固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气及溶剂油的方法技术

本发明专利技术属于高浓度有机蒸气回收利用技术领域，本发明专利技术主要包括在蒸发器两侧沿流向对称布置并按预冷区、低温脱水冷却区、过渡区、准恒温区和预冷凝捕集区的顺序设置的不同功能区组成的固媒体环节；通过渐冷式温度分布，使油气及溶剂油先行冷却和预冷凝，并使冷凝液滴得以及时捕集和引出；气流的正反向交替，具有投资少、气流带走的能耗低和安全可靠性高，可缓解冰塞、保证蒸发器正常供冷、阻火等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气及溶剂油的方法本专利技术属于高浓度有机蒸气回收利用
，特别涉及油气及溶剂油回收的工艺方法。在汽油和溶剂油等的储运过程中，储油罐经常性的反复排放油气，其浓度一般可达20％以上。在某些工业涂胶烘干尾气中，溶剂油蒸气的排放浓度也很高。如有的橡胶制品烘干尾气橡胶溶剂油的含量达80-90g/m3，排放强度高达600kg/h以上。这类排放源既污染大气环境，又浪费石油资源。应设法加以回收利用；且只要方法得当，会有很高的环境经济效益。从技术原理上说，油气和溶剂回收技术不外乎吸附、吸收和冷凝回收三大类。这三类设备，前两类适合于较低浓度范围，如在有机废气净化领域已普遍使用的活性炭吸附净化有机有害气体、柴油吸收“三苯”蒸气，煤油洗油和配制的专用吸收液净化相关有机组分等等。用于高浓度油气等的回收，不但设计思想，运行参数和结构特征要发生质的变化(安全可靠性所面临的形势更为严峻、大的吸收吸附容量和合理排放浓度的协调，大的炭装量和许可床层阻力的协调，吸附热的及时引出等等)还必需对吸收和脱附产物重新分馏提纯。在炼油厂原有生产线对吸收或脱附产物有兼容性并有生产潜力可资利用的情况下，重新分馏提纯可返回生产线进行。而在一般情况下往往不及冷凝回收法经济有效。冷凝法就是通过气流冷却，降低油气类的气相分压，使高出冷凝温度下饱和蒸气压的部分转变成液滴，再加以捕集回收，一般的工艺设备及工艺原理如图1所示。图1中，1为预冷器；2为脱水装置；3为冷却塔；4为制冷机组；5为捕集回收装置。以美国冷凝技术为例，含油气类气流先经预冷器1，冷却至4℃，经脱水器2脱水，进入冷却塔3。冷却塔3实际上常采用多级冷却。该装置的一级冷却温度为-40℃，二级冷却至-73℃，相应的排气浓度≤35g/m3。若使排放浓度≤10g/m3，还需采用三级液氮冷却至-184℃。该装置实际上采用两级冷却。由制冷机组装4供冷，由捕集回收装置5回收油气，低温气流作预冷器1的冷源，回收利用一部分冷量。这种冷凝装置，因采用间壁式冷却技术，不但造价高，进出口气流温差和能耗仍很大，分两级冷却虽能缓解蒸发制冷表面的冰塞现象，经济性进一步恶化；冷却温度越低，造价和能耗越大；并使冷凝法的固有问题(即制冷量的有效利用率随油气浓度降低显著下降)更为突出；脱水后残留水分的冷凝连续累积，既显著增加功耗，又易造成蒸发器表面裹冰和冰塞。本专利技术的目的在于，为克服已有冷凝技术的不足，提出一种固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气及溶剂油的方法，其材质和结构形式均按功能区分区设计的中载体，可消除现有蓄热式余热回收技术尚存问题的遗传因素，并使冷凝工艺中特定的冰塞问题得以-->妥善解决；从而使冷凝回收系统的经济性、安全性和可靠性得到全面而显著的提高。