本發(fā)明涉及油氣回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置和油氣回收方法。

背景技術(shù)：

油氣是一種VOC(Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物)氣體，一般是含有揮發(fā)性有機(jī)氣體和大量不凝性氣體的混合物。

現(xiàn)有的主流油氣回收處理工藝的技術(shù)方法，一般為冷凝+吸附工藝、壓縮冷凝+膜+吸附工藝、吸附+吸收工藝等。

1、冷凝+吸附工藝，由于油氣進(jìn)入吸附系統(tǒng)之前，需要先冷凝，降低了進(jìn)入吸附系統(tǒng)的溫度和濃度，控制了吸附溫升，但是，直接對油氣降溫需要使油氣中的揮發(fā)性有機(jī)氣體和不凝性氣體未分開時相變，此時揮發(fā)性有機(jī)氣體的分壓力非常低，對應(yīng)地，揮發(fā)性有機(jī)氣體的相變溫度點很低，只有降低冷凝溫度才能使其相變，比如通常的用于汽油油氣的冷凝+吸附工藝，其設(shè)計溫度為-75℃。冷凝+吸附工藝還對不凝性氣體以及不凝性氣體中可能的水分相變等提供低溫冷量，做了無用功。吸附分離的高濃度油氣，引入裝置入口與新鮮油氣混合，略微提高了進(jìn)入冷凝系統(tǒng)的揮發(fā)性有機(jī)氣體的分壓力，使油氣冷凝。但是這樣白白浪費了吸附系統(tǒng)的分離作用(脫附出的高濃度油氣又在系統(tǒng)入口被新鮮油氣稀釋)，使脫附氣再次循環(huán)增加了冷凝和吸附兩個系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，再次增大了能耗。

2、壓縮冷凝+膜+吸附工藝，通過對油氣的壓縮使油氣中揮發(fā)性有機(jī)物的分壓力升高，從而提高其冷凝相變的溫度點，再通過膜及活性炭等的分離作用，使分離的高濃度油氣返回入口與進(jìn)口氣體混合繼續(xù)壓縮冷凝，同樣地，已分離的油氣被再次引入入口與新鮮油氣混合，降低了脫附出的高濃度油氣的分壓力，從而使裝置能耗上升，投資加大。

3、吸附+吸收工藝，較好地解決了以上兩種工藝分離氣再次循環(huán)，引起脫附氣稀釋，而造成能耗增加的缺點。通過把脫附氣直接脫出，直接用吸收劑吸收，未被完全吸收的部分油氣再與入口新鮮油氣混合再次循環(huán)處理，這就極大地降低了設(shè)備的整體能耗，但若采用與油氣不同物質(zhì)的高效吸收劑時，又引入了新的物質(zhì)——吸收劑，又牽涉吸收劑的分離再生問題，使問題復(fù)雜化。故，目前運行裝置多是采用同物質(zhì)吸收，如汽油油氣吸附+吸收回收裝置，采用活性炭吸附，油庫儲罐引過來的冷汽油吸收的工藝。由于汽油油氣的濃度非常高，活性炭吸附汽油時會散發(fā)大量的吸附熱，特別是在大方量油氣回收中需要填埋較多活性炭時，由于活性炭的熱導(dǎo)率非常差，非常容易造成活性炭局部過熱，帶來巨大的安全隱患。此外，汽油的吸收效率非常低，需要大量新鮮冷汽油作為吸收劑，而且一般油氣回收處理裝置都裝在裝卸油區(qū)，離油庫儲罐區(qū)較遠(yuǎn)，這種工藝將增加吸收劑循環(huán)系統(tǒng)的投資，且必須現(xiàn)場安裝調(diào)試，不能工廠標(biāo)準(zhǔn)化組裝成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

除以上工藝外，現(xiàn)有最接近本發(fā)明的油氣回收方法是，中國發(fā)明專利CN201110090661中提到的一種吸附+冷凝的工藝，此工藝從大思想上解決了冷凝+吸附等類似工藝的能耗問題，又解決了吸附+吸收工藝的吸收劑導(dǎo)致設(shè)備成本增加等問題。但是該工藝吹掃時引入了新物質(zhì)——加熱的氮氣，浪費了熱能和氮氣資源；另外，該專利并未考慮吸附時產(chǎn)生的巨大吸附熱造成吸附劑和吸附質(zhì)升溫，可能帶來安全隱患的問題；而且該工藝只是針對如其專利中的提到的甲苯和空氣的混合氣等相變溫度較高的特殊的單組分油氣，這些單組分物質(zhì)的相變溫度高，對能耗不敏感。對于汽油油氣等需要低溫下的較大相變負(fù)荷的混合物油氣，是完全無法采用此工藝的。

由于真空泵的實際抽氣流量并不是恒定值，在真空泵的起始抽氣階段，其排氣量非常大，抽出的需相變的油氣較多，此時需要的“冷負(fù)荷”很大，采用專利CN201110090661時將無法保證其制冷溫度，從而導(dǎo)致大量未相變油氣再次循環(huán)進(jìn)入吸附系統(tǒng)。如以1000Nm³/h的汽油油氣采用吸附法回收來說，其干式真空泵的配置達(dá)到1500～2000Nm³/h，也就是說，在啟動瞬間其高濃度油氣達(dá)到1500～2000Nm³/h，這么大的油氣流量其冷凝相變負(fù)荷是非常巨大的，經(jīng)過HYSYS模擬計算，其值近700KW，遠(yuǎn)大于采用冷凝+吸附工藝的油氣回收設(shè)備的能耗。若采用變頻控制真空泵實際流量，則為了滿足在10～20分鐘內(nèi)脫附完成的工藝要求，干式真空泵需要增加幾個數(shù)量級才能達(dá)到此速率要求，造成干式真空泵的投資劇增。

為了防止吸附的超溫，有通過在活性炭吸附罐內(nèi)增加冷卻盤管來帶走吸附熱的設(shè)計，如專利CN201020252215，在吸附罐內(nèi)增加了冷卻盤管，通過冷凝下來的冷汽油循環(huán)進(jìn)入吸附罐，帶走吸附熱。這無疑會增加投資，增加系統(tǒng)復(fù)雜程度。

另一方面，活性炭吸附油氣后，一般采用真空再生工藝使活性炭再生，再生時，由于吸附油氣的揮發(fā)使吸附劑降溫，溫度降低造成油氣脫附困難。更嚴(yán)重的是，對于苯等一些高熔點物質(zhì)，脫附時由于蒸發(fā)吸熱，可能使溫度降低至苯等高熔點物質(zhì)的冰點，吸附質(zhì)在活性炭微孔內(nèi)結(jié)晶，造成活性炭微孔的破壞，使活性炭“中毒”失效，故此，脫附時，常常需要引入加熱的空氣或氮氣，以避免吸附質(zhì)的結(jié)晶，使再生得以順利完成，如專利CN201110090661靠引入60～80℃的氮氣使脫附徹底，這無疑增大了能耗，也增加了運行費用。

本發(fā)明的方案便是針對上述問題對現(xiàn)有油氣回收裝置和方法進(jìn)行的改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置和油氣回收方法，具有工藝簡單、設(shè)備緊湊、能耗較小、運行成本低、操作費用低、投資回報周期短、占地面積小、油氣排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)的無二次污染且回收收益好的特點。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置，包括油氣進(jìn)口、第一閥組、吸附罐組、第二閥組、潔凈氣排放口、真空泵組、一級油氣冷凝器、二級油氣冷凝器、三級油氣冷凝器和止回閥，其中：

