CN210303026U

CN210303026U - 罐区及装车系统的尾气处理系统

Info

Publication number: CN210303026U
Application number: CN201921162842.1U
Authority: CN
Inventors: 司文学; 严大洲; 郑红梅; 张升学; 张志刚
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2029-07-23

Abstract

本公开提供一种罐区及装车系统的尾气处理系统，包括：收集系统、冷凝系统、吸附系统和后处理系统，其中吸附系统包括状态切换阀和依次连接的多个吸附塔，每个吸附塔具有的使用状态包括吸附状态、脱附状态和再生状态；吸附系统通过状态切换阀实现每个吸附塔的使用状态的定期循环切换，并使每个吸附塔在同一时间段内分别处于不同的使用状态，以保证吸附系统连续富集残余尾气。该尾气处理系统不仅可以适应罐区的常规尾气处理，还能够应对装车时产生的大量波动气量，具有良好的工业应用前景。

Description

罐区及装车系统的尾气处理系统

技术领域

本公开涉及工业尾气处理技术，具体涉及一种罐区及装车系统的尾气处理系统。

背景技术

近年来，随着人们环境保护意识的增强，开始逐步加强对罐区及装车系统尾气排放的控制，特别是对于油品、有刺激性气味、与空气发生化学反应及形成雾等不能直接排放的物质，需要对其进行回收或者燃烧处理。

罐区产生的尾气量比较稳定，对其回收或者燃烧处理比较容易；但是装车系统产生的尾气则具有间断不连续的特点，而且峰值气量还很大，最大时能达到罐区尾气量的2～3倍，传统的冷凝方法难以适应气量的大幅波动，若按最大气量设计冷凝装置也不划算。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种罐区及装车系统的尾气处理系统，该尾气处理系统不仅可以适应罐区的常规尾气处理，还能够应对装车时产生的大量波动气量，具有良好的工业应用前景。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开提供一种罐区及装车系统的尾气处理系统，包括：收集系统、冷凝系统、吸附系统和后处理系统，其中收集系统用于收集罐区及装车系统的尾气；冷凝系统连接于收集系统，以冷凝尾气，得冷凝液和残余尾气；吸附系统连接于冷凝系统，以富集残余尾气，得富集吸附质和无害气体，后处理系统连接于吸附系统，以回收处理富集吸附质，并排放无害气体；其中，吸附系统包括状态切换阀和依次连接的多个吸附塔，每个吸附塔具有的使用状态包括吸附状态、脱附状态和再生状态；吸附系统通过状态切换阀实现每个吸附塔的使用状态的定期循环切换，并使每个吸附塔在同一时间段内分别处于不同的使用状态，以保证吸附系统连续富集残余尾气。

根据本公开的一个实施方式，冷凝系统包括冷凝装置和冷凝液回收装置，收集系统的出气口连接于冷凝装置的进气口，冷凝装置的出液口连接于冷凝液回收装置的进液口，冷凝装置的出气口连接于吸附系统的进气口。

根据本公开的一个实施方式，冷凝装置包括依次连接的多个冷凝装置。

根据本公开的一个实施方式，多个冷凝装置包括第一冷凝装置和第二冷凝装置，收集系统的出气口连接于第一冷凝装置的进气口，吸附系统的进气口连接于第二冷凝装置的出气口。

根据本公开的一个实施方式，第一冷凝装置为多级双效换热器，第二冷凝装置为冷媒换热器。

根据本公开的一个实施方式，吸附系统包括第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，其中：冷凝系统的出气口连接第一吸附塔的进气口；第一吸附塔的出气口连接第二吸附塔的进气口；第三吸附塔的进气口连接第二吸附塔的出气口。

根据本公开的一个实施方式，后处理系统还包括回收装置和排放装置，排放装置排放第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔产生的无害气体，回收装置回收处理第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔产生的富集吸附质

根据本公开的一个实施方式，第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔均设有内置加热组件、外置加热组件或换热管道。

根据本公开的一个实施方式，每个吸附塔分别设有监测仪，以分别监测通过每个吸附塔的气量。

根据本公开的一个实施方式，尾气处理系统还包括控制组件，当监测仪监测到气量大于预设阈值时，控制组件使状态切换阀的切换频率缩短；当监测仪监测到气量小于等于预设阈值时，控制组件使状态切换阀的切换频率延长。

