CN111778060A - 一种利用余压冷却节能的油气回收装置及回收方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用余压冷却节能的油气回收装置，包括换热器、脱水机构、膨胀机、气液分离器、吸附机构和用于存储回收的液化油气的储油罐，换热器的热进口端外接废气输入管道和脱附管道，换热器的热出口端与脱水机构的进口端连通，脱水机构的出口端与膨胀机的进口端连通，膨胀机的出口端与气液分离器的进口端连通，气液分离器的气相出口端与换热器的冷进口端连通，气液分离器的液相出口端与储油罐连通，换热器的冷出口端与吸附机构的输入端连通，吸附机构的吸附端通过真空泵与换热器的冷进口端连通，吸附机构的出口端外接排气烟囱。该装置能够利用中高压废气余压转化的动能和冷能进行油气回收，可大幅降低装置运行能耗，节约设备投资，降低废气排放浓度。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域，特别是一种利用余压冷却节能的油气回收装置，还涉及上述利用余压冷却节能的油气回收装置的回收方法。
背景技术
油气回收处理方法主要有吸附法、吸收法、冷凝法和膜处理等；这些方法存在油气回收效率低、油气排放浓度高、能耗高、使用寿命低、投资成本高和安全性能差等缺点。
目前油气回收采用最多的是冷凝+吸附集成的方法，先将油气冷凝到一定程度，将油气中大部分碳氢化合物液化，再使用活性炭或者树脂进行深度吸附，冷凝+吸附集成工艺油气回收效率高，能实现废气达标排放。
但是，目前采用的冷凝+吸附集成的方法基本采用压缩机进行制冷，能耗较高，且制冷剂还普遍存在环境和安全问题；而对于中高压的油气回收，主要有调压阀降压和提高设备压力等级两种方法，使得油气的压力能白白浪费掉，同时增加了设备成本，中高压油气还存在泄露隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够利用余压冷却来进行油气回收，油气回收过程中使用能耗低，解决了油气回收时产生的压力白白浪费会增加回收设备成本的问题的油气回收装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述利用余压冷却节能的油气回收装置的回收方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种利用余压冷却节能的油气回收装置，该装置包括换热器、脱水机构、膨胀机、气液分离器、吸附机构和用于存储回收的液化油气的储油罐，换热器的热进口端外接废气输入管道和脱附管道，换热器的热出口端与脱水机构的进口端连通，脱水机构的出口端与膨胀机的进口端连通，膨胀机的出口端与气液分离器的进口端连通，气液分离器的气相出口端与换热器的冷进口端连通，气液分离器的液相出口端与储油罐连通，换热器的冷出口端与吸附机构的输入端连通，吸附机构的吸附端连通有用于吸附机构真空脱附再生的真空泵，真空泵的脱附端与脱附管道连通，吸附机构的出口端通过排气管道外接排气烟囱。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，在换热器的热腔上还连通有排油管道，排油管道与储油罐连通，在排油管道上安装有排油控制阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，所述脱水机构包括两个并联设置的脱水管路，每个脱水管路上均安装有再生吸附式干燥器和安装在再生吸附式干燥器两侧的脱水控制阀，再生吸附式干燥器采用分子筛为干燥剂。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，在脱水管路上还连通有加热管路，在加热管路上安装有加热器。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，所述膨胀机与真空泵轴连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，在储油罐上连通有出油管道，在出油管道上安装出油泵。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，所述吸附机构包括两个并联设置的吸附管路，在吸附管路上连通有活性炭吸附罐和安装在活性炭吸附罐两侧的吸附控制阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，一种利用余压冷却节能的油气回收方法，其步骤如下：
（1）废气通过废气输入管道进入换热器进行换热降温，然后送入脱水机构进行脱水处理；
