一种利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置的制作方法

本实用新型涉及一种VOCs回收装置，具体涉及一种利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置。

背景技术：

能源与环境是当今世界发展的主题也是我国发展必须面对的问题。随着环保意识的增强和可持续发展的要求，VOCs气体（挥发性有机物气体）回收、治理工作将会受到越来越多的重视。VOCs气体的挥发存在于石化行业中且非常容易发生，不仅造成资源损失，更构成了潜在的火灾危险，同时有毒 VOCs气体严重污染了环境，危害职工的身体健康。

目前市场上很少有针对VOCs气体回收的装置，大部分都是净化VOCs气体使之不污染环境，但其中的大部分VOCs气体均被净化后直接排放，造成了能源的浪费。而市场上少部分对于VOCs气体的回收处理装置采用电为能源，不仅耗电量极大，而且装置非常复杂和效率非常低下，很难满足石化企业储存和生产的真正需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种不仅能够回收VOCs气体，而且能够利用LNG冷能作为能源，无需使用电能的利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置。

本实用新型的技术方案是：

一种利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置，包括液化天然气回路、VOCs气体回路及回收罐，液化天然气回路包括液化天然气储罐、低温制冷器、回热器及天然气输出管道，所述低温制冷器包括制冷罐及设置在制冷罐内的一次天然气换热管道与第一VOCs气体换热管道，所述回热器包括回热罐及设置在回热罐内的二次天然气换热管道、第二VOCs气体换热管道与排放换热管道，所述液化天然气储罐的出口通过管道与一次然气换热管道的管道进口相连接，一次然气换热管道的管道出口与二次天然气换热管道的管道进口相连接，二次天然气换热管道的管道出口与天然气输出管道的管道进口相连接；VOCs气体回路包括一次气液分离器、冷却器、二次气液分离器、三次气液分离器及四次气液分离器，所述一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器均包括分离器本体及设置在分离器本体上的进口、气体出口与液体排放口，所述冷却器上设有热媒进口、热媒出口、冷媒进口及冷媒出口，一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器的液体排放口均通过管道与回收罐相连通，一次气液分离器的气体出口通过管道与热媒进口相连接，热媒出口与二次气液分离器的进口相连接，二次气液分离器的气体出口通过管道与第二VOCs气体换热管道的管道进口相连接，第二VOCs气体换热管道的管道出口通过管道与三次气液分离器的进口相连接，三次气液分离器的气体出口通过管道与第一VOCs气体换热管道的管道进口相连接，第一VOCs气体换热管道的管道出口通过管道与四次气液分离器的进口相连接，四次气液分离器的气体出口通过管道与排放换热管道的管道进口相连接，排放换热管道的管道出口通过管道与冷媒进口相连接。

本方案的利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置不仅能够回收VOCs气体，把VOCs气体转化为液态；而且能够利用LNG冷能作为能源，无需使用电能，并且气液分离效果好，冷凝效率高。

作为优选，还包括储油罐，储油罐的顶部设有VOCs气体排放口，所述VOCs气体排放口通过管道与一次气液分离器的进口相连接。

作为优选，回收罐底部设有排液接口，储油罐的顶部还设有回流接口，排液接口与回流接口之间通过冷凝物管道相连通，冷凝物管道上设有泵。本方案能够把液态的VOCs重新回到油罐中，避免能源的浪费。

作为优选，一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器的液体排放口位置高度均高于回收罐顶部的高度。本方案的一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器分离出的液态VOCs可以通过液体排放口直接流入到回收罐内。

作为优选，连接液化天然气储罐的出口与一次然气换热管道的管道进口的管道上设有第一节流阀。

作为优选，连接第二VOCs气体换热管道的管道出口与三次气液分离器的进口的管道上设有第二节流阀。

本实用新型的有益效果是：不仅能够回收VOCs气体，把VOCs气体转化为液态，重新回到油罐中，避免能源的浪费；而且能够利用LNG冷能作为能源，无需使用电能。

附图说明

图1是本实用新型的利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置的一种结构示意图。

图2是本实用新型的回热器的一种结构示意图。

图3是本实用新型的低温制冷器的一种结构示意图。

图中：

一次气液分离器1；

冷却器2，热媒进口2.1，热媒出口2.2，冷媒进口2.3，冷媒出口2.4；

二次气液分离器3；

回热器4，回热罐4.1，二次天然气换热管道4.2，第二VOCs气体换热管道4.3，排放换热管道4.4；

天然气输出管道5；三次气液分离器6；

低温制冷器7，制冷罐7.1，一次天然气换热管道7.2，第一VOCs气体换热管道7.3；

液化天然气储罐8；四次气液分离器9；回收罐10；冷凝物管道11；泵12。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种利用LNG冷能回收油罐排放的VOCs气体装置，包括液化天然气回路、VOCs气体回路、回收罐10及储油罐。储油罐的顶部设有VOCs气体排放口与回流接口。回收罐底部设有排液接口。排液接口与回流接口之间通过冷凝物管道11相连通，冷凝物管道上设有泵12。

