專利名稱：揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)回收設(shè)備，尤其涉及揮發(fā)性有機(jī)物
蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
很多工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，排放揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽，尤以成品油儲(chǔ)運(yùn)銷售業(yè)的汽油作 業(yè)過(guò)程為甚。其中，固定頂罐及地下罐裝卸油作業(yè)、油槽車和油罐車裝卸油過(guò)程和運(yùn)輸作 業(yè)、油駁和油輪裝卸油過(guò)程和運(yùn)輸作業(yè)、加油站加油槍付油作業(yè)等，都排放出稱為油氣的大 量揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽。GB20950-2007《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB20952《加油站大 氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，油氣排放處理裝置的尾氣，非甲烷總烴排放濃度《25g/m3。 揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的回收和處理方法主要分為吸附法、吸收法、膜分離法、蓄熱氧 化法和低溫凝結(jié)法等。冷凝法是回收揮發(fā)性有機(jī)蒸汽的有效方法，以低溫凝結(jié)法回收烴類 等揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽，不同的凝結(jié)溫度下尾氣中的非甲烷總烴排放濃度或烴類物質(zhì)的回收 率如下 -73t:的凝結(jié)溫度，可以回收油氣中的90%烴類物質(zhì)； -S(rC的凝結(jié)溫度，可以回收油氣中90%以上的烴類物質(zhì)；控制尾氣排放濃度 《50g/m3; _951:的凝結(jié)溫度，可以回收油氣中95%以上的烴類物質(zhì)，控制尾氣排放濃度 《35g/m3; -ll(TC的凝結(jié)溫度，可以回收油氣中98%的烴類物質(zhì)，控制尾氣排放濃度《25g/ m3; _1201:的冷凝溫度，可以回收油氣中98%以上的烴類物質(zhì)，控制尾氣排放濃度 《13. 4g/m3。 CN00135200.8 "儲(chǔ)、運(yùn)、加油裝置油氣的人工制冷回收系統(tǒng)"公開了一種由油氣 收集、制冷和油氣冷卻三個(gè)分系統(tǒng)組成的回收系統(tǒng)，油氣冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為冷卻水。 CN89206893. 0 "油氣冷凝回收裝置"公開了汽油蒸汽與_2°C的氯化鈉溶液進(jìn)行間接熱交換 后，其中油氣組分被液化回收，未凝氣排放。由于油氣冷凝溫度很高，尾氣排放濃度不能達(dá) 到《25g/m3國(guó)標(biāo)限值要求。CN200320102333. 2"冷凝式油氣回收裝置"公開了一種由機(jī)殼、 冷凝箱和制冷機(jī)組連接構(gòu)成的油氣回收裝置。由于冷凝溫度未達(dá)到-ll(TC以下，尾氣排放 濃度不能達(dá)到《25g/m3國(guó)標(biāo)限值要求。CN01115516. 7"固媒體分區(qū)蓄冷/冷凝回收油氣及 溶劑油的方法"公開了 在^-7(TC的普冷范圍內(nèi)，冷凝液化汽油蒸汽的方法，達(dá)到排氣質(zhì)量 濃度《35g/m3。尾氣排放濃度不能達(dá)到《25g/m3國(guó)標(biāo)限值要求。CN200620078066. 3"冷凝 式油氣回收裝置"公開了一種"回收率^ 95%，油氣排放濃度《25g/tf"，利用"冷凝+活性 炭"的復(fù)合方法回收汽油蒸汽。 冷凝法回收揮發(fā)性有機(jī)蒸汽過(guò)程中，氣相中的有機(jī)蒸汽通過(guò)降溫冷凝為液相并進(jìn) 行回收，為了獲得一定的回收率，冷凝溫度和氣體停留時(shí)間是重要的條件，冷凝溫度由制冷機(jī)組提供，長(zhǎng)的停留時(shí)間需要采用大空間的低溫設(shè)備和大面積的蒸發(fā)冷凝器，揮發(fā)性有機(jī) 物在蒸發(fā)冷凝器表面凝結(jié)為液相并進(jìn)一步回收。因此，現(xiàn)有的冷凝回收方法回收揮發(fā)性有 機(jī)物的設(shè)備投資和操作費(fèi)用較高。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾
捕集回收設(shè)備，該設(shè)備可以減小設(shè)備規(guī)模，降低操作費(fèi)用。 本實(shí)用新型揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)_過(guò)濾捕集回收設(shè)備按揮發(fā)性有機(jī)物 蒸汽流動(dòng)方向依次包括換熱區(qū)、冷凝區(qū)和過(guò)濾捕集區(qū)，冷凝區(qū)包括一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝 區(qū)，設(shè)置連通一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝區(qū)的管路，過(guò)濾捕集區(qū)內(nèi)設(shè)置纖維層過(guò)濾捕集介質(zhì)，過(guò) 濾捕集區(qū)出口與換熱區(qū)的冷介質(zhì)區(qū)以管路連通。 本實(shí)用新型中，設(shè)置集油箱與換熱區(qū)、一級(jí)冷凝區(qū)、二級(jí)冷凝區(qū)和過(guò)濾捕集區(qū)相 通。 本實(shí)用新型中，換熱區(qū)采用常規(guī)氣體換熱器，揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽在氣體換熱器內(nèi)， 與過(guò)濾捕集處理后的低溫氣體進(jìn)行間接熱量交換，經(jīng)過(guò)換熱器揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的溫度可
