CN109550350A - 一种液氮低温冷凝voc回收处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，所述的液氮储罐、冷保温箱、增压鼓风机、气液分离器和外输泵，所述的液氮储罐的底部排放口通过管线与冷保温箱的冷却管进口连接，冷保温箱的冷却管出口连接氮气去氮封系统；挥发油气管线通过增压鼓风机连接冷保温箱的油气管进口，冷保温箱的油气管出口连接气液分离器，气液分离器的气相出口排空，液相出口通过外输泵连接原料罐，优点为:VOC回收率可达99.999%，减少挥发性有机化合物和消耗臭氧层物质的排放数量，回收彻底，无二次污染（如无废水，无氮氧化物，无酸性气体，无二恶英），运营成本低，无需清洗，间歇操作灵活性强，可以实现橇装设计以及批量加工，安装、管理成本低。
Description
技术领域
本发明涉及油气储运过程中挥发油气回收处理工艺，特别涉及一种利用液氮低温冷凝油气回收综合治理工艺。
背景技术
目前国内石油行业油气回收常规技术主要有吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法等。其中，吸附法损耗大、运行成本高，常用的活性炭具有吸附量较小、吸附平衡时间长、不适于处理高浓度有机气体、解吸较困难的特点，吸附过程的凝结热易产生安全隐患；吸收法设备占用空间大、运行能耗高，尾气排放指标难以满足现行的排放标准，存在二次污染，不适合间歇操作；膜分离法需要比较大的内部油气循环量以满足尾气排放要求，动力设备负荷比较大，投入高，膜在油气浓度低、空气量大的情况下，易产生放电层，存在安全隐患，不适合间歇操作；冷凝法关键部件为制冷压缩机，冷凝法工艺的特点是简明直接，不需二次工艺处理，回收产品无二次污染。但受冷媒、制冷剂和能耗的限制，制冷压缩机的冷凝温度有限（一般冷凝温度-40℃～-70℃），不能完全将挥发油气液化，尾气不能达到排放标准（≤25g/m3）。
液态氮是一种多功能制冷剂/冷媒，具有无毒，无腐蚀性，并且不易燃，可以达到-196℃的标准沸点。
为解决制冷压缩机冷凝制冷量不足，VOC回收率低、尾气排放不达标的问题，本发明提出利用液氮低温冷凝法对挥发油气进行回收处理，提高VOC回收率，以达到对环境零污染目的。
发明内容
本发明的目的在于为解决现有技术不足而提供一种液氮低温冷凝VOC回收处理工艺。
本发明的主要技术方案是：
一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，包括液氮储罐、冷保温箱、增压鼓风机、气液分离器和外输泵，所述的液氮储罐的底部排放口通过管线与冷保温箱的冷却管进口连接，冷保温箱的冷却管出口连接氮气去氮封系统；挥发油气管线通过增压鼓风机连接冷保温箱的油气管进口，冷保温箱的油气管出口连接气液分离器，气液分离器的气相出口排空，液相出口通过外输泵连接原料罐。
所述的冷保温箱包括换热器、冷凝器、油气管线及冷却管线，油气管线依次连接一级换热器、管道分离器、二级冷凝器、管道分离器、三级冷凝器，冷却管线依次连接三级冷凝器、管道分离器、二级冷凝器、管道分离器、一级换热器。
所述的冷保温箱内并联多条管器装置。
所述的步骤为：
1）挥发油气经过增压鼓风机增压后进入冷保温箱进行换热，冷凝后的凝液通过管道分离器和气液分离器进行回收处理，不凝气放空；
2）换热后蒸发的氮气作为氮封气源，为油气储罐进行氮封、降温。
所述的步骤1）中换热工艺首先经过一级换热器，将挥发气中的水蒸汽冷凝脱出，脱出水蒸汽的挥发气进入二级冷凝器换进行热交换，若二级冷凝器换热后挥发气不达标，自动打开三次冷凝器进行热交换。
所述的步骤1）中二级冷凝器设计温度为－40度，三级冷凝器设计温度为－110～－185度。
液氮低温冷凝VOC回收处理技术，由于液氮冷量很高，VOC回收率可达99.999%，排放气可达到有机物的零排放，减少挥发性有机化合物和消耗臭氧层物质排放到环境中的数量，回收彻底，无二次污染（如无废水，无氮氧化物，无酸性气体，无二恶英），回收产物品质高，并且由于传动部件的数量少，多为静设备，可靠性好，同时由于液氮价格较低，运营成本低（以100m3/h气体的处理规模计算，液氮消耗量仅为0.14t/h），无需清洗，间歇操作灵活性强，可以实现橇装设计以及批量加工，安装、管理成本低。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