（2）经脱水后的废气再送入膨胀机进行降压冷却，然后送入气液分离器进行气液分离，得到液态烃和贫油油气；
（3）液态烃送入储油罐回收，贫油油气送入换热器与新输入的废气进行换热，然后送入吸附机构进行吸附处理；
（4）经吸附后的贫油油气送入排气管道向外排出，同时真空泵对吸附机构进行真空脱附，将吸附机构吸附的贫油油气与新输入的废气一起送回换热器内进行再次处理；
（5）如此循环，进行废气中的油气回收。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、充分利用油气降压后的冷能，将冷能用于油气冷凝回收，且膨胀机与真空泵进行连轴，降低了油气回收装置设备需要的能耗，解决了油气回收时设备成本的问题；
2、自控程度高，可靠性高，操作简单，维护方便；
3、主要用膨胀机与真空泵连轴进行冷压，不使用制冷压缩机，大大降低了设备运行能耗；
4、通过换热器冷却对油气进行首次回收，通过膨胀机对油气冷却进行二次回收，再通过活性炭吸附进行三次回收，从而提高了油气的回收率，增强了回收设备的经济效益，所回收的液态油存储在储油罐中，直观可见，并可直接进行资源化回收利用；
5、回收的油气处于低温状态，低温状态的油气很难进行燃烧，膨胀机在工作时能够通过紧急切断阀联锁，保证了油气回收时的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一种利用余压冷却节能的油气回收装置，该装置包括换热器2、脱水机构3、膨胀机5、气液分离器7、吸附机构8和用于存储回收的液化油气的储油罐10，换热器2的热进口端外接废气输入管道1和脱附管道，换热器2的热出口端与脱水机构3的进口端连通，脱水机构3的出口端与膨胀机5的进口端连通，膨胀机5的出口端与气液分离器7的进口端连通，气液分离器7的气相出口端与换热器2的冷进口端连通，气液分离器7的液相出口端与储油罐10连通，换热器2的冷出口端与吸附机构8的输入端连通，吸附机构8的吸附端连通有用于吸附机构8真空脱附再生的真空泵6，真空泵6的脱附端与脱附管道连通，吸附机构8的出口端通过排气管道9外接排气烟囱。本申请通过换热器2对油气降温冷却进行一次回收，通过膨胀机5对油气降压冷却进行二次回收，再通过吸附机构8对油气吸附进行三次回收，从而提高了油气的回收率，增强了回收设备的经济效益，所回收的液态油存储在储油罐10中，直观可见，并可直接进行资源化回收利用；并且排放的废气达到了油气含量低于120mg/Nm3的GB31570新国标；在换热器2内，利用经气液分离器7分离的温度较低气相油气对新输入的废气进行换热降温，不需要外部输送冷能；脱水机构3能够对降温后的废气进行脱水处理，脱水程度可达3ppm以下，再通过膨胀机5做功，能够将废气降压到20KPa至0.2MPa，降温到-50至 -70℃，出来的废气经过气液分离罐进行气液分离，分为液态烃、贫油油气；液态烃进入回收油储罐，便于输送到指定地点；贫油油气进入换热器2换热后进入吸附机构8，贫油油气经吸附机构8进一步脱除轻烃，达到排放标准经排气管道9输送到15m的高排排气烟囱向外排放；其次，可利用真空泵6对吸附机构8进行真空脱附再生，延长吸附机构8的使用寿命；真空泵6可采用现有技术中的螺杆真空泵6。
在换热器2的热腔上还连通有排油管道，排油管道与储油罐10连通，在排油管道上安装有排油控制阀。排油管道的设置用于将换热器2内存留的液体油气输出到储油罐10内，实现油气的降温回收。
所述脱水机构3包括两个并联设置的脱水管路，每个脱水管路上均安装有再生吸附式干燥器和安装在再生吸附式干燥器两侧的脱水控制阀，再生吸附式干燥器采用分子筛为干燥剂。两个再生吸附式干燥器相互配合使用，可以进行同时使用，也可进行单独使用；再生吸附式干燥器的脱水程度可达3ppm以下，再生吸附式干燥器运行周期为8小时；在一个运行周期内，其中加热再生时间为7小时，不加热冷吹时间为1小时。
在脱水管路上还连通有加热管路，在加热管路上安装有加热器4。加热器4的设置用于对进行脱水装置的废气进行加热，进一步提高脱水效果。
所述膨胀机5与真空泵6轴连接，膨胀机5的轴与真空泵6的轴传动连接，在膨胀机5动作时，能够带动真空泵6同时动作，降低了油气回收时设备需要的能耗。
在储油罐10上连通有出油管道，在出油管道上安装出油泵11，用于将储油罐10内存储的回收的油气进行向外输出。
所述吸附机构8包括两个并联设置的吸附管路，在吸附管路上连通有活性炭吸附罐和安装在活性炭吸附罐两侧的吸附控制阀。两台活性炭吸附管配合使用，交替吸附脱附，在一台活性炭吸附罐吸附时，可以对另一台活性炭吸附罐进行真空脱附处理，利用膨胀机5输出动能带动真空泵6进行活性炭真空脱附再生。
