專利名稱：一種基于微波和真空集成的解吸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣回收領(lǐng)域，尤其涉及一種在油氣等各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的吸收回收過程中，利用微波和真空集成的吸裝置。
背景技術(shù)：
目前，油氣與空氣的分離回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法等，有些還含有壓縮過程或幾種方法的綜合利用。各種油氣回收的原理各不相同，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能也相差較大。吸收法油氣回收方法即通過油氣——空氣混合氣與吸收劑接觸，根據(jù)不同組分在吸收劑中的溶解度不同，即油氣組分溶解于該吸收劑形成溶液(富吸收劑)，不能溶解的空氣組分則保留在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離。以前國內(nèi)外用煤油、輕柴油作為吸收劑，吸收回收率低(約為90%)，且在常溫常壓下難以解吸再生，故無法視為獨(dú)立成套的回收技術(shù)。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510123016. 2的發(fā)明專利用特制吸收劑吸收回收油氣的方法及裝置，該油氣回收過程可分為三部分吸收塔吸收分離一解吸罐真空解吸濃縮一回收塔吸收回收。由于該專利需要真空度約為3KPa的高真空解吸再生，因此投資及運(yùn)行費(fèi)用較尚。微波是頻率大約在300MHz 300GHz，波長在IOOcnTlmm范圍內(nèi)的電磁波。它位于電磁波譜的紅外光波和無線電波之間。微波加熱具有即時(shí)性、選擇性，整體性和高效發(fā)熱特性，微波加熱的應(yīng)用從傳統(tǒng)的通訊領(lǐng)域轉(zhuǎn)向催化化學(xué)、材料加工、污染控制等領(lǐng)域。其中，在污染控制領(lǐng)域，特別是在含油廢水的處理、石油污染土壤的修復(fù)、油氣吸附劑的再生等方面取得了較大的發(fā)展。在油氣回收領(lǐng)域中，將微波用于吸收了油氣的吸收劑的再生，將是一個(gè)很好的應(yīng)用前景。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)檢索了國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫，尚未見有公開發(fā)表的微波技術(shù)應(yīng)用于油氣吸收回收裝置的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于微波和真空集成再生吸收劑的裝置，該裝置利用微波和真空的方式強(qiáng)化解吸效果。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為一種基于微波和真空集成的解吸裝置，包括臥式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐體內(nèi)部是真空環(huán)境；所述解吸罐的富吸收劑入口和貧吸收劑出口之間的解吸罐主體上對(duì)稱設(shè)置一對(duì)以上的磁控管，所述磁控管包括燈絲和天線，所述天線安裝于朝向解吸灌主體內(nèi)部的一側(cè)。進(jìn)一步，所述天線外設(shè)有塑料罩。進(jìn)一步，所述磁控管外設(shè)有金屬罩。進(jìn)一步，所述臥式解吸罐，包括頂蓋A、解吸罐主體A和底蓋A ；所述富吸收劑入口和解吸油氣出口位于所述解吸罐主體A的頂部，所述貧吸收劑出口位于所述解吸罐主體A 的底部；所述解吸罐主體A內(nèi)部設(shè)有多層隔板，所述隔板呈0. 005 0. 01的坡度，相鄰隔板的傾斜方向相異；所述解吸油氣出口填有除霧填料。進(jìn)一步，所述隔板上設(shè)有若干齒狀擋板，所述隔板的高端設(shè)有擋板，中間設(shè)置透氣管；所述齒狀擋板為高;T5mm齒狀擋板形式，其上邊緣加工成鋸齒狀，下邊通過卡槽固定在隔板上。