專利名稱:加油站油氣回收的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域：
，特指一種采用“冷凝”和“吸附”復(fù)合工藝的加油站油氣回收的方法和裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)外先進(jìn)國(guó)家從20世紀(jì)80年代起對(duì)加油站油氣污染進(jìn)行了控制。在高效、便宜、小型化加油站油氣回收設(shè)備尚未開(kāi)發(fā)出之前，國(guó)內(nèi)也有實(shí)施汽車罐車密閉卸油及油氣返回罐車的油氣回收方案。作為第一階段的油氣回收方案，可在一定程度上解決罐車卸油時(shí)油氣回收問(wèn)題。但此時(shí)要將罐車改造，增加了大量罐車改造成本，而且充滿油氣的罐車在市內(nèi)流動(dòng)，給整個(gè)城市帶來(lái)了安全和環(huán)境污染隱患。另外，加油過(guò)程油氣不回收，加油站所謂的“油氣回收”，象征意義大于實(shí)際意義。國(guó)內(nèi)也有加油站示范投建進(jìn)口油氣回收系統(tǒng)，但高昂的設(shè)備成本無(wú)法在國(guó)內(nèi)推廣，且技術(shù)及使用壽命也存在一定的問(wèn)題。
油氣回收處理，第一關(guān)鍵技術(shù)在于怎樣分離油氣和空氣。目前，油氣與空氣的分離回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等。各種油氣回收都具有優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。吸收法油氣回收方法通過(guò)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。故吸收法對(duì)于處理高濃度、大流量的油氣有明顯的優(yōu)勢(shì)，回收效果的好壞主要取決于吸收劑。如要控制吸收法回收系統(tǒng)尾氣中油氣濃度在很低的水平，吸收塔的高度可能很高，從而增加了投資及運(yùn)行費(fèi)用。吸附法有利于控制回收系統(tǒng)尾氣中油氣濃度在很低的水平，但其存在吸附熱明顯、解吸較難、達(dá)到吸附平衡時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題，故特別適合于回收低濃度、小流量的油氣，并宜作為某些組合工藝的后續(xù)處理。吸附法回收高濃度油氣或其它VOC，尤其用于回收酮類、酯類、醇類及不飽和烴時(shí)，可能會(huì)發(fā)生活性炭層劣化(炭化)甚至著火。冷凝法簡(jiǎn)單，可直接回收到油品，對(duì)于處理高濃度、中流量的油氣有明顯的優(yōu)勢(shì)。但單純的冷凝法冷凝溫度要低于-70℃以下，才可保證回收率達(dá)到90％左右，相應(yīng)地制冷系統(tǒng)較復(fù)雜。同時(shí)，還要用耐低溫材料及增加保溫、除霜等環(huán)節(jié)，投資成本和運(yùn)行費(fèi)用都較高。膜分離法油氣回收技術(shù)作為一門(mén)新技術(shù)，正處于研究開(kāi)發(fā)中，尤其對(duì)高性能的膜材料開(kāi)發(fā)研制。目前，國(guó)內(nèi)外有用有機(jī)膜來(lái)分離回收VOC，但膜使用壽命較短，投資及運(yùn)行費(fèi)用較大。
油氣回收裝置進(jìn)口油氣含量由生產(chǎn)實(shí)際決定，因此宜選取合適的出口油氣濃度和回收率。如果出口濃度選得太低，雖然回收率略有提高，但對(duì)設(shè)備性能要求變得非常嚴(yán)格，設(shè)備投資也急劇上升，綜合經(jīng)濟(jì)效益反而下降。從長(zhǎng)期的研究結(jié)果來(lái)看，單一方法的先進(jìn)的回收系統(tǒng)的回收率一般為大于95％。如果應(yīng)環(huán)保指標(biāo)的要求，要進(jìn)一步降低出口濃度，就應(yīng)采用不同回收方法相結(jié)合的集成技術(shù)，以取得優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)投資成本還不能劇增。
