CN114608266B - 一种可快速制冷、化霜的油气回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种可快速制冷、化霜的油气回收装置，制冷***的最后一级压缩机冷媒在蒸发器内与载冷剂进行换热，从而将载冷剂冷却到冷凝油气所需的温度。载冷剂储存在载冷剂储罐内，在载冷剂泵的作用下进入最后一级冷箱内与油气进行换热，从而将油气温度降低，碳氢化合物由气态变为液态。未处理的油气在油气引风机的作用下从前到后依次穿过各级冷箱至最后一级冷箱，与载冷剂进行换热，达到***所需的温度后，再依次向前进入各级冷箱，并在各级冷箱内与前方流进的热油气进行换热。本发明在短时间内做到彻底化霜，当通道切换时，冷箱无温度波动，即可保持***高效回收油气，尽最大可能减少资源浪费和环境污染。
Description
技术领域
本发明属于码头、船舶废气处理技术领域，具体涉及到一种可快速制冷、化霜的油气回收装置。
背景技术
船舶油类货物运输的高速发展，极大满足了经济社会发展需求，但也带来了油气的挥发性有机污染物VOC，Volatile Organic Compounds对大气的污染。
原油船舶运输是我国原油进口最重要的运输方式，原油在运输及码头装船作业中产生高浓度、大处理量的油气排放，不仅造成巨大的经济损失，而且导致海洋及码头周边地区环境污染，给生产、生活带来潜在安全隐患。
随着港口码头的油气回收装置开始受到重视，油气回收装置在原油运输船舶的应用也即将变得十分必要和迫切，将逐步成为原油运输船舶上不可或缺的配套装备。无论从国内外规则条例的强制约束方面，还是从安全、环保和节能的现实需求方面，研制我国具有自主知识产权、成熟可靠、安全高效的原油运输船舶油气回收***已成为当前需要重点解决的问题，而目前大多数已经获得应用的油气回收装置不能持续高效率的进行油气回收，大约30%的时间达不到设计效果，因此本发明提出一种可快速制冷、化霜的油气回收装置，确保装置可持续高效率工作。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
现有油气回收装置不能持续高效率的进行油气回收，大约30%的时间达不到设计效果。
2.技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种可快速制冷、化霜的油气回收装置，包括两组冷箱组，分别为通道A冷箱组和通道B冷箱组，每组有多个冷箱串联，油气进气口设有油气引风机，所述油气引风机分为两路，一路通过通道B进气阀和通道B冷箱组的第一个冷箱的第一进口连接，一路通过通道A进气阀和通道A冷箱组的第一个冷箱的第一进口连接，所述通道B冷箱组的第一个冷箱的出气口处设置有通道B出气阀，所述通道A冷箱组的第一个冷箱的出气口处设置有通道A出气阀，还设有循环风机，所述循环风机和通道B冷箱组第一个冷箱的第二进口之间设有通道B循环阀，所述循环风机和通道A冷箱组第一个冷箱的第二进口之间设有通道A循环阀，还包括制冷***，所述制冷***分别和蒸发器和载冷剂加热器连接，所述蒸发器的载冷剂出口和载冷剂储罐的载冷剂进口连接，所述载冷剂储罐的载冷剂出口处设有载冷剂泵，载冷剂经过载冷剂泵后分为两路，一路经过第一载冷剂进口阀进入到通道B冷箱组的最后一个冷箱，然后经过第一载冷剂出口阀回到所述蒸发器；一路经过第二载冷剂进口阀进入到通道A冷箱组的最后一个冷箱，然后经过第二载冷剂出口阀回到所述蒸发器，所述制冷剂中的冷媒经过载冷剂加热器换热后经过热泵，然后分两路，然后经过第一载冷剂化霜进口阀进入通道B冷箱组的最后一个冷箱，再经过第一载冷剂化霜出口阀回到载冷剂加热器；另一路过第二载冷剂化霜进口阀进入通道A冷箱组的最后一个冷箱，再经过第二载冷剂化霜出口阀回到载冷剂加热器。
所述第一载冷剂进口阀、第二载冷剂进口阀、第一载冷剂出口阀、第二载冷剂出口阀都为调节阀门。
通道B的最后一个冷箱和载冷剂储罐之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第一载冷剂排空阀、第二载冷剂排空阀，通道B的最后一个冷箱和和载冷剂储罐之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第三载冷剂排空阀、第四载冷剂排空阀。
