专利名称：加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境保护及节能技术领域，特指一种采用太阳能和传统电力能 源互补为能源的"溶剂""冷凝""吸附"复合工艺的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频 油气回收法。
背景技术：
目前挥发性有机物(volatile organic coBpound， VOC)造成的光化学污染 已成为我国部分城市面临的一个重要环境问题，城市加油站的油品蒸发是TOC抹放的一个 重要来源，并且油品蒸气所含的VOC物种的化学活性非常高，因此加油站TOC抹放对臭氧 生成的贡献率不容忽视。同时WC物质自身具有很强的毒性，且绝大多数的加油站皿于 城镇交通要道等人群相对集中地方，存在较大的潜在危险，加油站的油品蒸发还造成巨大 的资源浪费和经济损失，并且随着油价的不断上涨，这部分经济损失还在继续扩大，在无 控制的情况下，这部分来源于加油站油品蒸发而产生的排放对环境和经济的影响会越来越
严重
油气回收处理，第一关键技术在于怎样分离油气和空气。目前，油气与空气的分离回 收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等。各种油气回收都具有优缺点及适用范围。吸 收法油气回收方法通过油气、空气混合气与吸收剂接蝕，根据不同组分在吸收剂中的溶解 度不同，即油气组分溶解于该吸收剂形成溶液(富吸收剂)，不能溶解的空气组分翔保留在 气相中，于是原混合气体的组分得以分离。故吸收法对于处理高浓度、大流量的油气有明 显的优势，回收效果的好坏和费用主要取决于吸收剂。吸附法有利于控制回收系统尾气中 油气浓度在很低的水平，但，在吸附热明显、解吸较难、达到吸附平衡时间较长等问题， 故特别适合于回收低浓度、小流量的油气，并宜作为某些组合工艺的后续处理。冷凝法简 单，可直接回收到油品，对于处理高浓度，中流量的油气有明显的优势。但单纯的冷凝法 冷凝温度要低于-7(TC以下，才可保证回收率达到恥％左右，相应地制冷系统较复杂。同 时，还要用耐低温材料及增加保温、除霜等环节，投资成本和运行费用都较高。膜分离法 油气回收技术作为一门新技术，正处于研究开发中，目前，国内外有用有机嫫来分离回收 V0C，但膜使用寿命较短，投资及运行费用较大。目餘在提倡可持续发展的循环经济和清 洁能源的背景下，应当充分利用加油站罩櫬和办公区顶糖的物理空间发展太阳能，为加油 站油气回收设备提供清洁能源。
根据本发明技术特点检索了国内外数据库，发现有专利"加油站密闭加油回收油气的 装置和方法"(申请号00124339. X)采用了加袖站密闭加油回收油气的装置和方法，或 用单一回收方法回收加油过程产生的油气的相关专利，如"冷凝式油气目收装置"(专利 号200320102333. 2)、"人工制冷油气目收设备"《专利号01210316. 0)，但尚未见有 公开发表的与本发明技术特点密切相关的2种能源3个工艺2个环节，即2种能源是太阳 能和传统电力能源，3个工艺是溶剂吸收；冷凝回收；油气深度吸附回收，2个环节是油 罐车卸油时的集中回收的一级油气國收环节和加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油
气回收环节的自动切换变頻复合工艺应用于加油站油气回收的报道。
发明内容
本发明目的是提供一种循环利用，清洁能濕、高效、经济、小型化、自动
化程度高的加油站油气回收的方fe^装置，基本解决加油站内地下滷镶收油及汽车加油时 排放的油气回收何题。本发明全面考虑加油站的物理空间的合理利用和加油站地下卧式油 镰收油及向汽车加油时抹放的油气s收问题。其油气来自汽油，而且还可以来自柴油等 voc。
实现本发明目的的技术方案为加油站油气回收设备的能源供给过程由2种能源，即 "太阳能"和"传统电力能源"，具体为
