CN214809616U - 一种油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气回收装置，属于废油回收设备技术领域，其包括风机、冷凝单元和吸附单元；所述冷凝单元包括预冷器、一级冷箱和二级冷箱，所述预冷器的油气通道A出口与一级冷箱的油气通道入口连通，所述一级冷箱的油气通道出口与二级冷箱的油气通道入口连通，所述二级冷箱的油气通道出口与预冷器的油气通道B入口连通；所述吸附罐的油气入口与预冷器的油器通道出口B连通。本实用新型提供的油气回收装置，先在冷凝单元中将油气逐级从常温冷却至低温达到过饱和状态，使油气中的大部分油品液化回收，剩余极少量油气进入吸附单元中通过吸附剂与空气进行分离，吸附剂中解析出的高浓度气体重新进入到冷凝‑吸附循环中，确保油品充分回收。

Description

一种油气回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种油气回收装置，属于废油回收设备技术领域。

背景技术

船舶作为水运交通工具，同其他运输方式所用工具相比具有运载量大，营运成本低的优势。船舶运行及维护过程中会产生大量的废矿物油，这些废油如果直接投弃会对海洋生态环境造成严重破坏。这些废矿物油可收集起来通过预处理、加热、脱水、精馏、汽提等工序，将废矿物油中的不同组分分离出来，再加入一定量的添加剂搅拌混合后生产出润滑油基础油、船舶燃料油进行再利用，这对促进资源综合利用和环境保护具有重要的意义。在废矿物油预处理、加热、脱水、精馏、汽提等工序会产生油气，这些油气可以回收后转换成油品再次利用。目前的油气回收方法大多只经过简单的冷凝或者吸附处理将油品液化回收，存在回收率不高、回收效率低的问题，而且系统中冷量被浪费，系统运行能耗高。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术所存在的问题，提供了一种油气回收装置，确保油品充分回收，并且排到环境中的气体符合国家法规所规定的排放浓度限值，完成对油气污染治理和有害物质资源化回收利用。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种油气回收装置，包括风机、冷凝单元和吸附单元；

所述风机用于驱动油气自集气管线经过冷凝单元流向吸附单元；

所述冷凝单元包括预冷器、一级冷箱和二级冷箱，所述预冷器的油气通道A入口与集气管线连通，所述预冷器的油气通道A出口与一级冷箱的油气通道入口连通，所述一级冷箱的油气通道出口与二级冷箱的油气通道入口连通，所述二级冷箱的油气通道出口与预冷器的油气通道B入口连通；

所述吸附单元包括吸附罐，所述吸附罐的油气入口与预冷器的油器通道出口B连通，所述吸附罐的油气出口与排气管线连通。

可选的，所述油气回收装置还包括设置在预冷器与吸附罐之间的油气分离器，所述油气分离器的油气入口与预冷器的油气通道B出口连通，所述油气分离器的油气出口与吸附罐的油气入口连通。

可选的，所述油气回收装置还包括脱附单元，所述脱附单元包括真空泵，所述真空泵的油气入口通过真空管线与吸附罐的下部连通，所述真空管线上设置有气动阀。

所述真空泵的油气出口连通至预冷器与集气管线之间的管道。

可选的，所述脱附单元还包括氮气调压管线，所述氮气调压管线与吸附罐的上部连通。

可选的，所述油气回收装置还包括设置在集气管线与预冷器之间的缓冲罐，所述缓冲罐的油气入口与集气管线连通，所述缓冲罐的油气出口与预冷器的油气通道A入口连通。

可选的，所述一级冷箱的冷媒通道和二级冷箱的冷媒通道分别与制冷机连通。

可选的，所述风机设置在集气管线与缓冲罐之间，所述风机的油气入口与集气管线连通，所述风机的油气出口与预冷器的油气通道A入口连通。

可选的，所述吸附单元包括并联设置的两个吸附罐，两个吸附罐的油气入口分别通过一根入口并联管线与预冷器的油气出口B连通，两个吸附罐的油气出口分别通过一根出口并联管线与排气管线连通，每根入口并联管线及出口并联管线上分别设有气动阀。