根據(jù)本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)檢索了國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)有專利“加油站密閉加油回收油氣的裝置和方法”(申請(qǐng)?zhí)?0124339.X)采用了加油站密閉加油回收油氣的裝置和方法，或用單一回收方法回收加油過(guò)程產(chǎn)生的油氣的相關(guān)專利，如“冷凝式油氣回收裝置”(專利號(hào)200320102333.2)、“人工制冷油氣回收設(shè)備”(專利號(hào)01210316.0)，但尚未見(jiàn)有公開(kāi)發(fā)表的與本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)密切相關(guān)的采取“非嚴(yán)密閉、自吸返回油氣”的油氣收集方法以及先采用“冷凝”回收、后僅用1個(gè)吸附筒“吸附”回收油氣的復(fù)合工藝應(yīng)用于加油站油氣回收的報(bào)道，而且已知的加油站油氣回收的專利和報(bào)道的技術(shù)指標(biāo)也低于本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、小型化、自動(dòng)化程度高的加油站油氣回收的方法及裝置，基本解決加油站內(nèi)地下油罐收油及汽車加油時(shí)排放的油氣回收問(wèn)題，并且不會(huì)再生三廢(廢水、廢氣、廢渣)排放。本發(fā)明全面考慮加油站地下臥式油罐收油及向汽車加油時(shí)排放的油氣回收問(wèn)題。其油氣來(lái)自汽油，而且還可以來(lái)自柴油等油品。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為加油站油氣回收過(guò)程由3個(gè)連續(xù)的環(huán)節(jié)組成，即為“油氣收集段”→“油氣低溫冷凝回收段”→“油氣深度吸附回收段”，具體為(1)“油氣收集段”包括兩個(gè)部分其一，地下油罐收油時(shí)排放出來(lái)的油氣經(jīng)油氣回收集氣管直接引入冷凝室；其二，利用加油機(jī)的自吸自封式加油槍，將加油時(shí)排放出來(lái)的油氣非嚴(yán)密閉、自吸返回到油氣回收集氣管后再被引入冷凝室，從而不影響加油機(jī)的正常加油作業(yè)。
(2)“油氣低溫冷凝回收段”中由油氣回收集氣管引入的油氣經(jīng)低溫冷凝室，80％左右的油氣被低溫冷凝回收?；厥盏囊簯B(tài)油品通過(guò)冷凝室下方的取油口單獨(dú)收集起來(lái)或直接打回原來(lái)油罐，含有少量油氣的尾氣進(jìn)入吸附筒而被深度吸附回收。由于回收到的油品品質(zhì)好，因此可單獨(dú)收集外賣。
(3)“油氣深度吸附回收段”中利用合適的吸附劑在吸附筒中吸附回收由冷凝室流出的尾氣中的油氣；當(dāng)吸附劑吸附飽和后，利用油氣吸附段自帶的真空設(shè)備來(lái)解吸吸附劑，從而使吸附劑能夠長(zhǎng)期使用。而解吸后出來(lái)的高濃度油氣再循環(huán)進(jìn)入油氣回收集氣管，其中部分油氣由于自身固有的氣/液相平衡關(guān)系，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)油品，并通過(guò)冷凝室下方的取油口單獨(dú)收集起來(lái)或直接打回原來(lái)油罐，而其余油氣再進(jìn)入低溫冷凝回收段，被低溫冷凝回收。
(4)吸附筒中未被吸附的空氣從排放口排入大氣。
本發(fā)明所述裝置包括依次相連的由油氣回收集氣管組成的油氣收集段、油氣低溫冷凝回收段、油氣深度吸附回收段以及尾氣排放口。
其中，“油氣回收集氣管”包括地下油罐收油時(shí)排放出來(lái)的油氣集氣管以及加油機(jī)加油時(shí)排放出來(lái)的油氣非嚴(yán)密閉、自吸返回到油氣集氣管，兩者進(jìn)“油氣低溫冷凝回收段”前合并在一起。
油氣低溫冷凝回收段包括冷凝室及其低溫冷凝機(jī)組。冷凝室與地下油罐相連通的油氣回收集氣管如現(xiàn)場(chǎng)需橫向布置時(shí)，應(yīng)坡向油罐，坡度可取3‰。
本發(fā)明所述“油氣深度吸附回收段”包括1個(gè)吸附筒和真空解吸設(shè)備，然而傳統(tǒng)的油氣吸附回收裝置一般都有2個(gè)及以上的吸附筒，因此可減少投資及運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，自帶吸附劑自解吸功能，即當(dāng)吸附劑吸附飽和后，利用真空設(shè)備進(jìn)行解吸。其中，吸附筒中的吸附劑為活性炭、活性炭纖維或其它適合吸附油氣組分的高效吸附劑；真空設(shè)備可為滑片式、旋片式真空泵，或其它適合抽真空的動(dòng)力設(shè)備。真空設(shè)備運(yùn)行可自動(dòng)或手動(dòng)操作，其解吸時(shí)間根據(jù)使用情況設(shè)定。