以降至or左右。 本實(shí)用新型中，一級(jí)冷凝區(qū)控制氣體溫度降至_45°C -S(TC，二級(jí)冷凝區(qū)控制氣
體溫度降至-95t: -ii(rc。 本實(shí)用新型中，過(guò)濾捕集區(qū)單獨(dú)設(shè)置并通過(guò)管路與二級(jí)冷凝區(qū)相連通，或者過(guò)濾 捕集區(qū)設(shè)置在二級(jí)冷凝區(qū)內(nèi)與二級(jí)冷凝區(qū)的蒸發(fā)冷凝器并列設(shè)置。過(guò)濾捕集區(qū)的溫度 為-95°C -ll(TC，氣體通過(guò)過(guò)濾捕集區(qū)時(shí)的流速小于0. lm/s。 本實(shí)用新型采用冷量的回用技術(shù)，省免了氣體從環(huán)境溫度降至ot:左右溫度所需
要的制冷壓縮機(jī)機(jī)組，能大幅度降低能耗和制作成本。 本實(shí)用新型采用低溫過(guò)濾捕集技術(shù)，能有效分離出氣體冷凝過(guò)程產(chǎn)生的0. 01微 米及以上的微細(xì)霧狀烴類，可簡(jiǎn)化蒸發(fā)冷凝器的結(jié)構(gòu)，降低制作成本，并提高揮發(fā)性有機(jī)物 蒸汽的回收率。本實(shí)用新型中，二級(jí)冷凝區(qū)的蒸發(fā)冷凝器只需將氣體降至所需的溫度即可， 沒(méi)有氣體停留時(shí)間的要求，因此，設(shè)備可以大大簡(jiǎn)化，投資和操作費(fèi)用均可以明顯降低。在 普通的冷凝回收過(guò)程中，氣體需要有足夠的停留時(shí)間，以保證冷凝后的液體充分收集回收， 因此設(shè)備規(guī)模較大。 本實(shí)用新型裝置可有效去除汽油油氣中98%以上的烴類物質(zhì)，處理后尾氣排放濃 度可以達(dá)到《25g/m3國(guó)標(biāo)限值要求。
圖1為本實(shí)用新型揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備結(jié)構(gòu)關(guān)系示 意圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型使用過(guò)程如下來(lái)自密閉收集管道的揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽首先進(jìn)入 氣體換熱器，與過(guò)濾捕集處理后的低溫氣體進(jìn)行間接熱量交換，溫度降低，并從換熱器的底部分離出凝結(jié)液，凝結(jié)液排至集油箱；未凝結(jié)氣體進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)冷凝器，氣體溫度降 至-45t: -5(TC，并從一級(jí)蒸發(fā)冷凝器的底部分離出凝結(jié)液，凝結(jié)液排至集油箱；未凝結(jié)
氣體進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)冷凝器，氣體溫度降至-95t: -ii(rc，并從二級(jí)蒸發(fā)冷凝器的底部分
離出凝結(jié)液，凝結(jié)液排至集油箱；分離出凝結(jié)液的氣體進(jìn)入過(guò)濾捕集器，在過(guò)濾捕集器內(nèi)，
分離出氣體中殘余的粒徑O. 01微米及以上的霧狀烴類。過(guò)濾捕集器捕集下來(lái)的霧狀烴類，
聚結(jié)變大后形成液體，靠自身重力流至集油箱；過(guò)濾捕集后的氣體與來(lái)自密閉收集管道的
揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽在換熱器中進(jìn)行間接熱量交換，溫度回升，然后排放。 纖維層過(guò)濾捕集器對(duì)微細(xì)霧狀物質(zhì)的捕集主要是利用布朗運(yùn)動(dòng)的作用。對(duì)于細(xì)微
的如粒徑小至零點(diǎn)零幾微米的粒子，通常它總是在與氣體分子碰撞而進(jìn)行不規(guī)則的布朗運(yùn)
動(dòng)，布朗擴(kuò)散捕集是在纖維層過(guò)濾器中利用粒子的布朗運(yùn)動(dòng)與纖維接觸而被捕集，粒子越
小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，被捕集的機(jī)率就越高。氣體中含有的霧狀物質(zhì)粒徑范圍在0. 01 11
微米之間呈正態(tài)分布的粒子，以上述捕集機(jī)理建立的過(guò)濾捕集器，去除率一般在99%以上。 下面以回收油庫(kù)汽油裝車過(guò)程產(chǎn)生的汽油蒸汽具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一
步說(shuō)明。 參見(jiàn)圖1，先接通一級(jí)蒸發(fā)冷凝器2的低溫制冷機(jī)組3的電源，以及二級(jí)蒸發(fā) 冷凝器4的低溫制冷機(jī)組5的電源，安設(shè)定的溫度進(jìn)行冷凝操作，以保持一級(jí)蒸發(fā)冷凝 器2處于_45°C -50°C，和二級(jí)蒸發(fā)冷凝器4處于_95°C -ll(TC，和過(guò)濾捕集器6處 于-95°C -ll(TC的低溫狀態(tài)。蒸發(fā)冷凝器可以選擇本領(lǐng)域常規(guī)的設(shè)備。 當(dāng)汽油裝車過(guò)程，產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽通過(guò)密閉氣體管道10進(jìn)入換熱器1， 在換熱器1內(nèi)與過(guò)濾捕集器6的出口氣體連接管道的-95°C -ll(TC氣體進(jìn)行間接熱交 換。_951: -1101:氣體走管程，換熱后作為凈化氣8排放。揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽走殼程，溫