所述二级冷箱的制冷机为两级复叠式制冷机。

本申请的有益效果包括但不限于：

本实用新型提供的油气回收装置，对油气采取先冷凝后吸附的组合工艺，先在冷凝单元中将油气逐级从常温冷却至低温达到过饱和状态，使油气中的大部分油品液化回收，剩余极少量油气进入吸附单元中通过吸附剂与空气进行分离，吸附剂中解析出的高浓度气体重新进入到冷凝-吸附循环中，上述过程循环进行确保油品充分回收，并且排到环境中的气体符合国家法规所规定的排放浓度限值，完成对油气污染治理和有害物质资源化回收利用。回收过程中合理利用冷量，降低了装置能耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的油气回收装置的结构示意图；

图中，100、风机；210、预冷器；220、一级冷箱；230、二级冷箱；310、第一吸附罐；320、第二吸附罐；331、气动阀；400、制冷机；500、缓冲罐；610、真空泵；620、氮气调压管线；700、油气分离器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1中所示，本实用新型提供的油气回收装置，包括风机100、冷凝单元和吸附单元。其中，风机100用于驱动油气自集气管线经过冷凝单元流向吸附单元，冷凝单元用于将油气中的油品通过冷凝液化与气体分离，吸附单元用于将气体中的气态油品进一步分离回收。

具体的，冷凝单元包括预冷器210、一级冷箱220和二级冷箱230。预冷器210、一级冷箱220和二级冷箱230均为不同类型的换热器，内部具有供冷热介质流通的通道，冷热介质分别在冷介质通道和热介质通道内流动，在流动过程中冷热介质之间发生热量传递。

吸附单元包括吸附罐，吸附罐的油气入口与预冷器210的油器通道出口B连通，吸附罐的油气出口与排气管线连通。在其中一具体实施方式中，吸附单元包括并联设置的第一吸附罐310和第二吸附罐320，第一吸附罐310和第二吸附罐320的油气入口分别通过一根入口并联管线与预冷器210的油气出口B连通，第一吸附罐310和第二吸附罐320的油气出口分别通过一根出口并联管线与排气管线连通，每根入口并联管线及出口并联管线上分别设有气动阀331，通过操作气动阀331的启闭控制第一吸附罐310和第二吸附罐320交替吸附工作。

预冷器210具有油气通道A和油气通道B，新进油气在油气通道A内流动。预冷器210的油气通道A入口与集气管线连通，预冷器210的油气通道A出口与一级冷箱220的油气通道入口连通，一级冷箱220的油气通道出口与二级冷箱230的油气通道入口连通，二级冷箱230的油气通道出口与预冷器210的油气通道B入口连通。在一级冷箱220和二级冷箱230中，油气将热量传递给制冷剂后得以降温。在预冷器210中，新进油气与二级冷箱230排出的低温油气进行热交换，使低温油气吸收新进油气热量而使新进油气温度降低。

如此设置，在冷凝单元中根据油气的物化性质以及所含各种烃类组分在不同温度下的饱和蒸汽压的差异，采用预冷器210、一级冷箱220和二级冷箱230多级连续冷却方法降低油气温度，使油气达到从气态到液态相变的过饱和状态，从而将油品从油气中分离。

具体的，本实用新型提供的油气回收装置根据油气组分分段的数据，将冷凝单元设计为3级冷凝实现油气冷凝分离，各级温度点对应处理的组分如下：

(1)第1级：预冷级

冷凝原理是将持续进入预冷器210的新进油气与经过一级冷箱220和二级冷箱230冷凝后未被冷凝的低温油气进行换热冷却，其被冷却至6℃左右，冷凝出部分油和水(若系统含水)从而提高制冷效率，合理利用能源，实现节能的作用。油气在预冷器210中可将C8以上组分及空气中含有的水分液化析出部分油品。