由上述技术方案可知，本公开提出的罐区及装车系统的尾气处理系统的优点和积极效果在于：

本公开提出的罐区及装车系统的尾气处理系统，采用冷凝系统、吸附系统及后处理系统结合的处理模式，可以使大部分或者全部的有价值组分能够得到回收，且经过无害处理后的放空气体能够达标排放。此外，本公开的方法还能够适应装卸车过程中产生的尾气大幅波动，可用于各种油、有机物、氯硅烷、四氯化钛等物质体系的尾气处理，具有很好的工业推广应用价值。

附图说明

为了让本公开实施例能更容易理解，以下配合所附附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件未必按照比例绘制，且仅用于图示说明的目的。实际上，为了让讨论清晰易懂，各个部件的尺寸可以被任意放大或缩小。

图1是本公开实施方式一示出的一种罐区及装车系统的尾气处理系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种罐区及装车系统的尾气处理方法的工艺流程图；

图3是本公开实施方式二示出的一种罐区及装车系统的尾气处理系统的结构示意图；

图4是本公开实施方式三示出的一种罐区及装车系统的尾气处理系统的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

100：收集系统

200：冷凝系统

201：第一冷凝装置

202：第二冷凝装置

203：冷凝液回收装置

300：吸附系统

301：第一吸附塔

302：第二吸附塔

303：第三吸附塔

304：外置加热组件

400：后处理系统

401：回收装置

402：排放装置

L、L’：冷凝液

I：收集的罐区及装车系统的尾气

II：残余尾气

III：无害气体

IV：富集吸附质

A：吸附状态

B：脱附状态

C：再生状态

X：监测仪

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

实施方式一

参阅图1，其代表性地示出了本公开实施方式一的罐区及装车系统的尾气处理系统。本公开提出的尾气处理系统是以应用于罐区及装车系统所产生的尾气为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的尾气处理，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的罐区及装车系统的尾气处理系统的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的罐区及装车系统的尾气处理系统主要包括收集系统、冷凝系统、吸附系统和后处理系统。配合参阅图2所示，图2中代表性地示出了能够体现本公开原理的罐区及装车系统的尾气处理方法。下面将结合图1和图2对本公开提出的罐区及装车系统的尾气处理系统的一示例性实施方式的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提供一种罐区及装车系统的尾气处理系统，包括：收集系统100、冷凝系统200、吸附系统300和后处理系统400，其中收集系统100用于收集罐区及装车系统的尾气I；冷凝系统200连接于收集系统100，以冷凝尾气I，得冷凝液和残余尾气II；吸附系统300连接于冷凝系统200，以富集残余尾气II，得无害气体III和富集吸附质IV，后处理系统400连接于吸附系统300，以回收处理富集吸附质，并排放无害气体III；其中，吸附系统300包括状态切换阀(未图示)和依次连接的多个吸附塔，如图1所示，该多个吸附塔包括第一吸附塔301、第二吸附塔302和第三吸附塔303，状态切换阀可设置多个，分别位于多个吸附塔的连接通道上。每个吸附塔具有的使用状态包括吸附状态A、脱附状态B和再生状态C；吸附系统300通过状态切换阀实现每个吸附塔的使用状态的定期循环切换，并使每个吸附塔在同一时间段内分别处于不同的使用状态，以保证吸附系统连续富集残余尾气。

结合图1所示的尾气处理系统，如图2所示，本公开的罐区及装车系统的尾气处理方法包括：尾气收集、冷凝处理、富集处理以及后处理，具体说明如下：

(1)尾气收集

首先采用收集系统100收集罐区及装车系统的尾气。一般地，罐区及装车系统尾气通常包括油品、有刺激性气味、与空气发生化学反应及形成雾等不能直接排放的物质，需要对其进行回收或者燃烧处理。罐区产生的尾气量比较稳定，对其回收或者燃烧处理比较容易；装车系统产生的尾气则具有间断不连续的特点。本公开采用收集系统100先将罐区及装车系统的尾气收集，然后再进一步对收集后的尾气I进行处理。

(2)冷凝处理

将上述收集的尾气I通入冷凝系统200中进行冷凝处理，得冷凝液和残余尾气II。在一些实施例中，冷凝系统200包括冷凝装置和冷凝液回收装置203。收集系统100的出气口连接于冷凝装置200的进气口，冷凝装置200的出液口连接于冷凝液回收装置203的进液口，冷凝装置200的出气口连接于吸附系统300的进气口。进一步地，冷凝系统200可以包括多个依次连接的冷凝装置。

