屬于油氣回收與揮發(fā)性有機(jī)物治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

常用的油氣回收技術(shù)主要有吸附法和冷凝法。

吸附法是利用油氣-空氣混合物中各組分與吸附劑之間結(jié)合力強(qiáng)弱的性質(zhì)，使難吸附的空氣組分與易吸附的油氣組分分離，然后再將吸附劑吸附的油氣進(jìn)行液化回收的方法。

采用吸附法的油氣回收裝置由至少兩個(gè)吸附罐組成，一個(gè)處于吸附狀態(tài)，而另一個(gè)則進(jìn)行解吸再生，兩個(gè)吸附罐同時(shí)工作，依次交替進(jìn)行吸附-解吸，保證對(duì)源源不斷的油氣進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

吸附法具有以下特點(diǎn)：

①油氣回收率高，可以有效控制排放油氣濃度；

②有機(jī)烴組分不能直接回收，需要二級(jí)處理回收，真空抽出的氣體需要采用冷凝或吸收的方式再處理，而且采用冷凝方式再處理的，解吸氣中的c2、c3類烴組分不易被回收(需極低的冷凝溫度)，導(dǎo)致在系統(tǒng)內(nèi)一直循環(huán)。

③吸附法油氣回收技術(shù)更適合用在低濃度油氣吸附中，處理高濃度油氣時(shí)，易因較高的吸附熱產(chǎn)生不安全因素。

④吸附法通常作為集成技術(shù)的后端處理。

冷凝法是利用不同烴類物質(zhì)在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸汽壓的性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度的方式，使烴類組分凝結(jié)并從空氣中分離出來的方法。在冷凝過程中，被冷凝物質(zhì)僅發(fā)生物理相態(tài)變化，可直接回收利用。冷凝法理論上可以達(dá)到很高的凈化程度，但對(duì)排放指標(biāo)要求控制到10^-6量級(jí)(體積分?jǐn)?shù))時(shí)，操作費(fèi)用太高。

冷凝法具有如下特點(diǎn)：

①受外界溫度、壓力的影響小，也不受氣液比的影響，回收效果穩(wěn)定，特別適用于高溫、高濕、高濃度的場(chǎng)合；

②工作溫度皆低于油氣各成分之閃點(diǎn)，安全性好；

③工藝流程短，不需要其他中間步驟，易于維修和操作；

④裝置占地面積小，操作彈性大；

⑤在排放指標(biāo)較苛刻時(shí)，系統(tǒng)能耗大、投資成本高。

⑥冷凝法尤其適合應(yīng)用在集成工藝的前端。

冷凝與吸附的組合工藝不但能綜合集成冷凝法和吸附法的優(yōu)點(diǎn)，避免其各自缺點(diǎn)，還能改善系統(tǒng)運(yùn)行工況，既能保證達(dá)到嚴(yán)格的排放指標(biāo)，又能最大程度的回收油氣資源，是目前應(yīng)用較為廣泛的集成油氣回收與排放控制技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出的一種帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，該系統(tǒng)回收利用率高，減少資源浪費(fèi)和大氣污染，使用方法簡(jiǎn)單，易學(xué)易會(huì)。

一種帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)，包括凝液收集罐、壓力變送器、風(fēng)機(jī)、冷箱、制冷機(jī)組、吸附罐a、吸附罐b、真空泵、三相分離器、液位計(jì)、回液泵，所述凝液收集罐上端設(shè)有第一油氣出口，下端設(shè)有第一凝液排放口，所述第一油氣出口與壓力變送器、風(fēng)機(jī)、冷箱連通，所述第一凝液排放口與三相分離器的上端連通，所述冷箱上端設(shè)有第二油氣出口，下端設(shè)有第二凝液排放口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口，所述冷媒進(jìn)口和冷媒出口分別與制冷機(jī)組連通，所述吸附器a和吸附器b并聯(lián)后下端分別與第二油氣出口和真空泵相連，上端均有帶閥門的管道與大氣相通，所述吸附器a與第二油氣出口之間設(shè)有第一閥門，所述吸附器b與第二油氣出口之間設(shè)有第二閥門，所述真空泵上設(shè)有第三油氣出口，所述第三油氣出口與三相分離器的下端連通，所述三通分離器上端設(shè)有第四氣體出口，下端設(shè)有排水口和第三凝液排放口，所述第四氣體排放口與凝液收集罐的第一油氣出口連通，所述三相分離器內(nèi)底部設(shè)有氣體分布器和堰板，頂部設(shè)有整流填料和捕霧填料，所述氣體分布器與第三油氣出口相連，所述捕霧填料與第四氣體出口相連，所述堰板隔出的油相室內(nèi)側(cè)設(shè)有液位計(jì)。

