本實用新型涉及廢氣處理領(lǐng)域，具體地說是油氣回收裝置。

背景技術(shù)：

石油、石化、化工等行業(yè)經(jīng)常排放大量油氣等揮發(fā)性有機(jī)化合物，簡稱為VOCs(Volatile Organic Compounds))，VOCs不僅嚴(yán)重惡化人們生存環(huán)境，危害人體健康，而且還會給企業(yè)和社會帶來嚴(yán)重的資源浪費、安全隱患及經(jīng)濟(jì)損失。VOCs主要包括烴類、醇類、醚類、醛類、酚類、酯類、脂肪酸類、胺類以及有機(jī)鹵系衍生物等，其中有些有機(jī)廢氣具有回收價值。隨著國內(nèi)外對于有機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，VOCs的處理和回收起來越受到重視，對它們的污染控制一直是環(huán)保工作者研究的重點課題，尤其是油氣的回收處理，在國內(nèi)正方興未艾，并已開發(fā)出不少工業(yè)化應(yīng)用裝置。

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中對油氣進(jìn)行回收的主要技術(shù)方法包括吸收法、吸附法、冷凝法等方法，但由實際應(yīng)用效果可以看出，這幾種方法在單一使用的過程中容易出現(xiàn)一系列問題，且回收效果達(dá)不到最佳狀態(tài)。吸收法在應(yīng)用過程中，設(shè)備占地空間大，對吸收劑的性能要求非常嚴(yán)格，吸收劑消耗量大，需不斷補(bǔ)充，且工藝回收率低，達(dá)不到國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。吸附法在使用過程中通常選用吸附性能相對較好的活性炭作為吸附劑，而活性炭回收油氣的裝置吸附熱較高，吸附溫度上升較快，這不僅會嚴(yán)重影響活性炭的吸附性能和使用壽命，還有可能會引發(fā)火災(zāi)等安全性隱患。在冷凝法的應(yīng)用實例中可以發(fā)現(xiàn)，由于該方法屬于間接傳熱，需要在溫度達(dá)到很低的條件下才可以使得回收效率比較理想，投資及運行成本都比較高。

石油、石化、化工等行業(yè)產(chǎn)生的油氣大多是濃度高，風(fēng)量低，目前常用冷凝-吸附-真空脫附工藝存在諸多問題：常溫下的真空脫附效率低，吸附劑上的有機(jī)物殘存量大，脫附氣體有機(jī)物濃度低，冷凝回收效率低下，消耗太多的能源，造成生產(chǎn)成本的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型針對現(xiàn)有油氣回收技術(shù)上的不足，提供一種高效、節(jié)能的油氣回收裝置和方法。

本實用新型的技術(shù)方案如下：一種油氣回收裝置，包括防曝離心風(fēng)機(jī)1，冷箱2，制冷機(jī)組3，儲液罐4，回液泵5，油儲罐6，第一吸附罐7，第二吸附罐8，真空泵9，制氮機(jī)組10，還包括PLC自動控制系統(tǒng)；其中所述冷箱2包括預(yù)冷部21、一級冷凝部22、二級冷凝部23，其中二級冷凝部23連接至預(yù)冷部21，一級冷凝部22和二級冷凝部23分別連接至制冷機(jī)組3；油氣首先由防曝離心風(fēng)機(jī)1輸送進(jìn)入冷箱2，經(jīng)冷箱2的預(yù)冷部21、一級冷凝部22、二級冷凝部23三路冷凝的液態(tài)油送入儲液罐4，并經(jīng)回液泵5送入油儲罐6回收；二級冷凝部23出來的油氣經(jīng)預(yù)冷部21提升熱量后送入第一吸附罐7，所述第一吸附罐7和第二吸附罐8循環(huán)切換用于吸附和脫附，當(dāng)所述第一吸附罐7或第二吸附罐8進(jìn)入脫附階段時，開啟真空泵9，當(dāng)吸附罐8的真空度達(dá)到設(shè)定值時，通過第二三通閥12開啟熱氮氣，用熱氮氣對油氣進(jìn)行脫附，脫附出來的油氣由真空泵9經(jīng)儲液罐4返回防曝離心風(fēng)機(jī)1進(jìn)氣口與初始油氣混合。

進(jìn)一步，還包括其他吸附罐與第一吸附罐7并聯(lián)，其中一個罐用于脫附和再生，其它罐并聯(lián)用于吸附，吸附和脫附進(jìn)行相互切換，所述切換由控制系統(tǒng)自動完成，脫附再生后自動切換更換掉吸附罐吸附時間最長的罐，并把吸附時間最長的罐切換到脫附再生，切換到吸附的脫附罐與其它吸附罐并聯(lián)一起進(jìn)行吸附。

