CN221244536U - 一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置 - Google Patents

一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置 Download PDF

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张贵德
陈牧之
赵向雨
张剑侠
孙罡
张�林
刘红玉
陈远中
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Abstract

本实用新型公开了一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其包括气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统;气体切换系统第一切换阀和第二切换阀的一端均与混合油气进口相连,第一切换阀的另一端与第一气液分离罐的其中一个进气口连通,第一气液分离罐的出气口与第一风机的进口连通,第一风机的出口与低温冷凝系统连通;第一气液分离罐的其中另一个进气口与吸附系统连通;第二切换阀的另一端与第二气液分离罐的其中一个进气口连通,第二气液分离罐的其中另一个进气口与低温冷凝系统连通;低温冷凝系统包括为预冷器、一级冷箱和二级冷箱提供冷量的压缩冷凝机组。本实用新型可根据用户需求进行灵活切换调整,节能环保,可广为推广应用。

Description

一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置
技术领域
本实用新型属于废气治理技术领域,具体涉及一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置。
背景技术
目前国内包括冷凝和吸附的现有油气回收工艺,大多数都为单路线工艺,即为先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝工艺,流程固定且单一,灵活性不高,无法兼容到工况或者使用条件的变化。化工及油品储罐国内现在大多数改造后使用内浮顶加氮封的工艺,使得罐顶气挥发浓度相对较低。
单一工艺冷凝加吸附,虽然相对容易达标,但针对相对较低浓度的罐顶气,特别是大气量的时候,能耗很高,大多数冷量都用于不凝气的显热降低,很不经济节能,在市场上也没有竞争优势。单一吸附加冷凝工艺,虽然冷凝系统可以相对配小节约成本,但长时间直接靠吸附达标,冷凝只作为吸附系统再生的处理设备,长时间达标压力较大,特别是随着时间的积累罐顶的内浮顶密封老化,油气浓度升高的情况,不先进入冷凝再进入吸附系统的话达标压力较大,吸附剂使用寿命减小。以上问题均亟待改善。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供了一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置。
技术方案:本实用新型提供了一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其包括气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统;
所述气体切换系统包括第一切换阀、第二切换阀、第一气液分离罐、第二气液分离罐和第一风机;
其中第一切换阀的一端和第二切换阀的一端,均与混合油气进口相连,第一切换阀的另一端与第一气液分离罐的其中一个进气口连通,第一气液分离罐的出气口与第一风机的进口连通,第一风机的出口与低温冷凝系统连通;第一气液分离罐的其中另一个进气口与吸附系统连通;
第二切换阀的另一端与第二气液分离罐的其中一个进气口连通,第二气液分离罐的其中另一个进气口与低温冷凝系统连通,第二气液分离罐的出气口与吸附系统连通;
所述低温冷凝系统包括预冷器、一级冷箱和二级冷箱,以及为预冷器、一级冷箱和二级冷箱提供冷量的压缩冷凝机组。
作为优选的,所述低温冷凝系统还包括能量回收器;
当第一切换阀开启、第二切换阀关闭时,高浓度混合油气依序通过第一气液分离罐、第一风机后进入低温冷凝系统,依次通过能量回收器、预冷器、一级冷箱、二级冷箱冷凝液化,然后依次经过一级冷箱、能量回收器做完冷量回收后通过第二气液分离罐进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机和排空筒达标排放;
当第一切换阀关闭、第二切换阀开启时,低浓度混合油气通过第二气液分离罐进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机和排空筒达标排放。
优选的,所述低温冷凝系统还包括集油罐和输油泵;
