CN106807179B 有效 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
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、载冷系统、第一变频器、第二变频器、除霜排气左阀门和除霜排气右阀门,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;
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;
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;
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;
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℃;
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;
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。
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。
3.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℃。
4.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。
5.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℃。
6.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。
7.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。
8.一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1~15KPa时,平衡吹扫阀门打开,对右吸附罐补入左吸附罐加热过的洁净尾气,使活性炭再生更加彻底,平衡吹扫阀门打开1~3分钟后,真空泵停止抽气,同时真空右阀门关闭,平衡吹扫阀门继续打开补气,使抽完真空的右吸附罐内的压力逐渐恢复常压后关闭或左右吸附罐切换时关闭,以待下次与左吸附罐的交替运行;
在步骤2中,所述罗茨真空泵通过变频器控制,使其启动时不会过载,所述罗茨真空泵的启动压力为10~90KPa;所述干式真空泵采用变频器控制,用以控制油气流量;
步骤3:经过罗茨真空泵抽真空后的高浓度脱附气输送至干式真空泵,干式真空泵抽出的高浓度脱附气经一级油气冷凝器预冷却后,少部分油气冷凝,未冷凝的气体部分进入主要起冷凝作用的二级油气冷凝器,并在其中使温度降至-50~-20℃,剩余部分未冷凝的油气经三级油气冷凝器后,未冷凝的极少部分不凝性气体与入口新鲜的油气混合,参与再次循环;
还包括以下步骤:
待一级油气冷凝器、二级油气冷凝器和/或三级油气冷凝器中至少一个油气冷凝器结霜需除霜时,油气进口停止输入新鲜油气,连接在一级油气冷凝器两端的一级制冷机组启动热氟冲霜程序,同时,连接在二级油气冷凝器两端的载冷系统中的二级制冷机组和载冷剂循环泵以及连接在三级油气冷凝器两端的三级制冷机组停止运行,且确保二级油气冷凝器内未充满低温载冷剂;
当除霜排气左阀门位于左吸附罐上时,左吸附罐上的除霜排气左阀门或右吸附罐上的出油气右阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经出油气右阀门或除霜排气左阀门排出;
当除霜排气右阀门位于右吸附罐上时,右吸附罐上的除霜排气右阀门或左吸附罐上的出油气左阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经出油气左阀门或除霜排气右阀门排出;
当除霜排气左阀门位于左吸附罐上、除霜排气右阀门位于右吸附罐上时,左吸附罐上的除霜排气左阀门或右吸附罐上的除霜排气右阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经除霜排气右阀门或除霜排气左阀门排出。
9.一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A: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,油气经进油气右阀门进入右吸附罐,并在右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右阀门排入大气,右吸附罐吸附油气的同时,左吸附罐在再生,再生和吸附的交替时间为10~20分钟;
步骤B:再生时间设定为20分钟,左吸附罐开始再生时,真空左阀门打开,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左吸附罐内的压力达到1~15KPa时,平衡吹扫阀门打开,对左吸附罐补入右吸附罐加热过的洁净尾气,使活性炭再生更加彻底,平衡吹扫阀门打开1~3分钟后,真空泵停止抽气,同时真空左阀门关闭,平衡吹扫阀门继续打开补气,使抽完真空的左吸附罐内的压力逐渐恢复常压后关闭或左右吸附罐切换时关闭,以待下次与右吸附罐的交替运行;
在步骤B中,所述罗茨真空泵通过变频器控制,使其启动时不会过载,所述罗茨真空泵的启动压力为10~90KPa;所述干式真空泵采用变频器控制,用以控制油气流量;
步骤C:经过罗茨真空泵抽真空后的高浓度脱附气输送至干式真空泵,干式真空泵抽出的高浓度脱附气经一级油气冷凝器预冷却后,少部分油气冷凝,未冷凝的气体部分进入主要起冷凝作用的二级油气冷凝器,并在其中使温度降至-50~-20℃,剩余部分未冷凝的油气经三级油气冷凝器后,未冷凝的极少部分不凝性气体与入口新鲜的油气混合,参与再次循环;
还包括以下步骤:
待一级油气冷凝器、二级油气冷凝器和/或三级油气冷凝器中至少一个油气冷凝器结霜需除霜时,油气进口停止输入新鲜油气,连接在一级油气冷凝器两端的一级制冷机组启动热氟冲霜程序,同时,连接在二级油气冷凝器两端的载冷系统中的二级制冷机组和载冷剂循环泵以及连接在三级油气冷凝器两端的三级制冷机组停止运行,且确保二级油气冷凝器内未充满低温载冷剂;
当除霜排气左阀门位于左吸附罐上时,左吸附罐上的除霜排气左阀门或右吸附罐上的出油气右阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经出油气右阀门或除霜排气左阀门排出;
当除霜排气右阀门位于右吸附罐上时,右吸附罐上的除霜排气右阀门或左吸附罐上的出油气左阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经出油气左阀门或除霜排气右阀门排出;
当除霜排气左阀门位于左吸附罐上、除霜排气右阀门位于右吸附罐上时,左吸附罐上的除霜排气左阀门或右吸附罐上的除霜排气右阀门打开,吸入洁净空气或氮气,洁净空气或氮气经干式真空泵输送入一级油气冷凝器加热,加热后的洁净空气或氮气先后经过二级油气冷凝器和三级油气冷凝器,使两个油气冷凝器加热除霜,然后经除霜排气右阀门或除霜排气左阀门排出。
10.根据权利要求8或9所述的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,在步骤3或步骤C中,所述一级油气冷凝器由通过密闭管线连接于其两端的一级制冷机组提供冷量并控制油气温度在-20~+30℃。
11.根据权利要求8或9所述的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,在步骤3或步骤C中,所述二级油气冷凝器由载冷系统通过载冷剂循环泵提供冷量,所述载冷系统由所述二级制冷机组提供冷量,在第一次启动设备前,需先将所述载冷系统的温度降至-50~-20℃,绝大部分挥发性有机物在所述二级油气冷凝器内相变冷凝,且由于所述载冷系统内设置有蓄冷式载冷箱,可以瞬间提供较大冷量,使高浓度油气在此相变冷凝。
12.根据权利要求8或9所述的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,在步骤3或步骤C中,所述三级油气冷凝器由通过密闭管线连接于其两端的三级复叠式制冷机组提供冷量并控制油气温度在-80~-50℃。
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