每个冷箱的下方都设有出油口，所述出油口和储液箱连接，所述储液箱的出口处设有油泵。
所述载冷剂加热器的载冷剂进口处设有载冷剂膨胀罐。
3.有益效果：
本发明提供了一种可快速制冷、化霜的油气回收装置,以载冷剂为中间介质，利用高温冷媒的热量将载冷剂加热到一定温度，可持续地对霜冻进行加热。从而能在短时间内做到彻底化霜。化霜完毕后阀门动作，使低温载冷剂进入空闲通道冷箱，营造冷场，当通道切换时，冷箱无温度波动，即可保持***高效回收油气，尽最大可能减少资源浪费和环境污染。
附图说明
图1为本发明的整体视图。
附图标记说明：1.深冷复叠制冷***；2.蒸发器；3.载冷剂储罐；4.载冷剂泵；5.载冷剂膨胀罐；6.载冷剂加热器；7.热泵；8.油气冷箱；9.循环风机；10.油气引风机；11.储液箱；12.油泵；13.通道B进气阀；14.通道B循环阀；15.通道A循环阀；16.通道A出气阀；17.通道A进气阀；18.通道B出气阀；19.第一载冷剂排空阀；20.第一载冷剂出口阀；21.第一载冷剂进口阀；22.第二载冷剂排空阀；23.第一载冷剂化霜出口阀；24.第三载冷剂排空阀；25.第二载冷剂进口阀；26.第二载冷剂化霜出口阀；27.第二载冷剂出口阀；28.第四载冷剂排空阀；29.第二载冷剂化霜进口阀；30.第一载冷剂化霜进口阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种可快速制冷、化霜的油气回收装置，包括两组冷箱组，分别为通道A冷箱组和通道B冷箱组，每组有多个冷箱8串联，油气进气口设有油气引风机10，所述油气引风机10分为两路，一路通过通道B进气阀13和通道B冷箱组的第一个冷箱8的第一进口连接，一路通过通道A进气阀17和通道A冷箱组的第一个冷箱8的第一进口连接，所述通道B冷箱组的第一个冷箱8的出气口处设置有通道B出气阀18，所述通道A冷箱组的第一个冷箱8的出气口处设置有通道A出气阀16，还设有循环风机9，所述循环风机9和通道B冷箱组第一个冷箱8的第二进口之间设有通道B循环阀14，所述循环风机9和通道A冷箱组第一个冷箱8的第二进口之间设有通道A循环阀15，还包括制冷***1，所述制冷***分别和蒸发器2和载冷剂加热器6连接，所述蒸发器2的载冷剂出口和载冷剂储罐3的载冷剂进口连接，所述载冷剂储罐3的载冷剂出口处设有载冷剂泵4，载冷剂经过载冷剂泵4后分为两路，一路经过第一载冷剂进口阀21进入到通道B冷箱组的最后一个冷箱8，然后经过第一载冷剂出口阀20回到所述蒸发器2；一路经过第二载冷剂进口阀25进入到通道A冷箱组的最后一个冷箱8，然后经过第二载冷剂出口阀27回到所述蒸发器2，所述制冷剂中的冷媒经过载冷剂加热器6换热后经过热泵7，然后分两路，然后经过第一载冷剂化霜进口阀30进入通道B冷箱组的最后一个冷箱8，再经过第一载冷剂化霜出口阀23回到载冷剂加热器6；另一路过第二载冷剂化霜进口阀29进入通道A冷箱组的最后一个冷箱8，再经过第二载冷剂化霜出口阀26回到载冷剂加热器6。
所述制冷***1由多级压缩机复叠制冷，最后一级压缩机冷媒在蒸发器2内与载冷剂进行换热，从而将载冷剂冷却到冷凝油气所需的温度。载冷剂储存在载冷剂储罐3内，在载冷剂泵4的作用下进入最后一级冷箱8内与油气进行换热，从而将油气温度降低，是碳氢化合物达到其沸点以下，由气态变为液态。所述的冷箱8为换热器，最后一级冷箱为油气和载冷剂换热场所，其余各级均为热油气和冷油气的换热场所。有两组冷箱组，分别为通道B冷箱组和通道A冷箱组，每个冷箱组由多个冷箱8串联而成，未处理的油气在油气引风机10的作用下从前到后依次穿过各级冷箱至最后一级冷箱，与载冷剂进行换热，达到***所需的温度后，再依次向前进入各级冷箱，并在各级冷箱内与前方流进的热油气进行换热，最后从油气出口流出。伴随着油气冷却，每一级冷箱都会用液态油析出，通过管道汇集至储液箱11，如果储液箱11内的油存储到了一定液位，***将启动油泵12，将油输送至使用场所，直至油降至设定液位，停止运行油泵。载冷剂加热器6。