图中：1液氮储罐，2增压鼓风机，3一级换热器，4管道分离器，⑤二级冷凝器，6三级冷凝器，7气液分离器，8外输泵 9冷保温箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利作进一步说明。
一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，包括液氮储罐1、冷保温箱9、增压鼓风机2、气液分离器7和外输泵8，液氮储罐1的底部排放口通过管线与冷保温箱9的冷却管进口连接，冷保温箱9的冷却管出口连接氮气去氮封系统；挥发油气管线通过增压鼓风机2连接冷保温箱9的油气管进口，冷保温箱9的油气管出口连接气液分离器7，气液分离器7的气相出口排空，液相出口通过外输泵8连接原料罐。
所述的冷保温箱9包括换热器、冷凝器、油气管线及冷却管线，油气管线依次连接一级换热器3、管道分离器4、二级冷凝器5、管道分离器4、三级冷凝器6，冷却管线依次连接三级冷凝器6、管道分离器4、二级冷凝器5、管道分离器4、一级换热器3。
所述的冷保温箱9内并联多条管器装置。
所述的步骤为：1）挥发油气经过增压鼓风机2增压后进入冷保温箱9进行换热，冷凝后的凝液通过管道分离器4和气液分离器7进行回收处理，不凝气放空；2）换热后蒸发的氮气作为氮封气源，为油气储罐进行氮封、降温。
所述的步骤1）中换热工艺首先经过一级换热器3，将挥发气中的水蒸汽冷凝脱出，脱出水蒸汽的挥发气进入二级冷凝器5换进行热交换，若二级冷凝器5换热后挥发气不达标，自动打开三次冷凝器进行热交换。
所述的步骤1）中二级冷凝器5设计温度为－40度，三级冷凝器6设计温度为－110～－185度。
由于回收的产品品质较高，可直接作为原料或产品使用。冷凝后蒸发的氮气可作为常压储罐的氮封气源，也可作为其他设备的保护气利用（氮气纯度较高）。
Claims (6)
1.一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，包括液氮储罐(1)、冷保温箱(9)、增压鼓风机(2)、气液分离器(7)和外输泵(8)，其特征在于:所述的液氮储罐(1)的底部排放口通过管线与冷保温箱(9)的冷却管进口连接，冷保温箱(9)的冷却管出口连接氮气去氮封系统；挥发油气管线通过增压鼓风机(2)连接冷保温箱(9)的油气管进口，冷保温箱(9)的油气管出口连接气液分离器(7)，气液分离器(7)的气相出口排空，液相出口通过外输泵(8)连接原料罐。
2.根据权利要求1所述的一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，其特征在于所述的冷保温箱(9)包括换热器、冷凝器、油气管线及冷却管线，油气管线依次连接一级换热器(3)、管道分离器(4)、二级冷凝器(5)、管道分离器(4)、三级冷凝器(6)，冷却管线依次连接三级冷凝器(6)、管道分离器(4)、二级冷凝器(5)、管道分离器(4)、一级换热器(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种液氮低温冷凝VOC回收处理装置，其特征在于所述的冷保温箱(9)内并联多条管器装置。
4.根据权利要求1所述的一种液氮低温冷凝VOC回收处理工艺，其特征在于所述的步骤为：
1）挥发油气经过增压鼓风机(2)增压后进入冷保温箱(9)进行换热，冷凝后的凝液通过管道分离器(4)和气液分离器(7)进行回收处理，不凝气放空；
2）换热后蒸发的氮气作为氮封气源，为油气储罐进行氮封、降温。
5.根据权利要求4所述的一种液氮低温冷凝VOC回收处理工艺，其特征在于所述的步骤1）中换热工艺首先经过一级换热器(3)，将挥发气中的水蒸汽冷凝脱出，脱出水蒸汽的挥发气进入二级冷凝器(5)换进行热交换，若二级冷凝器(5)换热后挥发气不达标，自动打开三次冷凝器进行热交换。
6.根据权利要求4或5所述的一种液氮低温冷凝VOC回收处理工艺，其特征在于所述的步骤1）中二级冷凝器(5)设计温度为－40度，三级冷凝器(6)设计温度为－110～－185度。
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