(2)第2级：中冷级

预冷器210中排出的油气进入一级冷箱220，冷凝原理是采用制冷机400将冷场温度保持在-40℃左右，使油气中的C5以上组分进行冷凝液化析出油品。

(3)第3级：深冷级

接入二级冷箱230的油气，冷凝原理是采用制冷机400将冷场温度保持在-70℃左右，进一步析出油品，至此绝大部分组分被直接冷凝液化析出，冷凝分离后的低温低浓度油气再回到预冷器210和新进油气进行热交换，实现油气气路的冷量回收利用。

本实用新型提供的油气回收装置的工作过程如下：

(1)各油气排出口排出的油气统一汇集进入到集气管线；

(2)通过压力传感器感知集气管线内的管道压力变化，将压力信号反馈给控制系统；

(3)控制系统根据集气管线内的压力调节风机100的转速，使油气以适当的流速进入冷凝单元和吸附单元；

(4)油气在冷凝单元中通过预冷器210、一级冷箱220和二级冷箱230经过分梯度“冷凝”将绝大部分溶剂油气转化为液态油直接回收(可储存在油罐中)，被冷凝后的低浓度油气进入吸附单元；

(5)低浓度的油气自下往上依次穿过吸附罐内的吸附剂，易被吸附的油气被吸附剂吸附分离，吸附末端的干净气体从油气出口达标排放；

(6)经冷凝单元所产生的液态油品被排送至储油罐，当储油罐油品达到设定液位时，自动启动油泵，使所回收油品经单向阀自动输送至用户指定的储油罐。

具体的，一级冷箱220的冷媒通道和二级冷箱230的冷媒通道分别与制冷机连通。制冷机包括压缩机、风冷蒸发器、膨胀阀、制冷剂储存罐、紫铜管路及各压力、温度控制电器元件。制冷机工作时，由压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器被冷凝成高压过冷液体，经膨胀阀节流降压变成低温低压的汽液两相混和物进入一级冷箱220和二级冷箱230，制冷剂在一级冷箱220和二级冷箱230内吸收通过冷箱的油气的热量进行自身气化，制冷剂充分气化后再被压缩机吸入压缩室进入下一轮循环。冷凝单元通过以上过程不断循环，从而达到油气连续降温回收的目的。

在优选的实施方式中，二级冷箱230采用两级复叠式制冷技术，此工艺由高温部分和低温部分组成，其低温部分提供所需的超低温能力，采用R22/R23/R404A等低温环保型制冷剂，高温部分使用中温制冷剂循环，其作用是用于冷凝低温制冷剂，高温部分和低温部分共用一个蒸发冷凝器而“复叠”，从而组成应用两种制冷剂的复叠式制冷循环，其优点是压缩效率高，蒸发温度更低，能耗更低，在低温段运行效果好。

在吸附单元中，利用吸附剂对油气组分及空气的选择性，即油气-空气混合气中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别，采用吸附剂对油气中的组分进行吸附，使难吸附的空气与易吸附的油气组分分离。当吸附剂达到饱和后再进行脱附解析再生后反复使用。

具体的，本实用新型提供的油气回收装置中，吸附罐内所采用的吸附剂为活性炭，活性炭的机械强度高，吸附热值低，安全性高，经过冷凝后的油气尾气通过吸附单元可以降低吸附剂的吸附热，避免吸附罐内温度过高产生安全隐患。

在其中一具体实施方式中，本实用新型提供的油气回收装置还包括设置在集气管线与预冷器210之间的缓冲罐500，缓冲罐500的油气入口与集气管线连通，缓冲罐500的油气出口与预冷器210的油气通道A入口连通。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的油气回收装置还包括脱附单元，脱附单元包括真空泵610，真空泵610的油气入口通过真空管线与吸附罐的下部连通，真空管线上设置有气动阀。具体的，本实用新型中采用的真空泵610为干式真空泵610，真空度高(2～5pa)，无二次污染，维护方便，运行状况好。进一步的，真空泵610的油气出口连通至预冷器210与集气管线之间的管道，具体可连通在缓冲罐500的入口前。