度降低至略高于ot:，凝結(jié)液從換熱器i底部的管道排至集油箱7。 未凝結(jié)的揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽離開換熱器l，進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)冷凝器2，在一級(jí)蒸發(fā)冷 凝器2內(nèi)被降溫至-45°C _501:，凝結(jié)液從一級(jí)蒸發(fā)冷凝器2底部的管道排至集油箱7。 —級(jí)蒸發(fā)冷凝器2未凝結(jié)的揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽離開一級(jí)蒸發(fā)冷凝器2，進(jìn)入二級(jí) 蒸發(fā)冷凝器4，在二級(jí)蒸發(fā)冷凝器4內(nèi)被降溫至_95°C -ll(TC，凝結(jié)液從二級(jí)蒸發(fā)冷凝器 4底部的管道排至集油箱7。 分離出凝結(jié)液的氣體離開二級(jí)蒸發(fā)冷凝器4，進(jìn)入過(guò)濾捕集器6， 在_95°C -ll(TC溫度下，氣體通過(guò)過(guò)濾捕集器的微細(xì)纖維床層，殘余的粒徑大于0. 01微 米的油霧被捕集下來(lái)，被捕集在纖維床層上的油霧，聚結(jié)變大后形成液體，靠自身的重力， 通過(guò)過(guò)濾器底部的管道流至集油箱7，處理的氣體通過(guò)氣體管道進(jìn)入換熱器l，在換熱器1 內(nèi)走管程，與走殼程的揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽換熱后排放。
權(quán)利要求一種揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備，其特征在于按揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽流動(dòng)方向依次包括換熱區(qū)、冷凝區(qū)和過(guò)濾捕集區(qū)，冷凝區(qū)包括一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝區(qū)，設(shè)置連通一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝區(qū)的管路，過(guò)濾捕集區(qū)內(nèi)設(shè)置纖維層過(guò)濾捕集介質(zhì)，過(guò)濾捕集區(qū)出口與換熱區(qū)的冷介質(zhì)區(qū)以管路連通。
2. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)置集油箱與換熱區(qū)、一級(jí)冷凝區(qū)、二級(jí) 冷凝區(qū)和過(guò)濾捕集區(qū)相通。
3. 按照權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于換熱區(qū)采用氣體換熱器，揮發(fā)性有機(jī)物蒸 汽在氣體換熱器內(nèi)，與過(guò)濾捕集處理后的低溫氣體進(jìn)行間接熱量交換。
4. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于一級(jí)冷凝區(qū)控制氣體溫度降至-45。C _50"，二級(jí)冷凝區(qū)控制氣體溫度降至-95°C -ll(TC。
5. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于過(guò)濾捕集區(qū)單獨(dú)設(shè)置并通過(guò)管路與二級(jí)冷凝區(qū)相連通。
6. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于過(guò)濾捕集區(qū)設(shè)置在二級(jí)冷凝區(qū)內(nèi)與二級(jí)冷凝區(qū)的蒸發(fā)冷凝器并列設(shè)置。
7. 按照權(quán)利要求1、5或6所述的設(shè)備，其特征在于過(guò)濾捕集區(qū)的溫度 為-95°C -ll(TC，氣體通過(guò)過(guò)濾捕集區(qū)時(shí)的流速小于0. lm/s。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的低溫凝結(jié)-過(guò)濾捕集回收設(shè)備，按揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽流動(dòng)方向依次包括換熱區(qū)、冷凝區(qū)和過(guò)濾捕集區(qū)，冷凝區(qū)包括一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝區(qū)，設(shè)置連通一級(jí)冷凝區(qū)和二級(jí)冷凝區(qū)的管路，過(guò)濾捕集區(qū)內(nèi)設(shè)置纖維層過(guò)濾捕集介質(zhì)，過(guò)濾捕集區(qū)出口與換熱區(qū)的冷介質(zhì)區(qū)以管路連通。本實(shí)用新型采用冷量的回用技術(shù)和低溫過(guò)濾捕集技術(shù)，能大幅度降低能耗和制作成本，并提高揮發(fā)性有機(jī)物蒸汽的回收率。
文檔編號(hào)B01D5/00GK201529414SQ200920247550
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者侯學(xué)杰, 孫永琳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院