所述一级冷箱的出液口、二级冷箱的出液口和能量回收器的出液口,均与集油罐的进液口连通;所述集油罐的出液口经输油泵与回收罐连通。
作为优选的,所述吸附系统包括第二风机、排空筒、以及并联设置的第一吸附罐和第二吸附罐;
所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的吸附进阀与第二气液分离罐的出气口连通;
所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的吸附出阀与第二风机的一端连通,第二风机的另一端与排空筒连通。
进一步优选的,所述吸附系统还包括真空泵;
所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的解析出阀与真空泵的一端连通,真空泵的另一端与第一气液分离罐的其中另一个进气口连通。
优选的,所述第一吸附罐和第二吸附罐中装填有活性炭、硅胶和瓷球作为吸附剂。
进一步优选的,所述第一切换阀和第二切换阀与混合油气进口连通的管路上设有气体浓度检测器;
所述第一切换阀和第二切换阀与所述气体浓度检测器联锁控制。
有益效果:本实用新型提供的一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,相对现有技术,有效解决了目前现有油气回收工艺(冷凝加吸附)大多为先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝的单路线工艺所面临的工艺流程固定且单一、灵活性不高、无法兼容到工况或者使用条件变化的问题,可实现先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝(再生富集油气进入冷场)工艺流程的切换,可根据用户实际使用的需求进行灵活调整,在稳定达标的同时,节省了能耗,有效降低了运行成本,节能环保,同时有效结合了气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统的技术优点,灵活性高,可广为推广应用。
同时本实用新型提供的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置中,结合位于前端的气体切换系统的第一风机和位于末端的吸附系统的第二风机,通过采用双风机有效地保证了两种不同工作模式下整个装置都可以平稳运行,稳定性好,可靠性高。
附图说明
图1为本实施例中提供的其中一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图进一步详细说明本实用新型的技术方案。
本实施例提供的一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,如图1所示,其包括气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统;
所述气体切换系统包括第一切换阀10、第二切换阀13、第一气液分离罐11、第二气液分离罐14和第一风机12;
其中第一切换阀10的一端和第二切换阀13的一端,均与混合油气进口相连,第一切换阀10的另一端与第一气液分离罐11的其中一个进气口连通,第一气液分离罐11的出气口与第一风机12的进口连通,第一风机12的出口与低温冷凝系统连通;第一气液分离罐11的其中另一个进气口与吸附系统连通;
第二切换阀13的另一端与第二气液分离罐14的其中一个进气口连通,第二气液分离罐14的其中另一个进气口与低温冷凝系统连通,第二气液分离罐14的出气口与吸附系统连通;
所述低温冷凝系统包括预冷器2、一级冷箱3和二级冷箱4,以及为预冷器2、一级冷箱3和二级冷箱4提供冷量的压缩冷凝机组。
如图1所示,上述低温冷凝系统还包括能量回收器1;
当第一切换阀10开启、第二切换阀13关闭时(此时为高进气浓度工作模式),高浓度混合油气依序通过第一气液分离罐11、第一风机12后进入低温冷凝系统,依次通过能量回收器1、预冷器2、一级冷箱3、二级冷箱4冷凝液化,然后依次经过一级冷箱3、能量回收器1做完冷量回收后通过第二气液分离罐14进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机15和排空筒16达标排放;
当第一切换阀10关闭、第二切换阀13开启时(此时为低进气浓度工作模式),低浓度混合油气通过第二气液分离罐14进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机15和排空筒16达标排放。