進(jìn)一步，所述立式解吸罐，包括頂蓋B、解吸罐主體B和底蓋B，所述頂蓋B上設(shè)有富吸收劑入口和解吸油氣出口，所述底蓋B上設(shè)有貧吸收劑出口 ；所述解吸罐主體B內(nèi)部設(shè)有布液直管和多層解吸盤，所述布液直管與所述富吸收劑入口相連，管壁設(shè)有斜向下的若干小孔；所述解吸盤與所述布液直管垂直；所述解吸油氣出口填有除霧填料。本發(fā)明有益效果是(1)本發(fā)明利用微波加熱的即時(shí)性、選擇性及整體性，再生油氣吸收劑，吸收劑的解吸再生效率可提高0. 5%，吸收劑在解吸罐內(nèi)的停留時(shí)間可減少25%，運(yùn)行能耗可減少 10%。(2)本發(fā)明利用帶有一定真空度(約為50kPa)的微波解吸設(shè)備替代傳統(tǒng)的純粹的高真空解吸設(shè)備(真空度約為3KPa)，可使投資成本降低15% 20%，而且占地面積及施工難度也相應(yīng)降低。(3 )有VOCs固定排放源的企業(yè)應(yīng)用本發(fā)明開發(fā)出的回收裝置，可控制VOCs帶來的環(huán)境污染及火災(zāi)爆炸隱患，還可回收有價(jià)值的物料，如汽油、苯。

圖1為臥式結(jié)構(gòu)的微波解吸罐結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為立式結(jié)構(gòu)的微波解吸罐結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中A處放大圖。圖4為應(yīng)用本發(fā)明的油氣吸收回收實(shí)施例示意圖。其中1貧吸收劑出口，2解吸罐主體A，3擋板，4頂蓋A，5螺栓，6富吸收劑入口， 7金屬罩，8磁控管，9塑料罩，10隔板，11齒狀擋板，12透氣管，13除霧填料，14解吸油氣出口，15底蓋A，16底蓋B，17解吸罐主體B，18解吸盤，19頂蓋B，20布液直管，21燈絲，22 天線，31集氣管，32吸收塔，33尾氣排放口，34微波解吸罐，35溶劑泵，36真空泵，37液氣分離罐，38回收塔，39富油泵，40貧油泵，41貧油入口，42富油出口。
具體實(shí)施方式
臥式結(jié)構(gòu)的微波解吸罐如圖1所示，包括頂蓋A4、解吸罐主體A和底蓋A15，各組成之間通過螺栓5連接；解吸罐主體A2頂部設(shè)有富吸收劑入口 6、解吸油氣出口 14，其中解吸油氣出口 14中有除霧填料13;解吸罐主體A2底部設(shè)有貧吸收劑出口 1;解吸罐主體A2 內(nèi)部設(shè)有2 3層隔板10。每層隔板10均有一定斜度，且相鄰層隔板10的傾斜方向不同， 其坡度一般為0. 005 0. 01。每層隔板10上有若干道齒狀擋板11，齒狀擋板11上邊緣加工成高3 5mm的鋸齒狀，下邊緣通過卡槽固定在隔板10上，并能允許有少量滲漏。在隔板 10的高端設(shè)有擋板3，中間可選擇設(shè)置透氣管12。磁控管8的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，其上下對(duì)稱的分布在主體2上，圖1中為2對(duì)(4個(gè))磁控管8 (在實(shí)際情況下，可以根據(jù)油氣回收裝置的處理規(guī)模確定磁控管的個(gè)數(shù))。磁控管8外設(shè)有金屬罩7和塑料罩9，金屬罩7起到了美觀及保護(hù)磁控管的作用，塑料罩9的作用是防止磁控管與罐內(nèi)氣體直接接觸。其中塑料罩9、隔板10、齒狀擋板11、擋板3、透氣管12和除霧填料13都必須由耐高溫、高強(qiáng)度的高分子材料制作，典型的材料如聚四氟乙烯、聚丙烯、ABS材料。立式結(jié)構(gòu)的微波解吸罐如圖2所示，包括頂蓋B19、解吸罐主體B17和底蓋B16，各組成之間通過螺栓5連接；解吸罐頂蓋B19上設(shè)有富吸收劑入口 6和解吸油氣出口 14，解吸油氣出口 14內(nèi)設(shè)有除霧填料13 ；解吸罐主體B17兩側(cè)對(duì)稱位置設(shè)有兩對(duì)(4個(gè))磁控管 8 ；底蓋B16上設(shè)有貧吸收劑出口 1 ；解吸罐主體B17內(nèi)部設(shè)有布液直管20和解吸盤18，布液直管20和解吸盤18垂直，布液直管20與富吸收劑入口 6相連，管壁設(shè)有斜向下(即小于 90° )的若干小孔，以保證液流均落在解吸盤18上。磁控管8外設(shè)有金屬罩7和塑料罩9， 金屬罩7起到了美觀及保護(hù)磁控管的作用，塑料罩9的作用是防止磁控管與罐內(nèi)氣體直接接觸。其中塑料罩9、布液直管20和解吸盤18都必須由耐高溫、高強(qiáng)度的高分子材料制作， 典型的材料如聚四氟乙烯、聚丙烯、ABS材料。如圖3所示，圖中磁控管8由頂部燈絲21和底部天線22組成。磁控管8外設(shè)有金屬罩7，底部天線22外設(shè)有塑料罩9。燈絲21要與相應(yīng)的加熱電流匹配，管內(nèi)電子在相互垂直的恒定磁場和恒定電場的控制下，與高頻電磁場發(fā)生相互作用，把從恒定電場中獲得的能量轉(zhuǎn)變成微波能量，再通過底部天線22輸出微波。微波的能量分布呈層層疊加的圓形波，類似于水波，作用于能量分布范圍內(nèi)解吸罐內(nèi)部空間。此處考慮到能量分布的均勻性， 磁控管的個(gè)數(shù)為偶數(shù)(2、4或6個(gè)，根據(jù)油氣回收裝置的處理規(guī)模即解吸罐的大小而定)，并且在解吸罐兩側(cè)對(duì)稱布置。圖4為應(yīng)用本發(fā)明的油氣吸收回收實(shí)施例示意圖。圖中各裝置連接描述如下(1) 裝車鶴管向鐵路油罐車或汽車油罐車密閉裝油時(shí)，油罐車排放氣通過集氣管31與吸收塔 32下部相連接；(2)吸收塔32上部與溶劑泵35出口端相連接，底部與微波解吸罐34頂部相連接，吸收塔中未被吸收的含有微量油氣的空氣尾氣通過尾氣排放口 33排出；(3)微波解吸罐34底部貧吸收劑出口與溶劑泵35進(jìn)口端相連接，另一頂部(出氣端)與真空泵36入口相連接以引出解吸出來的油氣；(4)真空泵36出口與液氣分離罐37入口相連接，分離罐 37出口連接回收塔38下部；(5)回收塔38底部與富汽油泵39進(jìn)口端相連接，上部與貧汽油泵40出口端相連接，頂部排放出的尾氣返回到吸收塔32下部而被循環(huán)吸收。油氣回收步驟(1)利用密閉裝車鶴管及油氣集氣系統(tǒng)，將鐵路油罐車、汽車油罐車等油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備裝油過程產(chǎn)生的油氣-空氣混合氣，通過集氣管31引入吸收塔32下部。(2)利用高效吸收劑(貧吸收劑)在吸收塔32中吸收回收汽油等輕質(zhì)油品蒸發(fā)排放出來的油氣。吸收劑通過溶劑泵35打到吸收塔32頂部。未被吸收的空氣從排放口 33 排入大氣。吸收塔32中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，從而使其液位保持在穩(wěn)定的水平。(3)吸收油氣后的富吸收劑利用微波/真空集成解吸的方法在微波解吸罐34中進(jìn)行解吸再生，從而可使吸收劑循環(huán)使用。(4)被解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔38而被液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油打回原來油罐或直接外送使用，從而實(shí)現(xiàn)油氣的回收。貧汽油、富汽油通過泵40、39來實(shí)現(xiàn)輸送。回收塔38中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，從而使其液位保持在穩(wěn)定的水平。(5)回收塔38中有部分未被吸收的油氣-空氣混合氣(尾氣)重新進(jìn)入吸收塔32 而被循環(huán)吸收。本發(fā)明的吸收劑為有機(jī)溶劑、成品油或者二者的混合物。采用微波和真空集成解吸方法是利用了微波加熱的即時(shí)性、選擇性及整體性，再生油氣吸收劑，吸收劑的解吸再生效率可提高0. 5%，吸收劑在解吸罐內(nèi)的停留時(shí)間可減少25%，運(yùn)行能耗可減少10%。而利用帶有一定真空度(約為50kPa)的微波解吸設(shè)備替代傳統(tǒng)的純粹的高真空解吸設(shè)備(真空度約為3KPa)，可使投資成本降低15% 20%，而且占地面積及施工難度也相應(yīng)降低。
權(quán)利要求1.一種基于微波和真空集成的解吸裝置，包括臥式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐體內(nèi)部是真空環(huán)境；其特征在于所述解吸罐的富吸收劑入口(6)和貧吸收劑出口(1)之間的解吸罐主體上對(duì)稱設(shè)置一對(duì)以上的磁控管(8)，所述磁控管(8)包括燈絲(21)和天線 (22)，所述天線(22)安裝于朝向解吸灌主體內(nèi)部的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述天線(22)外設(shè)有塑料罩(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述磁控管(8)外設(shè)有金屬罩(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3其中之一所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述臥式解吸罐，包括頂蓋A (4)、解吸罐主體A (2)和底蓋A (15);所述富吸收劑入口(6)和解吸油氣出口( 14)位于所述解吸罐主體A (2)的頂部，所述貧吸收劑出口( 1)位于所述解吸罐主體A (2)的底部；所述解吸罐主體A (2)內(nèi)部設(shè)有多層隔板(10)，所述隔板 (10)呈0. 005 0. 01的坡度，相鄰隔板(10)的傾斜方向相異；所述解吸油氣出口(14)填有除霧填料(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述隔板(10)上設(shè)有若干齒狀擋板(11)，所述隔板(10)的高端設(shè)有擋板(3)，中間設(shè)置透氣管 (12);所述齒狀擋板(11)為高;T5mm齒狀擋板形式，其上邊緣加工成鋸齒狀，下邊通過卡槽固定在隔板(10)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述塑料罩(9)、隔板(10)、齒狀擋板(11)、擋板(3)、透氣管(12)和除霧填料(13)由耐高溫、高強(qiáng)度的高分子材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3其中之一所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述立式解吸罐，包括頂蓋B (19)、解吸罐主體B (17)和底蓋B (16)，所述頂蓋B (19) 上設(shè)有富吸收劑入口(6)和解吸油氣出口( 14)，所述底蓋B (16)上設(shè)有貧吸收劑出口(1); 所述解吸罐主體B (17)內(nèi)部設(shè)有布液直管(20)和多層解吸盤(18)，所述布液直管(20)與所述富吸收劑入口(6)相連，管壁設(shè)有斜向下的若干小孔；所述解吸盤(18)與所述布液直管(20)垂直；所述解吸油氣出口(14)填有除霧填料(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7其中之一所述的一種基于微波和真空集成的解吸裝置，其特征在于所述塑料罩(9)、除霧填料(13)、布液直管(20)和解吸盤(18)由耐高溫、高強(qiáng)度的高分子材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于微波和真空集成的解吸裝置。該裝置包括臥式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐體內(nèi)部是真空環(huán)境；所述解吸罐的富吸收劑入口(6)和貧吸收劑出口(1)之間的解吸罐主體上對(duì)稱設(shè)置一對(duì)以上的磁控管(8)，所述磁控管(8)包括燈絲(21)和天線(22)，所述天線(22)安裝于朝向解吸罐主體內(nèi)部的一側(cè)。該裝置將吸收劑的解吸再生效率提高0.5%，吸收劑在解吸罐內(nèi)的停留時(shí)間可減少25%，運(yùn)行能耗可減少10%。
文檔編號(hào)B01D53/18GK202151543SQ20112019495
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者王丹莉, 鄭宗能, 黃維秋 申請(qǐng)人:常州大學(xué)