一种储罐清罐作业油气回收装置的制作方法

1.本发明涉及油气回收领域，特别涉及一种储罐清罐作业用油气回收装置。


背景技术：

2.储油罐在防腐、检修及更换油品前必须进行清罐处理，为确保施工安全，固定式油气处理设备会与待检修储油罐断开，导致储油罐清罐作业时为敞开式操作，高浓度油气直接排入大气。
3.为了彻底清除罐壁上的油污，部分储油罐，特别是轻质油罐通常需要用蒸汽通入罐内进行蒸罐，蒸罐时排出的热油气温度高达75℃左右，并含有大量水气，也不适合用装置中的固定式油气回收装置处理。
4.储油罐清罐业时油气特点为：前期油气浓度高，随着清罐作业的进行，油气浓度逐渐降低，直到油气浓度合格为止，这种特点需要一种特殊的油气回收装置来进行油气回收，使储罐清罐作业时的排放达标。
5.由于储油罐处于不同的区域，清罐作业又是检修或更换油品才进行的作业，集中对清罐作业产生的油气进行治理较为困难，成本也高，这种特点需要一种可移动式油气回收设备来进行油气回收。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于针对上述储油罐清罐作业的特点，提供一种移动式储罐清罐作业用油气回收装置，用于回收储油罐清罐作业时产生的油气，以达到排放标准，并保障罐区运行安全。
7.为实现上述目的，本发明的油气回收装置采用的技术方案是：“预处理+三级循环冷凝+吸附”的工艺对储罐在停工清罐作业的油气进行回收，回收效率较高，避免了rto及rco等销毁法vocs处理设备的安全问题，油气回收设备做成撬装可移动式，满足间断清罐作业时的油气回收处理。
8.所述储罐清罐作业油气回收装置包括油气预处理模块、三级冷凝模块、吸附脱附模块、集液罐、输油泵、撬装架模块和防爆变频风机、循环切换阀、吸附切换阀及取样分析口。
9.所述油气预处理模块包括气液分离罐、阻火器、风冷却器和第一排污阀及第二排污阀。所述气液分离罐具有进气口、排气口和排污口，进气口与储罐排气口连通，排气口与阻火器进口连通，排污口与第一排污阀连通；所述风冷却器具有进气口、排气口和排污口，进气口与阻火器出口连通，排气口与防爆变频风机进口连通，排污口与第二排污阀连通，第一排污阀和第二排污阀通过含油污水排放管道连通。
10.所述三级冷凝模块包括一级预冷装置、二级冷凝装置及三级深冷装置，所述一级预冷装置具有油气进口、油气出口、排油口、冷却介质进口和冷却介质出口，其油气进口与防爆变频风机出口连通，油气出口与二级冷凝装置油气进口连通，冷却介质进口与三级深
冷装置油气出口连通，冷却介质出口与吸附脱附模块进气口连通；所述二级冷凝装置具有油气进口、油气出口、排油口，其油气进口与一级预冷器装置油气出口连通，油气出口与三级深冷装置油气进口连通；所述三级深冷装置具有油气进口、油气出口、排油口，其油气进口与二级冷凝装置油气出口连通，油气出口与一级预冷器装置冷却介质进口连通；一级预冷装置、二级冷凝装置及三级深冷装置的排油口通过回收油管道连通。
11.所述吸附脱附模块包括吸附罐(a)、吸附罐(b)、进气三通阀、洁净气三通阀、脱附真空泵及真空脱附三通阀，所述吸附罐(a)具有油气进口、洁净气出口、脱附气出口，其油气进口与进气三通阀一端连通，洁净气出口与洁净气三通阀一端连通，脱附气出口与真空脱附三通阀一端连通；所述吸附罐(b)具有油气进口、洁净气出口、脱附气出口，其油气进口与进气三通阀另一端连通，洁净气出口与洁净气三通阀另一端连通，脱附气出口与真空脱附三通阀另一端连通，脱附真空泵进口与真空脱附三通阀连通，脱附真空泵出口与储油罐连通。
12.所述集液罐具有进油口、出油口，其进油口与三级冷凝模块的排油口连通，出油口与输油泵进口连通。
13.在其中一个实施例中，所述撬装架模块用来承载储罐清罐作业油气回收装置的所有零部件。
14.在其中一个实施例中，所述防爆变频风机安装于油气预处理模块与三级冷凝模块之间。
15.在其中一个实施例中，吸附切换阀安装于三级冷凝模块与吸附脱附模块之间，循环切换阀安装于三级冷凝模块与储罐之间的循环油气线上。
16.在其中一个实施例中，取样分析口安装于循环油气线上，且位于循环切换阀与三级冷凝模块之间。
17.本发明的优点及有益效果