本专利技术提出的固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气方法，包括常温粗脱水装置，换向阀门，制冷蒸发器及其制冷机组，以及在蒸发器两侧沿流向对称布置并按预冷区、低温脱水冷却区、过渡区、准恒温区和预冷凝捕集区的顺序设置的不同功能区组成的固媒体环节；其特征在于：包括以下步骤：1)在启动阶段，由制冷蒸发器向固媒体供冷，形成由高至低的温度分布；2)经粗脱水的常温油气，在换向阀门制导下依次流过制冷蒸发器一侧的按上述功能区顺序的固媒体，经蓄冷的固媒体先行冷却和预冷凝，使部分油气成为液体并在固媒体上捕集；3)将上述油气部分再进入蒸发器冷凝在≥-70℃的普冷范围内冷凝、补冷，使大部分油气冷凝为液滴，其部分液滴在蒸发器表面捕集；4)残留的液滴随气流进入对侧的固媒体捕集和蓄冷；5)当控制点温度高于设定值时，气流换向，两侧的固媒体功能互换，冷凝回收过程得以连续。上述的固媒体的材质和结构按各功能区的要求配置(如低温脱水冷却区用分子筛和金属板网结构)，既能交替蓄冷和冷却，又能提供相应的功能和温度分布。本专利技术提出的固媒体分区蓄冷/冷凝回收烘干尾气中溶剂油的方法，包括换向阀门，制冷蒸发器及其制冷机组，以及在蒸发器两侧沿流向对称布置并按预冷区、脱水冷却区、过渡区和预冷疑捕集区的顺序设置的不同功能区组成的固媒体环节；其特征在于：包括以下步骤：1)在启动阶段，由制冷蒸发器向固媒体供冷，形成由高至低的温度分布；2)烘干尾气经换向阀门指导直接进入预冷区冷却至环境温度，3)再经脱水冷却区边脱水边冷却，使出口端气流露点温度远远低于回收溶剂的闪点；4)而后依次经过渡区、预冷凝捕集区，使部分油气成为液体并在预冷凝捕集区上捕集5)将上述油气部分再进入制冷蒸发器在≥-45℃的普冷范围内冷凝、补冷，使大部分油气冷凝为液滴，其部分液滴在蒸发器表面捕集；6)残留的液滴随气流进入对侧的固媒体捕集和蓄冷；7)当控制点温度高于设定值时，气流换向，两侧的固媒体功能互换，冷凝回收过程得以连续。上述的固媒体的材质和结构按各功能区的要求配置(如预冷区用特制的增扩热容蜂窝陶瓷建立沿流向大的温度梯度和小的相间温差)，既能交替蓄冷和冷却，又能提供相应的功能和温度分布。本专利技术的特点及效果：本专利技术方法利用和气流接触紧密，表面积巨大和阻火性能良好的蓄冷固媒体，先行冷却和预冷凝，既可大大降低设备投资，又使进出口气流温差降至原先的1/3-1/4，-->并使冷凝液滴得以及时捕集和引出；气流的正反向交替，既可明显缓解残留水分在特定温度区段可能造成的固媒体冰裹塞现象，又能使冷凝挂霜的大部分能耗由反向气流取回传给下游固媒体；渐冷式温度分布，又能有效预防制冷蒸发器表面裹冰，保证了高效制冷的稳定性；材质和结构形式均按功能区分区设计的中载体，消除了现有蓄热式余热回收技术尚存问题(如颗粒填料的高阻力，蜂窝载体的低热容，工作温度分布要求和物性决定的温度梯度之间的不一致性问题及过短的换向时间等等)的遗传因素，并使冷凝工艺中特定的冰塞问题得以妥善解决。从而使冷凝回收系统的经济性、安全性和可靠性得到全面而显著的提高；对已有油气和溶剂回收技术的优势极其显著，此外，本专利技术冷凝捕集作用的有表面积很大并与气流接触紧密的三个区，故冷凝捕集效率很高，且降低冷凝温度对增加能耗的影响很小：水冷凝的能耗和冷凝油品带出的能耗也最少。