如图1所示，在一些实施例中，多个冷凝装置包括第一冷凝装置201和第二冷凝装置202，收集系统100的出气口连接于第一冷凝装置201的进气口，吸附系统300的进气口连接于第二冷凝装置的出气口202。在该冷凝系统200中，收集后的尾气I首先通过第一冷凝装置201进行冷凝处理，第一冷凝装置201可以是多级双效换热器，优选地，为三级双效换热器，但本公开不限于此。通过第一冷凝装置201冷凝处理后的尾气温度一般达到10℃～35℃，然后冷凝处理后得到的冷凝液L进入冷凝液回收装置203回收，此时未被冷凝成液体的尾气继续进入第二冷凝装置202进行冷凝处理。

第二冷凝装置202可以是冷媒换热器，但本公开不限于此。第二冷凝装置202的作用是将第一冷凝装置201处理后的剩余气体冷却到最低温度，以便将该气体中可回收组分尽可能多的分离出来。第二冷凝装置的最低温度要根据尾气组分经过计算后确定。一般地，尾气可回收物质的浓度较低，在压力较低的情况下(0～3bar(表压))基本都采用深冷的方法，深冷温度一般在为-40℃～-80℃左右，冷凝处理后得到的残余尾气浓度与组分和第二冷凝装置的最低温度有关，一般不大于总体积的5％。

经第二冷凝装置处理后得到的冷凝液L’仍进入冷凝液回收装置203回收。之后，冷凝液回收装置203收集的冷凝液L和L’可被送到其它工艺系统进行再处理，残余尾气进入到吸附系统300进行富集处理。需要注意的是，在一些实施例中，当所述残余尾气为常见罐区物质时，残余尾气一般可升温10℃左右再进入吸附系统，例如升温至-30℃～-70℃再进入吸附系统。这是因为，出于节能的考虑，对于一般的罐区物质，不需要太低的吸附温度。但对于压力低、分子量特别小、浓度又特别低的物质吸附仍采用低温吸附。

(3)富集处理

将前述经冷凝处理后得到的残余尾气通入到吸附系统300进行富集处理，得到富集吸附质和无害气体III。在一些实施例中，吸附系统300包括第一吸附塔301、第二吸附塔302和第三吸附塔303，其中：冷凝系统200的出气口连接第一吸附塔301的进气口；第一吸附塔301的出气口连接第二吸附塔302的进气口；第三吸附塔303的进气口连接第二吸附塔302的出气口。

具体地，吸附系统300还包括状态切换阀，用于对吸附塔的使用状态进行定期循环切换，并保证每个吸附塔在同一时间段内分别处于不同的使用状态。每个吸附塔均设有吸附剂，所述吸附剂可以是活性炭，也可以是其它可再生循环使用的吸附剂，本公开不限于此。其中当处于吸附状态时，吸附剂吸附残余尾气中的吸附质；当处于脱附状态时，升温吸附塔，使吸附质从吸附剂中脱附；当处于再生状态时，降温吸附塔，使脱附后的吸附剂恢复吸附能力，以再次进入吸附状态。

例如，当第一吸附塔301处于吸附状态时，第二吸附塔302处于脱附状态，第三吸附塔303处于再生状态；第一吸附塔301处于脱附状态时，第二吸附塔302处于再生状态，第三吸附塔303处于吸附状态；第一吸附塔301处于再生状态时，第二吸附塔302处于吸附状态，第三吸附塔303处于脱附状态。如图1所示，第一吸附塔301正处于吸附状态A，其中的吸附剂在吸附残余尾气中的吸附质；第二吸附塔302正处于升温过程的脱附状态B，以使吸附质从吸附剂中脱附；第三吸附塔303正处于降温过程的再生状态C，以使脱附后的吸附剂恢复吸附能力，以再次进入吸附状态。当状态切换阀切换时，此时第一吸附塔301中的经吸附后的处于低温的无害气体进入到第二吸附塔302中，可以用于冷却温度较高的第二吸附塔302中的吸附剂，同时无害气体通过后处理系统400放空。

在一些实施例中，第一吸附塔301、第二吸附塔302、第三吸附塔303中均可以内置加热组件以快速方便的加热吸附剂使吸附质快速脱附出来，例如，当第三吸附塔处于升温脱附状态时，该内置加热组件可通电加热，以使第三吸附塔内的温度升高。此外，在一些实施例中，还可以取少量的第二吸附塔302中的无害气体吹扫第三吸附塔303以使吸附质脱附完全。一般地，可通过管道连接实现，例如，从第二吸附塔出气管线上分出一支管线连接到第三吸附塔即可。

如前所述，本公开通过上述吸附系统的设计，使得每个吸附塔都按照“吸附-脱附-再生”的顺序不断循环，但在同一时间内每个吸附塔都分别处于吸附状态、脱附状态、再生状态，通过不断切换状态来保证整个吸附装置的连续运行，以连续富集残余尾气。一般地，状态切换阀的切换是定期循环切换的。在进入吸附系统的残余气量为3000～4000Nm³/h时，切换频率可以为3～4小时/次。例如，吸附系统的残余气量为4000Nm³/h时，切换频率为3小时/次；或者吸附系统的残余气量为3000Nm³/h时，切换频率为4小时/次。在一些实施例中，每个吸附塔还可以分别设有监测仪X，一般地，在吸附塔的出气管线上设置有在线监测仪。例如，如图1所示，第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔分别设有监测仪，以分别监测通过所述第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔的气量；其中：当所述监测仪监测到所述气量大于预设阈值时，缩短所述状态切换阀的切换频率；当所述监测仪监测到所述气量小于等于预设阈值时，延长所述状态切换阀的切换频率。例如，以上述切换频率为4小时/次为例，当监测到气量持续大于3000Nm³/h时，就缩短各个吸附塔之间的状态切换频率为3小时/次，当监测到气量小于3000Nm³/h时，就缩短各个吸附塔之间的状态切换频率为4小时/次。通过这种方式，可以更好的适应装卸车过程对尾气量波动的影响，具有很好的推广应用价值。

进一步地，本公开的吸附系统还可以设有控制组件(未图示)，例如，该控制组件可以通过PLC控制或DCS控制实现自动切换循环控制。控制组件包含本领域公知的基本组件，例如带信号的自动开关阀、带远传的监测流量原件等。该控制组件与状态切换阀和监测仪连接，可以实时监测到监测仪上的数值。例如，当所述监测仪监测到所述气量大于预设阈值时，控制组件可以直接命令状态切换阀的切换频率缩短，当所述监测仪监测到所述气量小于等于预设阈值时，控制组件可以直接命令状态切换阀的切换频率延长。通过设置控制组件，相对于人工监测和控制气量，可以实现对状态切换阀的自动切换，更精准的控制尾气处理量并应对尾气量波动。

(4)回收和排放处理

随着上述吸附系统300对残余尾气的不断富集处理，不断得到富集吸附质和无害气体。因此本公开还包括后处理系统400，连接于吸附系统300，以回收处理富集吸附质，并排放无害气体。在一些实施例中，后处理系统包括回收装置401和排放装置402，排放装置402排放无害气体，回收装置401回收处理富集吸附质。

如图1所示，第二吸附塔302还包括排放口，连接于排放装置402的进气口，第三吸附塔303的出气口连接回收装置401的进气口。无害气体经过排放口排放到排放装置402中，排放装置402可以是烟囱或管道等。如果该无害气体达到相关的排放标准，即可直接从烟囱或管道等高空排放。需要说明的是，图1中为了管道路线的明确性，仅示意出了第二吸附塔302和排放装置402的连接关系，以及第三吸附塔303与回收装置401的连接关系。但，实际上各个吸附塔均可以有连接于排放装置402和回收装置401的管道，根据各个吸附塔在实际作业中所处的不同使用状态，相应地排放无害气体或收集富集吸附质。

吸附系统300处理后的富集吸附质根据类型大致可以分为三种处理方式：油气、有机物等可燃烧的物质一般采用火炬燃烧或者催化燃烧后排放；氯硅烷、四氯化钛等易水解为无害物的一般采用水解的方法进行处理；高附加值的物质一般将其送到工艺系统进行回收处理。根据富集吸附质的不同类型，采用燃烧、水解、或回收等不同的方法进行处理，以保证最大效率的利用回收后的富集吸附质。

实施方式二

图3示出了本公开实施方式二的一种罐区及装车系统的尾气处理系统的结构示意图。

该尾气处理系统与实施方式1的结构基本类似，与实施方式1不同的是：第一吸附塔301、第二吸附塔302、和第三吸附塔303不再使用内置加热组件，而改为内置的换热管道，该换热管道可以是列管式、螺旋盘管式、列管式+螺旋盘管式等等。一般的，吸附剂放在换热管道外，换热管道内走加热介质或者冷却介质。

