CN200970490Y - 双冷双曲式油气回收设备 - Google Patents

Abstract

一种冷却气体使之液化的双冷双曲式油气回收设备，设计为曲折式套管预冷级和曲径式冷箱深冷级两个阶段的处理工艺。预冷级采用曲折式套管结构，油气从套管外管通过、尾气从套管内管通过，两种流体在套管中逆向流动，尾气的冷量吸热使油气初步降温，油气中的水汽及部分重组分被冷凝液化。深冷级采用曲径式冷箱结构，多层次垂直和多往复水平的曲径通道能够限制油气流速、延长冷热交换时间，提高冷箱蒸发器换热效率。使用时，提前开机制冷，冷箱温度下降到－70℃开始输入油气，油气经过两级冷凝很快液化。由于曲径式冷箱结构提高了换热效率，同时很好地利用了尾气冷量，减少了对制冷负荷的需求，进而减小了设备的耗电功率。

Description

双冷双曲式油气回收设备

所属技术领域

本实用新型属于一种冷却气体使之液化的设备。特别涉及曲折式套管预冷级和曲径式冷箱深冷级组成的油气回收设备。本设备适用于炼油厂、石油公司中转油库和加油站回收汽油油气使之液化还原为汽油。

背景技术

石油销售业在装卸、贮存、销售汽油时，因汽油的易挥发性而排放大量油气，每吨汽油挥发的损失约有1.5-3kg。油气由几十种有机化合物组成，其中多种化合物是致癌物质，危害从业人员的健康。油气进入大气环境后会与其他物质发生化学反应，生成光化学烟雾，严重污染环境。油气属于易燃易爆气体，时刻威胁油库和油站环境安全。因此，要采取措施回收汽油的油气。冷凝法油气回收设备能将汽油的油气降温冷凝，使之从气态返回液态，还原为汽油，重新加以利用。目前，用冷凝法回收油气的设备耗电功率都比较大，如处理能力为300m³/h的油气回收设备耗电达120kw，处理能力为30m³/h油气回收设备耗电达20kw，原因是这些设备的冷箱换热效率不高，制冷负荷没有得到充分利用。油气温度要下降到-70℃以下，油气中95％以上的碳氢化合物才能被液化。净化后的尾气从末级经排气管排放时温度也在-70℃左右，尾气中含有大量冷量被直接排放。所以，冷凝法油气回收设备存在的问题是：一方面因为冷凝装置的换热效率不高需要配置大功率的制冷压缩机；另一方面在末级排放的尾气中又散失着浪费着大量冷量。采取什么方法提高油气回收设备的换热效率、采取什么方法将尾气中浪费的冷量利用起来，从而减轻油气回收设备配置的制冷负荷、减少能耗？

发明内容

为了提高油气回收设备的换热效率、将尾气中浪费的冷量利用起来，减轻油气回收设备的耗电功率，本实用新型提供曲折式套管和曲径式冷箱的两种结构，将油气回收设备组合成曲折式套管预冷级和曲径式冷箱深冷级的两级冷凝工艺，汽油油气经过预冷降温和深冷液化两个阶段还原为液态，实现回收利用。

根据两级冷凝工艺、两种结构的特征，设备命名为“双冷双曲式油气回收设备”。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将油气回收设备设计为曲折式套管预冷级和曲径式冷箱深冷级两个阶段的处理工艺。预冷级采用曲折式套管结构，油气从套管外管通过、尾气从套管内管通过，两种流体在套管中逆向流动，尾气的冷量吸热使油气初步降温，油气中的水汽及部分重组分被冷凝液化。深冷级采用曲径式冷箱结构，多层次垂直和多往复水平的曲径通道达40-100m，能够限制油气流速、延长冷热交换时间，提高冷箱蒸发器换热效率。使用时，提前开机制冷，冷箱温度下降到-70℃开始输入油气，油气经过两级冷凝很快液化。由于曲径式冷箱结构有效地提高了换热效率、曲折式套管结构很好地利用了尾气冷量，减少了整机对制冷负荷的需求，进而减小了设备的耗电功率和运行费用。

本实用新型的有益效果是

1.减少投资、减少电耗、减少运行费。本实用新型与其他冷凝法油气回收设备比较，最大的区别在于制冷压缩机的制冷负荷得到两次利用。在处理能力和效果相同的情况下，配置的制冷压缩机功率可以减少近一半。采用本实用新型制造处理能力为300m³/h的双冷双曲式油气回收设备耗电仅64kw、处理能力为30m³/h的双冷双曲式油气回收设备耗电仅6kw。

2.本实用新型的应用具有直接经济效益。双冷双曲式油气回收设备的工作温度为-70℃时回收率大于95％。每装卸1吨汽油挥发油气1.4m³，回收冷凝可得到1.5-1.8kg汽油。一座汽油年吞吐量30万吨的油库可回收汽油400--500吨，价值200-250万元。对于汽油年销量1万吨的加油站也可回收汽油15-18吨。效益可观。

2005年在青岛、西安、银川等地加油站安装了双冷双曲式油气回收设备，运行情况受到好评。今年在黄埔油库安装了处理能力为300m³/h的油气回收设备，即将投入运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图是本实用新型的工艺原理示意图。