所述第一閥組由位于所述吸附罐組下方的進(jìn)氣閥組和真空閥組并聯(lián)連接組成；

所述第二閥組由位于所述吸附罐組上方的排氣閥組和吹掃閥組并聯(lián)連接組成；

所述吹掃閥組、吸附罐組、真空閥組、真空泵組、一級油氣冷凝器、二級油氣冷凝器、三級油氣冷凝器和止回閥依次連接，且所述止回閥再與所述油氣進(jìn)口連接；

所述油氣進(jìn)口與所述進(jìn)氣閥組、吸附罐組、排氣閥組和潔凈氣排放口依次連接；

所述吸附罐組內(nèi)充填有固液相變蓄能物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述吸附罐組包括并聯(lián)連接的左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和右吸附罐內(nèi)部對應(yīng)設(shè)置有呈中空結(jié)構(gòu)的左換熱管和右換熱管，所述左換熱管和右換熱管內(nèi)均充填有固液相變蓄能物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣閥組由進(jìn)油氣左閥門和進(jìn)油氣右閥門并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐和右吸附罐的下部連接；

所述真空閥組由真空左閥門和真空右閥門并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐和右吸附罐的下部連接；

所述排氣閥組由出油氣左閥門和出油氣右閥門并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐和右吸附罐的上部連接。

進(jìn)一步的，所述吹掃閥組為一平衡吹掃閥門，所述平衡吹掃閥門的兩端分別與所述左吸附罐和右吸附罐的上部連接。

進(jìn)一步的，還包括除霜排氣左閥門，所述除霜排氣左閥門一端連接于所述出油氣左閥門和平衡吹掃閥門之間，且同時與所述左吸附罐的上部連接，另一端連接大氣。

進(jìn)一步的，還包括除霜排氣右閥門，所述除霜排氣右閥門一端連接于所述出油氣右閥門和平衡吹掃閥門之間，且同時與所述右吸附罐的上部連接，另一端連接大氣。

進(jìn)一步的，還包括除霜排氣左閥門和除霜排氣右閥門，其中：

所述除霜排氣左閥門一端連接于所述出油氣左閥門和平衡吹掃閥門之間，且同時與所述左吸附罐的上部連接，另一端連接大氣；

所述除霜排氣右閥門一端連接于所述出油氣右閥門和平衡吹掃閥門之間，且同時與所述右吸附罐的上部連接，另一端連接大氣。

進(jìn)一步的，所述吹掃閥組由平衡吹掃閥門和除霜排氣閥門并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐和右吸附罐的上部連接；

所述平衡吹掃閥門和除霜排氣閥門之間開設(shè)有一解析氣入口，用于將外界潔凈氣和/或氮氣通過所述平衡吹掃閥門和除霜排氣閥門分別引入所述左吸附罐和右吸附罐中。

進(jìn)一步的，還包括一級制冷機(jī)組，所述一級制冷機(jī)組通過密閉管線連接于所述一級油氣冷凝器的兩端，用于提供所述一級油氣冷凝器的冷量并控制油氣溫度在-20～+30℃。

進(jìn)一步的，還包括載冷系統(tǒng)，所述載冷系統(tǒng)提供低溫載冷劑并通過密閉管線連接于所述二級油氣冷凝器的兩端，用于提供所述二級油氣冷凝器的冷量并控制油氣溫度在-50～-20℃。

進(jìn)一步的，所述載冷系統(tǒng)包括依次連接的蓄冷箱、載冷劑循環(huán)泵和二級制冷機(jī)組，其中：

所述蓄冷箱的出口與所述載冷劑循環(huán)泵的入口相連，所述載冷劑循環(huán)泵的出口與所述二級制冷機(jī)組中的蒸發(fā)器入口相連，所述二級制冷機(jī)組中的蒸發(fā)器出口與所述二級油氣冷凝器中的載冷劑入口通道相連，所述二級油氣冷凝器中的載冷劑通道出口與所述蓄冷箱的入口相連。

進(jìn)一步的，還包括三級復(fù)疊式制冷機(jī)組，所述三級復(fù)疊式制冷機(jī)組通過密閉管線連接于所述三級油氣冷凝器的兩端，用于提供所述三級油氣冷凝器的冷量并控制油氣溫度在-80～-50℃。

進(jìn)一步的，所述左吸附罐還包括左吸附罐本體和第一吸附劑，所述右吸附罐還包括右吸附罐本體和第二吸附劑，其中：

所述第一吸附劑和第二吸附劑對應(yīng)充填于所述左吸附罐本體和右吸附罐本體的內(nèi)部；

所述左換熱管固定連接于所述左吸附罐本體內(nèi)部的上下兩端并穿設(shè)于所述第一吸附劑之間；

所述右換熱管固定連接于所述右吸附罐本體內(nèi)部的上下兩端并穿設(shè)于所述第二吸附劑之間。

進(jìn)一步的，所述左換熱管和/或右換熱管外設(shè)置有翅片，所述翅片采用鋁、銅或不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)熱材料。

進(jìn)一步的，所述左換熱管和/或右換熱管采用多層翅片管，由一層橫向排列的翅片管和一層縱向排列的翅片管交替設(shè)置組成，使得每層翅片管的翅片平行于氣流方向，且每層翅片管之間的間距在100-500mm之間。

進(jìn)一步的，還包括若干支撐環(huán)，若干所述支撐環(huán)設(shè)置于所述左吸附罐本體和/或右吸附罐本體的內(nèi)壁上，所述翅片管焊接或卡接于所述支撐環(huán)上。

進(jìn)一步的，所述左換熱管和右換熱管內(nèi)充填有10～70℃區(qū)間產(chǎn)生固液相變的蓄能物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述蓄能物質(zhì)采用六水氯化鈣、五水合硫代硫酸鈉、三水合醋酸鈉、磷酸氫二鈉、乙酸或?qū)Χ妆?，其結(jié)晶點比所使用的環(huán)境溫度高3～20℃。

進(jìn)一步的，所述蓄能物質(zhì)包括增稠劑和成核劑，所述增稠劑采用明膠、羧甲基纖維素或水溶性石蠟，所述成核劑采用水合氯化鍶或四硼酸鈉。

進(jìn)一步的，所述左換熱管和右換熱管內(nèi)留有1～20％左右的氣相空間，用于給蓄能物質(zhì)固液相變時體積變化留出足夠余量。

進(jìn)一步的，所述真空泵組包括串聯(lián)連接的羅茨真空泵和干式真空泵，所述羅茨真空泵一端連接于所述真空左閥門和真空右閥門之間，所述干式真空泵一端與所述一級油氣冷凝器連接。

進(jìn)一步的，所述干式真空泵為干式螺桿真空泵、干式渦旋真空泵、干式旋片真空泵、爪型干式真空泵或氣冷式羅茨真空泵，所述羅茨真空泵為氣冷式羅茨真空泵。

進(jìn)一步的，還包括第一變頻器和第二變頻器，其中：

所述第一變頻器與所述羅茨真空泵連接，用于控制所述羅茨真空泵使其啟動時不過載；

所述第二變頻器與所述干式真空泵連接，用于控制所述干式真空泵的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明還公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法，包括以下步驟：

步驟1：待處理油氣經(jīng)油氣進(jìn)口進(jìn)入，與從油氣冷凝系統(tǒng)排出的極少量未冷凝油氣混合后，經(jīng)進(jìn)氣閥組進(jìn)入對應(yīng)活性炭吸附罐，油氣經(jīng)進(jìn)油氣左閥門進(jìn)入左吸附罐，并在左吸附罐中被第一吸附劑吸附攔截，固液相變物質(zhì)通過翅片管吸收大量吸附熱使固液相變物質(zhì)由固體變成液體，穩(wěn)定吸附溫度，剩余潔凈尾氣被剩余的少量吸附熱升溫后經(jīng)出油氣左閥門排入大氣，左吸附罐吸附油氣的同時，右吸附罐在再生，再生和吸附的交替時間為10～20分鐘；