(1 )太阳能是利用加油站罩栩和办公区顶栩的物理空间安装太阳能电池板为油气回收
5设备，特别是为油气深度吸附回收工艺的真空设备和溶剂吸收工艺的循环泵提供能源。
(2)传统电力能源是为油气回收设备，特别是为冷凝回收工艺的制冷设#||供补 充能源。
加油站油气回收过程由3个连续的工艺组成，即为"溶剂吸收工艺"、"冷凝回收工艺" 及"油气深度吸附回收工艺"，具体为
(1) "溶剂吸收工艺"包括，用冷凝后的回收液态油做吸收溶剂与油罐车卸油时产生的 油气经集油气管在吸收糴内做喷淋式逆,动，溶剂充分吸收油气，此时溶剂温度在一 30至一50之间，经过溶剂吸收后的尾气其油气浓度降低、feg降低，进入第二个工艺冷 凝回收，溶剂在吸收罐内循环，富油溶剂被冷凝后的液态油置换进储油灌回收。
(2) "冷凝回收工艺"包括，油气经过溶剂吸收工艺后温度降到4X)左右，油气中的大 部分水汽凝结为水抹出，利用压缩机制冷，在蒸发器内冷媒换热，将油气温度降低到设定 的MJt，油气进入一级冷却器冷却到约-20至-40X:，再进入二级冷却器冷却到约-40至 -eox:，经过一、二级冷却可以使大部分挥发性有机化合物冷凝成为液体流入吸收罐内循 环，经过冷凝回收后的^n其油气浓度更低、温度也更低，进入第三个工艺油气深度吸附 回收。
(3>油气深度吸附回收工艺，采用带活性炭或活性炭纤维或其它已知的适合吸附油气 组分的高效吸附剂做吸附床层的反应容器，油气进入反应容器，油气吸附在吸附床层，当 吸附床层吸附饱和后，利用控制器启动真空设备解吸，同时控g还具备一个默认指令即 当第一环节油气回收系统的"溶剂吸收工艺"、"冷凝回收工艺"不工作时启动该工艺，将 解吸的油气和第二环节的闻断性油气返回第一环节油气集气管从新再循环进入"溶剂吸收 工艺"和"冷凝回收工艺"，吸附反应容器中未被吸附的空气从抹放口拌入大气，其尾气 排放达到国际排放标准。
加油站油气回收环节由2个环节组成，具体为
(1) 油罐车卸油时的集中回收的一级油气回收环节是油罐车卸油时产生的油气经集油
气管进入溶剂吸收装置、冷凝回收装置、油气深度吸附回收装置的油气回收环节，此时3 个工艺协同工作。
(2) 加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油气回收环节是油枪加油过程中产生的油 气经集油气管进入油气深度吸附回收装置的油气回收环节，此时吸收和冷凝工艺是间歇式 变频工作。
本发明所述"太阳能"其特征在于，太阳能是利用加油站罩栩和办公区顶栩的物理空 间安装太阳能电池板为油气回收设备,特别是为油气深度吸附回收工艺的真空设备和溶剂 吸收工艺的循环泵提供能源,太阳能电池板产生的能源是通过一个能源存储转变输出设备 为油气回收设备提供能源的。
本发明所述"传统电力能源"其特征在于，是为油气回收设备，特别是为冷凝回收工 艺的制冷设备提供补充能源，2种能源是通过能源转换控制器完成自动切换保证油气回收 设备能够正常运行的。
本发明所述"溶剂吸收工艺"其特征在于，溶剂吸收工艺是用冷凝后的回收液态油做 溶剂与油饍车卸油时产生的油气经集油气管在吸收镶内傲喷淋式逆行运动,溶剂充分吸收 油气，此时溶剂温度在一30至一50之间，经过溶剂吸收后的尾气其油气浓度降低、温度 降低，进入第二个工艺冷凝回收，自在吸收镰内循环，富油溶剂被冷凝后的目收液态油 置换脱水后迸入储油灌回收。
本发明所述"冷凝回收工艺"其特征在于，油气经过溶剂吸收工艺后温度降到4'C左 右，油气中的大部分水汽凝结为水排出，利用压缩机制冷，在蒸发器内冷媒换热，将油气 SJS降低到设定的温度，油气进入一级冷却器冷却到约-20至-幼C，再进入二级冷却器 冷却到约-40至"60"，经过一、二级冷却可以使大部分挥发性有机化合物冷凝成为液体 駄吸收罐内循环，经过冷凝回收后的尾气其油气浓度更低、驗也更低，进入第三个工艺油气深度吸附回收。
