依次设有安全阻火器(11)、吸附器(12)和复合传感器(18)，吸附器(12)包含有吸附器壳体(13)以及可拆卸安装在吸附器壳体(13)内的若干吸附模块(14)，石油溶剂储罐排出的废气经过安全阻火器(11)后进入吸附器(12)，废气在吸附器壳体(13)内依次经过各级吸附模块(14)串联吸附后由排气口(16)排放大气；
集中脱附回收系统(20)包括有蒸汽或热氮气发生源(21)、吸附器再生单元(22)、冷凝器(25)、油水分离器(26)、溶剂收集器(27)和水收集器(28)，当吸附器(12)或者吸附模块(14)需要再生时，将吸附器(12)或者吸附模块(14)转移安装到吸附器再生单元(22)，利用蒸汽或热氮气发生源(21)对吸附器(12)或者吸附模块(14)进行脱附再生，脱附再生过程中形成的有机废气经冷凝器(25)冷凝后，形成的液态溶剂流入油水分离器(26)，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器(27)和水收集器(28)。
2.如权利要求1所述的油气处理系统，其特征在于，吸附模块(14)内填充有吸附剂，吸附剂为蜂窝或颗粒状的分子筛、聚合物树脂的其中之一或者二者的组合。
3.如权利要求1所述的油气处理系统，其特征在于，复合传感器(18)包含有温度传感器、压力传感器、氧含量传感器、有机物气体浓度分析仪。
4.如权利要求1所述的油气处理系统，其特征在于，相邻吸附模块(14)之间设置隔板(15)，隔板(15)的一端设有供废气通过的通道，以在吸附器壳体(13)内构成回廊式吸附通道，废气在吸附器壳体(13)内做迂回状的流动并由各级吸附模块(14)做吸附处理。
5.一种基于权利要求1-4任意一项所述油气处理系统的油气处理方法，其特征在于，
石油溶剂储罐排出的废气经过安全阻火器(11)后进入吸附器(12)，废气在吸附器壳体(13)内依次经过各级吸附模块(14)串联吸附后由分散吸附单元的排气口(16)排放；
当吸附器(12)或者吸附模块(14)需要再生时，将吸附器(12)或者吸附模块(14)转移安装到吸附器再生单元(22)，利用蒸汽或热氮气发生源(21)进行脱附再生，吸附器(12)或者吸附模块(14)脱附再生完成后将其转移回分散吸附单元，脱附再生过程中形成的有机废气经冷凝器(25)冷凝后，形成的液态溶剂流入油水分离器(26)，油水分离后的溶剂和水分别引入溶剂收集器(27)和水收集器(28)。
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