在一个实施例中，所述制冷***1包括第一制冷机组、第二制冷机组和第三制冷机组，所述第一制冷机组包括通过管道依次连接的第一压缩机、第一油分离器、第一冷凝器、第一储液器、第一视液镜、第一过滤器、第一膨胀阀、第一蒸发器、第一气液分离器，所述第一气液分离器的出口通过管道和第一压缩机的进口连接；所述第二制冷机组包括通过管道依次连接的第二压缩机、第二油分离器、第二冷凝器、第二储液器、第二视液镜、第二膨胀阀、第二蒸发器、回热器、第二气液分离器，所述第二气液分离器的出口通过管道和第二压缩机的进口连接；所述第三制冷剂组包括通过管道依次连接的第三压缩机、第三油分离器、载冷剂加热器、第二蒸发器、第三储液器、第三视液镜、第三过滤器、第三膨胀阀、冷箱、第三气液分离器，所述第三气液分离器的出口通过管道和第三压缩机的进口连接；其中第二冷凝器和第一蒸发器通过管道连接。本发明的制冷***节能效果十分显著，大大减少了碳排放量。
本发明的具体的工作过程为：打开第一载冷剂进口阀21、载冷剂出口阀120、通道B循环阀14，依次启动深冷复叠制冷***1各级压缩机，启动载冷剂泵4，启动循环风机9。当各级冷箱温度到达设计温度时，关闭循环风机9、关闭通道B循环阀14，打开通道B进气阀13、通道B出气阀18),启动油气引风机10。
当***运行一段时间后，打开第二载冷剂进口阀25、第二载冷剂出口阀27，所述第一载冷剂进口阀21、第二载冷剂进口阀25、第一载冷剂出口阀20、第二载冷剂出口阀27都为调节阀门。此时，第二载冷剂进口阀25、第二载冷剂出口阀27均为小开度，为通道A营造冷场，打开通道A循环阀15，启动循环风机9，使通道A内的各级冷箱温度达到设计温度。当通道B冷箱结霜、换热能力下降时，打开通道A出气阀16、通道A进气阀17，关闭通道A循环阀15、循环风机9、通道B进气阀13、通道B出气阀18)，同时将第二载冷剂进口阀25、第二载冷剂出口阀27开度调至所需大小，关闭第一载冷剂进口阀21、载冷剂出口阀120。然后，打开第一载冷剂化霜进口阀30、载冷剂化霜出口阀123、通道B循环阀14，启动热泵7、循环风机9，将高温载冷剂通入通道B冷箱内，使其化霜，化霜完毕后关闭第一载冷剂化霜进口阀30、载冷剂化霜出口阀123、通道B循环阀14、热泵7、循环风机9。当通道A运行一定时间后，打开第一载冷剂进口阀21、载冷剂出口阀120、通道B循环阀14，此时第一载冷剂进口阀21、载冷剂出口阀120均为小开度，启动循环风机9，使通道B内的各级冷箱温度达到设计温度。在运行一定时间后通道B工作,通道A化霜，完全打开第一载冷剂进口阀21、载冷剂出口阀120、通道B进气阀13、通道B出气阀18)，关闭通道A出气阀16、通道A进气阀17、第二载冷剂进口阀25、第二载冷剂出口阀27。然后打开第二载冷剂化霜进口阀29、载冷剂化霜出口阀226、通道A循环阀15，启动热泵7、循环风机9，将高温载冷剂通入通道A冷箱内，使其化霜，化霜完毕后关闭第二载冷剂化霜进口阀29、载冷剂化霜出口阀227、通道A循环阀15、热泵7、循环风机9。以此类推，两组冷箱交替不断工作，冷箱温度无波动，因此可确保高效率回收油气。当设备需要检修或向加热通道内加注载冷剂时可通过排空阀动作进行操作。
在一个实施例中，通道B的最后一个冷箱8和载冷剂储罐3之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第一载冷剂排空阀19、第二载冷剂排空阀22，通道B的最后一个冷箱8和和载冷剂储罐3之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第三载冷剂排空阀24、第四载冷剂排空阀28。所述第一载冷剂排空阀19、第二载冷剂排空阀22、第三载冷剂排空阀24、第四载冷剂排空阀28都用于排空管道中的空气。
在一个实施例中，所述载冷剂加热器6的载冷剂进口处设有载冷剂膨胀罐5。
本发明具有减排、节能的效果，以处理量为400m³/h油气回收装置为例，机组每小时可减排碳氢化合物196kg，所配机组装机功率仅为常规***的66%，降低40kW，如以每年运行2000h计，可减排碳氢化合物392000kg，节约用电8万度，折合592331.2kg标准煤，大大减少了碳排放量。
Claims (6)