進(jìn)一步，所述制冷機(jī)組3包括第一壓縮機(jī)31，第二壓縮機(jī)32，熱交換器33， 風(fēng)冷冷凝器34， 冷凝蒸發(fā)器35及第一膨脹閥36，第二膨脹閥37、第三膨脹閥38，所述第一壓縮機(jī)31依次連接熱交換器33、風(fēng)冷冷凝器34及第一膨脹閥36，為一級冷凝部22提供冷量，所述第二壓縮機(jī)32連接冷凝蒸發(fā)器35及第三膨脹閥38，為二級冷凝部23提供冷量，同時風(fēng)冷冷凝器34出口還連接第二膨脹閥37到冷凝蒸發(fā)器35，使得用一級壓縮并經(jīng)冷凝的部分制冷劑經(jīng)第二膨脹閥后37為冷凝蒸發(fā)器35提供冷量。

進(jìn)一步，所述第一三通閥11控制吸附后的尾氣的達(dá)標(biāo)排放。

進(jìn)一步，所述第一壓縮機(jī)31壓縮制冷劑產(chǎn)生的熱量用于對制氮機(jī)組10產(chǎn)生的氮氣進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步，所述的真空泵9是帶有變頻和防曝的干式螺桿真空泵。

此外，本實用新型還提供一種油氣的回收方法，使用如上所述的油氣回收裝置進(jìn)行油氣回收。

進(jìn)一步，控制用于吸附的吸附罐的油氣進(jìn)口溫度小于等于40℃，用于吸附的吸附罐正常工作溫度在37℃～48℃之間，空塔速度為0.2～1.5m/s。

進(jìn)一步，控制進(jìn)入用于脫附的吸附罐的的氮氣溫度為50～60℃，脫附時間設(shè)定為15～20 min。

進(jìn)一步，所述吸附裝置采用的吸附劑為活性炭、活性炭纖維或硅膠。

由上述對本實用新型的描述可知，本實用新型的優(yōu)點在于：

1、本實用新型利用冷凝法和吸附法的優(yōu)點進(jìn)行優(yōu)化組合，達(dá)到降低能耗、消除安全隱患等目的。

2、本實用新型將冷凝后的油氣作為進(jìn)吸附罐的預(yù)冷卻介質(zhì)，節(jié)省能耗，同時使第一吸附罐的油氣具有合理的入口溫度，脫附后的油氣先經(jīng)儲液罐回收一部分，未被回收的油氣返回防曝離心風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)前與初始油氣混合，提高油氣濃度，同時提高油氣的回收率，本實用新型能達(dá)到的油氣回收率不低于98.5%。

3、使用真空泵進(jìn)行脫附，真空度要達(dá)到高真空，需采用多級真空系統(tǒng)，成本高。本實用新型使用單級真空泵輔以微量的由制冷機(jī)組加溫的氮氣進(jìn)行真空熱脫附，達(dá)到良好的解吸效果，降低操作費用和能耗，還有利于卸真空，為下一循環(huán)吸附做準(zhǔn)備。另一方面，熱氮氣溫度控制在50℃~60℃，避免有些有機(jī)物的炭化，還避免活性炭的自燃。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖1中，包括防曝離心風(fēng)機(jī)1，冷箱2，制冷機(jī)組3，儲液罐4，回液泵5，油儲罐6，第一吸附罐7，第二吸附罐8，真空泵9，制氮機(jī)組10，預(yù)冷部21，一級冷凝部22，二級冷凝部23，第一壓縮機(jī)31，第二壓縮機(jī) 32，熱交換器33， 風(fēng)冷冷凝器34， 冷凝蒸發(fā)器35，第一三通閥11，第二三通閥12，第三三通閥13，第四三通閥14，第一膨脹閥36，第二膨脹閥37，第三膨脹閥38。

具體實施方式

下面參照附圖和具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。

一種油氣回收裝置，包括防曝離心風(fēng)機(jī)1，冷箱2，制冷機(jī)組3，儲液罐4，回液泵5，油儲罐6，第一吸附罐7，第二吸附罐8，真空泵9，制氮機(jī)組10，還包括PLC自動控制系統(tǒng)；VOCs油氣首先由防曝離心風(fēng)機(jī)1輸送進(jìn)入冷箱2，所述冷箱2包括預(yù)冷部21、一級冷凝部22、二級冷凝部23，其中二級冷凝部23連接至預(yù)冷部21，使得預(yù)冷部21的冷量來自于二級冷凝部23出來的油氣，一級冷凝部22和二級冷凝部23分別連接至制冷機(jī)組3，使得一級冷凝部22和二級冷凝部23的冷量來自于制冷機(jī)組3；所述制冷機(jī)組3包括第一壓縮機(jī)31，第二壓縮機(jī)32，熱交換器33， 風(fēng)冷冷凝器34， 冷凝蒸發(fā)器35及第一膨脹閥36，第二膨脹閥37、第三膨脹閥38，所述第一壓縮機(jī)31依次連接熱交換器33、風(fēng)冷冷凝器34及第一膨脹閥36，為一級冷凝部22提供冷量，所述第二壓縮機(jī)32連接冷凝蒸發(fā)器35及第三膨脹閥38，為二級冷凝部23提供冷量，同時風(fēng)冷冷凝器34出口還連接第二膨脹閥37到冷凝蒸發(fā)器35，使得用一級壓縮并經(jīng)冷凝的部分制冷劑經(jīng)第二膨脹閥后37為冷凝蒸發(fā)器35提供冷量。

經(jīng)冷箱2的預(yù)冷部21、一級冷凝部22、二級冷凝部23三路冷凝的液態(tài)油送入儲液罐4，并經(jīng)回液泵5送入油儲罐6回收；二級冷凝部23出來的油氣經(jīng)預(yù)冷部21提升熱量后通過第三三通閥13控制送入第一吸附罐7并由第一三通閥11控制達(dá)標(biāo)排放，所述第一吸附罐7內(nèi)裝填吸附劑用于吸附揮發(fā)性的VOCs油氣，所述吸附劑例如是活性炭，活性炭纖維，當(dāng)監(jiān)測到尾氣排放的濃度接近環(huán)保要求的排放值時，第一吸附罐7內(nèi)的活性炭吸附也接近飽和，此時關(guān)掉所有聯(lián)通第二吸附罐8的進(jìn)出閥，開啟聯(lián)通吸附罐8的第三三通閥13和第一三通閥11，用于脫附和再生的第二吸附罐8并入第一吸附罐7中參與油氣的吸附，吸附飽和的第一吸附罐7開始轉(zhuǎn)為進(jìn)行脫附和再生，整個切換過程由PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)運行；

還可以包括其他吸附罐與第一吸附罐7并聯(lián)，每臺吸附罐都有單獨的出口油氣濃度檢測裝置，其中一個罐用于脫附和再生，其它罐并聯(lián)用于吸附，吸附和脫附進(jìn)行相互切換，脫附再生后自動切換更換掉吸附罐吸附時間最長的罐，并把吸附時間最長的罐切換到脫附再生，切換到吸附的脫附罐和其它吸附罐并聯(lián)一起進(jìn)行吸附。用于吸附的吸附罐優(yōu)選兩個以上，因都是由脫附罐切換過來，所以每個吸附罐吸附有機(jī)溶劑的時間不一樣，達(dá)到飽和的時間存在時間差，先達(dá)到飽和的吸附罐首先切換到脫附罐，另一個脫附罐再切換到吸附罐和其它吸附罐并聯(lián)一起吸附，吸附和脫附的相互切換都是由PLC系統(tǒng)控制自動完成，保證系統(tǒng)運行的連續(xù)性。

當(dāng)?shù)谝晃焦?或第二吸附罐8切換到脫附階段時，開啟真空泵9，當(dāng)吸附罐的真空度達(dá)到設(shè)定值時，通過控制第二三通閥12開啟熱氮氣，用熱氮氣對吸附在活性炭上的油氣進(jìn)行脫附。所述的熱氮氣來自于制氮機(jī)組，常溫的氮氣經(jīng)過制冷機(jī)組的一級壓縮機(jī)出來的制冷劑所帶熱量進(jìn)行加熱，所述的真空泵是帶有變頻和防曝的干式螺桿真空泵；脫附出來的油氣由真空泵9經(jīng)儲液罐返回防曝離心風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口與初始油氣混合。

整個系統(tǒng)通過PLC自動控制，不間斷循環(huán)運行。其中，為了保證活性炭的吸附能力，控制用于吸附的吸附罐的VOCs油氣進(jìn)口溫度小于等于40℃，每個用于吸附的吸附罐的正常工作溫度在37℃～48℃之間，空塔速度為0.2～1.5m/s；為了保證更好的脫附效果，控制進(jìn)入用于脫附的吸附罐的的氮氣溫度為50～60℃（溫度高有利于活性炭的脫附，但太高需增加加熱設(shè)備，浪費能源，增加成本，在有真空的情況下，這個溫度范圍能保證脫附的效率），脫附時間設(shè)定為15～20 min，真空泵的真空度為0.002～-0.08MPa（絕對壓力）；為了保證冷凝效果且達(dá)到能源最小化，控制預(yù)冷溫度：4～7℃，一級冷凝溫度-28～-32℃，二級冷凝溫度-68～-72℃。

對比單一采用冷凝法或單一采用吸附法，單一采用冷凝法回收VOCs油氣，只有在冷凝溫度達(dá)-100 ℃以上的條件下才能獲得較高的回收率，如單一采用吸附法，因VOCs油氣濃度高，吸附劑的壽命很短，再生頻繁，并且吸附放熱，在高濃度下吸附，溫度升高過快，存在一定的安全隱患。本實用新型利用冷凝法和吸附法的優(yōu)點進(jìn)行優(yōu)化組合，達(dá)到降低能耗、消除安全隱患等目的。

上述僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實用新型保護(hù)范圍的行為。