液化天然气回路包括液化天然气储罐8、低温制冷器7、回热器4及天然气输出管道5。

如图1、图2所示，回热器包括回热罐4.1及设置在回热罐内的二次天然气换热管道4.2、第二VOCs气体换热管道4.3与排放换热管道4.4。二次天然气换热管道、第二VOCs气体换热管道与排放换热管道为三套相互独立的管道系统。次天然气换热管道、第二VOCs气体换热管道与排放换热管道均为曲折的管道。二次天然气换热管道、第二VOCs气体换热管道与排放换热管道自下而上依次分布。

如图1、图3所示，低温制冷器包括制冷罐7.1及设置在制冷罐内的一次天然气换热管道7.2与第一VOCs气体换热管道7.3。一次天然气换热管道与第一VOCs气体换热管道为两套相互独立的管道系统。一次天然气换热管道与第一VOCs气体换热管道均为曲折的管道。一次天然气换热管道位于第一VOCs气体换热管道的下方。

液化天然气储罐的出口通过管道与一次然气换热管道的管道进口相连接，且连接液化天然气储罐的出口与一次然气换热管道的管道进口的管道上设有第一节流阀。一次然气换热管道的管道出口与二次天然气换热管道的管道进口相连接。二次天然气换热管道的管道出口与天然气输出管道的管道进口相连接。

VOCs气体回路包括一次气液分离器1、冷却器2、二次气液分离器3、三次气液分离器6及四次气液分离器9。气液分离器为现有技术。一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器均包括分离器本体及设置在分离器本体上的进口、气体出口与液体排放口。冷却器上设有热媒进口2.1、热媒出口2.2、冷媒进口2.3及冷媒出口2.4。冷却器的内腔内设有热媒流通管路，热媒进口与热媒流通管路的进口相连接，热媒流通管路的出口与热媒出口相连接。冷媒进口及冷媒出口均与冷却器的内腔相连通。

一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器的液体排放口位置高度均高于回收罐顶部的高度。一次气液分离器、二次气液分离器、三次气液分离器与四次气液分离器的液体排放口均通过管道与回收罐相连通。

VOCs气体排放口通过管道与一次气液分离器的进口相连接。一次气液分离器的气体出口通过管道与热媒进口相连接。热媒出口与二次气液分离器的进口相连接。

二次气液分离器的气体出口通过管道与第二VOCs气体换热管道的管道进口相连接，且连接第二VOCs气体换热管道的管道出口与三次气液分离器的进口的管道上设有第三节流阀。第二VOCs气体换热管道的管道出口通过管道与三次气液分离器的进口相连接，且连接第二VOCs气体换热管道的管道出口与三次气液分离器的进口的管道上设有第二节流阀。

三次气液分离器的气体出口通过管道与第一VOCs气体换热管道的管道进口相连接。第一VOCs气体换热管道的管道出口通过管道与四次气液分离器的进口相连接。

四次气液分离器的气体出口通过管道与排放换热管道的管道进口相连接。排放换热管道的管道出口通过管道与冷媒进口相连接。冷媒出口通过气体排放管道与外界空气相连通。

本实施例的利用LNG（液化天然气）冷能回收油罐排放的VOCs气体装置的具体使用如下：

液化天然气回路的工作过程如下：液化天然气储罐排出的液化天然气在低温制冷器的一次天然气换热管道和回热器的二次天然气换热管道内传热后转变为气态，然后通过天然气输出管道输出；在这个过程中利用LNG冷能（即液化天然气变为气态吸收大量的热能）使制冷罐与回热罐内的环境温度保持在低温水平（制冷罐的环境温度低于-100℃，回热罐内的环境温度低于0℃）。

储油罐内产生的VOCs气体依次通过以下步骤进行回收处理：

第一，VOCs气体进入一次气液分离器，进行气液分离，一次气液分离器分离出的气体进入冷却器；

第二，冷却器对进入的气体进行冷凝；然后，通过二次气液分离器进行气液分离；

第三，二次气液分离器分离出的气体进入回热器的第二VOCs气体换热管道内，利用LNG冷能进行冷凝；然后，通过三次气液分离器进行气液分离；

第四，三次气液分离器分离出的气体进入制冷罐的第一VOCs气体换热管道内，利用LNG冷能进行冷凝；然后，通过四次气液分离器进行气液分离；

第五，四次气液分离器分离出的气体进入回热器的排放换热管道内进行换热；然后，通过冷媒进口进入冷却器的内腔（作为冷媒）对冷却器进行降温并由冷媒出口与气体排放管道排放到空气中。

上述第一至第五步骤中：所有的气液分离器（第一至第五气液分离器）分离出的液体均进入回收罐，然后通过冷凝物管道和泵抽回储油罐内，避免能源的浪费；而储油罐内产生的VOCs气体中99％的挥发性有机物均被有效的回收进入回收罐内，剩下的转变为空气排入大气中。