步驟2：再生時間設(shè)定為20分鐘，右吸附罐開始再生時，真空右閥門打開，同時干式真空泵啟動，待干式真空泵運行1～5分鐘后或檢測到吸附罐的壓力為10～90KPa時，羅茨真空泵啟動幫助干式真空泵繼續(xù)抽真空，再生時間達(dá)到10～15分鐘后或根據(jù)正在進(jìn)行再生的右吸附罐內(nèi)的壓力達(dá)到1～15KPa時，平衡吹掃閥門打開，對右吸附罐補(bǔ)入左吸附罐加熱過的潔凈尾氣，使活性炭再生更加徹底，平衡吹掃閥門打開1～3分鐘后，真空泵停止抽氣，同時真空右閥門關(guān)閉，平衡吹掃閥門繼續(xù)打開補(bǔ)氣，使抽完真空的右吸附罐內(nèi)的壓力逐漸恢復(fù)常壓后關(guān)閉或左右吸附罐切換時關(guān)閉，以待下次與左吸附罐的交替運行；

步驟3：經(jīng)過羅茨真空泵抽真空后的高濃度脫附氣輸送至干式真空泵，干式真空泵抽出的高濃度脫附氣經(jīng)一級油氣冷凝器預(yù)冷卻后，少部分油氣冷凝，未冷凝的氣體部分進(jìn)入主要起冷凝作用的二級油氣冷凝器，并在其中使溫度降至-50～-20℃，剩余部分未冷凝的油氣經(jīng)三級油氣冷凝器后，未冷凝的極少部分不凝性氣體與入口新鮮的油氣混合，參與再次循環(huán)。

本發(fā)明另外公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：待處理油氣經(jīng)油氣進(jìn)口進(jìn)入，與從油氣冷凝系統(tǒng)排出的極少量未冷凝油氣混合后，經(jīng)進(jìn)氣閥組進(jìn)入對應(yīng)活性炭吸附罐，油氣經(jīng)進(jìn)油氣右閥門進(jìn)入右吸附罐，并在右吸附罐中被第二吸附劑吸附攔截，固液相變物質(zhì)通過翅片管吸收大量吸附熱使固液相變物質(zhì)由固體變成液體，穩(wěn)定吸附溫度，剩余潔凈尾氣被剩余的少量吸附熱升溫后經(jīng)出油氣右閥門排入大氣，右吸附罐吸附油氣的同時，左吸附罐在再生，再生和吸附的交替時間為10～20分鐘；

步驟B：再生時間設(shè)定為20分鐘，左吸附罐開始再生時，真空左閥門打開，同時干式真空泵啟動，待干式真空泵運行1～5分鐘后或檢測到吸附罐的壓力為10～90KPa時，羅茨真空泵啟動幫助干式真空泵繼續(xù)抽真空，再生時間達(dá)到10～15分鐘后或根據(jù)正在進(jìn)行再生的左吸附罐內(nèi)的壓力達(dá)到1～15KPa時，平衡吹掃閥門打開，對左吸附罐補(bǔ)入右吸附罐加熱過的潔凈尾氣，使活性炭再生更加徹底，平衡吹掃閥門打開1～3分鐘后，真空泵停止抽氣，同時真空左閥門關(guān)閉，平衡吹掃閥門繼續(xù)打開補(bǔ)氣，使抽完真空的左吸附罐內(nèi)的壓力逐漸恢復(fù)常壓后關(guān)閉或左右吸附罐切換時關(guān)閉，以待下次與右吸附罐的交替運行；

步驟C：經(jīng)過羅茨真空泵抽真空后的高濃度脫附氣輸送至干式真空泵，干式真空泵抽出的高濃度脫附氣經(jīng)一級油氣冷凝器預(yù)冷卻后，少部分油氣冷凝，未冷凝的氣體部分進(jìn)入主要起冷凝作用的二級油氣冷凝器，并在其中使溫度降至-50～-20℃，剩余部分未冷凝的油氣經(jīng)三級油氣冷凝器后，未冷凝的極少部分不凝性氣體與入口新鮮的油氣混合，參與再次循環(huán)。

進(jìn)一步的，還包括以下步驟：

待一級油氣冷凝器、二級油氣冷凝器和/或三級油氣冷凝器中至少一個油氣冷凝器結(jié)霜需除霜時，油氣進(jìn)口停止輸入新鮮油氣，連接在一級油氣冷凝器兩端的一級制冷機(jī)組啟動熱氟沖霜程序，同時，連接在二級油氣冷凝器兩端的載冷系統(tǒng)中的二級制冷機(jī)組和載冷劑循環(huán)泵以及連接在三級油氣冷凝器兩端的三級制冷機(jī)組停止運行，且確保二級油氣冷凝器內(nèi)未充滿低溫載冷劑；

當(dāng)除霜排氣左閥門位于左吸附罐上時，左吸附罐上的除霜排氣左閥門或右吸附罐上的出油氣右閥門打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵輸送入一級油氣冷凝器加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器和三級油氣冷凝器，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)出油氣右閥門或除霜排氣左閥門排出；

當(dāng)除霜排氣右閥門位于右吸附罐上時，右吸附罐上的除霜排氣右閥門或左吸附罐上的出油氣左閥門打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵輸送入一級油氣冷凝器加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器和三級油氣冷凝器，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)出油氣左閥門或除霜排氣右閥門排出；

當(dāng)除霜排氣左閥門位于左吸附罐上、除霜排氣右閥門位于右吸附罐上時，左吸附罐上的除霜排氣左閥門或右吸附罐上的除霜排氣右閥門打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵輸送入一級油氣冷凝器加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器和三級油氣冷凝器，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)除霜排氣右閥門或除霜排氣左閥門排出。

進(jìn)一步的，在步驟1或步驟A中，在第一吸附劑或第二吸附劑吸附放熱時，油氣被攔截，剩余潔凈氣體帶走部分吸附熱并排出左吸附罐或右吸附罐，剩下部分的吸附熱通過氣體的對流傳熱作用和吸附劑的導(dǎo)熱作用傳遞給充填在中空的左換熱管或右換熱管內(nèi)的蓄能物質(zhì)，蓄能物質(zhì)吸熱液化，蓄能物質(zhì)液化時在溫度基本不變的情況下吸收大量的熱，使吸附時不致超溫。

進(jìn)一步的，所述蓄能物質(zhì)采用六水氯化鈣、五水合硫代硫酸鈉、三水合醋酸鈉、磷酸氫二鈉、乙酸或?qū)Χ妆?，其結(jié)晶點比所使用的環(huán)境溫度高3～20℃。

進(jìn)一步的，在步驟2或步驟B中，吸附再生20分鐘后，采用真空脫附使第一吸附劑或第二吸附劑再生，再生時，溫度逐漸降低至蓄能物質(zhì)結(jié)晶點，蓄能物質(zhì)開始相變放出大量的熱，使再生更易進(jìn)行，同時使吸附質(zhì)不致在低溫下結(jié)晶，保護(hù)第一吸附劑或第二吸附劑的微孔結(jié)構(gòu)；在再生的最后階段，真空泵使左吸附罐或右吸附罐內(nèi)壓力降低至1～15KPa，緩慢打開平衡吹掃閥門或除霜排氣閥門，引入部分低溫的新鮮空氣吹掃吸附劑及蓄能物質(zhì)，確保再生完全和確保蓄能物質(zhì)全部相變結(jié)晶。

進(jìn)一步的，在步驟2或步驟B中，所述羅茨真空泵通過變頻器控制，使其啟動時不會過載，所述羅茨真空泵的啟動壓力為10～90KPa；所述干式真空泵采用變頻器控制，用以控制油氣流量。

進(jìn)一步的，在步驟3或步驟C中，所述一級油氣冷凝器由通過密閉管線連接于其兩端的一級制冷機(jī)組提供冷量并控制油氣溫度在-20～+30℃。

進(jìn)一步的，在步驟3或步驟C中，所述二級油氣冷凝器由載冷系統(tǒng)通過載冷劑循環(huán)泵提供冷量，所述載冷系統(tǒng)由所述二級制冷機(jī)組提供冷量，在第一次啟動設(shè)備前，需先將所述載冷系統(tǒng)的溫度降至-50～-20℃，絕大部分揮發(fā)性有機(jī)物在所述二級油氣冷凝器內(nèi)相變冷凝，且由于所述載冷系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有蓄冷式載冷箱，可以瞬間提供較大冷量，使高濃度油氣在此相變冷凝。