例如：当第三吸附塔303处于升温状态时，使用外部的高温导热油，或者高温水通入第三吸附塔303的换热管道，将第三吸附塔303内的吸附剂加热到预定的温度。

实施方式三

图4示出了本公开实施方式三的一种罐区及装车系统的尾气处理系统的结构示意图。

该尾气处理系统与实施方式1的结构基本类似，与实施方式1不同的是：第一吸附塔301、第二吸附塔302、和第三吸附塔303中不再使用内置加热组件，而改为使用外置加热组件304将气体加热到足够高的温度后，再使用高温气体加热吸附塔内的吸附剂。其中，外置加热组件304一般位于各个吸附塔之间的连通管道上。

例如：当第三吸附塔303处于升温状态时，利用外置加热组件304先将进入第三吸附塔303的气体加热到足够高的温度，然后再将这些高温气体通入第三吸附塔303内，利用高温气体携带的热量将第三吸附塔303内的吸附剂加热到预定的温度。

综上可知，本公开通过提供了一种新的罐区及装车系统的尾气处理系统，通过该尾气处理系统可以实现冷凝、吸附及后处理相结合的尾气处理方法，可以使大部分或者全部的有价值组分能够得到回收，且经过无害处理后的放空气体能够达标排放。

此外，本公开的尾气处理系统不需要设计超大的冷凝器，可以通过在线监测动态改变吸附时间来应对并处理尾气量波动较大的问题，当气量大时缩短单塔的吸附切换时间，当气量小时增加吸附切换时间，特别适用于易挥发、有毒、易发生反应等不能直接放空的物质储存和装卸车过程中产生的尾气，能够实现具有经济价值物料的回收和有害物质的燃烧达标排放。本公开的方法可以适用于各种油、有机物、氯硅烷、四氯化钛等物质体系的尾气处理，具有良好的工业应用前景。

本领域技术人员应当注意的是，本实用新型所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本实用新型的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本实用新型不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims

1.一种罐区及装车系统的尾气处理系统，其特征在于，包括：

收集系统，用于收集所述罐区及装车系统的尾气；

冷凝系统，连接于所述收集系统，以冷凝所述尾气，得冷凝液和残余尾气；

吸附系统，连接于所述冷凝系统，以富集所述残余尾气，得富集吸附质和无害气体；

后处理系统，连接于所述吸附系统，以回收处理所述富集吸附质，并排放所述无害气体；

其中，所述吸附系统包括状态切换阀和依次连接的多个吸附塔，每个所述吸附塔具有的使用状态包括吸附状态、脱附状态和再生状态；所述吸附系统通过所述状态切换阀实现每个所述吸附塔的使用状态的定期循环切换，并使每个所述吸附塔在同一时间段内分别处于不同的使用状态，以保证所述吸附系统连续富集所述残余尾气。

2.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述冷凝系统包括冷凝装置和冷凝液回收装置，所述收集系统的出气口连接于所述冷凝装置的进气口，所述冷凝装置的出液口连接于所述冷凝液回收装置的进液口，所述冷凝装置的出气口连接于所述吸附系统的进气口。

3.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述冷凝装置包括依次连接的多个冷凝装置。

4.根据权利要求3所述的尾气处理系统，其特征在于，所述多个冷凝装置包括第一冷凝装置和第二冷凝装置，所述收集系统的出气口连接于所述第一冷凝装置的进气口，所述吸附系统的进气口连接于所述第二冷凝装置的出气口。

5.根据权利要求4所述的尾气处理系统，其特征在于，所述第一冷凝装置为多级双效换热器，所述第二冷凝装置为冷媒换热器。

6.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述吸附系统包括第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，其中：

所述冷凝系统的出气口连接所述第一吸附塔的进气口；

所述第一吸附塔的出气口连接所述第二吸附塔的进气口；

所述第三吸附塔的进气口连接所述第二吸附塔的出气口。

7.根据权利要求6所述的尾气处理系统，其特征在于，所述后处理系统包括回收装置和排放装置，所述排放装置排放所述第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔产生的所述无害气体，所述回收装置回收处理所述第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔产生的所述富集吸附质。

8.根据权利要求7所述的尾气处理系统，其特征在于，所述第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔均设有内置加热组件、外置加热组件或换热管道。

9.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，每个所述吸附塔分别设有监测仪，以分别监测通过每个所述吸附塔的气量。

10.根据权利要求9所述的尾气处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统还包括控制组件，当所述监测仪监测到所述气量大于预设阈值时，所述控制组件使所述状态切换阀的切换频率缩短；当所述监测仪监测到所述气量小于等于预设阈值时，所述控制组件使所述状态切换阀的切换频率延长。