一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置和油气回收工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置和油气回收工艺，包括油气进口、第一阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器、止回阀、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口，第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和平衡吹扫阀门并联连接组成；平衡吹扫阀门、吸附罐组、真空阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接。

【技术实现步骤摘要】
一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置和油气回收工艺
本专利技术涉及油气回收
，特别涉及一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置和油气回收工艺。
技术介绍
油气是一种VOC(VolatileOrganicCompounds，挥发性有机化合物)气体，一般是含有挥发性有机气体和大量不凝性气体的混合物。现有的主流油气回收处理工艺的技术方法，一般为冷凝+吸附工艺、压缩冷凝+膜+吸附工艺、吸附+吸收工艺等。1、冷凝+吸附工艺，需要使油气中的挥发性有机气体和不凝性气体未分开时相变，此时挥发性有机气体的分压力非常低，对应地，挥发性有机气体的相变温度点很低，只有降低冷凝温度才能使其相变，比如通常的用于汽油油气的冷凝+吸附工艺，其设计温度为-75℃。冷凝+吸附工艺还对不凝性气体以及不凝性气体中可能的水分相变等提供低温冷量，做了无用功。吸附分离的高浓度油气，引入装置入口与新鲜油气混合，略微提高了进入冷凝系统的挥发性有机气体的分压力，使油气冷凝。但是这样白白浪费了吸附系统的分离作用(脱附出的高浓度油气又在系统入口被新鲜油气稀释)，使脱附气再次循环增加了冷凝和吸附两个系统的负担，再次增大了能耗。2、压缩冷凝+膜+吸附工艺，通过对油气的压缩使油气中挥发性有机物的分压力升高，从而提高其冷凝相变的温度点，再通过膜及活性炭等的分离作用，使分离的高浓度油气返回入口与进口气体混合继续压缩冷凝，同样地，已分离的油气被再次引入入口与新鲜油气混合，降低了脱附出的高浓度油气的分压力，从而使装置能耗上升，投资加大。3、吸附+吸收工艺，较好地解决了以上两种工艺分离气再次循环，引起脱附气稀释，而造成能耗增加的缺点。通过把脱附气直接脱出，直接用吸收剂吸收，未被完全吸收的部分油气再与入口新鲜油气混合再次循环处理，这就极大地降低了设备的整体能耗，但若采用与油气不同物质的高效吸收剂时，又引入了新的物质——吸收剂，又牵涉吸收剂的分离再生问题，使问题复杂化。故，目前运行装置多是采用同物质吸收，如汽油油气吸附+吸收回收装置，采用活性炭吸附，油库储罐引过来的冷汽油吸收的工艺。汽油的吸收效率非常低，需要大量新鲜冷汽油作为吸收剂，而且一般油气回收处理装置都装在装卸油区，离油库储罐区较远，这种工艺将增加吸收剂循环系统的投资，且必须现场安装调试，不能工厂标准化组装成标准设备。除以上工艺外，现有最接近本专利技术的油气回收方法是，中国专利技术专利CN201110090661中提到的一种吸附+冷凝的工艺，此工艺从大思想上解决了冷凝+吸附等类似工艺的能耗问题，又解决了吸附+吸收工艺的吸收剂导致设备成本增加等问题。但是该工艺吹扫时引入了新物质——加热的氮气，浪费了热能和氮气资源，而且该工艺只是针对如其专利中的提到的甲苯和空气的混合气等相变温度较高的特殊的单物质油气，这些单组份物质对相变温度高，对能耗不敏感。对于汽油油气等需要低温下的较大相变负荷的混合物油气，是完全无法采用此工艺的。由于真空泵的实际抽气流量并不是恒定值，在真空泵的起始抽气阶段，其排气量非常大，抽出的需相变的油气较多，此时需要的“冷负荷”很大，采用专利CN201110090661时将无法保证其制冷温度，从而导致大量未相变油气再次循环进入吸附系统。如以1000Nm3/h的汽油油气采用吸附法回收来说，其干式真空泵的配置达到1500～2000Nm3/h，也就是说，在启动瞬间其高浓度油气达到1500～2000Nm3/h，这么大的油气流量其冷凝相变负荷是非常巨大的，经过HYSYS模拟计算，其值近700KW，远大于采用冷凝+吸附工艺的油气回收设备的能耗。若采用变频控制真空泵实际流量，则为了满足在10～20分钟内脱附完成的工艺要求，干式真空泵需要增加几个数量级才能达到此速率要求，造成干式真空泵的投资剧增。本专利技术的方案便是针对上述问题对现有油气回收处理装置进行的改进。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置和油气回收工艺，具有工艺简单、设备紧凑、能耗较小、运行成本低、操作费用低、投资回报周期短、占地面积小、油气排放浓度远远小于国家标准的无二次污染且回收收益好的特点。为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，包括油气进口、第一阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器、止回阀、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和平衡吹扫阀门并联连接组成；所述平衡吹扫阀门、吸附罐组、真空阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接。进一步的，所述吸附罐组包括并联连接的左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和/或右吸附罐由若干个小吸附罐串联或并联组成。进一步的，所述进气阀组由进油气左阀门和进油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述真空阀组由真空左阀门和真空右阀门并连连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接。进一步的，所述平衡吹扫阀门分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接；所述排气阀组由出油气左阀门和出油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。一实施例，还包括除霜排气左阀门，所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气。一实施例，还包括除霜排气右阀门，所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。一实施例，还包括除霜排气左阀门和除霜排气右阀门，其中：所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气；所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。进一步的，还包括一级制冷机组，所述一级制冷机组通过密闭管线连接于所述一级油气冷凝器的两端，用于提供所述一级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-20～+30℃。进一步的，还包括载冷系统，所述载冷系统提供低温载冷剂并通过密闭管线连接于所述二级油气冷凝器的两端，用于提供所述二级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-50～-20℃。