為防止外部的火源通過(guò)通氣管引入回收系統(tǒng)及油罐內(nèi)造成事故，尾氣排放口前安裝阻火器。
為進(jìn)一步提高加油站及回收設(shè)備的安全性，可在地下油罐與排放口之間連接一套液壓安全裝置。該裝置控制壓力根據(jù)需要可調(diào)；其密封液為油氣回收專用吸收劑AbsFOV-97，或其它難揮發(fā)、低凝點(diǎn)、油氣吸收性能好的石油制品(包括有機(jī)溶劑)。該裝置可用來(lái)監(jiān)控加油站埋地臥式油罐壓力波動(dòng)情況，并自動(dòng)保護(hù)油罐正壓/負(fù)壓在設(shè)定的范圍內(nèi)；同時(shí)，其密封液還可在一定程度上吸收一些油氣。
整個(gè)油氣回收設(shè)備設(shè)計(jì)為成套撬裝封閉箱式整機(jī)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、占地面積少。整機(jī)可實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化程度高，整機(jī)操作閥件很少。設(shè)備面板上設(shè)置控制按鈕及顯示儀表，機(jī)內(nèi)由電磁閥自動(dòng)或手動(dòng)控制，也可配備光電觸摸感應(yīng)面板提供舒適的就地控制界面?；厥赵O(shè)備與外部連接、內(nèi)部連接選用耐油導(dǎo)靜電金屬軟管，方便連接安裝。
采用先冷凝、后吸附復(fù)合工藝的加油站油氣回收系統(tǒng)，總回收率大于99.9％，尾氣油氣含量小于120mg/m3，應(yīng)用于年汽油、柴油加油量各5000噸的加油站，靜態(tài)投資回收期小于2.6年(滿負(fù)荷)，而且整機(jī)占地面積僅4m2，自控程度高。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明利用加油機(jī)的自吸自封式加油槍，非嚴(yán)密閉自吸引氣，不影響加油機(jī)的正常加油作業(yè)。
(2)集成應(yīng)用了冷凝、吸附回收復(fù)合工藝，提高了回收效率，降低了尾氣油氣含量，使得整套回收裝置的回收率大于99.9％，系統(tǒng)尾氣油氣含量小于120mg/m3。
(3)本發(fā)明僅利用1個(gè)吸附筒來(lái)吸附，帶有吸附劑自解吸功能，從而使吸附劑能夠長(zhǎng)期使用，又減少設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用。
(4)本發(fā)明設(shè)計(jì)為成套撬裝封閉箱式整機(jī)結(jié)構(gòu)，占地面積少，而且整機(jī)實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化程度高。
(5)本發(fā)明能基本杜絕加油站油罐收油及汽車加油時(shí)排放的油氣污染并回收有價(jià)值的資源，減少了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性，既節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境，利于人體健康，而且不會(huì)再生三廢。另外，本發(fā)明同時(shí)考慮回收汽油、柴油的油氣，可謂為加油站的“綠色革命”。本發(fā)明也可用于其它VOC回收。本發(fā)明特別適用但不局限于環(huán)保要求嚴(yán)格的城市加油站，還可適用于國(guó)內(nèi)外環(huán)保要求嚴(yán)格的各種石化、石油企業(yè)，如各種油庫(kù)、煉油廠等油氣污染場(chǎng)所。本發(fā)明社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
圖1為加油站油氣回收實(shí)施例示意圖。
1汽車，2自吸自封式加油槍，3加油機(jī)，4地下油罐，5汽車油罐車，6量油孔，7油氣集氣管，8球閥一，9球閥五，10取油口，11低溫冷凝機(jī)組，12冷凝室，13液壓安全裝置，14球閥三，15防爆電磁閥一，16排放口，17阻火器，18防爆電磁閥二，19吸附筒，20防爆電磁閥三，21球閥四，22球閥二，23單向閥，24除霧器，25真空設(shè)備