作為改進(jìn)的是，所述堰板的高度占三相分離器高度的1/2～2/3。

進(jìn)一步改進(jìn)的是，所述堰板的高度占三相分離器高度的1/2。

作為改進(jìn)的是，所述液位計(jì)的測(cè)量范圍占三相分離器高度的2/3以上。

作為改進(jìn)的是，所述氣體分布器為h型管式氣體分布器。

上述帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)的運(yùn)行方法，油氣進(jìn)入凝液收集罐后，油氣中易凝組分或油氣中攜帶的小液滴沉降分離，經(jīng)第一凝液排放口排出進(jìn)入三相分離器；初步凈化的油氣經(jīng)壓力變送器檢測(cè)壓力后，超出設(shè)定的上限時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，低于設(shè)定的下限值，風(fēng)機(jī)停止；經(jīng)加壓后油氣進(jìn)入冷箱，制冷機(jī)組持續(xù)制冷，油氣在冷箱中降溫，液化溫度低于冷箱的溫度的烴類兩冷凝為液體從第二凝液排放口進(jìn)入三相分離器，未被冷凝的油氣從第二油氣出口進(jìn)入吸附器a或吸附器b的下端，經(jīng)過吸附器a或吸附器b吸附后的油氣直接排放進(jìn)入大氣，開啟真空泵，將吸附在吸附器a或吸附器b上的油氣解吸出來后，從下端進(jìn)入三相分離器的氣體分布器；來自凝液收集罐和冷箱的油水混合物進(jìn)入三相分離器的油水分離器，實(shí)現(xiàn)油水分層，當(dāng)油高于堰板時(shí)，油流入由堰板隔出的油室，當(dāng)油室液位高于液位計(jì)設(shè)定的上限時(shí)，啟動(dòng)回液泵將油外輸，油水分離室的水可從排水口排出，由于油水分離室內(nèi)保持有一定高度的液層，解吸氣被氣體分布器打散后均勻進(jìn)入三相分離器內(nèi)，穿過油水混合物，溶解于油水混合物的烴類被吸收，未被吸收的解吸氣進(jìn)入堰板隔出的氣室，經(jīng)過整流填料整流和捕霧填料去除小液滴后，經(jīng)第四氣體出口排出與凝液收集罐的第一油氣出口一起進(jìn)入系統(tǒng)再次循環(huán)。

有益效果：

本發(fā)明一種帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)使用吸附法和冷凝法對(duì)油氣進(jìn)行回收與排放，三相分離器通過堰板將內(nèi)部分為氣-水-油區(qū)域，使得液層具有油、水分離的性能，使油氣中水蒸氣冷凝形成的水與液態(tài)烴分離，從而使得油氣回收裝置外排的液態(tài)烴不含水，可直接回用。三相分離器內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得液層具有油、水分離的性能，使油氣中水蒸氣冷凝形成的水與液態(tài)烴分離，從而使得油氣回收裝置外排的液態(tài)烴不含水，可直接回用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1-凝液收集罐，2-壓力變送器，3-風(fēng)機(jī)，4-冷箱，5-制冷機(jī)組，6-吸附器a，7-吸附器b，8-真空泵，9-三相分離器，10-液位計(jì)，11-回液泵，12-第一油氣出口，13-第一凝液排放口，14-第二油氣出口，15-第二凝液排放口，16-冷媒進(jìn)口，17-冷媒出口，18-第一閥門，19-第二閥門，20-第四油氣出口，21-排水口，22-第三凝液排放口。

圖2為本發(fā)明三相分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中，23-堰板，24-氣體分布器，25-整流填料，26-捕霧填料，27-液位計(jì)。

圖3為本發(fā)明三相分離器的內(nèi)部分區(qū)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)，油氣進(jìn)入凝液收集罐后，油氣中易凝組分或油氣中攜帶的小液滴沉降分離，經(jīng)第一凝液排放口排出進(jìn)入三相分離器；初步凈化的油氣經(jīng)壓力變送器檢測(cè)壓力后，超出設(shè)定的上限時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，低于設(shè)定的下限值，風(fēng)機(jī)停止；經(jīng)加壓后油氣進(jìn)入冷箱，制冷機(jī)組持續(xù)制冷，油氣在冷箱中降溫，液化溫度低于冷箱的溫度的烴類兩冷凝為液體從第二凝液排放口進(jìn)入三相分離器，未被冷凝的油氣從第二油氣出口進(jìn)入吸附器a或吸附器b的下端，經(jīng)過吸附器a或吸附器b吸附后的油氣直接排放進(jìn)入大氣，開啟真空泵，將吸附在吸附器a或吸附器b上的油氣解吸出來后，從下端進(jìn)入三相分離器的氣體分布器；來自凝液收集罐和冷箱的油水混合物進(jìn)入三相分離器的油水分離器，實(shí)現(xiàn)油水分層，當(dāng)油高于堰板時(shí)，油流入由堰板隔出的油室，當(dāng)油室液位高于液位計(jì)設(shè)定的上限時(shí)，啟動(dòng)回液泵將油外輸，油水分離室的水可從排水口排出，由于油水分離室內(nèi)保持有一定高度的液層，解吸氣被氣體分布器打散后均勻進(jìn)入三相分離器內(nèi)，穿過油水混合物，溶解于油水混合物的烴類被吸收，未被吸收的解吸氣進(jìn)入堰板隔出的氣室，經(jīng)過整流填料整流和捕霧填料去除小液滴后，經(jīng)第四氣體出口排出與凝液收集罐的第一油氣出口一起進(jìn)入系統(tǒng)再次循環(huán)。