进一步的，所述载冷系统包括依次连接的蓄冷箱、载冷剂循环泵和二级制冷机组，其中：所述蓄冷箱的出口与所述载冷剂循环泵的入口相连，所述载冷剂循环泵的出口与所述二级制冷机组中的蒸发器入口相连，所述二级制冷机组中的蒸发器出口与所述二级油气冷凝器中的载冷剂入口通道相连，所述二级油气冷凝器中的载冷剂通道出口与所述蓄冷箱的入口相连。进一步的，还包括三级复叠式制冷机组，所述三级复叠式制冷机组通过密闭管线连接于所述三级油气冷凝器的两端，用于提供所述三级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-80～-50℃。优选的，所述干式真空泵为干式螺杆真空泵、干式涡旋真空泵、干式旋片真空泵、爪型干式真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，包括油气进口、第一阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器、止回阀、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和平衡吹扫阀门并联连接组成；所述平衡吹扫阀门、吸附罐组、真空阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，包括油气进口、第一阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器、止回阀、吸附罐组、第二阀组、洁净气排放口，其中：所述第一阀组由位于所述吸附罐组下方的进气阀组和真空阀组并联连接组成；所述第二阀组由位于所述吸附罐组上方的排气阀组和平衡吹扫阀门并联连接组成；所述平衡吹扫阀门、吸附罐组、真空阀组、罗茨真空泵、干式真空泵、一级油气冷凝器、二级油气冷凝器、三级油气冷凝器和止回阀依次连接，且所述止回阀再与所述油气进口连接；所述油气进口与所述进气阀组、吸附罐组、排气阀组和洁净气排放口依次连接。2.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述吸附罐组包括并联连接的左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和/或右吸附罐由若干个小吸附罐串联或并联组成。3.根据权利要求2所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述进气阀组由进油气左阀门和进油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接；所述真空阀组由真空左阀门和真空右阀门并连连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的下部连接。4.根据权利要求2所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述平衡吹扫阀门分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接；所述排气阀组由出油气左阀门和出油气右阀门并联连接组成，并分别与所述左吸附罐和右吸附罐的上部连接。5.根据权利要求4所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气左阀门，所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气。6.根据权利要求4所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气右阀门，所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。7.根据权利要求4所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括除霜排气左阀门和除霜排气右阀门，其中：所述除霜排气左阀门一端连接于所述出油气左阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述左吸附罐的上部连接，另一端连接大气；所述除霜排气右阀门一端连接于所述出油气右阀门和平衡吹扫阀门之间，且同时与所述右吸附罐的上部连接，另一端连接大气。8.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括一级制冷机组，所述一级制冷机组通过密闭管线连接于所述一级油气冷凝器的两端，用于提供所述一级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-20～+30℃。9.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括载冷系统，所述载冷系统提供低温载冷剂并通过密闭管线连接于所述二级油气冷凝器的两端，用于提供所述二级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-50～-20℃。10.根据权利要求9所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述载冷系统包括依次连接的蓄冷箱、载冷剂循环泵和二级制冷机组，其中：所述蓄冷箱的出口与所述载冷剂循环泵的入口相连，所述载冷剂循环泵的出口与所述二级制冷机组中的蒸发器入口相连，所述二级制冷机组中的蒸发器出口与所述二级油气冷凝器中的载冷剂入口通道相连，所述二级油气冷凝器中的载冷剂通道出口与所述蓄冷箱的入口相连。11.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括三级复叠式制冷机组，所述三级复叠式制冷机组通过密闭管线连接于所述三级油气冷凝器的两端，用于提供所述三级油气冷凝器的冷量并控制油气温度在-80～-50℃。12.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述干式真空泵为干式螺杆真空泵、干式涡旋真空泵、干式旋片真空泵、爪型干式真空泵或气冷式罗茨真空泵。13.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，所述罗茨真空泵为气冷式罗茨真空泵。14.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括第一变频器，所述第一变频器与所述罗茨真空泵连接，用于控制所述罗茨真空泵使其启动时不过载。15.根据权利要求1所述的一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收装置，其特征在于，还包括第二变频器，所述第二变频器与所述干式真空泵连接，用于控制所述干式真空泵的转速。16.一种利用自吸附热再生的吸附冷凝油气回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：待处理油气经油气进口进入，与从油气冷凝系统排出的极少量未冷凝油气混合后，经进气阀组进入对应活性炭吸附罐，油气经进油气左阀门进入左吸附罐，并在左吸附罐中被吸附剂吸附拦截，剩余洁净尾气被吸附热升温后经出油气左阀门排入大气，左吸附罐吸附油气的同时，右吸附罐在再生，再生和吸附的交替时间为10～20分钟；步骤2：再生时间设定为20分钟，右吸附罐开始再生时，真空右阀门打开，同时干式真空泵启动，待干式真空泵运行1～5分钟后或检测到吸附罐的压力为10～90KPa时，罗茨真空泵启动帮助干式真空泵继续抽真空，再生时间达到10～15分钟后或根据正在进行再生的右吸附罐内的压力达到1...

【专利技术属性】
技术研发人员：白爽，
申请(专利权)人：上海聚宸新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31