本发明所述"油气深度吸附回收工艺"其特征在于，油气深度吸附屈收工艺，采用带 活性炭或活性炭纤维或其它己知的适合吸附油气组分的高效吸附剂做吸附床层的反应容 器，油气进入反应容器，油气吸附在吸附床层，当吸附床层吸附饱和后，利用控制器启动 真空设备解吸，同时控制器还具备一个默认指令即当第一环节油气回收系统的吸收系统、 冷凝系统不工作时启动该系统，将解吸的油气和第二环节的间断性油气返回第一环节油气 集气管从新再循环进入"溶剂吸收工艺"和"冷凝回收工艺"，吸附反应容器中未被吸附 的空气从排放口排入大气，其尾气排放达到国际抹放标准。
本发明所述"油罐车卸油时集中回收的一级油气回收环节"其特征在于，油糴车卸油 时产生的油气经集油气管进入溶剂吸收装置、冷凝回收装置、油气深度吸附回收装置的油 气回收环节，此时3个工艺协同工作。
本发明所述"加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油气回收环节"其特征在于，油 枪加油过程中产生的油气经集油气管进入油气深度吸附回收装置的油气回收环节，此时吸 收和冷凝工艺是间歇式变頻工作。
本发明所述"变频油气回收法"，其特征在于，2个环节是通过控制器完成自动切换变 频回收工艺。
本发明所述"加油站光电互补吸收冷凝吸附变頻油气回收法"，其特征在于，地下油罐 安装一套液压安全装置，该装置控制压力根据需要可调。该装置可用来监控加油站埋地卧 式油罐压力波动情况，并自动保护油鏟正压/负压在设定的范围内。
本发明所述"加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法"，其特征在于，加油站吸 收冷凝吸附变频油气回收设备可设计为成套撬装封闭箱体或房形整机结构，它占地面积少 适合室内或室外放置。
本发明所述"加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法"，其特征在于，加油站吸 收冷凝吸附变频油气回收设备还同时适用于其它V0C的回收。
采用本发明的加油站光电互补吸收冷凝吸附变頻油气回收法，能源节约70%，总回收
率大于99. 9%，尾气油气含量小于100rag/m3，应用于^油、柴油加油量各5000吨的 加油站，静态投资回收期小于2，5年(满负荷)。
本发明的有益效果1、利用冷凝后的回收液态油傲溶剂与油罐车卸油时产生的油气经 集油气管在吸收罐内做喷淋式逆行运动，溶剂充分吸收油气。它的设备成本低；吸收成 本低；解吸成本无，虽然吸收效果一般，但它使油气温度下降，有利于冷凝设备成本下降， 冷凝回收效率提高。2、冷凝回收工艺，它不仅能集中大批量的回收处理油气，而且技术 成熟安全可靠。"溶剂吸收工艺"和"冷凝回收工艺"结，别适用于回收油罐车卸油时 产生的油气，即集中回收的一级油气國收环节，它的特点是集中、量大、定时。如果只
使用"油气深度吸附回收工艺"，设备体积增大，消耗加大，安全系数降低，使用成本和
回收成本增加。3、"油气深度吸附回收工艺"是对"冷凝回收工艺"的一种补充，因为经 过冷凝回收后尾气,直接排放并达到国际标准，霱要冷却皿低达-18410，其回收率可 达99%。只有用液氮制冷才能使工作温度达-18410 此时设备费用和运行费用骤然增加， 已经没有实际应用意义。因此用"油气深度吸附回收工艺"傲"溶剂吸收工艺"和"冷凝 回收工艺"的补充更具有经济实用性，而且"油^度吸附回收工艺"特别适用于回收油 枪加油过程中产生的油气，即分散回收的二级油气回收环节，它的特点是分散、量小、 不定时。如果使用"溶剂吸收工艺"和"冷凝回收工艺"设备能耗加大，使用成本和回收 成本增加。4、集成应用了吸收、冷凝、吸附回收复合工艺，提高了回收效率，降低了尾 气油气含量，由于采用双环节变頻回收工艺大大减少了设备运营成本，延长了设备使用寿 命，同时，翻复合工艺，发挥各自工艺的特点，可以大大降低单一工艺的技术指标和成 本以及设备体积。5、该装置的油气回收率大于99. 9%,系统尾气油气含量小于lOOmg /m3。 6、本发明可设计为成套撬装封闭箱体1^形整机结构，占地面积少适合室内或室外放置，而且整机实现人性化友好型设计，操作简便。7、木发明不仅能治理加油站油罐 收油及汽车加油时排放的油气污染并回收有价值的资源，减少了发生火灾的危险性，节省 能源，保护环境，而且，还同时考虑其它V0C的回收。8、本发明不仅提供了一种加油站 油气回收设备，而且还为这种设备提供了一种可持续发展的清洁能源太阳能。本发明社 会效益、经济效益十分明显。