所述液位計(jì)為磁翻板液位計(jì)；所述堰板的高度占三相分離器高度的1/2，堰板的存在，將三相分離器的內(nèi)部分成如圖3所示的區(qū)域；所述液位計(jì)的測(cè)量范圍占三相分離器高度的2/3以上；所述氣體分布器為h型管式氣體分布器。

上述帶有三相分離器的油氣回收與排放控制系統(tǒng)的運(yùn)行方法，油氣進(jìn)入凝液收集罐后，油氣中易凝組分或油氣中攜帶的小液滴沉降分離，經(jīng)第一凝液排放口排出進(jìn)入三相分離器；初步凈化的油氣經(jīng)壓力變送器檢測(cè)壓力后，超出設(shè)定的上限時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，低于設(shè)定的下限值，風(fēng)機(jī)停止；經(jīng)加壓后油氣進(jìn)入冷箱，制冷機(jī)組持續(xù)制冷，油氣在冷箱中降溫，液化溫度低于冷箱的溫度的烴類兩冷凝為液體從第二凝液排放口進(jìn)入三相分離器，未被冷凝的油氣從第二油氣出口進(jìn)入吸附器a或吸附器b的下端，經(jīng)過吸附器a或吸附器b吸附后的油氣直接排放進(jìn)入大氣，開啟真空泵，將吸附在吸附器a或吸附器b上的油氣解吸出來后，從下端進(jìn)入三相分離器的氣體分布器；來自凝液收集罐和冷箱的油水混合物進(jìn)入三相分離器的油水分離器，實(shí)現(xiàn)油水分層，當(dāng)油高于堰板時(shí)，油流入由堰板隔出的油室，當(dāng)油室液位高于液位計(jì)設(shè)定的上限時(shí)，啟動(dòng)回液泵將油外輸，油水分離室的水可從排水口排出，由于油水分離室內(nèi)保持有一定高度的液層，解吸氣被氣體分布器打散后均勻進(jìn)入三相分離器內(nèi)，穿過油水混合物，溶解于油水混合物的烴類被吸收，未被吸收的解吸氣進(jìn)入堰板隔出的氣室，經(jīng)過整流填料整流和捕霧填料去除小液滴后，經(jīng)第四氣體出口排出與凝液收集罐的第一油氣出口一起進(jìn)入系統(tǒng)再次循環(huán)。

實(shí)施例2

用實(shí)施例1的控制系統(tǒng)處理油氣，具體步驟如下，結(jié)果如下所示。

以含汽油類蒸汽20％(v/v)的油氣為例，300nm³/h油氣進(jìn)入實(shí)施例1的控制系統(tǒng)中，約2％(1.2nm³/h)的易凝組分在凝液收集罐液化進(jìn)入三相分離器，剩余油氣在經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入冷箱，冷卻至-70℃，約80％(48nm³/h)的烴類組分被冷凝液化，進(jìn)入三相分離器，冷凝余氣離開冷箱進(jìn)入吸附器a中，此時(shí)關(guān)閉吸附器b，當(dāng)吸附器a吸附飽和后，關(guān)閉吸附器a下端的進(jìn)口，開啟吸附器b，約15％(9nm³/h)的烴類組分被吸附，吸附飽和的吸附罐被真空泵以80m³/h的速率抽真空解吸，解吸氣進(jìn)入三相分離器油水分離室底部，經(jīng)過液相層洗滌、吸收，進(jìn)入氣相室，余氣再進(jìn)入冷凝系統(tǒng)進(jìn)入下一輪回收操作。

由于汽油油氣中含有大量的c2、c3類組分，而c2、c3類組分在-70℃仍不會(huì)被完全冷凝，如果沒有三相分離器液相層的洗滌、吸收，未被冷凝的c2、c3類組分便會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)無限循環(huán)，導(dǎo)致活性炭吸附罐解吸時(shí)間越來越長(zhǎng)，直至不能被完全解吸，系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

設(shè)置了三相分離器后，未被冷凝的c2、c3類組分會(huì)在解吸后被液相層洗滌、吸收，實(shí)現(xiàn)油氣回收系統(tǒng)的長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施操作做了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。