具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括汽車1、加油設(shè)備(包括加油機(jī)3和自吸自封式加油槍2)、儲(chǔ)油設(shè)備(包含地下油罐4及量油孔6)、汽車油罐車5、油氣集氣管7、球閥一8、球閥五9、取油口10、低溫冷凝機(jī)組11、冷凝室12、液壓安全裝置13(可選)、球閥三14、防爆電磁閥一15、排放口16、阻火器17、防爆電磁閥二18、吸附筒19、防爆電磁閥三20、球閥四21、球閥二22、單向閥23、除霧器24、真空設(shè)備25。
如圖1，各裝置連接描述如下(1)油氣集氣管7的油氣來(lái)自兩處(a)油品向汽車加油時(shí)產(chǎn)生的，即油品由地下油罐4通過(guò)加油機(jī)3向汽車1加油時(shí)，通過(guò)其非嚴(yán)密閉、自吸自封式加油槍2將油氣自吸至油氣集氣管7；(b)汽車油罐車5向地下油罐4卸油過(guò)程中的排放氣直接進(jìn)入油氣集氣管7；(2)油氣集氣管7經(jīng)由球閥一8與冷凝室12下部相連接；(3)冷凝室12下部設(shè)有球閥五9與取油口10相連接，從而回收到的油品可直接通過(guò)油氣集氣管7流回地下油罐4，或通過(guò)取油口10單獨(dú)收集起來(lái)。冷凝室12由低溫冷凝機(jī)組11提供冷媒。冷凝室12右側(cè)出口管線經(jīng)由防爆電磁閥三20與吸附筒19一端相連接；(4)來(lái)自冷凝室12的尾氣在吸附筒19中進(jìn)一步深度吸附。吸附筒19的出口管線經(jīng)由防爆電磁閥一15與排放口16相連接，排放口16前安裝有阻火器17；(5)吸附筒19解吸時(shí)，吸附筒19經(jīng)由單向閥23與真空設(shè)備25進(jìn)口端相連，真空設(shè)備25進(jìn)出口前均設(shè)有除霧器24，真空設(shè)備25出口端與油氣集氣管7相連接；(6)地下油罐4上的油氣集氣管7可經(jīng)由球閥二22與液壓安全裝置13入口端連接，液壓安全裝置13出口端經(jīng)由球閥三14與排放口16相連接，液壓安全裝置13底部與球閥四21相連接，可作為液壓安全裝置13密封液的進(jìn)料口或排料口。
油氣回收步驟為(1)利用油氣集氣管7，將油氣引入油氣低溫冷凝段中的冷凝室12。集氣管7油氣來(lái)源有兩部分，其一，地下油罐4收油時(shí)排放出來(lái)的油氣直接進(jìn)入油氣集氣管7，其二，利用加油機(jī)3的自吸自封式加油槍2將加油時(shí)產(chǎn)生的油氣非嚴(yán)密閉、自吸至油氣集氣管7。
(2) 由油氣回收集氣管7引入冷凝室12的油氣經(jīng)冷凝后，其回收率達(dá)到80％左右，冷凝得到的液態(tài)油品通過(guò)冷凝室12下方的取油口10單獨(dú)收集起來(lái)或打回原來(lái)油罐4，從而油氣大部分被回收。由于回收到的油品品質(zhì)好，因此可單獨(dú)收集外買。
(3)利用吸附筒19中的高效吸附劑吸附回收由冷凝室12出口流出的尾氣中的油氣。當(dāng)吸附劑吸附飽和后，利用真空設(shè)備25解吸，從而使吸附劑能夠長(zhǎng)期使用。而解吸后出來(lái)的高濃度油氣再循環(huán)進(jìn)入油氣回收集氣管7，其中部分油氣由于自身固有的氣/液相平衡關(guān)系，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)油品，并通過(guò)冷凝室下方的取油口單獨(dú)收集起來(lái)或直接打回原來(lái)油罐4，而其余油氣再進(jìn)入低溫冷凝室12，被低溫冷凝回收。
(4)吸附筒中未被吸附的空氣經(jīng)排放口16排入大氣。
(5)地下油罐4的壓力范圍可通過(guò)液壓安全裝置13控制，從而使油罐正壓/負(fù)壓控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.