一种利用余压冷却节能的油气回收方法，其步骤如下：
（1）废气通过废气输入管道进入换热器进行换热降温，然后送入脱水机构进行脱水处理；
（2）经脱水后的废气再送入膨胀机进行降压冷却，然后送入气液分离器进行气液分离，得到液态烃和贫油油气；
（3）液态烃送入储油罐回收，贫油油气送入换热器与新输入的废气进行换热，然后送入吸附机构进行吸附处理；
（4）经吸附后的贫油油气送入排气管道向外排出，同时真空泵对吸附机构进行真空脱附，将吸附机构吸附的贫油油气与新输入的废气一起送回换热器内进行再次处理；
（5）如此循环，进行废气中的油气回收。
本申请的优点在于：
1、充分利用油气降压后的冷能，将冷能用于油气冷凝回收，且膨胀机与真空泵进行连轴，降低了油气回收装置设备需要的能耗，解决了油气回收时设备成本的问题；
2、自控程度高，可靠性高，操作简单，维护方便；
3、主要用膨胀机与真空泵连轴进行冷压，不使用制冷压缩机，大大降低了设备运行能耗；
4、通过换热器冷却对油气进行首次回收，通过膨胀机对油气冷却进行二次回收，再通过活性炭吸附进行三次回收，从而提高了油气的回收率，增强了回收设备的经济效益，所回收的液态油存储在储油罐中，直观可见，并可直接进行资源化回收利用；
5、回收的油气处于低温状态，低温状态的油气很难进行燃烧，膨胀机在工作时能够通过紧急切断阀联锁，保证了油气回收时的安全性。
Claims (8)
1.一种利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：该装置包括换热器、脱水机构、膨胀机、气液分离器、吸附机构和用于存储回收的液化油气的储油罐，换热器的热进口端外接废气输入管道和脱附管道，换热器的热出口端与脱水机构的进口端连通，脱水机构的出口端与膨胀机的进口端连通，膨胀机的出口端与气液分离器的进口端连通，气液分离器的气相出口端与换热器的冷进口端连通，气液分离器的液相出口端与储油罐连通，换热器的冷出口端与吸附机构的输入端连通，吸附机构的吸附端连通有用于吸附机构真空脱附再生的真空泵，真空泵的脱附端与脱附管道连通，吸附机构的出口端通过排气管道外接排气烟囱。
2.根据权利要求1所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：在换热器的热腔上还连通有排油管道，排油管道与储油罐连通，在排油管道上安装有排油控制阀。
3.根据权利要求1所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：所述脱水机构包括两个并联设置的脱水管路，每个脱水管路上均安装有再生吸附式干燥器和安装在再生吸附式干燥器两侧的脱水控制阀，再生吸附式干燥器采用分子筛为干燥剂。
4.根据权利要求3所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：在脱水管路上还连通有加热管路，在加热管路上安装有加热器。
5.根据权利要求1所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：所述膨胀机与真空泵轴连接。
6.根据权利要求1所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：在储油罐上连通有出油管道，在出油管道上安装出油泵。
7.根据权利要求1所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其特征在于：所述吸附机构包括两个并联设置的吸附管路，在吸附管路上连通有活性炭吸附罐和安装在活性炭吸附罐两侧的吸附控制阀。
8.一种利用余压冷却节能的油气回收方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-7任意一项所述的利用余压冷却节能的油气回收装置，其步骤如下：
（1）废气通过废气输入管道进入换热器进行换热降温，然后送入脱水机构进行脱水处理；
（2）经脱水后的废气再送入膨胀机进行降压冷却，然后送入气液分离器进行气液分离，得到液态烃和贫油油气；
（3）液态烃送入储油罐回收，贫油油气送入换热器与新输入的废气进行换热，然后送入吸附机构进行吸附处理；
（4）经吸附后的贫油油气送入排气管道向外排出，同时真空泵对吸附机构进行真空脱附，将吸附机构吸附的贫油油气与新输入的废气一起送回换热器内进行再次处理；
（5）如此循环，进行废气中的油气回收。
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