专利名称：基于微波和真空集成的解吸装置及其油气吸收回收方法
技术领域：
本发明属于油气回收领域，尤其涉及一种在油气等各种挥发性有机物(VOCs)的吸收回收过程中，利用微波和真空集成的吸装置，以及利用微波技术的低真空集成进行解吸的油气吸收回收方法。
背景技术：
目前，油气与空气的分离回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等，有些还含有压缩过程或几种方法的综合利用。各种油气回收的原理各不相同，技术经济性能也相差较大。吸收法油气回收方法即通过油气——空气混合气与吸收剂接触，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则保留在气相中，于是原混合气体的组分得以分离。以前国内外用煤油、轻柴油作为吸收剂，吸收回收率低(约为90%)，且在常温常压下难以解吸再生，故无法视为独立成套的回收技术。专利申请号为200510123016. 2的发明专利用特制吸收剂吸收回收油气的方法及装置，该油气回收过程可分为三部分吸收塔吸收分离一解吸罐真空解吸浓缩一回收塔吸收回收。由于该专利需要真空度约为3KPa的高真空解吸再生，因此投资及运行费用较尚。微波是频率大约在300MHz 300GHz，波长在IOOcnTlmm范围内的电磁波。它位于电磁波谱的红外光波和无线电波之间。微波加热具有即时性、选择性，整体性和高效发热特性，微波加热的应用从传统的通讯领域转向催化化学、材料加工、污染控制等领域。其中，在污染控制领域，特别是在含油废水的处理、石油污染土壤的修复、油气吸附剂的再生等方面取得了较大的发展。在油气回收领域中，将微波用于吸收了油气的吸收剂的再生，将是一个很好的应用前景。根据本发明技术特点检索了国内外数据库，尚未见有公开发表的微波技术应用于油气吸收回收装置的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于微波和真空集成再生吸收剂的装置，该装置利用微波和真空的方式强化解吸效果。本发明的目的是提供一种在原有高真空油气吸收回收方法的基础上，通过在富吸收剂解吸过程中引进微波加热技术，实现适应不同领域油气回收的方法。实现本发明目的的技术方案为
一种基于微波和真空集成的解吸装置，包括卧式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐体内部是真空环境；所述解吸罐的富吸收剂入口和贫吸收剂出口之间的解吸罐主体上对称设置一对以上的磁控管，所述磁控管包括灯丝和天线，所述天线安装于朝向解吸灌主体内部的一侧。
进一步，所述天线外设有塑料罩。进一步，所述磁控管外设有金属罩。进一步，所述卧式解吸罐，包括顶盖A、解吸罐主体A和底盖A ；所述富吸收剂入口和解吸油气出口位于所述解吸罐主体A的顶部，所述贫吸收剂出口位于所述解吸罐主体A 的底部；所述解吸罐主体A内部设有多层隔板，所述隔板呈0. 005 0. 01的坡度，相邻隔板的倾斜方向相异；所述解吸油气出口填有除雾填料。进一步，所述隔板上设有若干齿状挡板，所述隔板的高端设有挡板，中间设置透气管；所述齿状挡板为高;T5mm齿状挡板形式，其上边缘加工成锯齿状，下边通过卡槽固定在隔板上。进一步，所述立式解吸罐，包括顶盖B、解吸罐主体B和底盖B，所述顶盖B上设有富吸收剂入口和解吸油气出口，所述底盖B上设有贫吸收剂出口 ；所述解吸罐主体B内部设有布液直管和多层解吸盘，所述布液直管与所述富吸收剂入口相连，管壁设有斜向下的若干小孔；所述解吸盘与所述布液直管垂直；所述解吸油气出口填有除雾填料。一种基于微波和真空集成解吸的油气吸收回收方法，包括以下步骤
1)在吸收塔内利用吸收剂吸收油气-空气混合气；
2)吸收油气后的富吸收剂在解吸罐中利用微波/真空集成解吸，解吸后的吸收剂输入吸收塔内；
3)被解吸出来的高浓度油气进入回收塔而被液态贫汽油本体所吸收；
4)将回收塔中未被吸收的油气-空气混合气输入吸收塔。进一步，所述吸收剂为有机溶剂或成品油。进一步，所述吸收剂为有机溶剂和成品油的混合物。本发明有益效果是
(1)本发明利用微波加热的即时性、选择性及整体性，再生油气吸收剂，吸收剂的解吸再生效率可提高0. 5%，吸收剂在解吸罐内的停留时间可减少25%，运行能耗可减少10%。(2)本发明利用带有一定真空度(约为50kPa)的微波解吸设备替代传统的纯粹的高真空解吸设备(真空度约为3KPa)，可使投资成本降低15% 20%，而且占地面积及施工难度也相应降低。(3 )有VOCs固定排放源的企业应用本发明开发出的回收装置，可控制VOCs带来的环境污染及火灾爆炸隐患，还可回收有价值的物料，如汽油、苯。