图1是加油站吸收冷凝吸附变频油气回收法的示意图。
图中序号，l是汽车，2带回收油气的自封式加油枪，3加油机，4地下油罐，5汽车油罐 车，6量油孔，7第一环节油气集气管，8吸收罐，9吸收溶剂循环喷淋管路，10，循环泵， 11，油、水分离器，12冷凝室，13冷凝后的回收液态油管，14回收油管，15，分离后 的排水管，16活性炭吸附床层的反应容器，17真空设备，18排放口， 19阻火器，20第 二环节油气集气管,21收油管，22付油管，23球阀一，24油气管路，25球阀二， 26防爆 电磁阀一，27防爆电磁阀二， 28球阀三，29球阀四，30球阀五，31单向阀，32控制器， 33防爆电磁阀三，34液压安全装置，35加油站罩棚太阳能电池板，36加油站办公区顶棚 太阳能电池板，37能源存储转变输出设备，38能源转换控制器，39传统电力能源。
具体实施方式
-
如图1所示，本发明实施例包括l是汽车，2带回收油气的自封式加油枪，3加油机，4 地下油罐，5汽车油罐车，6量油孔，7第一环节油气集气管，8吸收罐，9吸收溶剂循环 喷淋管路，10，循环泵，11，油、水分离器，12冷凝室，13冷凝后的回收液态油管，14 回收油管，15，分离后的排水管，16活性炭吸附床层的反应容器，17真空设备，18排 放口， 19阻火器，20第二环节油气集气管,21收油管，22付油管，23球阀一，24油气管 路，25球阀二， 26防爆电磁阀一，27防爆电磁阀二， 28球阀三，29球阀四，30球阀五， 31单向阀，32控制器，33防爆电磁阀三。34液压安全装置，35加油站罩棚太阳能电池 板，36加油站办公区顶棚太阳能电池板，37能源存储转变输出设备，38能源转换控制器， 39传统电力能源。
如图l，各装置连接描述如下
(1) 第一环节油气集气管7的油气来自汽车油罐车5经球阀一 23向地下油罐4卸油 过程中的排放气直接进入第一环节油气集气管7。
(2) 第一环节油气集气管7经由球阀三28与吸收罐8中下部相连接。
(3) 吸收罐8上部和下部连接吸收溶剂循环喷淋管路9，管路中有循环泵IO，吸收 罐8接近底部处连接回收油管14，吸收罐8顶部连接油气管路24,油气管路24经冷凝室 12再经球阀二 25进入活性炭吸附床层的反应容器16。
(4) 回收油管14连接防爆电磁阀一26，再连接油、水分离器ll。油、水分离器ll 分别连接回收油管14和分离后的排水管15。
(5) 来自冷凝室12回收的液态油经冷凝后的回收液态油管13再经防爆电磁阀二 27 与吸收溶剂循环喷淋管路9连接。
(6) 第二环节油气集气管20的油气来自带回收油气的自封式加油枪2向汽车1加油 时产生的，即油品由地下油罐4经付油管22通过加油机3向汽车l加油时，通过带回收 油气的自封式加油枪2将油气自吸至第二环节油气集气管20。
(7) 第二环节油气集气管20经由球阀四29进入活性炭吸附床层的反应容器16。
(8) 活性炭吸附床层的反应容器16下方经过油气管路24和第二环节油气集气管20 与球阀五30连接，球阀五30再与真空泵17经单向阀31与第一环节油气集气管7连接， 活性炭吸附床层的反应容器16顶部经控制器32与防爆电磁阀三33再与阻火器19和排放 口 18连接。
(9) 太阳能电池板35、 36将光能转变为直流电能输送至能源存储转变输出设备37， 并通过能源转换控制器38为油气回收设备，特别是为油气深度吸附回收工艺的真空设备 17和溶剂吸收工艺的循环泵10提供能源。(10)传统电力能源39是为油气回收设备，特别是为冷凝回收工艺的冷凝室提供补 ^能源，2种能源是通过能源转，制器38完成自动切换保证油气回收设备能够正常运 行的。
油气回收步骤为
(1) 第一环节油气回收即汽车油權车5经球阀一23向地下油罐4卸油过程中的排 放气直接进入油气集气管7，将油气引入吸收鐯8进行喷淋吸收，其回收率达到50%左 右，然后油气经油气管路24进入低温冷凝阶段中的冷凝室12，引入冷凝室12的油气经 冷凝后，其回收率达到80%左右，冷凝得到的液态油品通过冷凝室12下方的冷凝后的回 收液态油管13进入吸收溶剂循环喷淋管路9用做吸收溶剂，经吸收油气后的富液态油经 油、水分离器11通过回收油管14回收至储油罐。经冷凝后的贫油气进入活性炭吸附床层 的反应容器16做油气深度吸附回收，经活性炭吸附床层的反应容器16吸附后的尾气油气 含量小于100mg/m3，总回收率大于99. 9%。当吸附床层吸附饱和后，利用控制器32 启动真空设备17解吸，将油气和第二环节的间断性油气返回第一环节油气集气管7从新 回收。
(2) 第二环节油气回收即油品由地下油罐4经付油管22通过加油机3向汽车1加 油时，通过带回收油气的自封式加油枪2将油气自吸至第二环节油气集气管20，经由球 阀四29进入活性炭吸附床层的反应容器16，当吸附床层吸附饱和后，利用控制器32启 动真空设备17解吸，同时控制器还具备一个默认指令即当第一环节油气回收系统的"溶 剂吸收工艺"、"冷凝回收工艺"不工作时启动该工艺，将解吸的油气和第二环节的间断性 油气返回第一环节油气集气管7从新回收。
(3) 地下油糴4的压力范围可通过液压安全装置34控制，从而使油鏟正压/负压控 制在设定的范围内。
(4) 活性炭吸附床层中未被吸附的空气经排放口 18排入大气。
真空设备17可为滑片式、旋片式真空泵，或其它已知的适合抽真空的动力设备；真空 设备运行可自动或手动操作，其解吸时间根据使用情况设定；为防止意外，尾气排放口
18前安装阻火器19;整个油气回收设备设计为成套撬装封闭箱体,形整机结构，结构
简单、紧凑、占地面积少可放置室内或室外。整机可实现人性化设计，自动化程度高，整 机操作阀件很少。设备面板上设置控制按钮及显示仪表，机内由电磁阀自动或手动控制， 也可配备光电触摸感应面板提供舒适的就地控制界面。回收设备与外部连接、内部连接选
用耐油导静电金属软管，方便连接安装，回收设备与太阳能电池板35、 36和传统电力能 源39以及能源存储转变输出设备37能源转换控制器38的连接选用防爆防静电材料和工 艺要求。
以上方案就是一套完整的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法。
权利要求
1，一种加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征是加油站油气回收过程由2种能源3个工艺2个环节组成，即2种能源是太阳能和传统电力能源，3个工艺是溶剂吸收；冷凝回收；油气深度吸附回收，2个环节是油罐车卸油时集中回收的一级油气回收环节和加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油气回收环节。具体方法包括(1)太阳能是利用加油站罩棚和办公区顶棚的物理空间安装太阳能电池板为油气回收设备，特别是为油气深度吸附回收工艺的真空设备和溶剂吸收工艺的循环泵提供能源。(2)传统电力能源是为油气回收设备，特别是为冷凝回收工艺的制冷设备提供补充能源。(3)溶剂吸收工艺是用冷凝后的回收液态油做溶剂与油罐车卸油时产生的油气经集油气管在吸收罐内做喷淋式逆行运动，溶剂充分吸收油气，此时溶剂温度在—30至—50之间，经过溶剂吸收后的尾气其油气浓度降低、温度降低，进入第二个工艺冷凝回收，溶剂在吸收罐内循环，富油溶剂被冷凝后的回收液态油置换脱水后进入储油灌回收。(4)冷凝回收工艺，油气经过溶剂吸收工艺后温度降到4℃左右，油气中的大部分水汽凝结为水排出，利用压缩机制冷，在蒸发器内冷媒换热，将油气温度降低到设定的温度，油气进入一级冷却器冷却到约-20至-40℃，再进入二级冷却器冷却到约-40至-60℃，经过一、二级冷却可以使大部分挥发性有机化合物冷凝成为液体流入吸收罐内循环，经过冷凝回收后的尾气其油气浓度更低、温度也更低，进入第三个工艺油气深度吸附回收。(5)油气深度吸附回收工艺，采用带活性炭或活性炭纤维或其它已知的适合吸附油气组分的高效吸附剂做吸附床层的反应容器，油气进入反应容器，油气吸附在吸附床层，当吸附床层吸附饱和后，利用控制器启动真空设备解吸，同时控制器还具备一个默认指令即当第一环节油气回收系统的吸收系统、冷凝系统不工作时启动该系统，将解吸的油气和第二环节的间断性油气返回第一环节油气集气管从新再循环进入“溶剂吸收工艺”和“冷凝回收工艺”，吸附反应容器中未被吸附的空气从排放口排入大气，其尾气排放达到国际排放标准。(6)油罐车卸油时集中回收的一级油气回收环节是油罐车卸油时产生的油气经集油气管进入溶剂吸收装置、冷凝回收装置、油气深度吸附回收装置的油气回收环节，此时3个工艺协同工作。(7)加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油气回收环节是油枪加油过程中产生的油气经集油气管进入油气深度吸附回收装置的油气回收环节，此时吸收和冷凝工艺是间歇式变频工作。
2,根据权利要求1所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征在于，所述的太阳能电池板产生的能源是通过一个能源存储转变输出设备为油气回收设备^供能源的。
3，根据权利要求1或2所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征在于，所述的2种能源是通过能源转换控制器完成自动切换保证油气回收设备能够正常运行的。
4，根据权利要求1所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征在于，所述的2个环节JM过控制器完成自动切换变频回收工艺。
5，根据权利要求1或4所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征在于，所述的地下油罐安装一套液压安全装置，该装置控制压力根据需要可调，该装置可用来监控加油站埋地卧式油罐压力波动情况，并自动保护油罐正压/负压在设定的范围内。
6，根据权利要求1或4或5所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，其特征在于，所述的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法可设计为成套撬装封闭箱体或房形整机结构，它占地面积少适合室内或室外放置。
全文摘要
本发明公开了一种加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，它涉及环境保护及节能技术领域，特指一种采用太阳能和传统电能为能源的“溶剂”“冷凝”“吸附”复合工艺的加油站光电互补吸收冷凝吸附变频油气回收法，它由2种能源3个工艺2个环节组成，即2种能源是太阳能和传统电力能源，3个工艺是溶剂吸收；冷凝回收；油气深度吸附回收，2个环节是油罐车卸油时的集中回收的一级油气回收环节和加油枪给客户车辆加油分散回收的二级油气回收环节。它更节能、环保，使油气回收效果和油气回收效益最优化。
文档编号B67D7/42GK101462688SQ20071006034
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者米春山 申请人:天津开发区贰加壹米兰环保科技有限公司