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油气的回收原理及方法
提 供 商: 永嘉县安来石化泵阀有限公司 资料大小:
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在火车和汽车装车操作过程中,汽油、苯挥发出来的油气会对环境造成污染。为减少污染,改善操作人员的环境,在火车和汽车装卸车设施区内各设一套油气回收装置,用来回收汽车装车过程中挥发的油气。
油气回收方法主要有活性炭吸附法、膜分离法、冷凝法和溶剂吸收法。各种油气回收技术的工作原理不同,各有优缺点。
1)吸收法
吸收法是利用易吸收油气的吸收液,在吸收塔内与混合气喷淋接触以溶解吸收其中的油气。该方法有两种回收类型,一种是富吸收液可以再生(解吸),装置可设计为一个独立完整的系统,适用范围广,但吸收液性能要求严格,另种一是富吸收液采用新鲜汽油或煤油,吸收油气的汽油或煤油送回储库,再次销售。
吸收法的主要优点是操作弹性较大,气体流量在容许的范围内,均能正常操作。但吸收法也存在以下缺陷:一、为了达到排放标准,吸收过程的冷却温度要控制在低温下进行,此时,系统需要制冷系统、材料使用低温钢材,投资及运行费用较高,还需注意结冰(即要预冷脱水及适时除霜);二、如果进行解吸,需要较多的加热热量,运行成本高;三、如果不进行解吸,回收的油品在再次的装车过程中,又挥发到油气中,会增加小呼吸排放,同时增加油气处理量,反复回收,降低回收效率。
2)冷凝法
直接将油气冷凝成液体回收。在冷凝过程中,油气需要从常温直接冷却到摄氏零下几十度直至零下百度以上。才能达到标准规定的排放要求。
冷凝法主要的优点是:一、制冷技术成熟可靠,是装置稳定运行的可靠保证;二、操作弹性较大,采用多机组,可在大范围(20%~100%)内调节制冷负荷;三、回收的油品是单独产品,建设单位可以单独销售,也可以混入汽油,也可以送入炼油装置(如催化裂化的吸收稳定)进行再加工;四、浅冷时制冷效率高,制冷温度在 0℃时,能耗比可达2~3(消耗1kW电力可获得2~3kW冷量)。但冷凝法也存在以下缺陷:一、低温制冷能耗高,低于-100℃时,能耗比只有0.1~0.2,在运行成本上是很不经济、合理的;二、低温材料价格高,造成整体设备造价高;三、油气冷凝温度低于0℃后,会有结霜的情况,需要定时除霜。
冷凝法在国外应用比较多,国内应用的仅以回收凝缩油为目的,不能达到油气排放<25g/m3的要求。
3)吸附法
吸附法是利用活性炭等吸附剂与烃分子的亲和作用吸附油气中的烃成份,空气排放大气。因为吸附剂需要解吸(再生)循环使用,所以吸附剂达到饱和时,需用抽真空(或加热)方法解吸。因为解吸气体仍然需要处理,所以吸附法需要与吸收法或冷凝法结合使用,解吸出的油气通过吸收剂喷淋吸收或进入低温冷凝器中冷凝液化,获得回收的油品。目前国内所采用的吸附法都是吸附+吸收结合的方法。
吸附法主要的优点是:一、油气收率高,吸附床层未被击穿前,可以有效控制排放油气浓度;二、操作弹性大,在容许的流速内,可以有效的吸附油气分子。但吸附法也存在以下缺陷:一、活性炭(或其他吸附剂)颗粒强度差,在使用过程中会不断的破裂、粉化,需要经常清洗过滤器和定期更换活性炭;二、活性炭吸附性能失活,由于油气中某些成分(苯、甲苯等)被活性碳吸附后,不易解吸出来,造成活性碳的永久性失活,需要定期更换活性碳;三、吸附过程是放热过程,油气浓度越大,放热越多,油气浓度高时,有较大的温度升高(局部过热点可能超过100℃),容易形成过热点和过氧化物而造成自燃,成为严重的安全隐患,因此吸附法不宜用于处理油气浓度高的混合油气;四、配合的吸收法如果包含解吸,需要较多的加热热量,而一般装车场没有可利用的热,均需通过电力加热,造成生产成本增加;五、如果不进行解吸,回收的油品在再次的装车过程中,又挥发到油气中,降低回收效率。
吸附法油气回收技术目前已经在中国石化北京石油分公司和济南分公司进行了工业化应用,设计规模分别为150Nm3/h和250Nm3/h,均为汽车装车油气回收装置。两套装置的排放尾气中的非甲烷总烃都在10g/m3以下,油气回收率可达98%。据了解,处理每立方米油气的能耗<0.2kW。
4)膜分离法
膜分离技术是利用了油气和空气分子透过高分子膜片时的传递速率的差异(油气比空气优先透过)而实现两者的分离。因为透过膜的气体仍然需要处理,所以膜分离法需要与吸收法或冷凝法结合使用,通过吸收剂喷淋吸收或进入低温冷凝器中冷凝液化,获得回收的油品。
膜分离法的主要优点是:一、使用简单,只要提供膜两边的压差和压比,即可确保油气渗透;二、使用期长,一般可以保证7年的使用寿命。但也存在以下缺点:一、因为膜技术应用于油气回收领域时间不长,产品价格较高,随着市场的扩大,膜的价格会逐渐降低;二、用于油气回收的膜属于新开发产品,膜的选择渗透性仍需要提高,随着膜技术的不断发展,膜的选择渗透性会逐渐提高,同时也会降低膜的数量,相应的真空泵和压缩机的排量也会减少。

 
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