既大大提高了已有冷凝回收工艺的技术经济水平，也确立了对吸附和吸收法的优势地位。附图简要说明图1为现有冷凝回收油气典型工艺流程示意图。图2为本专利技术冷凝回收油气的工艺流程实施例示意图。图3为本专利技术冷凝回收烘干尾气高浓度橡胶溶剂油的工艺流程实施例示意图。本专利技术提出的固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气及溶剂油的方法实施例结合附图详细说明如下：本专利技术冷凝回收油气的工艺流程实施例如图2所示，图中，2为常温脱水区；6为气流换向阀门组；7为分区蓄冷/冷凝固媒体，由71预冷区、72低温脱水区、73过渡区、74准衡温区和75预冷凝区组成；8为冷凝补冷区，9为制冷机组。常温脱水区2按大容量和低阻力设置，且氯化钙脱水，使预冷区出口温度更低而不析出水分。预冷区71的蓄冷固媒体，用特制的蜂窝陶瓷，有沿流向大的温度梯度、小的相间温差、较大的热容和较低的阻力降，尽量减少气流的冷却能耗和换向对回收率的影响，并使预冷却温度高于露点温度，避免冰塞和水冷凝功耗。低温脱水区72且分子筛和金属网板作固媒体，起二级脱水和蓄冷/冷却作用，使流向冷凝区的气流温度显著降低，露点温度达到闪点温度附近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固媒体分区蓄冷／冷凝回收油气方法，包括常温粗脱水装置，换向阀门，制冷蒸发器及其制冷机组，以及在蒸发器两侧沿流向对称布置并按预冷区、低温脱水冷却区、过渡区、准恒温区和预冷凝捕集区的顺序设置的不同功能区组成的固媒体环节；其特征在于：包括以下步骤：１）在启动阶段，由制冷蒸发器向固媒体供冷，形成由高至低的温度分布；２）经粗脱水的常温油气，在换向阀门制导下依次流过制冷蒸发器一侧的按上述功能区顺序的固媒体，经蓄冷的固媒体先行冷却和预冷凝，使部分油气成为液体并在固媒体上捕集； ３）将上述油气部分再进入蒸发器冷凝在≥－７０℃的普冷范围内冷凝、补冷，使大部分油气冷凝为液滴，其部分液滴在蒸发器表面捕集；４）残留的液滴随气流进入对侧的固媒体捕集和蓄冷；５）当控制点温度高于设定值时，气流换向，两侧的固媒体功能互换 ，冷凝回收过程得以连续。

【技术特征摘要】
1、一种固媒体分区蓄冷/冷凝回收油气方法，包括常温粗脱水装置，换向阀门，制冷蒸发器及其制冷机组，以及在蒸发器两侧沿流向对称布置并按预冷区、低温脱水冷却区、过渡区、准恒温区和预冷凝捕集区的顺序设置的不同功能区组成的固媒体环节；其特征在于：包括以下步骤：1)在启动阶段，由制冷蒸发器向固媒体供冷，形成由高至低的温度分布；2)经粗脱水的常温油气，在换向阀门制导下依次流过制冷蒸发器一侧的按上述功能区顺序的固媒体，经蓄冷的固媒体先行冷却和预冷凝，使部分油气成为液体并在固媒体上捕集；3)将上述油气部分再进入蒸发器冷凝在≥-70℃的普冷范围内冷凝、补冷，使大部分油气冷凝为液滴，其部分液滴在蒸发器表面捕集；4)残留的液滴随气流进入对侧的固媒体捕集和蓄冷；5)当控制点温度高于设定值时，气流换向，两侧的固媒体功能互换，冷凝回收过程得以连续。2、一种固媒体分...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐康富，马永亮，陆永琪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]