加油站油氣回收的方法，其特征是加油站油氣回收過(guò)程由3個(gè)連續(xù)的環(huán)節(jié)組成，即為油氣收集段→油氣低溫冷凝回收段→油氣深度吸附回收段，具體為(1)油氣收集段中地下油罐收油時(shí)排放出來(lái)的油氣經(jīng)油氣回收集氣管直接引入冷凝室；同時(shí)利用加油機(jī)的自吸自封式加油槍，將加油時(shí)排放出來(lái)的油氣非嚴(yán)密閉、自吸返回到油氣回收集氣管后再被引入冷凝室；(2)油氣低溫冷凝回收段中由油氣回收集氣管引入的油氣經(jīng)低溫冷凝室冷凝回收，回收的液態(tài)油品通過(guò)冷凝室下方的取油口單獨(dú)收集起來(lái)或直接打回原來(lái)油罐，含有少量油氣的尾氣進(jìn)入吸附筒而被深度吸附回收；(3)油氣深度吸附回收段中利用合適的吸附劑在吸附筒中吸附回收由冷凝室流出的尾氣中的油氣；當(dāng)吸附劑吸附飽和后，利用油氣吸附段自帶的真空解吸設(shè)備來(lái)解吸吸附劑；而解吸后出來(lái)的高濃度油氣再循環(huán)進(jìn)入油氣回收集氣管，其中部分油氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)油品，并通過(guò)冷凝室下方的取油口單獨(dú)收集起來(lái)或直接打回原來(lái)油罐，而其余油氣再進(jìn)入低溫冷凝回收段，被低溫冷凝回收；(4)吸附筒中未被吸附的空氣從排放口排入大氣。
2.實(shí)施權(quán)利要求
1所述的加油站油氣回收的方法的裝置，其特征在于包括依次相連的油氣收集段、油氣低溫冷凝回收段、油氣深度吸附回收段以及尾氣排放口；其中，油氣收集段包括汽車油罐車(5)向地下油罐(4)卸油時(shí)排放出來(lái)的油氣集氣管(7)以及加油機(jī)(3)通過(guò)加油槍(2)向汽車(1)加油時(shí)排放出來(lái)的油氣非嚴(yán)密閉、自吸合并在油氣回收集氣管(7)；油氣低溫冷凝回收段包括冷凝室(12)及其低溫冷凝機(jī)組(11)；油氣深度吸附回收段包括吸附筒(19)、真空設(shè)備(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于冷凝室(12)與地下油罐相連通的油氣回收集氣管(7)橫向布置時(shí)，坡向油罐(4)的坡度取3‰。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于所述吸附筒(19)中的吸附劑為活性炭、活性炭纖維或其它適合吸附油氣組分的高效吸附劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于所述真空設(shè)備(25)為滑片式、旋片式真空泵，或其它適合抽真空的動(dòng)力設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于尾氣排放口(16)前安裝阻火器(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于在地下油罐(4)與排放口(16)之間連接一套液壓安全裝置(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于所述裝置的控制壓力可調(diào)；其密封液為油氣回收專用吸收劑AbsFOV-97，或其它難揮發(fā)、低凝點(diǎn)、油氣吸收性能好的石油制品，其中包括有機(jī)溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的加油站油氣回收裝置，其特征在于整個(gè)油氣回收設(shè)備為成套撬裝封閉箱式整機(jī)結(jié)構(gòu)；設(shè)備面板上設(shè)置控制按鈕及顯示儀表，機(jī)內(nèi)由電磁閥自動(dòng)或手動(dòng)控制，或配備光電觸摸感應(yīng)面板。
專利摘要
本發(fā)明涉及采用“低溫冷凝”和“吸附”復(fù)合工藝的加油站油氣回收的方法和裝置。整個(gè)油氣回收過(guò)程可分為三部分油氣收集→油氣低溫冷凝回收→油氣深度吸附回收。其優(yōu)點(diǎn)在于(1)油氣收集段可收集地下油罐收油和汽車加油時(shí)產(chǎn)生的油氣。(2)利用加油機(jī)自吸自封式加油槍，將加油時(shí)排放的油氣非嚴(yán)密閉自吸返回到油氣收集管，從而不影響加油機(jī)加油作業(yè)。(3)回收裝置采用先“低溫冷凝”、后“吸附”的復(fù)合工藝，提高了整體回收水平，可使系統(tǒng)尾氣油氣含量小于120mg/m
文檔編號(hào)B65D90/22GK1994858SQ200610097975
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年11月24日
發(fā)明者黃維秋, 呂愛(ài)華, 趙書(shū)華, 劉海 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan