[发明专利]一种高效紧凑的油气冷凝吸附回收装置

说明书

技术领域

本发明油气冷凝吸附回收装置是一种节能、高效、新型、环保、结构紧凑的铝合金吸附床，是冷凝吸附法进行气体分离及油气回收的核心部件。

背景技术

变压吸附作为一种成本低廉、原理简单的气体分离方法，在炼油厂和加油站的油气回收系统已经得到了大规模的应用。其原理是利用吸附剂与吸附质各组分分子间的范德华力的不同，将油气中的各种有机气体与空气分离开，实现空气的净化和烃类气体的回收。而冷凝法则是利用油气中各种烃类气体露点温度的不同，采用降低油气温度的方法，将部分轻组分中的汽化潜热置换出来，从而达到将其液化并分离的目的。

在采用吸附法时，吸附剂使用一段时间后会失去活性，必须要经过真空解吸再生才能重复使用，即采用真空泵将吸附塔内抽成真空，使油气分子和活性炭分离以达到吸附剂再生的目的。因此目前应用较多的吸附设备大多是双塔或多塔式结构，一塔吸附，另外一塔进行解吸以保证生产的连续进行。同时由于吸附放热和解吸不彻底等原因，每次吸附解吸的循环过程中都会有部分吸附剂永久失去活性，因此吸附剂每3到5年就要彻底更换一次。冷凝法则通常需要经过多级制冷，若要使排放油气浓度达到35mg/L的标准，就需要将其冷却到零下70到80摄氏度左右，但这一标准距离国家标准25mg/m3仍存在较大差距。如果继续冷却到零下184摄氏度，虽然油气排放浓度可以达标但投资成本剧增。

若采用冷凝、吸附相结合的工艺办法进行油气回收，在油气进入吸附床之前，必须首先对油气进行冷却，初冷冷却到4摄氏度，再通过制冷剂冷却到零下30摄氏度左右，使油气中某些组分的汽化潜热被置换出来，将其冷凝为液态进行初步回收，剩余的气体再进入下一过程，通过变压吸附的办法在吸附床内进行回收。因此，在冷凝加吸附的工艺进行油气回收时，除吸附塔外，还必须额外设置冷凝器和制冷机组。这种结构不仅设备成本巨大，需要较大的安置空间，同时对于能源的利用率也不高，且工艺流程十分复杂。特别是真空泵频繁的开关,更增加了设备的运行和维护成本。而且由于多塔结构，与吸附塔相连的管道经常既是油气进口又是达标气体的出口，这样油气和达标气体混用同一管道，在一定程度上影响了吸附的效果。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种新型的油气冷凝吸附回收装置。这种吸附装置是一种高效紧凑的油气冷凝吸附回收装置，具有体积小，安装灵活，能源利用率高等特点，将油气和达标气体的进出口管道分开，极大程度的提高了设备的可靠性。

本发明的油气冷凝吸附回收装置是采用以下技术方案实现的：油气冷凝吸附回收装置的结构包括芯体、封头和接管。芯体由若干个流体通道重叠排列，真空钎焊而成。每个通道内都具有翅片，上下设有隔板，两侧有封条进行密封。按实际需要，将若干个流体通道依次叠置，生产中将油气和制冷剂分别通入隔板两侧相邻的通道内，使油气和制冷剂形成逆流，提高换热效率。

制冷剂通道又分为上下两个部分，将油气的冷凝分为预冷和制冷两部分进行。上半部分为预冷段，下半部分为制冷段，预冷段和制冷段中间采用封条相隔开。预冷段采用在吸附通道被吸附和冷凝过的达标气体作为预冷剂对油气进行预冷，在制冷段则采用液态制冷剂对油气进行冷凝。初始浓度的油气通过吸附装置上部侧面的油气进口进入到芯体内部装有吸附剂的流体通道内，与活性炭接触进行吸附，同时被隔板另一侧的达标气体进行预冷。预冷后的油气延油气通道继续向下，并在制冷段与隔板另一侧的液态制冷剂换热，进一步的冷却到零下30摄氏度。经过预冷、制冷和吸附后的达标气体从油气通道底部的翅片开孔处流出，通过爬管返回到上半部分的预冷段，并与相邻通道内初始浓度的油气进行初步换热将其预冷，最后从吸附装置上方排空。而液态制冷剂从吸附装置下半部分的侧面进口进入芯体内的制冷剂通道，与相邻通道内的已经被预冷的油气换热后，变为气态，再从制冷段的上部即吸附装置中部流出吸附装置。吸附装置下方接管与真空泵相连，当吸附剂达到饱和后，即关闭油气进口，打开下方的油气出口并启动真空泵进行真空解析。