图1为卧式结构的微波解吸罐结构示意图。图2为立式结构的微波解吸罐结构示意图。图3为图1中A处放大图。图4为应用本发明的油气吸收回收实施例示意图。其中1贫吸收剂出口，2解吸罐主体A，3挡板，4顶盖A，5螺栓，6富吸收剂入口， 7金属罩，8磁控管，9塑料罩，10隔板，11齿状挡板，12透气管，13除雾填料，14解吸油气出口，15底盖A，16底盖B，17解吸罐主体B，18解吸盘，19顶盖B，20布液直管，21灯丝，22 天线，31集气管，32吸收塔，33尾气排放口，34微波解吸罐，35溶剂泵，36真空泵，37液气分离罐，38回收塔，39富油泵，40贫油泵，41贫油入口，42富油出口。
具体实施例方式卧式结构的微波解吸罐如图1所示，包括顶盖A4、解吸罐主体A和底盖A15，各组成之间通过螺栓5连接；解吸罐主体A2顶部设有富吸收剂入口 6、解吸油气出口 14，其中解吸油气出口 14中有除雾填料13;解吸罐主体A2底部设有贫吸收剂出口 1;解吸罐主体A2 内部设有2 3层隔板10。每层隔板10均有一定斜度，且相邻层隔板10的倾斜方向不同， 其坡度一般为0. 005 0. 01。每层隔板10上有若干道齿状挡板11，齿状挡板11上边缘加工成高3 5mm的锯齿状，下边缘通过卡槽固定在隔板10上，并能允许有少量渗漏。在隔板 10的高端设有挡板3，中间可选择设置透气管12。磁控管8的个数为偶数，其上下对称的分布在主体2上，图1中为2对(4个)磁控管8 (在实际情况下，可以根据油气回收装置的处理规模确定磁控管的个数)。磁控管8外设有金属罩7和塑料罩9，金属罩7起到了美观及保护磁控管的作用，塑料罩9的作用是防止磁控管与罐内气体直接接触。其中塑料罩9、隔板10、齿状挡板11、挡板3、透气管12和除雾填料13都必须由耐高温、高强度的高分子材料制作，典型的材料如聚四氟乙烯、聚丙烯、ABS材料。立式结构的微波解吸罐如图2所示，包括顶盖B19、解吸罐主体B17和底盖B16，各组成之间通过螺栓5连接；解吸罐顶盖B19上设有富吸收剂入口 6和解吸油气出口 14，解吸油气出口 14内设有除雾填料13 ；解吸罐主体B17两侧对称位置设有两对(4个)磁控管 8 ；底盖B16上设有贫吸收剂出口 1 ；解吸罐主体B17内部设有布液直管20和解吸盘18，布液直管20和解吸盘18垂直，布液直管20与富吸收剂入口 6相连，管壁设有斜向下(即小于 90° )的若干小孔，以保证液流均落在解吸盘18上。磁控管8外设有金属罩7和塑料罩9， 金属罩7起到了美观及保护磁控管的作用，塑料罩9的作用是防止磁控管与罐内气体直接接触。其中塑料罩9、布液直管20和解吸盘18都必须由耐高温、高强度的高分子材料制作， 典型的材料如聚四氟乙烯、聚丙烯、ABS材料。如图3所示，图中磁控管8由顶部灯丝21和底部天线22组成。磁控管8外设有金属罩7，底部天线22外设有塑料罩9。灯丝21要与相应的加热电流匹配，管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得的能量转变成微波能量，再通过底部天线22输出微波。微波的能量分布呈层层叠加的圆形波，类似于水波，作用于能量分布范围内解吸罐内部空间。此处考虑到能量分布的均勻性， 磁控管的个数为偶数(2、4或6个，根据油气回收装置的处理规模即解吸罐的大小而定)，并且在解吸罐两侧对称布置。图4为应用本发明的油气吸收回收实施例示意图。图中各装置连接描述如下(1) 装车鹤管向铁路油罐车或汽车油罐车密闭装油时，油罐车排放气通过集气管31与吸收塔 32下部相连接；(2)吸收塔32上部与溶剂泵35出口端相连接，底部与微波解吸罐34顶部相连接，吸收塔中未被吸收的含有微量油气的空气尾气通过尾气排放口 33排出；(3)微波解吸罐34底部贫吸收剂出口与溶剂泵35进口端相连接，另一顶部(出气端)与真空泵36入口相连接以引出解吸出来的油气；(4)真空泵36出口与液气分离罐37入口相连接，分离罐 37出口连接回收塔38下部；(5)回收塔38底部与富汽油泵39进口端相连接，上部与贫汽油泵40出口端相连接，顶部排放出的尾气返回到吸收塔32下部而被循环吸收。
油气回收步骤
(1)利用密闭装车鹤管及油气集气系统，将铁路油罐车、汽车油罐车等油品储运设备装油过程产生的油气-空气混合气，通过集气管31引入吸收塔32下部。(2)利用高效吸收剂(贫吸收剂)在吸收塔32中吸收回收汽油等轻质油品蒸发排放出来的油气。吸收剂通过溶剂泵35打到吸收塔32顶部。未被吸收的空气从排放口 33 排入大气。吸收塔32中的液位通过调节阀来控制，从而使其液位保持在稳定的水平。(3)吸收油气后的富吸收剂利用微波/真空集成解吸的方法在微波解吸罐34中进行解吸再生，从而可使吸收剂循环使用。(4)被解吸出来的高浓度油气进入回收塔38而被液态贫汽油本体所吸收，吸收后的富汽油打回原来油罐或直接外送使用，从而实现油气的回收。贫汽油、富汽油通过泵40、 39来实现输送。回收塔38中的液位通过调节阀来控制，从而使其液位保持在稳定的水平。(5)回收塔38中有部分未被吸收的油气-空气混合气(尾气)重新进入吸收塔32 而被循环吸收。本发明的吸收剂为有机溶剂、成品油或者二者的混合物。采用微波和真空集成解吸方法是利用了微波加热的即时性、选择性及整体性，再生油气吸收剂，吸收剂的解吸再生效率可提高0. 5%，吸收剂在解吸罐内的停留时间可减少25%，运行能耗可减少10%。而利用带有一定真空度(约为50kPa)的微波解吸设备替代传统的纯粹的高真空解吸设备(真空度约为3KPa)，可使投资成本降低15% 20%，而且占地面积及施工难度也相应降低。
