兩級膜法油氣回收裝置及其回收方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，具體涉及一種兩級膜法油氣回收裝置及其回收方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國汽車保有量的不斷升高，成品油的消耗量迅速攀升，汽油在儲存、運輸及銷售過程中向大氣排放的有機氣體污染物逐步引起了人們的重視，2007年，國家環(huán)?？偩殖雠_了 GB20950《儲油庫大氣污染物排放標準》、GB20952《加油站大氣污染物排放標準》，要求所有的儲油庫、加油站在規(guī)定時間之前完成油氣回收改造。傳統(tǒng)的油氣回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法、冷凝法四種，單獨采用某種工藝往往無法達到較好的回收效果，因此，目前使用較為廣泛的工藝均為復合工藝，如:吸附-吸收法、膜分離-吸收法、冷凝-膜分離法等等。其中，吸附-吸收法以其簡單成熟的工藝、可靠的性能獲得了市場的廣泛認可，是目前應用最為廣泛的一種油氣回收工藝。但是，隨著近年來我國的大氣污染日益嚴重，各地的環(huán)保法規(guī)也日趨嚴苛，雖然吸附-吸收法能夠滿足現有的國標要求，但卻無法滿足更高的排放指標，達到更高的油氣回收率。
[0003]近年來，隨著氣體分離膜技術的不斷進步，膜分離法作為最為先進的一種油氣回收技術，市場占有率得到了穩(wěn)步地提升。膜分離法的基本原理為根據有機氣體和空氣在膜中的溶解與擴散速度不同，來實現有機氣體和空氣的分離。與傳統(tǒng)的吸附吸收法相比，膜分離法具有工藝簡單、占地面積小、投資費用低、運行維護較少、操作安全、沒有二次污染等優(yōu)點。
[0004]根據玻璃化轉化溫度Tg，氣體分離膜可分為橡膠態(tài)聚合物(Tg〈室溫)和玻璃態(tài)聚合物(Tg>室溫)兩大類，目前的膜法油氣回收工藝中，絕大部分采用的為橡膠態(tài)油氣分離膜，主要為PDMS (聚二甲基硅氧烷)和POMS (聚甲基辛基硅氧烷)兩種，在實際應用過程中，單純采用橡膠態(tài)膜分離工藝的裝置往往無法有效保證排放濃度達到國標要求，為了保證排放達標，往往還需要在后端增加小型的活性炭吸附裝置，由于活性炭需要定期真空解吸，且吸附過程中存在溫升，大大增加了工藝的復雜度和危險性，降低了設備的可靠性和易用性。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種兩級膜法油氣回收裝置及其回收方法，其通過將橡膠態(tài)膜組件和玻璃態(tài)膜組件并用，與傳統(tǒng)的膜分離油氣回收工藝相比，具有油氣排放濃度低，工藝可靠，性能穩(wěn)定等特點。
[0006]本發(fā)明的任務之一是提供一種兩級膜法油氣回收裝置。
[0007]一種兩級膜法油氣回收裝置，其包括橡膠態(tài)膜組件、玻璃態(tài)膜組件、真空泵一和真空泵二，所述橡膠態(tài)膜組件的入口端與油氣入口管道接通，其特征在于:所述橡膠態(tài)膜組件有兩個出口端，分別為橡膠態(tài)膜組件滲余側出口端和橡膠態(tài)膜組件滲透側出口端，所述橡膠態(tài)膜組件滲余側出口端通過管道與風機的進口端連接，所述風機的出口端與玻璃態(tài)膜組件的入口端連接，所述玻璃態(tài)膜組件的滲透側出口端與真空泵二連接，真空泵二后與外界連通，所述橡膠態(tài)膜組件的滲透側出口端通過管道與真空泵一連接，所述真空泵一連接有吸收塔或油罐，所述玻璃態(tài)膜組件的滲余側經管道連接至所述吸收塔或油罐。
[0008]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，上述油氣入口管道上設置有微壓傳感器。
[0009]本發(fā)明的任務之二是提供上述兩級膜法油氣回收裝置的回收方法，其包括以下步驟:
[0010]a、經過油氣入口管道向橡膠態(tài)膜組件的入口端通入油氣，油氣首先進入橡膠態(tài)膜組件，在真空泵一的作用下，部分油氣分子將優(yōu)先透過橡膠態(tài)膜組件而作為滲透側油氣，殘余的油氣分子將留在橡膠態(tài)膜組件的滲余側而作為滲余側油氣；
[0011]b、打開風機，在風機的作用下，橡膠態(tài)膜組件滲余側油氣進入玻璃態(tài)膜組件的入口端，開啟真空泵二進行抽真空，在真空泵二的作用下，橡膠態(tài)膜組件滲余側油氣中的小分子混合物將優(yōu)先進入所述玻璃態(tài)膜組件而進入滲透側，然后直接排放到外界，而油氣分子則留在玻璃態(tài)膜組件的滲余側；
[0012]C、橡膠態(tài)膜組件的滲透側油氣與玻璃態(tài)膜組件的滲余側油氣經各自連接的管道后匯集在一起，通入吸收塔或油罐內。
[0013]本發(fā)明所帶來的有益技術效果:
[0014]本發(fā)明通過橡膠態(tài)膜組件和玻璃態(tài)膜組件并用，省去了現有技術中在橡膠態(tài)膜組件后端的活性炭吸附裝置，聚合物材料通常有玻璃態(tài)、橡膠態(tài)和粘流態(tài)三種力學狀態(tài)，玻璃化轉變是玻璃態(tài)與橡膠態(tài)的轉變，聚合物處于玻璃態(tài)時自由體積達到最低值，鏈段運動被凍結，而聚合物處于橡膠態(tài)時自由體積增大，鏈段進入運動狀態(tài)。根據玻璃化轉化溫度Tg，氣體分離膜可分為橡膠態(tài)聚合物(Tg〈室溫)和玻璃態(tài)聚合物(Tg>室溫)兩大類，兩種膜分離氣體時控制因素各不相同；本發(fā)明采用橡膠態(tài)聚合物作為分離層的氣體分離膜溶解選擇性起主要作用，對油氣分子具有優(yōu)先透過性，其丙烷/氮氣的分離系數可達30左右；采用玻璃態(tài)聚合物作為分離層的氣體分離膜則剛好相反，其擴散選擇性占主要地位，對小體積惰性分子具有優(yōu)先透過性，其氮氣/丙烷的分離系數可達40左右。
[0015]與橡膠態(tài)膜相比，玻璃態(tài)膜具有更高的選擇性，能夠達到更好的油氣分離性能，同時壽命也更長。
[0016]本發(fā)明通過真空泵一的作用下，在橡膠態(tài)膜組件內形成一定的壓力差，可使?jié)B透側的高濃度油氣和空氣混合物與滲余側的低濃度油氣和空氣混合物分離，滲余側的低濃度油氣和空氣混合物再經玻璃態(tài)膜組件進行分離，本發(fā)明通過同時采用了橡膠態(tài)油氣回收膜組件和玻璃態(tài)油氣回收膜組件，將橡膠態(tài)油氣回收膜組件的高通量、低選擇性和玻璃態(tài)油氣回收膜的低通量、高選擇性結合在一起，起到了互補長短的作用，使得油氣回收工藝具有更高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠達到更低的排放指標，與傳統(tǒng)的橡膠態(tài)膜分離+活