在优选的实施方式中，脱附单元还包括氮气调压管线620，氮气调压管线620与吸附罐的上部连通，通过向吸附罐内导入氮气调节吸附罐内的压力，即利用吸附剂对油气组分的吸附容量随压力变化而有差异的特性，通过真空泵610的工作在真空下脱附吸附剂中的油气而使吸附剂获得再生，整个操作过程均在环境温度下进行。脱附出来的油气循环进入前端继续降温液化，完成对油气的相变液化，实现对油气的彻底回收。实际应用时，通过操作气动阀的启闭控制两个吸附罐交替吸附工作，达到设定吸附时间的吸附罐进入解析过程，同时另一吸附罐进入吸附过程；解析后的高浓度气体并入缓冲罐500前的管线中，再次进入冷凝－吸附处理过程，充分回收油品。

在另一优选的实施方式中，本实用新型提供的油气回收装置还包括设置在预冷器210与吸附罐之间的油气分离器700，油气分离器700的油气入口与预冷器210的油气通道B出口连通，油气分离器700的油气出口与吸附罐的油气入口连通。

在其中一具体实施方式中，风机100设置在集气管线与缓冲罐500之间，风机100的油气入口与集气管线连通，风机100的油气出口与预冷器210的油气通道A入口连通，用于将集气管线中的油气以一定的流速在冷凝单元和吸附单元流动。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种油气回收装置，其特征在于，包括风机、冷凝单元和吸附单元；

所述风机用于驱动油气自集气管线经过冷凝单元流向吸附单元；

所述冷凝单元包括预冷器、一级冷箱和二级冷箱，所述预冷器的油气通道A入口与集气管线连通，所述预冷器的油气通道A出口与一级冷箱的油气通道入口连通，所述一级冷箱的油气通道出口与二级冷箱的油气通道入口连通，所述二级冷箱的油气通道出口与预冷器的油气通道B入口连通；

所述吸附单元包括吸附罐，所述吸附罐的油气入口与预冷器的油器通道出口B连通，所述吸附罐的油气出口与排气管线连通。

2.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，还包括设置在预冷器与吸附罐之间的油气分离器，所述油气分离器的油气入口与预冷器的油气通道B出口连通，所述油气分离器的油气出口与吸附罐的油气入口连通。

3.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，还包括脱附单元，所述脱附单元包括真空泵，所述真空泵的油气入口通过真空管线与吸附罐的下部连通，所述真空管线上设置有气动阀。

4.根据权利要求3所述的油气回收装置，其特征在于，所述真空泵的油气出口连通至预冷器与集气管线之间的管道。

5.根据权利要求3所述的油气回收装置，其特征在于，所述脱附单元还包括氮气调压管线，所述氮气调压管线与吸附罐的上部连通。

6.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，还包括设置在集气管线与预冷器之间的缓冲罐，所述缓冲罐的油气入口与集气管线连通，所述缓冲罐的油气出口与预冷器的油气通道A入口连通。

7.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述一级冷箱的冷媒通道和二级冷箱的冷媒通道分别与制冷机连通。

8.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述风机设置在集气管线与缓冲罐之间，所述风机的油气入口与集气管线连通，所述风机的油气出口与预冷器的油气通道A入口连通。

9.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述吸附单元包括并联设置的两个吸附罐，两个吸附罐的油气入口分别通过一根入口并联管线与预冷器的油气出口B连通，两个吸附罐的油气出口分别通过一根出口并联管线与排气管线连通，每根入口并联管线及出口并联管线上分别设有气动阀。

10.根据权利要求7所述的油气回收装置，其特征在于，所述二级冷箱的制冷机为两级复叠式制冷机。

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