進(jìn)一步的，在步驟3或步驟C中，所述三級油氣冷凝器由通過密閉管線連接于其兩端的三級復(fù)疊式制冷機(jī)組提供冷量并控制油氣溫度在-80～-50℃。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：

(1)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置與傳統(tǒng)的先冷凝、后吸附的油氣回收裝置相比，只有其能耗的40％，極大的節(jié)約了能耗；與傳統(tǒng)的吸附結(jié)合吸收式油氣回收裝置相比，節(jié)約了吸收劑管線的投資，將傳統(tǒng)工藝需要現(xiàn)場施工的部分變成了廠內(nèi)成套，節(jié)約了現(xiàn)場施工時間，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性。

(2)本發(fā)明通過羅茨真空泵+干式真空泵的搭配，增加了脫附的后期階段的抽速，提高了系統(tǒng)達(dá)到較高真空的時間，從而減小了前級干式真空泵的大小，節(jié)約了投資成本。此外，通過羅茨真空泵+干式真空泵與二級載冷系統(tǒng)的搭配，解決了吸附+冷凝工藝用于高濃度油氣時，真空泵抽速與冷量難以匹配的問題。

(3)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中通過平衡吹掃閥的設(shè)置，利用了自身的吸附熱，不必再引入其他加熱的惰性氣體，節(jié)省了惰性氣體消耗，也節(jié)約了熱能。

(4)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中采用兩組并列設(shè)置的吸附罐，兩組吸附罐交替用于吸附和解析處理，提高了油氣回收效率。

(5)本發(fā)明采用吸附和冷凝的工藝組合，既提高了油氣處理效率，又降低了裝置能量消耗。且利用三級分步冷凝，使得高沸點與低沸點的有機(jī)物相互分離，提高了所回收有機(jī)物的濃度。此外，對于經(jīng)處理后的少量不凝氣體，通過油氣進(jìn)口與新鮮的油氣混合進(jìn)行二次吸附，保證了全過程沒有超標(biāo)的尾氣排放。

(6)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中羅茨真空泵和/或干式真空泵等多處設(shè)備采用變頻控制，有效減少了能耗。

(7)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中所有部件都可使用常規(guī)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作；占用空間少，安全可靠，工藝簡單，易于實施，回收效果好，特別適用于油氣的深度回收處理，可靠性強(qiáng)，回收效率高，在同等回收條件下，本發(fā)明較之傳統(tǒng)的油氣回收裝置，能耗低，處理效率高。

(8)本發(fā)明在深度冷凝之前先進(jìn)行吸附從而將空氣排掉，可大大減少因?qū)諝夂涂諝庵械乃诌M(jìn)行深度制冷而浪費的能耗。通過先吸附的方式，有效攔截了VOC，而空氣和空氣中的大部分水分得以排除，不至于像先冷凝、后吸附的工藝那樣不到幾小時就需要除霜。

(9)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的油氣回收率可達(dá)99％左右，尾氣排放濃度小于120mg/m³，達(dá)到國家最新標(biāo)準(zhǔn)要求，可有效防止收發(fā)油品時向大氣中排放油氣，降低了環(huán)境污染和火災(zāi)爆炸的隱患，給用戶帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。

(10)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中增加了翅片管的設(shè)計，強(qiáng)化了與熱氣流的熱交換，使吸附溫升能夠有效地傳遞到蓄能物質(zhì)內(nèi)。且由于內(nèi)部布設(shè)有較多翅片管，增強(qiáng)了被吸附氣流的擾動，使吸附劑徑向的吸附更加均勻，吸附罐中心和吸附罐邊緣吸附的吸附質(zhì)接近一致，提高了吸附劑的利用率。

(11)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中的翅片管內(nèi)充填了蓄能物質(zhì)，蓄能物質(zhì)具有相對于顯熱大得多的相變熱，相比于吸附罐內(nèi)部設(shè)置冷卻盤管，采用不會相變的冷卻水或其他循環(huán)的液體介質(zhì)的工藝，減少了所需盤管的體積，使現(xiàn)場設(shè)備更少，更加節(jié)約投資；無循環(huán)泵、切換閥門等動設(shè)備，運行更加穩(wěn)定。此外，由于增加了相變蓄能物質(zhì)，使吸附時溫度控制在蓄能物質(zhì)的相變點附近，增加了吸附工藝的安全性。且由于相變蓄能物質(zhì)單位吸熱量大，吸附罐內(nèi)部充填相變蓄能物質(zhì)，損失容積比小，大約只損失1.8％。

(12)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法與傳統(tǒng)的先冷凝、后吸附的吸附再生工藝相比，采用增加相變蓄能物質(zhì)防止吸附過熱的方法，使油氣能直接安全地被吸附攔截，脫附的高濃度油氣直接被冷凝，節(jié)約了冷凝時的能耗。增加了相變蓄能物質(zhì)，使吸附時溫度控制在蓄能物質(zhì)的相變點附近，增加了吸附工藝的安全性。

(13)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法中在吸附時蓄熱，減小了吸附劑的溫升，由于吸附容量與吸附溫度成反比例關(guān)系，相應(yīng)地使吸附劑的吸附容量得以增大。

(14)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法中吸附時蓄熱，減小了吸附劑的溫升，由于吸附容量與吸附溫度成反比例關(guān)系，相應(yīng)地使吸附劑的吸附容量得以增大。由于減壓脫附過程是個吸熱過程，脫附時，蓄熱物質(zhì)相變放熱，穩(wěn)定了脫附過程的溫度，減小了由于脫附降溫導(dǎo)致吸附質(zhì)結(jié)晶從而使吸附劑中毒的風(fēng)險，脫附溫度維持在蓄能物質(zhì)的較高相變溫度下，也使得脫附更容易，吸附劑再生更加徹底。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中：

圖1是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的第一整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的第二整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的第三整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的第四整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的第五整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中的左吸附罐(右吸附罐)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中的左吸附罐(右吸附罐)的A-A向示意圖；

圖8是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中的左吸附罐(右吸附罐)的B-B向示意圖；

圖9是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法的第一流程示意圖；

圖10是本發(fā)明中一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法的第二流程示意圖。

【主要符號說明】

1-羅茨真空泵；

2-干式真空泵；

3-一級油氣冷凝器；

4-二級油氣冷凝器；

5-三級油氣冷凝器；

6-進(jìn)油氣左閥門；

7-進(jìn)油氣右閥門；

8-真空左閥門；

9-真空右閥門；

10-平衡吹掃閥門；

11-除霜排氣閥門；

12-出油氣左閥門；

13-出油氣右閥門；

14-左吸附罐；

141-左吸附罐本體；

142-左換熱管；

15-右吸附罐；

151-右吸附罐本體；

152-右換熱管；

16-一級制冷機(jī)組；

17-蓄冷箱；

18-載冷劑循環(huán)泵；

19-二級制冷機(jī)組；

191-二級制冷機(jī)組的蒸發(fā)器；

20-三級復(fù)疊式制冷機(jī)組；

21-止回閥；

22-除霜排氣左閥門；

23-除霜排氣右閥門；

24-支撐環(huán)。

具體實施方式

以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例一

如圖1-5所示，本發(fā)明公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置，包括油氣進(jìn)口、第一閥組、吸附罐組、第二閥組、潔凈氣排放口、真空泵組、一級油氣冷凝器3、二級油氣冷凝器4、三級油氣冷凝器5和止回閥21，其中：

所述第一閥組由位于所述吸附罐組下方的進(jìn)氣閥組和真空閥組并聯(lián)連接組成；

所述第二閥組由位于所述吸附罐組上方的排氣閥組和吹掃閥組并聯(lián)連接組成；

所述吹掃閥組、吸附罐組、真空閥組、真空泵組、一級油氣冷凝器3、二級油氣冷凝器4、三級油氣冷凝器5和止回閥21依次連接，且所述止回閥21再與所述油氣進(jìn)口連接；

所述油氣進(jìn)口與所述進(jìn)氣閥組、吸附罐組、排氣閥組和潔凈氣排放口依次連接；

所述吸附罐組內(nèi)充填有固液相變蓄能物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述吸附罐組包括并聯(lián)連接的左吸附罐14和右吸附罐15，所述左吸附罐14和右吸附罐15內(nèi)部對應(yīng)設(shè)置有呈中空結(jié)構(gòu)的左換熱管142和右換熱管152，所述左換熱管142和右換熱管152內(nèi)均充填有固液相變蓄能物質(zhì)。本實施例中采用兩組并列設(shè)置的吸附罐，兩組吸附罐交替用于吸附和解析處理，提高了油氣回收效率。優(yōu)選的，所述左吸附罐14和/或右吸附罐15可由若干個小吸附罐串聯(lián)或并聯(lián)組成。至少包括以下幾種情況：所述左吸附罐14由若干個小吸附罐串聯(lián)或并聯(lián)組成，2種情況；所述右吸附罐15可由若干個小吸附罐串聯(lián)或并聯(lián)組成，2種情況；所述左吸附罐14和右吸附罐15可由若干個小吸附罐串聯(lián)或并聯(lián)組成，2種情況。

繼續(xù)參考圖1-5，所述進(jìn)氣閥組由進(jìn)油氣左閥門6和進(jìn)油氣右閥門7并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐14和右吸附罐15的下部連接；

所述真空閥組由真空左閥門8和真空右閥門9并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐14和右吸附罐15的下部連接；

所述排氣閥組由出油氣左閥門12和出油氣右閥門13并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐14和右吸附罐15的上部連接。

進(jìn)一步的，所述吹掃閥組為一平衡吹掃閥門10，所述平衡吹掃閥門10的兩端分別與所述左吸附罐14和右吸附罐15的上部連接。

參加圖2，油氣回收裝置還包括除霜排氣左閥門22，所述除霜排氣左閥門22一端連接于所述出油氣左閥門12和平衡吹掃閥門10之間，且同時與所述左吸附罐14的上部連接，另一端連接大氣。

參加圖3，油氣回收裝置還包括除霜排氣右閥門23，所述除霜排氣右閥門23一端連接于所述出油氣右閥門13和平衡吹掃閥門10之間，且同時與所述右吸附罐15的上部連接，另一端連接大氣。

參加圖4，油氣回收裝置還包括除霜排氣左閥門22和除霜排氣右閥門23，其中：

所述除霜排氣左閥門22一端連接于所述出油氣左閥門12和平衡吹掃閥門10之間，且同時與所述左吸附罐14的上部連接，另一端連接大氣；

所述除霜排氣右閥門23一端連接于所述出油氣右閥門13和平衡吹掃閥門10之間，且同時與所述右吸附罐15的上部連接，另一端連接大氣。

參加圖5，所述吹掃閥組由平衡吹掃閥門10和除霜排氣閥門11并聯(lián)連接組成，并分別與所述左吸附罐14和右吸附罐15的上部連接；

所述平衡吹掃閥門10和除霜排氣閥門11之間開設(shè)有一解析氣入口，用于將外界潔凈氣和/或氮氣通過所述平衡吹掃閥門10和除霜排氣閥門11分別引入所述左吸附罐14和右吸附罐15中。實際設(shè)計中，所述平衡吹掃閥門10和除霜排氣閥門11的位置可以互換。

繼續(xù)參考圖1-5，油氣回收裝置還包括一級制冷機(jī)組16，所述一級制冷機(jī)組16通過密閉管線連接于所述一級油氣冷凝器3的兩端，用于提供所述一級油氣冷凝器3的冷量并控制油氣溫度在-20～+30℃。

油氣回收裝置進(jìn)一步包括載冷系統(tǒng)，所述載冷系統(tǒng)提供低溫載冷劑并通過密閉管線連接于所述二級油氣冷凝器4的兩端，用于提供所述二級油氣冷凝器4的冷量并控制油氣溫度在-50～-20℃。

本實施例中，所述載冷系統(tǒng)包括依次連接的蓄冷箱17、載冷劑循環(huán)泵18和二級制冷機(jī)組19，其中：

所述蓄冷箱17的出口與所述載冷劑循環(huán)泵18的入口相連，所述載冷劑循環(huán)泵18的出口與所述二級制冷機(jī)組中的蒸發(fā)器191入口相連，所述二級制冷機(jī)組中的蒸發(fā)器191出口與所述二級油氣冷凝器4中的載冷劑入口通道相連，所述二級油氣冷凝器4中的載冷劑通道出口與所述蓄冷箱17的入口相連。本實施例中，載冷系統(tǒng)為開式水循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)需要除霜時，二級油氣冷凝器4中的載冷劑能夠靠重力全部回流至所述蓄冷箱17中，減小除霜時的負(fù)荷。

油氣回收裝置還包括三級復(fù)疊式制冷機(jī)組20，所述三級復(fù)疊式制冷機(jī)組20通過密閉管線連接于所述三級油氣冷凝器5的兩端，用于提供所述三級油氣冷凝器5的冷量并控制油氣溫度在-80～-50℃。三級復(fù)疊式制冷機(jī)組20的制冷量非常小，只有極小部分輕組分在此相變。當(dāng)油氣組分中的輕組分含量較少時，此機(jī)組可以省略。

進(jìn)一步參考圖1-5以及圖6，所述左吸附罐14還包括左吸附罐本體141和第一吸附劑(未圖示)，所述右吸附罐15還包括右吸附罐本體151和第二吸附劑(未圖示)，其中：

所述第一吸附劑和第二吸附劑對應(yīng)充填于所述左吸附罐本體141和右吸附罐本體151的內(nèi)部；

所述左換熱管142固定連接于所述左吸附罐本體141內(nèi)部的上下兩端并穿設(shè)于所述第一吸附劑之間；

所述右換熱管152固定連接于所述右吸附罐本體152內(nèi)部的上下兩端并穿設(shè)于所述第二吸附劑之間。

進(jìn)一步參考圖7和8，所述左換熱管142和/或右換熱管152外設(shè)置有翅片，所述翅片采用鋁、銅或不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)熱材料。本實施例中，所述左換熱管142和/或右換熱管152采用多層翅片管，由一層橫向排列的翅片管和一層縱向排列的翅片管交替設(shè)置組成，使得每層翅片管的翅片平行于氣流方向，且每層翅片管之間的間距在100-500mm之間。

如圖7和8所示，所述左吸附罐14和右吸附罐15還包括若干支撐環(huán)24，若干所述支撐環(huán)24設(shè)置于所述左吸附罐本體141和/或右吸附罐本體151的內(nèi)壁上，所述翅片管焊接或卡接于所述支撐環(huán)24上。本實施例中，所述支撐環(huán)24還有防止未經(jīng)活性炭吸附的氣流直接從所述左吸附罐本體141和/或右吸附罐本體151內(nèi)壁壁面“短路”直接穿到排氣口的作用。一實施例中，各橫向排列的翅片管和/或各縱向排列的翅片管之間的間距相等。優(yōu)選的，由于所述左吸附罐本體141和/或右吸附罐本體151內(nèi)部活性炭具有中心量多外圍量少的特點，各翅片管宜采用中間密集外圍疏松的布局，即靠近所述左吸附罐本體141和/或右吸附罐本體151內(nèi)壁的區(qū)域采取密集布置，靠近所述左吸附罐本體141和/或右吸附罐本體151中心的區(qū)域采取疏松布置。

優(yōu)選實施例中，所述左換熱管142和右換熱管152內(nèi)充填有10～70℃區(qū)間產(chǎn)生固液相變的蓄能物質(zhì)。其中，所述蓄能物質(zhì)采用六水氯化鈣、五水合硫代硫酸鈉、三水合醋酸鈉、磷酸氫二鈉、乙酸或?qū)Χ妆?，其結(jié)晶點比所使用的環(huán)境溫度高3～20℃。進(jìn)一步的，所述蓄能物質(zhì)包括增稠劑和成核劑，所述增稠劑采用明膠、羧甲基纖維素或水溶性石蠟，所述成核劑采用水合氯化鍶或四硼酸鈉。當(dāng)所述蓄能物質(zhì)采用六水氯化鈣時，所述成核劑采用1％～5％的水合氯化鍶或1％～5％的四硼酸鈉，成核劑的選擇原則是兩者晶格常數(shù)相差在15％以內(nèi)。

充填和密閉蓄能物質(zhì)時，所述左換熱管142和右換熱管152內(nèi)留有1～20％左右的氣相空間，用于給蓄能物質(zhì)固液相變時體積變化留出足夠余量。這種特殊設(shè)計的吸附罐在使用時，由于吸附脫附是在較短時間內(nèi)的交替進(jìn)行，而吸附是放熱過程，在吸附劑吸附油氣時，蓄能物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)，控制吸附劑溫度不致超溫，使吸附過程更加安全，同時使吸附劑溫升減小，增大了吸附劑的吸附容量。由于吸附劑再生時，特別是真空脫附時，吸附質(zhì)的揮發(fā)使自身溫度和吸附劑溫度降低，對于苯等高熔點物質(zhì)，由于苯蒸汽的揮發(fā)吸熱，使吸附到吸附劑空隙內(nèi)的苯結(jié)晶，從而破壞了吸附劑的空隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致吸附劑“中毒”失效。而像本發(fā)明中填充有10～70℃的相變蓄能物質(zhì)，吸附劑再生特別是真空脫附再生時，相變蓄能物質(zhì)放熱，維持了吸附劑再生時的溫度，使得吸附質(zhì)更易揮發(fā)，吸附劑再生更加徹底。

本實施例中，所述真空泵組包括串聯(lián)連接的羅茨真空泵1和干式真空泵2，所述羅茨真空泵1一端連接于所述真空左閥門8和真空右閥門9之間，所述干式真空泵2一端與所述一級油氣冷凝器3連接。優(yōu)選的，所述干式真空泵2為干式螺桿真空泵、干式渦旋真空泵、干式旋片真空泵、爪型干式真空泵或氣冷式羅茨真空泵，所述羅茨真空泵1為氣冷式羅茨真空泵。

進(jìn)一步的，油氣回收裝置還包括第一變頻器(未圖示)和第二變頻器(未圖示)，其中：所述第一變頻器與所述羅茨真空泵1連接，用于控制所述羅茨真空泵1使其啟動時不過載。所述第二變頻器與所述干式真空泵2連接，用于控制所述干式真空泵2的轉(zhuǎn)速。所述羅茨真空泵1和/或干式真空泵2等多處設(shè)備采用變頻控制，有效減少了能耗。

實施例二

如圖9所示，本發(fā)明還公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法，包括以下步驟：

步驟1：待處理油氣經(jīng)油氣進(jìn)口進(jìn)入，與從油氣冷凝系統(tǒng)(一級油氣冷凝器3、二級油氣冷凝器4和三級油氣冷凝器5)排出的極少量未冷凝油氣混合后，經(jīng)進(jìn)氣閥組進(jìn)入對應(yīng)活性炭吸附罐，油氣經(jīng)進(jìn)油氣左閥門6進(jìn)入左吸附罐14，并在左吸附罐14中被第一吸附劑吸附攔截，固液相變物質(zhì)通過翅片管吸收大量吸附熱使固液相變物質(zhì)由固體變成液體，穩(wěn)定吸附溫度，剩余潔凈尾氣被剩余的少量吸附熱升溫后經(jīng)出油氣左閥門12排入大氣，左吸附罐14吸附油氣的同時，右吸附罐15在再生，再生和吸附的交替時間為10～20分鐘；

步驟2：再生時間設(shè)定為20分鐘，右吸附罐15開始再生時，真空右閥門9打開，同時干式真空泵2啟動，待干式真空泵2運行1～5分鐘后或檢測到右吸附罐15的壓力為10～90KPa時，羅茨真空泵1啟動幫助干式真空泵2繼續(xù)抽真空，再生時間(抽真空時間)達(dá)到10～15分鐘后或根據(jù)正在進(jìn)行再生的右吸附罐15內(nèi)的壓力達(dá)到1～15KPa時，平衡吹掃閥門10打開(平衡吹掃閥門10為口徑較小的雙向流通閥門，以限制平衡氣流量)，對右吸附罐15補(bǔ)入左吸附罐14加熱過的潔凈尾氣，使活性炭再生更加徹底，平衡吹掃閥門10打開1～3分鐘后，真空泵停止抽氣，同時真空右閥門9關(guān)閉，平衡吹掃閥門10繼續(xù)打開補(bǔ)氣，使抽完真空的右吸附罐15內(nèi)的壓力逐漸恢復(fù)常壓后關(guān)閉或左右吸附罐切換時關(guān)閉，以待下次與左吸附罐14的交替運行；

步驟3：經(jīng)過羅茨真空泵1抽真空后的高濃度脫附氣輸送至干式真空泵2，干式真空泵2抽出的高濃度脫附氣經(jīng)一級油氣冷凝器3預(yù)冷卻后，少部分油氣冷凝，未冷凝的氣體部分進(jìn)入主要起冷凝作用的二級油氣冷凝器4，并在其中使溫度降至-50～-20℃，剩余部分未冷凝的油氣經(jīng)三級油氣冷凝器5后，未冷凝的極少部分不凝性氣體與入口新鮮的油氣混合，參與再次循環(huán)。

實施例三

如圖10所示，本發(fā)明另外公開了一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：待處理油氣經(jīng)油氣進(jìn)口進(jìn)入，與從油氣冷凝系統(tǒng)(一級油氣冷凝器3、二級油氣冷凝器4和三級油氣冷凝器5)排出的極少量未冷凝油氣混合后，經(jīng)進(jìn)氣閥組進(jìn)入對應(yīng)活性炭吸附罐，油氣經(jīng)進(jìn)油氣右閥門7進(jìn)入右吸附罐15，并在右吸附罐15中被第二吸附劑吸附攔截，固液相變物質(zhì)通過翅片管吸收大量吸附熱使固液相變物質(zhì)由固體變成液體，穩(wěn)定吸附溫度，剩余潔凈尾氣被剩余的少量吸附熱升溫后經(jīng)出油氣右閥門13排入大氣，右吸附罐15吸附油氣的同時，左吸附罐14在再生，再生和吸附的交替時間為10～20分鐘；

步驟B：再生時間設(shè)定為20分鐘，左吸附罐14開始再生時，真空左閥門8打開，同時干式真空泵2啟動，待干式真空泵2運行1～5分鐘后或檢測到左吸附罐14的壓力為10～90KPa時，羅茨真空泵1啟動幫助干式真空泵2繼續(xù)抽真空，再生時間(抽真空時間)達(dá)到10～15分鐘后或根據(jù)正在進(jìn)行再生的左吸附罐14內(nèi)的壓力達(dá)到1～15KPa時，平衡吹掃閥門10打開(平衡吹掃閥門10為口徑較小的雙向流通閥門，以限制平衡氣流量)，對左吸附罐14補(bǔ)入右吸附罐15加熱過的潔凈尾氣，使活性炭再生更加徹底，平衡吹掃閥門10打開1～3分鐘后，真空泵停止抽氣，同時真空左閥門8關(guān)閉，平衡吹掃閥門10繼續(xù)打開補(bǔ)氣，使抽完真空的左吸附罐14內(nèi)的壓力逐漸恢復(fù)常壓后關(guān)閉或左右吸附罐切換時關(guān)閉，以待下次與右吸附罐15的交替運行；