18.本发明提供了一种储罐清罐作业用油气回收装置，由于储罐清罐作业时来气温度较高，含有较多水分，且vocs浓度先高后低，采用“预处理+三级循环冷凝+吸附”工艺进行油气回收处理，确保设备稳定运行，清罐气体达标排放，同时避免了rto及rco等销毁法vocs处理设备的安全问题。
19.本发明提供了一种油气预处理方式，通过油气预处理模块中的气液分离罐分离清罐蒸汽在管道中凝结的大量液体，避免形成液堵，影响气体安全输送，同时又通过风冷却器将出罐油气温度降到接近常温后再进入三级冷凝模块，以降低三级冷凝模块的负荷，节约能源，并分离出一部分凝结液体。
20.本发明还提供了一种油气循环处理方法，在三级冷凝模块与吸附脱附模块之间设有循环油气线，当油气初始浓度较高时，关闭油气通入吸附脱附模块的吸附切换阀，打开油气进入储罐循环的循环切换阀，将冷凝后的vocs油气导入循环油气线，并返回储罐中，再引入油气回收装置回收vocs，往复循环(“预处理+三级循环冷凝”运行模式，不外排)，待vocs浓度降低后，冷凝后的vocs油气不再循环，而是进入吸附脱附模块中进行vocs吸附回收(恢复正常“预处理+三级循环冷凝+吸附”运行模式)，可减轻吸附剂的吸附量，延长吸附剂的使用寿命，能有效降低外排气体vocs含量，特别适合于清罐等作业所产生vocs浓度先高后低的情况。
21.本发明提供撬装架模块用来承载储罐清罐作业油气回收装置的所有零部件，油气回收装置做成可移动式，满足间断清罐作业时的油气回收处理。
附图说明
22.图1为本发明提供的储罐清罐作业油气回收装置的结构示意图。
23.图2为本发明提供的储罐清罐作业油气回收装置的油气预处理模块结构示意图。
24.图3为本发明提供的储罐清罐作业油气回收装置的三级冷凝模块结构示意图。
25.图4为本发明提供的储罐清罐作业油气回收装置的吸附脱附模块结构示意图。
26.其中：1-储油罐；2-油气预处理模块；3-三级冷凝模块；4-吸附脱附模块；5-集液罐；6-输油泵；7-撬装架模块；8-防爆变频风机；9-循环切换阀1；10-吸附切换阀2；11-取样分析口；21-气液分离罐；22-阻火器；23-风冷却器；24-第二排污阀；25-第一排污阀；31-一级预冷装置；32-二级冷凝装置；33-三级深冷装置；41-吸附罐(a)；42-进气三通阀；43-脱附真空泵；44-真空脱附三通阀；45-吸附罐(b)；46-洁净气三通阀。
具体实施方式
27.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
28.需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连通”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本发明。
30.实施例
31.参阅图1至图4，一种储罐清罐作业油气回收装置及处理方法。
32.储罐清罐作业油气回收装置包括储油罐1、油气预处理模块2、三级冷凝模块3、吸附脱附模块4、集液罐5、输油泵6、撬装架模块7和防爆变频风机8、循环切换阀9、吸附切换阀10及取样分析口11。
33.具体的，油气预处理模块包括气液分离罐21、阻火器22、风冷却器23和第一排污阀25及第二排污阀24。气液分离罐具有进气口、排气口和排污口，进气口与储罐1排气口连通，排气口与阻火器22进口连通，排污口与第一排污阀25连通；风冷却器具有进气口、排气口和排污口，进气口与阻火器23出口连通，排气口与防爆变频风机8进口连通，排污口与第二排污阀24连通，第一排污阀25和第二排污阀24通过含油污水排放管道连通。
34.本实施例中，vocs气体进入三级冷凝模块3冷凝前，先进入油气预处理模块2进行预处理，即先经一只气液分离罐21，分离出凝结液体，以免影响风机正常引气，vocs气体经气液分离后，再采用“风冷却”工艺将高温来气降至常温，同时又去除部分水分，可大幅度减轻三级冷凝模块3的负荷，节约能源。
35.本实施例中，阻火器22用于阻断火种进入储罐。