权利要求
1.一种基于微波和真空集成的解吸装置，包括卧式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐体内部是真空环境；其特征在于所述解吸罐的富吸收剂入口(6)和贫吸收剂出口(1)之间的解吸罐主体上对称设置一对以上的磁控管(8)，所述磁控管(8)包括灯丝(21)和天线 (22)，所述天线(22)安装于朝向解吸灌主体内部的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述天线(22)外设有塑料罩(9)。
3.根据权利要求2所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述磁控管(8)外设有金属罩(7)。
4.根据权利要求1-3其中之一所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述卧式解吸罐，包括顶盖A (4)、解吸罐主体A (2)和底盖A (15);所述富吸收剂入口(6)和解吸油气出口( 14)位于所述解吸罐主体A (2)的顶部，所述贫吸收剂出口( 1)位于所述解吸罐主体A (2)的底部；所述解吸罐主体A (2)内部设有多层隔板(10)，所述隔板 (10)呈0. 005 0. 01的坡度，相邻隔板(10)的倾斜方向相异；所述解吸油气出口(14)填有除雾填料(13)。
5.根据权利要求4所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述隔板(10)上设有若干齿状挡板(11)，所述隔板(10)的高端设有挡板(3)，中间设置透气管 (12);所述齿状挡板(11)为高;T5mm齿状挡板形式，其上边缘加工成锯齿状，下边通过卡槽固定在隔板(10)上。
6.根据权利要求5所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述塑料罩(9)、隔板(10)、齿状挡板(11)、挡板(3)、透气管(12)和除雾填料(13)由耐高温、高强度的高分子材料制作。
7.根据权利要求1-3其中之一所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述立式解吸罐，包括顶盖B (19)、解吸罐主体B (17)和底盖B (16)，所述顶盖B (19) 上设有富吸收剂入口(6)和解吸油气出口( 14)，所述底盖B (16)上设有贫吸收剂出口(1); 所述解吸罐主体B (17)内部设有布液直管(20)和多层解吸盘(18)，所述布液直管(20)与所述富吸收剂入口(6)相连，管壁设有斜向下的若干小孔；所述解吸盘(18)与所述布液直管(20)垂直；所述解吸油气出口(14)填有除雾填料(13)。
8.根据权利要求7所述的一种基于微波和真空集成的解吸装置，其特征在于所述塑料罩(9)、除雾填料(13)、布液直管(20)和解吸盘(18)由耐高温、高强度的高分子材料制作。
9.一种基于微波和真空集成解吸的油气吸收回收方法，其特征在于包括以下步骤1)在吸收塔内利用吸收剂吸收油气-空气混合气；2)吸收油气后的富吸收剂在解吸罐中利用微波/真空集成解吸，解吸后的吸收剂输入吸收塔内；3)被解吸出来的高浓度油气进入回收塔而被液态贫汽油本体所吸收；4)将回收塔中未被吸收的油气-空气混合气输入吸收塔。
10.根据权利要求9所述的一种基于微波和真空集成解吸的油气吸收回收方法，其特征在于所述吸收剂为有机溶剂、成品油或二者的混合物。
全文摘要
本发明公开一种基于微波和真空集成的解吸装置及其油气吸收回收方法。该装置包括卧式解吸罐或立式解吸罐，所述解吸罐体内部是真空环境；所述解吸罐的富吸收剂入口(6)和贫吸收剂出口(1)之间的解吸罐主体上对称设置一对以上的磁控管(8)，所述磁控管(8)包括灯丝(21)和天线(22)，所述天线(22)安装于朝向解吸罐主体内部的一侧。该方法利用微波和真空集成解吸富吸收剂，以实现循环使用吸收剂的目的。通过该方法可以将吸收剂的解吸再生效率提高0.5%，吸收剂在解吸罐内的停留时间可减少25%，运行能耗可减少10%。
文档编号B01D53/18GK102274676SQ20111015559
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者王丹莉, 郑宗能, 黄维秋 申请人:常州大学