CN213160089U - 一种超低排放的油气冷凝吸附系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气处理设备的技术领域，特别是涉及一种超低排放的油气冷凝吸附系统，主要是汽油和三苯、苯、甲苯和二甲苯的油气处理，其可进行深度冷凝，并将大部分油气进行回收，减少污染物排放，更为节能环保；包括油气进气母管、一级冷凝装置、二级冷凝装置、三级冷凝装置、第一缓存罐、中间换热器、吸附风机、一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置，油气进气母管的输出端与一级冷凝装置的输入端连通，一级冷凝装置的输出端与二级冷凝装置的输入端连通，二级冷凝装置的输出端与三级冷凝装置的输入端连通，二级冷凝装置和三级冷凝装置的输出端均与中间换热器的输入端连通，中间换热器的输出端与吸附风机的输入端连通。

Description

一种超低排放的油气冷凝吸附系统

技术领域

本实用新型涉及油气处理设备的技术领域，特别是涉及一种超低排放的油气冷凝吸附系统，主要用于含汽油和三苯(苯、甲苯和二甲苯)的油气处理。

背景技术

众所周知，油气中回收工艺中，尤其是汽油和三苯(苯、甲苯和二甲苯)的油气，当入口浓度约1000g/m³，物质浓度均远远高于爆炸下限，HJ2026-2013《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》中明确指出当废气中的有机物浓度高且易于冷凝时，宜优先采用冷凝工艺将油气浓度降低到爆炸下限的25％以下，然后选择其它工艺进行处理；现有的传统冷凝工艺一般冷凝温度在-50℃至-70℃之间，经冷凝处理后的油气冷凝效果不佳，油气去除率较低，对后续吸附产生较大影响，从而造成了尾气排放时含有的油气量大，不能满足环保要求，有一定的使用局限性。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可将油气进行深度冷凝，主要用于汽油和三苯(苯、甲苯和二甲苯)的油气处理，并将大部分油气进行回收，减少污染物排放，更为节能环保的超低排放的油气冷凝吸附系统。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括油气进气母管、一级冷凝装置、二级冷凝装置、三级冷凝装置、第一缓存罐、中间换热器、吸附风机、一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置，所述油气进气母管的输出端与所述一级冷凝装置的输入端连通，所述一级冷凝装置的输出端与所述二级冷凝装置的输入端连通，所述二级冷凝装置的输出端与所述三级冷凝装置的输入端连通，所述二级冷凝装置和三级冷凝装置的输出端均与中间换热器的输入端连通，所述中间换热器的输出端与所述吸附风机的输入端连通，所述吸附风机的输出端与所述一级活性碳纤维吸附装置的输入端连通，所述一级活性碳纤维吸附装置的输出端与所述二级活性碳纤维吸附装置的输入端连通，所述一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置的液相输出端均伸入至第一缓存罐内。

优选的，还包括蒸汽进气母管、脱附风机和冷凝器，所述蒸汽进气母管的输出端与所述一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置的输入端连通，脱附风机的输入端与所述一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置内部连通，所述脱附风机的输出端与所述冷凝器的输入端连通。

优选的，还包括干燥风机、第一加热器、干燥表冷器和气液分离器，所述干燥风机的输出端与所述第一加热器的输入端连通，所述第一加热器的输出端与一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置的输入端连通，一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置的输出端与气液分离器的输入端连通，气液分离器的输出端与所述干燥表冷器的输入端连通，干燥表冷器的输出端与所述干燥风机的输入端连通。

优选的，所述中间换热器和吸附风机之间设置有第二加热器，所述第二加热器的输入端与所述中间换热器的输出端连通，所述第二加热器的输出端与所述吸附风机的输入端连通。

优选的，还包括油水分离装置、第二缓存罐和冷凝回收管，所述油水分离装置的输入端与所述冷凝器的输出端连通，所述油水分离装置的输出端伸入至第二缓存罐内，所述冷凝回收管的输入端分别伸入至第一缓存罐和第二缓存罐内。

优选的，所述一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置内滤芯为活性碳纤维毡材料。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种超低排放的油气冷凝吸附系统，具备以下有益效果：该超低排放的油气冷凝吸附系统，通过将油气经油气进气母管通入至一级冷凝装置，一级冷凝温度为0-2℃(温度可调)，在此阶段，油气中的绝大多数水蒸汽被凝结去除，避免后续冷凝过程中结冰造成设备处理效率降低或损坏；冷凝脱水后的油气进入二级冷凝装置，二级冷凝温度为-35℃，三级冷凝装置将油气温度降至-110℃，此时油气中的绝大多数组分由气态变为液态，从油气中分离出去；三级冷凝装置与二级冷凝装置之间设置中间换热器，由三级冷凝装置的排气参与二级冷凝装置排气的换热，降低二级冷凝装置后的油气温度，降低三级冷凝装置的能耗，节约能源，同时对三级冷凝装置的尾气进行复温，经冷凝处理后的油气中汽油浓度远低于爆炸下限，可以安全进入活性碳纤维吸附单元工艺进行处理，冷凝后油气通过吸附风机进入一级活性碳纤维吸附装置和二级活性碳纤维吸附装置，在范德华力的作用下，将油气中残留的有机污染物吸附到活性碳纤维的微孔中，吸附单元采用多级吸附工艺，交替使用和再生，最终出口油气达标排放，一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置的冷凝液相进入至第一缓存罐内，可将油气进行深度冷凝，并将大部分油气进行回收，减少污染物排放，更为节能环保。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程示意图；

附图中标记：1、油气进气母管；2、一级冷凝装置；3、二级冷凝装置；4、三级冷凝装置；5、第一缓存罐；6、中间换热器；7、吸附风机；8、一级活性碳纤维吸附装置；9、二级活性碳纤维吸附装置；10、蒸汽进气母管；11、脱附风机；12、冷凝器；13、干燥风机；14、第一加热器；15、干燥表冷器；16、气液分离器；17、第二加热器；18、油水分离装置；19、第二缓存罐；20、冷凝回收管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，用于汽油和三苯(苯、甲苯和二甲苯)油气的处理，包括油气进气母管1、一级冷凝装置2、二级冷凝装置3、三级冷凝装置4、第一缓存罐5、中间换热器6、吸附风机7、一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9，油气进气母管1的输出端与一级冷凝装置2的输入端连通，一级冷凝装置2的输出端与二级冷凝装置3的输入端连通，二级冷凝装置3的输出端与三级冷凝装置4的输入端连通，二级冷凝装置3和三级冷凝装置4的输出端均与中间换热器6的输入端连通，中间换热器6的输出端与吸附风机7的输入端连通，吸附风机7的输出端与一级活性碳纤维吸附装置8的输入端连通，一级活性碳纤维吸附装置8的输出端与二级活性碳纤维吸附装置9的输入端连通，一级冷凝装置2、二级冷凝装置3和三级冷凝装置4的液相输出端均伸入至第一缓存罐5内；优选的，一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9可根据需求，通过阀门切换实现并联或串联运行；通过将油气经油气进气母管1通入至一级冷凝装置2，一级冷凝温度为0-2℃温度可调，在此阶段，油气中的绝大多数水蒸汽被凝结去除，避免后续冷凝过程中结冰造成设备处理效率降低或损坏；冷凝脱水后的油气进入二级冷凝装置3，二级冷凝温度为-35℃，三级冷凝装置4将油气温度降至-110℃，此时油气中的绝大多数组分由气态变为液态，从油气中分离出去；三级冷凝装置4与二级冷凝装置3之间设置中间换热器6，由三级冷凝装置4的排气参与二级冷凝装置3排气的换热，降低二级冷凝装置3后的油气温度，降低三级冷凝装置4的能耗，节约能源，同时对三级冷凝装置4的尾气进行复温，经冷凝处理后的油气中汽油浓度远低于爆炸下限，可以安全进入活性碳纤维吸附单元工艺进行处理，冷凝后油气通过吸附风机7进入一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9，在范德华力的作用下，将油气中残留的有机污染物吸附到活性碳纤维的微孔中，吸附单元采用多级吸附工艺，交替使用和再生，最终出口油气达标排放，一级冷凝装置2、二级冷凝装置3和三级冷凝装置4的冷凝液相进入至第一缓存罐5内，可将油气进行深度冷凝，并将大部分油气进行回收，减少污染物排放，更为节能环保。

本实用新型的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，还包括蒸汽进气母管10、脱附风机11和冷凝器12，蒸汽进气母管10的输出端与一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9的输入端连通，脱附风机11的输入端与一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9内部连通，脱附风机11的输出端与冷凝器12的输入端连通；当一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9达到再生时间时，经蒸汽进气母管10通入低压蒸汽对活性碳纤维进行再生，将吸附在活性碳纤维上的有机物脱附下来，同时依靠蒸汽的吹扫，将含有水蒸气和有机蒸汽的混合蒸汽吹出，送入回收系统，随后开启脱附风机11，将水蒸气吹入冷凝器12，水蒸气液化，使一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9内形成负压，剩余的吸附质在负压作用下从纤维微孔中脱出，完成活性碳纤维真空再生流程，使用蒸汽脱附较热空气或氮风效果好，同质量水蒸气的潜热远大于空气或氮风的热量。同时水分子可挤占吸附质空间，使吸附质更容易脱出；还包括干燥风机13、第一加热器14、干燥表冷器15和气液分离器16，干燥风机13的输出端与第一加热器14的输入端连通，第一加热器14的输出端与一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9的输入端连通，一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9的输出端与气液分离器16的输入端连通，气液分离器16的输出端与干燥表冷器15的输入端连通，干燥表冷器15的输出端与干燥风机13的输入端连通；开启干燥风机13对一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9进行干燥，干燥风机13出气经第一加热器14将气体升温后通入一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9，一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9排气进入气液分离器16进行气液分离，剩余气体进入干燥表冷器15对气体进行降温，降温的同时也能去除气体中剩余的部分水蒸气，随后回到干燥风机13，循环利用，经过干燥后，活性碳纤维中含有的水分完全去除，整个再生流程运行完毕，设备重新投入使用，脱附过程中，干燥段气体是利用设备内部暂存气体来实现循环干燥，不与外界连通，可有效避免外界气体杂质对活性碳纤维再次污染；中间换热器6和吸附风机7之间设置有第二加热器17，第二加热器17的输入端与中间换热器6的输出端连通，第二加热器17的输出端与吸附风机7的输入端连通；将冷凝处理后的油气经第二加热器17加热至0℃-5℃，使升温后的油气进入至一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9时温度不会过低，以免影响对油气的吸附；还包括油水分离装置18、第二缓存罐19和冷凝回收管20，油水分离装置18的输入端与冷凝器12的输出端连通，油水分离装置18的输出端伸入至第二缓存罐19内，冷凝回收管20的输入端分别伸入至第一缓存罐5和第二缓存罐19内；活性碳纤维再生时产生的含有水蒸气和有机蒸汽的混合气体经过冷凝器12冷凝之后的混合凝液和一级活性碳纤维吸附装置8及二级活性碳纤维吸附装置9底部流出的冷凝液流入油水分离装置18，经过油水分离，分层后的废水排入外部污水管道，汽油凝液通过自流进入第二缓存罐19，冷凝回收管20将第一缓存罐5和第二缓存罐19内收集的汽油凝液收集后导流至回收系统中；一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9内滤芯为活性碳纤维毡材料；滤芯采用活性碳纤维毡材料，吸附效果更佳。

在使用时，通过将油气经油气进气母管1通入至一级冷凝装置2，一级冷凝温度为0-2℃温度可调，在此阶段，油气中的绝大多数水蒸汽被凝结去除，避免后续冷凝过程中结冰造成设备处理效率降低或损坏；冷凝脱水后的油气进入二级冷凝装置3，二级冷凝温度为-35℃，三级冷凝装置4将油气温度降至-110℃，此时油气中的绝大多数组分由气态变为液态，从油气中分离出去；三级冷凝装置4与二级冷凝装置3之间设置中间换热器6，由三级冷凝装置4的排气参与二级冷凝装置3排气的换热，降低二级冷凝装置3后的油气温度，降低三级冷凝装置4的能耗，节约能源，同时对三级冷凝装置4的尾气进行复温，经冷凝处理后的油气中汽油浓度远低于爆炸下限，可以安全进入活性碳纤维吸附单元工艺进行处理，冷凝后油气通过吸附风机7进入一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9，在范德华力的作用下，将油气中残留的有机污染物吸附到活性碳纤维的微孔中，吸附单元采用多级吸附工艺，交替使用和再生，最终出口油气达标排放，一级冷凝装置2、二级冷凝装置3和三级冷凝装置4的冷凝液相进入至第一缓存罐5内，可将油气进行深度冷凝，并将大部分油气进行回收，减少污染物排放，更为节能环保；当一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9达到再生时间时，经蒸汽进气母管10通入低压蒸汽对活性碳纤维进行再生，将吸附在活性碳纤维上的有机物脱附下来，同时依靠蒸汽的吹扫，将含有水蒸气和有机蒸汽的混合蒸汽吹出，送入回收系统，随后开启脱附风机11，将水蒸气吹入冷凝器12，水蒸气液化，使一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9内形成负压，剩余的吸附质在负压作用下从纤维微孔中脱出，完成活性碳纤维真空再生流程，使用蒸汽脱附较热空气或氮风效果好，同质量水蒸气的潜热远大于空气或氮风的热量。同时水分子可挤占吸附质空间，使吸附质更容易脱出；开启干燥风机13对一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9进行干燥，干燥风机13出气经第一加热器14将气体升温后通入一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9，一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9排气进入气液分离器16进行气液分离，剩余气体进入干燥表冷器15对气体进行降温，降温的同时也能去除气体中剩余的部分水蒸气，随后回到干燥风机13，循环利用，经过干燥后，活性碳纤维中含有的水分完全去除，整个再生流程运行完毕，设备重新投入使用，脱附过程中，干燥段气体是利用设备内部暂存气体来实现循环干燥，不与外界连通，可有效避免外界气体杂质对活性碳纤维再次污染；将冷凝处理后的油气经第二加热器17加热至0℃-5℃，使升温后的油气进入至一级活性碳纤维吸附装置8和二级活性碳纤维吸附装置9时温度不会过低，以免影响对油气的吸附；活性碳纤维再生时产生的含有水蒸气和有机蒸汽的混合气体经过冷凝器12冷凝之后的混合凝液和一级活性碳纤维吸附装置8及二级活性碳纤维吸附装置9底部流出的冷凝液流入油水分离装置18，经过油水分离，分层后的废水排入外部污水管道；汽油凝液通过自流进入第二缓存罐19，冷凝回收管20将第一缓存罐5和第二缓存罐19内收集的汽油凝液收集后导流至回收系统中；滤芯采用活性碳纤维毡材料，吸附效果更佳。。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种超低排放的油气冷凝吸附系统，用于汽油、苯、甲苯和二甲苯油气的处理，其特征在于，包括油气进气母管(1)、一级冷凝装置(2)、二级冷凝装置(3)、三级冷凝装置(4)、第一缓存罐(5)、中间换热器(6)、吸附风机(7)、一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)，所述油气进气母管(1)的输出端与所述一级冷凝装置(2)的输入端连通，所述一级冷凝装置(2)的输出端与所述二级冷凝装置(3)的输入端连通，所述二级冷凝装置(3)的输出端与所述三级冷凝装置(4)的输入端连通，所述二级冷凝装置(3)和三级冷凝装置(4)的输出端均与中间换热器(6)的输入端连通，所述中间换热器(6)的输出端与所述吸附风机(7)的输入端连通，所述吸附风机(7)的输出端与所述一级活性碳纤维吸附装置(8)的输入端连通，所述一级活性碳纤维吸附装置(8)的输出端与所述二级活性碳纤维吸附装置(9)的输入端连通，所述一级冷凝装置(2)、二级冷凝装置(3)和三级冷凝装置(4)的液相输出端均伸入至第一缓存罐(5)内。

2.根据权利要求1所述的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，其特征在于，还包括蒸汽进气母管(10)、脱附风机(11)和冷凝器(12)，所述蒸汽进气母管(10)的输出端与所述一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)的输入端连通，脱附风机(11)的输入端与所述一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)内部连通，所述脱附风机(11)的输出端与所述冷凝器(12)的输入端连通。

3.根据权利要求2所述的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，其特征在于，还包括干燥风机(13)、第一加热器(14)、干燥表冷器(15)和气液分离器(16)，所述干燥风机(13)的输出端与所述第一加热器(14)的输入端连通，所述第一加热器(14)的输出端与一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)的输入端连通，一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)的输出端与气液分离器(16)的输入端连通，气液分离器(16)的输出端与所述干燥表冷器(15)的输入端连通，干燥表冷器(15)的输出端与所述干燥风机(13)的输入端连通。

4.根据权利要求3所述的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，其特征在于，所述中间换热器(6)和吸附风机(7)之间设置有第二加热器(17)，所述第二加热器(17)的输入端与所述中间换热器(6)的输出端连通，所述第二加热器(17)的输出端与所述吸附风机(7)的输入端连通。

5.根据权利要求4所述的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，其特征在于，还包括油水分离装置(18)、第二缓存罐(19)和冷凝回收管(20)，所述油水分离装置(18)的输入端与所述冷凝器(12)的输出端连通，所述油水分离装置(18)的输出端伸入至第二缓存罐(19)内，所述冷凝回收管(20)的输入端分别伸入至第一缓存罐(5)和第二缓存罐(19)内。

6.根据权利要求5所述的一种超低排放的油气冷凝吸附系统，其特征在于，所述一级活性碳纤维吸附装置(8)和二级活性碳纤维吸附装置(9)内滤芯为活性碳纤维毡材料。

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