36.具体的，三级冷凝模块3包括一级预冷装置31、二级冷凝装置32及三级深冷装置33，一级预冷装置31具有油气进口、油气出口、排油口、冷却介质进口和冷却介质出口，其油气进口与防爆变频风机8出口连通，油气出口与二级冷凝装置32油气进口连通，冷却介质进口与三级深冷装置33油气出口连通，冷却介质出口与吸附脱附模块4进气口连通；二级冷凝装置32具有油气进口、油气出口、排油口，其油气进口与一级预冷器装置31油气出口连通，油气出口与三级深冷装置33油气进口连通；三级深冷装置33具有油气进口、油气出口、排油口，其油气进口与二级冷凝装置32油气出口连通，油气出口与一级预冷器装置31冷却介质进口连通；一级预冷装置31、二级冷凝装置32及三级深冷装置33的排油口通过回收油管道连通。
37.本实施例中，经油气预处理模块2预处理后的油气进入三级冷凝模块3进行多级冷凝，油气先进入一级预冷装置31预冷到0～10℃左右，冷凝出部分油，再进入二级冷凝装置32被冷却至-25℃左右，再析出一部分油，然后进入三级深冷装置33被冷却至-75℃左右，进一步析出油品，至此约90％以上油气组分被直接冷凝液化析出，冷凝分离后的低温低浓度油气再回到一级预冷装置31和进气进行回热交换，出一级预冷装置31时温度回升到接近常温，一级预冷装置31、二级冷凝装置32及三级深冷装置33凝出的油品汇总后进入集液罐5进行回收。
38.具体的，吸附脱附模块4包括吸附罐(a)41、吸附罐(b)45、进气三通阀42、洁净气三通阀46、脱附真空泵43及真空脱附三通阀44，所述吸附罐(a)具有油气进口、洁净气出口、脱附气出口，其油气进口与进气三通阀42一端连通，洁净气出口与洁净气三通阀46一端连通，脱附气出口与真空脱附三通阀44一端连通；所述吸附罐(b)具有油气进口、洁净气出口、脱附气出口，其油气进口与进气三通阀42另一端连通，洁净气出口与洁净气三通阀46另一端连通，脱附气出口与真空脱附三通阀44另一端连通，脱附真空泵43进口与真空脱附三通阀43连通，脱附真空泵44出口与储油罐1连通。
39.本实施例中，经三级冷凝模块3处理后的少量未冷凝的低浓度油气，进入到吸附脱附模块4进行吸附处理，由并联的两个吸附罐(a)和吸附罐(b)交替进行吸附-脱附过程。经过三级冷凝模块3后的不凝油气首先通过进气三通阀42进入吸附罐(a)内，经过床层吸附剂对油气的深层吸附，剩余达标气体经洁净气三通阀46从吸附罐(a)排出，当吸附罐(a)吸附饱和后，系统自动切入吸附罐(b)进行吸附处理，而对接近饱和的吸附罐(a)，则降低其压力，并通过脱附真空泵44使富集的油气从吸附剂的孔隙结构中脱离出来，经真空脱附三通阀44重新接入防爆变频风机8入口，又进入三级冷凝模块3多级冷凝进行，如此循环往复。
40.具体的，集液罐5具有进油口、出油口，其进油口与三级冷凝模块3的排油口连通，出油口与输油泵6进口连通。
41.本实施例中，集液罐5用于收集三级冷凝模块3冷凝下来的油品，集液罐5将满时，用输油泵6将油品抽走。
42.本实施例中，撬装架模块7用来承载储罐清罐作业油气回收装置的所有零部件，并在换罐时进行设备转运吊装承重。
43.本实施例中，防爆变频风机8安装于油气预处理模块2与三级冷凝模块3之间，为油气流动提供动力。
44.本实施例中，吸附切换阀11安装于三级冷凝模块3与吸附脱附模块4之间，循环切
换阀9安装于三级冷凝模块3与储罐1之间的循环油气线上，当油气初始浓度较高时，打开循环切换阀9，关闭吸附切换阀11，将经冷凝处理后的vocs油气导入循环油气线，并返回储罐1中，再引入储罐清罐作业油气回收装置回收vocs，往复循环(“预处理+三级循环冷凝”运行模式，不外排)，待vocs浓度降低后，冷凝后的vocs油气不再循环，而是进入吸附脱附模块4中进行vocs回收(恢复正常“预处理+三级循环冷凝+吸附”运行模式)，可减轻吸附剂的吸附量，延长吸附剂的使用寿命，能有效降低外排气体vocs含量，特别适合于清罐等作业所产生vocs浓度先高后低的情况。
45.本实施例中，取样分析口10安装于循环油气线上，且位于循环切换阀9与三级冷凝模块3之间，取样分析口用于取样分析经三级冷凝后的油气vocs浓度，当冷凝后的油气vocs浓度达到一定条件后(可调)，可将油气处理工艺从“预处理+三级循环冷凝”运行模式切换到“预处理+三级循环冷凝+吸附”运行模式。
46.以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。