其中，在吸附罐再生脫附時，本實施例中的真空系統(tǒng)采用羅茨真空泵1與干式真空泵2的串聯(lián)組合真空機(jī)組，典型的配置為：干式真空泵2的大小與原吸附+吸收工藝的真空泵配置一樣大，加變頻器控制干式真空泵2的轉(zhuǎn)速以控制油氣流量，羅茨真空泵1也加變頻器使其啟動時不會過載。也可以將干式真空泵2配置得比正常吸附+吸收等工藝的真空泵抽速小一半左右，干式真空泵2不加變頻控制，而二級羅茨真空泵1加變頻控制使其啟動時不會過載或直接采用氣冷式羅茨真空泵。

本實施例中，在步驟2或步驟B中，所述羅茨真空泵1通過變頻器控制，使其啟動時不會過載，所述羅茨真空泵1的啟動壓力為10～90KPa。所述干式真空泵2采用變頻器控制，用以控制油氣流量。羅茨真空泵1配置抽速大小為干式真空泵2的2～5倍，脫附系統(tǒng)設(shè)計真空度為500Pa(A)～3KPa(A)，其中尤以1KPa(A)最佳。

通過以上步驟可以將高濃度脫附氣的最大負(fù)荷降低為傳統(tǒng)吸附+吸收工藝脫附氣最大負(fù)荷的一半以內(nèi)。

步驟C：經(jīng)過羅茨真空泵1抽真空后的高濃度脫附氣輸送至干式真空泵2，干式真空泵2抽出的高濃度脫附氣經(jīng)一級油氣冷凝器3預(yù)冷卻后，少部分油氣冷凝，未冷凝的氣體部分進(jìn)入主要起冷凝作用的二級油氣冷凝器4，并在其中使溫度降至-50～-20℃，剩余部分未冷凝的油氣經(jīng)三級油氣冷凝器5后，未冷凝的極少部分不凝性氣體與入口新鮮的油氣混合，參與再次循環(huán)。

進(jìn)一步的，油氣回收方法還包括以下步驟：

待一級油氣冷凝器3、二級油氣冷凝器4和/或三級油氣冷凝器5中至少一個油氣冷凝器結(jié)霜需除霜時，油氣進(jìn)口停止輸入新鮮油氣，連接在一級油氣冷凝器3兩端的一級制冷機(jī)組16啟動熱氟沖霜程序，同時，連接在二級油氣冷凝器4兩端的載冷系統(tǒng)中的二級制冷機(jī)組19和載冷劑循環(huán)泵18以及連接在三級油氣冷凝器5兩端的三級復(fù)疊式制冷機(jī)組20停止運行，且確保二級油氣冷凝器4內(nèi)未充滿低溫載冷劑；

當(dāng)除霜排氣左閥門22位于左吸附罐14上時，左吸附罐14上的除霜排氣左閥門22或右吸附罐15上的出油氣右閥門13打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵2輸送入一級油氣冷凝器3加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器4和三級油氣冷凝器5，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)出油氣右閥門13或除霜排氣左閥門22排出；

當(dāng)除霜排氣右閥門23位于右吸附罐15上時，右吸附罐15上的除霜排氣右閥門23或左吸附罐14上的出油氣左閥門12打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵2輸送入一級油氣冷凝器3加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器4和三級油氣冷凝器5，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)出油氣左閥門12或除霜排氣右閥門排出；

當(dāng)除霜排氣左閥門22位于左吸附罐14上、除霜排氣右閥門23位于右吸附罐15上時，左吸附罐14上的除霜排氣左閥門22或右吸附罐15上的除霜排氣右閥門23打開，吸入潔凈空氣或氮氣，潔凈空氣或氮氣經(jīng)干式真空泵2輸送入一級油氣冷凝器3加熱，加熱后的潔凈空氣或氮氣先后經(jīng)過二級油氣冷凝器4和三級油氣冷凝器5，使兩個油氣冷凝器加熱除霜，然后經(jīng)除霜排氣右閥門23或除霜排氣左閥門22排出。

進(jìn)一步的，在步驟1或步驟A中，在第一吸附劑或第二吸附劑吸附放熱時，油氣被攔截，剩余潔凈氣體帶走部分吸附熱并排出左吸附罐14或右吸附罐15，剩下部分的吸附熱通過氣體的對流傳熱作用和吸附劑的導(dǎo)熱作用傳遞給充填在中空的左換熱管142或右換熱管152內(nèi)的蓄能物質(zhì)，蓄能物質(zhì)吸熱液化，蓄能物質(zhì)液化時在溫度基本不變的情況下吸收大量的熱，使吸附時不致超溫。

其中，所述蓄能物質(zhì)采用六水氯化鈣、五水合硫代硫酸鈉、三水合醋酸鈉、磷酸氫二鈉、乙酸或?qū)Χ妆?，其結(jié)晶點比所使用的環(huán)境溫度高3～20℃。

進(jìn)一步的，在步驟2或步驟B中，吸附再生20分鐘后，采用真空脫附使第一吸附劑或第二吸附劑再生，再生時，溫度逐漸降低至蓄能物質(zhì)結(jié)晶點，蓄能物質(zhì)開始相變放出大量的熱，使再生更易進(jìn)行，同時使吸附質(zhì)不致在低溫下結(jié)晶，保護(hù)第一吸附劑或第二吸附劑的微孔結(jié)構(gòu)；在再生的最后階段，真空泵使左吸附罐14或右吸附罐15內(nèi)壓力降低至1～15KPa，緩慢打開平衡吹掃閥門10或除霜排氣閥門11，引入部分低溫的新鮮空氣吹掃吸附劑及蓄能物質(zhì)，確保再生完全和確保蓄能物質(zhì)全部相變結(jié)晶。

此外，在步驟2或步驟B中，所述羅茨真空泵1通過變頻器控制，使其啟動時不會過載，所述羅茨真空泵1的啟動壓力為10～90KPa；所述干式真空泵2采用變頻器控制，用以控制油氣流量。

具體的，在步驟3或步驟C中，所述一級油氣冷凝器3由通過密閉管線連接于其兩端的一級制冷機(jī)組16提供冷量并控制油氣溫度在-20～+30℃。所述二級油氣冷凝器4由載冷系統(tǒng)通過載冷劑循環(huán)泵18提供冷量，所述載冷系統(tǒng)由所述二級制冷機(jī)組19提供冷量，在第一次啟動設(shè)備前，需先將所述載冷系統(tǒng)的溫度降至-50～-20℃，絕大部分揮發(fā)性有機(jī)物在所述二級油氣冷凝器4內(nèi)相變冷凝，且由于所述載冷系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有蓄冷箱17，可以瞬間提供較大冷量，使高濃度油氣在此相變冷凝。通過實際運行和模擬計算可知，由以上方法選擇的真空泵機(jī)組約在5分鐘左右抽至50KPa(A)，也就是說，只要設(shè)計的蓄冷箱17滿足此5分鐘左右的升溫即可滿足制冷要求。通過二級制冷機(jī)組的蒸發(fā)器191設(shè)置在載冷劑循環(huán)泵18與二級油氣冷凝器4之間的結(jié)構(gòu)，使得載冷劑循環(huán)泵18每次泵出的載冷劑，都被二級制冷機(jī)組19再次制冷，使得送入二級油氣冷凝器4的載冷劑溫度比蓄冷箱17低3～5℃(根據(jù)設(shè)計泵流量和二級制冷機(jī)制冷量調(diào)節(jié))，強(qiáng)化了換熱效果。所述三級油氣冷凝器5由通過密閉管線連接于其兩端的三級復(fù)疊式制冷機(jī)組20提供冷量并控制油氣溫度在-80～-50℃。