图中1.曲折式套管，2.曲径式冷箱，3.集油箱，4.尾气排气管，5.冷箱蒸发器，6.油气进口，7.层间油气通道洞，8.油水分离器，9.制冷压缩机，10.散热冷凝器，11.膨胀阀，12.干燥过滤筒，13.止回阀，14.球阀，15.输油管道，16.排水管道。

具体实施方式

制作和组装：

1.曲折式套管预冷级：采用曲折式套管结构。用两种规格的圆管或方管制作套管，根据设计的设备处理能力大小选择管径尺寸，材质为不锈钢。在小管径钢管外套装大管径钢管，做成往复曲折形状的套管，内外管保持同心。套管累计长度20-60m。套管的外管走油气、内管走尾气。两种气体在套管中逆向通过进行冷热交换，利用尾气的低温冷量使油气温度下降，将水份和部分C₆以下重组分冷凝液化。

2.曲径式冷箱深冷级：采用曲径式冷箱结构。用不锈钢薄板做成扁状长方形箱壳，箱壳内安装翅片蒸发器或套片管组装的热交换器元件。根据设计的设备处理能力大小选择10-30层热交换元件的箱壳丛叠连接为冷箱箱体，连接处焊接密闭。每层箱壳内的翅片或套片之间交错安设折流板形成单层次的水平曲径。在箱壳上下层面的对角位置交错开洞，洞口为直径80--200mm圆孔或边长80--200mm方孔，在箱体内形成上下层间多层次相互贯通的垂直曲径。水平和垂直方向的曲径通道累计可达40--100m。按照制冷技术要求将箱体内的翅片蒸发器或套片热交换器并接组成冷箱蒸发器，与制冷压缩机系统组合为油气回收设备的深冷级。深冷级工作温度为-70℃低温，油气通过曲径式冷箱在与蒸发器的充分冷热交换过程中液化，液化率达到95％。

3.组装：参阅附图所示，将曲折式套管(1)的内管连接到曲径式冷箱(2)的出口，曲折式套管(1)和曲径式冷箱(2)组合为一体，而后在底部装设储存回收汽油的集油箱(3)。集油箱(3)顶面的对角设置进口和出口，曲折式套管(1)的外管接到进口、曲径式冷箱(2)底部的层间油气通道洞口(7)接到出口。三者合成的整体外形为方形箱体。曲折式套管(1)的内管从集油箱(3)内部穿过，并串接干燥过滤筒(12)。干燥过滤筒(12)的作用是排除停机时可能有空气从尾气排气管(4)出口倒吸进来产生的水份。箱体六个面敷设200mm厚度聚氨酯保温层。保温层外表装饰不锈钢壳体。箱体与制冷机组一起安装于钢制底盘上，完成设备整体组装。。

双冷双曲式油气回收设备在实地安装时，将油库装车发油台收集输送油气的管路或加油站地下汽油油罐的呼吸管接到油气进口(6)。油气在油气回收设备内经历两个阶段的流程：

第一阶段：在曲折式套管预冷级。油气从油气进口(6)进入曲折式套管(1)的外管，油气在长度为20-60m的往复曲折的外管中流动，直到进入底部集油箱(3)的全过程，都与内管即尾气排气管(4)的管壁接触，油气热量与尾气冷量交换，油气温度下降，油气中的水份和部分C₆以下组分冷凝液化。液化下来的液态流体也在套管内自上而下流进集油箱(3)。

第二阶段：在曲径式冷箱深冷级。油气从储存回收汽油的集油箱(3)的顶面洞口进入曲径式冷箱(2)的曲径通道，通过油气通道的各个层间洞口(7)从自下而上逐层流动，与冷箱蒸发器(5)接触过程中实现冷热交换，温度下降到-70℃低温，95％的碳氢化合物被液化成汽油。液化回收的汽油也通过各层间油气通道的洞口(7)，从上往下逐层流淌，流进集油箱(3)。油气中剩余极少的C₁、C₂和空气，顺着套管内管即尾气排气管(4)排向大气环境。回收的汽油通过油水分离器(8)、球阀(14)、输油管道(15)输送到汽油储藏罐或其它容器。

双冷双曲式油气回收设备的冷箱蒸发器、套管等采用不锈钢薄板制作，抗腐蚀、强度高，使用寿命大于20年。

Claims (3)

1.一种冷却气体使之液化的双冷双曲式油气回收设备，其特征是：采用曲折式套管和曲径式冷箱组合，曲折式套管的外管的下端口与曲径式冷箱的进口连接、曲折式套管中的内管的下端口与曲径式冷箱的出口连接，构成“被冷却气体从外管上端口进入并按顺序经过‘外管→冷箱→内管’，最终从内管上端口排出”的通道。

2.根据权利要求1所述的双冷双曲式油气回收设备，其特征是：曲折式套管采用两种不同规格的不锈钢管，在小管径钢管外套装大管径钢管，制做成往复曲折形状的套管，内外管保持同心。

3.根据权利要求1所述的双冷双曲式油气回收设备，其特征是：曲径式冷箱由多层扁状长方形箱壳丛叠组装，箱壳内安装翅片蒸发器或套片管作为热交换器元件，每层箱壳内的翅片或套片之间交错安设折流板形成单层次的水平曲径、上下层面的对角位置交错开孔形成多层次相互贯通的垂直曲径，水平和垂直方向的曲径通道长度累计可达40-100m。

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