1.一种可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：包括两组冷箱组，分别为通道A冷箱组和通道B冷箱组，每组有多个冷箱（8）串联，油气进气口设有油气引风机（10），所述油气引风机（10）分为两路，一路通过通道B进气阀（13）和通道B冷箱组的第一个冷箱（8）的第一进口连接，一路通过通道A进气阀（17）和通道A冷箱组的第一个冷箱（8）的第一进口连接，所述通道B冷箱组的第一个冷箱（8）的出气口处设置有通道B出气阀（18），所述通道A冷箱组的第一个冷箱（8）的出气口处设置有通道A出气阀（16），还设有循环风机（9），所述循环风机（9）和通道B冷箱组第一个冷箱（8）的第二进口之间设有通道B循环阀（14），所述循环风机（9）和通道A冷箱组第一个冷箱（8）的第二进口之间设有通道A循环阀（15），还包括制冷***（1），所述制冷***分别和蒸发器（2）和载冷剂加热器（6）连接，所述蒸发器（2）的载冷剂出口和载冷剂储罐（3）的载冷剂进口连接，所述载冷剂储罐（3）的载冷剂出口处设有载冷剂泵（4），载冷剂经过载冷剂泵（4）后分为两路，一路经过第一载冷剂进口阀（21）进入到通道B冷箱组的最后一个冷箱（8），然后经过第一载冷剂出口阀（20）回到所述蒸发器（2）；一路经过第二载冷剂进口阀（25）进入到通道A冷箱组的最后一个冷箱（8），然后经过第二载冷剂出口阀（27）回到所述蒸发器（2），所述制冷***中的冷媒经过载冷剂加热器（6）换热后经过热泵（7），然后分两路，然后经过第一载冷剂化霜进口阀（30）进入通道B冷箱组的最后一个冷箱（8），再经过第一载冷剂化霜出口阀（23）回到载冷剂加热器（6）；另一路过第二载冷剂化霜进口阀（29）进入通道A冷箱组的最后一个冷箱（8），再经过第二载冷剂化霜出口阀（26）回到载冷剂加热器（6）。
2.如权利要求1所述的可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：所述第一载冷剂进口阀（21）、第二载冷剂进口阀（25）、第一载冷剂出口阀（20）、第二载冷剂出口阀（27）都为调节阀门。
3.如权利要求1或2所述的可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：通道B的最后一个冷箱（8）和载冷剂储罐（3）之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第一载冷剂排空阀（19）、第二载冷剂排空阀（22），通道B的最后一个冷箱（8）和和载冷剂储罐（3）之间设有两个载冷剂排空阀，分别为第三载冷剂排空阀（24）、第四载冷剂排空阀（28）。
4.如权利要求1或2所述的可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：每个冷箱（8）的下方都设有出油口，所述出油口和储液箱（11）连接，所述储液箱（11）的出口处设有油泵（12）。
5.如权利要求1或2所述的可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：所述载冷剂加热器（6）的载冷剂进口处设有载冷剂膨胀罐（5）。
6.如权利要求1或2所述的可快速制冷、化霜的油气回收装置，其特征在于：所述制冷***（1）包括第一制冷机组、第二制冷机组和第三制冷机组，所述第一制冷机组包括通过管道依次连接的第一压缩机、第一油分离器、第一冷凝器、第一储液器、第一视液镜、第一过滤器、第一膨胀阀、第一蒸发器、第一气液分离器，所述第一气液分离器的出口通过管道和第一压缩机的进口连接；所述第二制冷机组包括通过管道依次连接的第二压缩机、第二油分离器、第二冷凝器、第二储液器、第二视液镜、第二膨胀阀、第二蒸发器、回热器、第二气液分离器，所述第二气液分离器的出口通过管道和第二压缩机的进口连接；所述第三制冷剂组包括通过管道依次连接的第三压缩机、第三油分离器、载冷剂加热器、第二蒸发器、第三储液器、第三视液镜、第三过滤器、第三膨胀阀、冷箱、第三气液分离器，所述第三气液分离器的出口通过管道和第三压缩机的进口连接；其中第二冷凝器和第一蒸发器通过管道连接。
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