運行實例一：

由于可再生的吸附一般為物理吸附，物理吸附的放熱一般為20kJ/mol，以油氣濃度1000g/Nm³，油氣的分子量大約為65g/mol，處理規(guī)模較大的1000Nm³/h油氣回收設(shè)備，20分鐘吸脫附交替為例計算：

吸附20分鐘以上參數(shù)的較高濃度油氣放出的吸附熱為，1000÷65X20X1/3＝102564.1kJ，以六水合氯化鈣的相變熱175kJ/kg，制作成金屬翅片管后的蓄能物質(zhì)有效裝填密度1600kg/m³計算：

則含金屬翅片管體積的六水合氯化鈣相變物質(zhì)需占用的容積為：102564.1÷175÷1600＝0.3663m³，1000Nm³/h規(guī)模的直接吸附式油氣回收其活性炭罐的充填容積至少為20m³，可以計算可知，由于此蓄能材料的加入，使吸附罐損失的容積為：0.3663÷20＝1.8％，蓄能物質(zhì)的經(jīng)濟(jì)性非常明顯。

運行實例二：

以1000Nm³/h吸附+冷凝汽油油氣回收處理設(shè)備為例，由于參與循環(huán)的再生氣極少，活性炭的裝填容量比吸附+吸收工藝小10％左右。

前級干式真空泵2選用800m³/h，羅茨真空泵1選用4000m³/h，真空系統(tǒng)投資約比直接選用干式真空泵(約需2000m³/h)低一半。

一級制冷機(jī)組16選用10HP高溫渦旋機(jī)，可在高溫段提供約40KW的制冷量，中低溫時提供約10KW左右的制冷量，除霜時提供約50KW的制熱量。

二級載冷劑循環(huán)泵18流量為40噸/小時，載冷劑采用乙二醇水溶液，其比熱容約為3kJ/kg·K。

二級制冷機(jī)組19選用100HP低溫螺桿機(jī)，帶經(jīng)濟(jì)器運行時在低溫段約能提供100KW制冷量。

三級制冷機(jī)組20選用5HP*2復(fù)疊式制冷機(jī)組，在低溫段大約提供1.5KW制冷量。

以上總體運行能耗大約為120KW，比采用-75℃冷凝+吸附工藝的汽油油氣回收設(shè)備節(jié)約了180KW(-75℃先冷凝后吸附的油氣回收工藝，其能耗約為0.3KW/Nm³)。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：

(1)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置與傳統(tǒng)的先冷凝、后吸附的油氣回收裝置相比，只有其能耗的40％，極大的節(jié)約了能耗；與傳統(tǒng)的吸附結(jié)合吸收式油氣回收裝置相比，節(jié)約了吸收劑管線的投資，將傳統(tǒng)工藝需要現(xiàn)場施工的部分變成了廠內(nèi)成套，節(jié)約了現(xiàn)場施工時間，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性。

(2)本發(fā)明通過羅茨真空泵+干式真空泵的搭配，增加了脫附的后期階段的抽速，提高了系統(tǒng)達(dá)到較高真空的時間，從而減小了前級干式真空泵的大小，節(jié)約了投資成本。此外，通過羅茨真空泵+干式真空泵與二級載冷系統(tǒng)的搭配，解決了吸附+冷凝工藝用于高濃度油氣時，真空泵抽速與冷量難以匹配的問題。

(3)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中通過平衡吹掃閥的設(shè)置，利用了自身的吸附熱，不必再引入其他加熱的惰性氣體，節(jié)省了惰性氣體消耗，也節(jié)約了熱能。

(4)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中采用2組并列設(shè)置的吸附罐，2組吸附罐交替用于吸附和解析處理，提高了油氣回收效率。

(5)本發(fā)明采用吸附和冷凝的工藝組合，既提高了油氣處理效率，又降低了裝置能量消耗。且利用三級分步冷凝，使得高沸點與低沸點的有機(jī)物相互分離，提高了所回收有機(jī)物的濃度。此外，對于經(jīng)處理后的少量不凝氣體，通過油氣進(jìn)口與新鮮的油氣混合進(jìn)行二次吸附，保證了全過程沒有超標(biāo)的尾氣排放。

(6)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中羅茨真空泵和/或干式真空泵等多處設(shè)備采用變頻控制，有效減少了能耗。

(7)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中所有部件都可使用常規(guī)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作；占用空間少，安全可靠，工藝簡單，易于實施，回收效果好，特別適用于油氣的深度回收處理，可靠性強(qiáng)，回收效率高，在同等回收條件下，本發(fā)明較之傳統(tǒng)的油氣回收裝置，能耗低，處理效率高。

(8)本發(fā)明在深度冷凝之前先進(jìn)行吸附從而將空氣排掉，可大大減少因?qū)諝夂涂諝庵械乃诌M(jìn)行深度制冷而浪費的能耗。通過先吸附的方式，有效攔截了VOC，而空氣和空氣中的大部分水分得以排除，不至于像先冷凝、后吸附的工藝那樣不到幾小時就需要除霜。

(9)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置的油氣回收率可達(dá)99％左右，尾氣排放濃度小于120mg/m³，達(dá)到國家最新標(biāo)準(zhǔn)要求，可有效防止收發(fā)油品時向大氣中排放油氣，降低了環(huán)境污染和火災(zāi)爆炸的隱患，給用戶帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。

(10)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中增加了翅片管的設(shè)計，強(qiáng)化了與熱氣流的熱交換，使吸附溫升能夠有效地傳遞到蓄能物質(zhì)內(nèi)。且由于內(nèi)部布設(shè)有較多翅片管，增強(qiáng)了被吸附氣流的擾動，使吸附劑徑向的吸附更加均勻，吸附罐中心和吸附罐邊緣吸附的吸附質(zhì)接近一致，提高了吸附劑的利用率。

(11)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收裝置中的翅片管內(nèi)充填了蓄能物質(zhì)，蓄能物質(zhì)具有相對于顯熱大得多的相變熱，相比于吸附罐內(nèi)部設(shè)置冷卻盤管，采用不會相變的冷卻水或其他循環(huán)的液體介質(zhì)的工藝，減少了所需盤管的體積，使現(xiàn)場設(shè)備更少，更加節(jié)約投資；無循環(huán)泵、切換閥門等動設(shè)備，運行更加穩(wěn)定。此外，由于增加了相變蓄能物質(zhì)，使吸附時溫度控制在蓄能物質(zhì)的相變點附近，增加了吸附工藝的安全性。且由于相變蓄能物質(zhì)單位吸熱量大，吸附罐內(nèi)部充填相變蓄能物質(zhì)，損失容積比小，大約只損失1.8％。

(12)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法與傳統(tǒng)的先冷凝、后吸附的吸附再生工藝相比，采用增加相變蓄能物質(zhì)防止吸附過熱的方法，使油氣能直接安全地被吸附攔截，脫附的高濃度油氣直接被冷凝，節(jié)約了冷凝時的能耗。增加了相變蓄能物質(zhì)，使吸附時溫度控制在蓄能物質(zhì)的相變點附近，增加了吸附工藝的安全性。

(13)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法中在吸附時蓄熱，減小了吸附劑的溫升，由于吸附容量與吸附溫度成反比例關(guān)系，相應(yīng)地使吸附劑的吸附容量得以增大。

(14)本發(fā)明一種有效防止吸附溫升的吸附冷凝式油氣回收方法中吸附時蓄熱，減小了吸附劑的溫升，由于吸附容量與吸附溫度成反比例關(guān)系，相應(yīng)地使吸附劑的吸附容量得以增大。由于減壓脫附過程是個吸熱過程，脫附時，蓄熱物質(zhì)相變放熱，穩(wěn)定了脫附過程的溫度，減小了由于脫附降溫導(dǎo)致吸附質(zhì)結(jié)晶從而使吸附劑中毒的風(fēng)險，脫附溫度維持在蓄能物質(zhì)的較高相變溫度下，也使得脫附更容易，吸附劑再生更加徹底。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。