本实施例中,具体的,如图1所示,上述低温冷凝系统中,能量回收器1的第一气路进口与第一风机12的出口连通,能量回收器1的第一气路出口与预冷器2的气路进口连通,预冷器2的气路出口与一级冷箱3的第一气路进口连通,一级冷箱3的第一气路出口与二级冷箱4的气路进口连通,二级冷箱4的气路出口与一级冷箱3的第二气路进口连通,一级冷箱3的第二气路出口与能量回收器1的第二气路进口,能量回收器1的第二气路出口与第二气液分离罐14的其中另一个进气口连通。
如图1所示,上述低温冷凝系统还包括压缩冷凝机组、集油罐5和输油泵6;所述压缩冷凝机组为预冷器2、一级冷箱3和二级冷箱4提供冷量;
所述一级冷箱3的出液口、二级冷箱4的出液口和能量回收器1的出液口,均与集油罐5的进液口连通;所述集油罐5的出液口经输油泵6与用户的回收罐连通。
本实施例中,具体的,如图1所示,上述吸附系统包括第二风机15、排空筒16、以及并联设置的第一吸附罐8和第二吸附罐9;其中第一吸附罐8和第二吸附罐9一罐吸附一罐解析交替运行。
上述第一吸附罐8和第二吸附罐9分别通过与之对应的吸附进阀(此处亦可称为阀门)与第二气液分离罐14的出气口连通;
上述第一吸附罐8和第二吸附罐9分别通过与之对应的吸附出阀(此处亦可称为阀门)与第二风机15的一端连通,第二风机15的另一端与排空筒16连通。
在本实施例中,上述吸附系统还包括真空泵7;所述第一吸附罐8和第二吸附罐9分别通过与之对应的解析出阀(此处亦可称为阀门)与真空泵7的一端连通,真空泵7的另一端与第一气液分离罐11的其中另一个进气口连通。
本实用新型中,上述第一吸附罐8和第二吸附罐9中装填有烷烃吸附剂。具体在本实施例中,上述第一吸附罐8和第二吸附罐9中装填有活性炭、硅胶和瓷球作为吸附剂。
具体在本实施例中,所述第一切换阀10和第二切换阀13与混合油气进口连通的管路上设有气体浓度检测器(图中未示出);所述第一切换阀10和第二切换阀13与所述气体浓度检测器联锁控制。
文中低温冷凝系统的制冷机组包括低温冷凝系统中的压缩冷凝机组、能量回收器1、预冷器2、一级冷箱3和二级冷箱4。
以上述实施例举例说明本实用新型提供的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置的工作原理/工作过程如下:
当现场进气油气浓度<预设阈值2g/m3(举例设定进气浓度预设阈值为2g/m3)时,此时为低进气浓度工况运行模式,关闭第一切换阀10、开启第二切换阀13;此时低温冷凝系统的制冷机组处于待机状态;低浓度混合油气在第二风机15的作用下通过第二气液分离罐14直接进入吸附系统通过吸附罐进行吸附后,依序通过第二风机15和排空筒16达标排放;其中吸附系统中两个吸附罐(也即第一吸附罐8和第二吸附罐9)一罐吸附一罐解析再生交替进行:当当前吸附罐(如第一吸附罐8)运行吸附至预设周期时,切换至另一吸附罐(如第二吸附罐9)继续吸附,此时低温冷凝系统的制冷机组启动,打开真空泵7启动该当前吸附罐(如第一吸附罐8)的解析再生,解析再生出的富集油气经真空泵7通过第一气液分离罐11和第一风机12进入低温冷凝系统冷凝液化,然后通过第二气液分离罐14进入吸附系统的另一吸附罐(如第二吸附罐9)吸附后排入大气达标排放;该当前吸附罐(如第一吸附罐8)的解析再生完成后,低温冷凝系统的制冷机组停止并进入待机状态,直至另一吸附罐(如第二吸附罐9)运行吸附至预设周期进入解析再生时低温冷凝系统的制冷机组再次启动。
当现场进气油气浓度≥预设阈值2g/m3时,此时为高进气浓度工况运行模式,开启第一切换阀10、关闭第二切换阀13;高浓度混合油气在第一风机12和第二风机15的双重作用下首先通过第一气液分离罐11和第一风机12进入低温冷凝系统后,依次通过能量回收器1、预冷器2、一级冷箱3、二级冷箱4将高浓度混合油气先逐级降温冷凝液化,然后依次经过一级冷箱3、能量回收器1做完冷量回收后常温出冷场,再通过第二气液分离罐14进入吸附系统通过吸附罐进行吸附后,依序通过第二风机15和排空筒16达标排放。其中吸附系统中两个吸附罐(也即第一吸附罐8和第二吸附罐9)一罐吸附一罐解析再生交替进行:当当前吸附罐(如第一吸附罐8)运行吸附至预设周期时,切换至另一吸附罐(如第二吸附罐9)继续吸附,同时打开真空泵7启动该当前吸附罐(如第一吸附罐8)的解析再生,解析再生气体经真空泵7进入第一气液分离罐11,与总的进气(也即通过第一切换阀10输入的高浓度混合油气)混合后,再通过第一风机12进入低温冷凝系统进行冷凝液化,进而再共同通过第二气液分离罐14进入吸附系统的另一吸附罐(如第二吸附罐9)吸附后排入大气达标排放。
本实用新型中,根据进气浓度预设阈值进行两种不同工作模式(也即低进气浓度工作模式和高进气浓度工作模式)的切换/转换,可以通过手动进行,亦可结合气体浓度检测器和PLC控制逻辑实现自动切换,此处模式切换采用现有技术中的常规控制逻辑即可实现,不再赘述。
上述低温冷凝系统中,混合油气通过能量回收器1和三个冷场(预冷器2、一级冷箱3和二级冷箱4),逐级降低温度,油气在低温状态下被冷凝液化,在回收液态油品的同时,冷凝后的油气在两级冷场(二级冷箱4和一级冷箱3)及能量回收器1中做自身的冷回收(也即冷量回收),从而实现了油气常温进入冷场、同时也常温出冷场,所有冷量均用来克服油气由气态到液态的潜热,从而使得整个装置更加节能环保。
文中所述进口端,亦可称为一端或入口端,或简称为进口或进端或入端。文中所述出口端,亦可称为另一端,或简称为出口或出端。文中所述再生,亦可称为解析或脱附。文中所述能量回收器,亦可称为冷量回收器。文中低进气浓度工况运行模式,亦可称为所述低进气浓度工作模式。文中高进气浓度工况运行模式,亦可称为所述高进气浓度工作模式。文中所述工况运行模式,亦可称为工作模式。文中所述进气浓度,亦可称为进气油气浓度。文中所述“/”,表示或。
以上实施列对本实用新型不构成限定,相关工作人员在不偏离本实用新型技术思想的范围内,所进行的多样变化和修改,均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:该装置包括气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统;
所述气体切换系统包括第一切换阀(10)、第二切换阀(13)、第一气液分离罐(11)、第二气液分离罐(14)和第一风机(12);
其中第一切换阀(10)的一端和第二切换阀(13)的一端,均与混合油气进口相连,第一切换阀(10)的另一端与第一气液分离罐(11)的其中一个进气口连通,第一气液分离罐(11)的出气口与第一风机(12)的进口连通,第一风机(12)的出口与低温冷凝系统连通;第一气液分离罐(11)的其中另一个进气口与吸附系统连通;
第二切换阀(13)的另一端与第二气液分离罐(14)的其中一个进气口连通,第二气液分离罐(14)的其中另一个进气口与低温冷凝系统连通,第二气液分离罐(14)的出气口与吸附系统连通;
所述低温冷凝系统包括预冷器(2)、一级冷箱(3)和二级冷箱(4),以及为预冷器(2)、一级冷箱(3)和二级冷箱(4)提供冷量的压缩冷凝机组。
2.根据权利要求1所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述低温冷凝系统还包括能量回收器(1);
当第一切换阀(10)开启、第二切换阀(13)关闭时,高浓度混合油气依序通过第一气液分离罐(11)、第一风机(12)后进入低温冷凝系统,依次通过能量回收器(1)、预冷器(2)、一级冷箱(3)、二级冷箱(4)冷凝液化,然后依次经过一级冷箱(3)、能量回收器(1)做完冷量回收后通过第二气液分离罐(14)进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机(15)和排空筒(16)达标排放;
当第一切换阀(10)关闭、第二切换阀(13)开启时,低浓度混合油气通过第二气液分离罐(14)进入吸附系统进行吸附后,依序通过第二风机(15)和排空筒(16)达标排放。
3.根据权利要求2所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述低温冷凝系统还包括集油罐(5)和输油泵(6);
所述一级冷箱(3)的出液口、二级冷箱(4)的出液口和能量回收器(1)的出液口,均与集油罐(5)的进液口连通;所述集油罐(5)的出液口经输油泵(6)与回收罐连通。
4.根据权利要求1或2所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述吸附系统包括第二风机(15)、排空筒(16)、以及并联设置的第一吸附罐(8)和第二吸附罐(9);
所述第一吸附罐(8)和第二吸附罐(9)分别通过与之对应的吸附进阀与第二气液分离罐(14)的出气口连通;
所述第一吸附罐(8)和第二吸附罐(9)分别通过与之对应的吸附出阀与第二风机(15)的一端连通,第二风机(15)的另一端与排空筒(16)连通。
5.根据权利要求4所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述吸附系统还包括真空泵(7);
所述第一吸附罐(8)和第二吸附罐(9)分别通过与之对应的解析出阀与真空泵(7)的一端连通,真空泵(7)的另一端与第一气液分离罐(11)的其中另一个进气口连通。
6.根据权利要求4所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述第一吸附罐(8)和第二吸附罐(9)中装填有活性炭、硅胶和瓷球作为吸附剂。
7.根据权利要求1所述的混合油气吸附冷凝组合工艺切换装置,其特征在于:所述第一切换阀(10)和第二切换阀(13)与混合油气进口连通的管路上设有气体浓度检测器;
所述第一切换阀(10)和第二切换阀(13)与所述气体浓度检测器联锁控制。
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