油氣回收的油氣回收的方法的分析與比較

油氣回收方法主要有四種：活性炭吸附法；吸收法；膜分離法；冷凝法； 　　儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生的含烴氣體通過(guò)活性炭吸附劑床層，其中的烴類(lèi)被吸附劑吸附，吸附過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行。吸附劑達(dá)到一定的飽和度后，進(jìn)行抽真空減壓再生，再生過(guò)程中脫附出的油氣再用油品進(jìn)行吸收，吸收后的貧氣再返回到吸附過(guò)程進(jìn)行吸附。　　主要工藝單元包括：油氣收集、吸附過(guò)程、再生過(guò)程、壓縮過(guò)程、吸收過(guò)程、換熱和密封。吸附法的優(yōu)點(diǎn)就是可以通過(guò)改變吸附和再生運(yùn)行的工作條件來(lái)控制出口氣體中油氣的濃度。缺點(diǎn)是,工藝復(fù)雜、吸附床層易產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)（實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)已證明）。三苯易使活性炭失活；失活活性炭的處理問(wèn)題。國(guó)內(nèi)尚未有國(guó)產(chǎn)的工業(yè)裝置運(yùn)行，有四套進(jìn)口的裝置在石油庫(kù)運(yùn)行，裝置購(gòu)置費(fèi)用高。

工藝流程：在裝車(chē)地點(diǎn)產(chǎn)生的油氣通過(guò)密閉鶴管進(jìn)入油氣回收裝置。在油氣進(jìn)入裝置之前，先通過(guò)一個(gè)排水罐以保證不含汽油的油氣微粒進(jìn)入碳床。另外，油氣母管上還設(shè)有PVV（真空/壓力閥）緊急出口，可以確保裝置在停工狀態(tài)下將油氣母管內(nèi)的油氣釋放。PVV緊急出口或其他緊急出口應(yīng)該配有相應(yīng)的阻燃阻火栓。　　回收裝置由2個(gè)碳床組成，一個(gè)通過(guò)閥門(mén)連接在油氣進(jìn)入管上，處于“吸附”狀態(tài)，另一個(gè)則通過(guò)真空泵進(jìn)行“再生”。兩個(gè)炭床同時(shí)工作，保證對(duì)源源不斷進(jìn)入裝置的油氣及時(shí)進(jìn)行回收處理。即：一個(gè)炭床用于吸附油氣中的烴，另一個(gè)炭床則將吸附的烴通過(guò)真空泵排出；當(dāng)*炭床的吸附烴達(dá)到飽和后，立即轉(zhuǎn)入“再生”操作（即脫附階段），而在此之前已排空的第二個(gè)碳床進(jìn)入下一個(gè)階段的“吸附”狀態(tài)。　　活性炭的再生需要通過(guò)兩個(gè)階段完成。首先，活性炭容器內(nèi)被抽真空，所吸附的烴從炭床中分離出來(lái)，使大部分烴被脫附。然后，為了保證炭床中的烴被盡可能徹底地清除干凈，有必要引入少量空氣對(duì)碳床上可能殘留的烴進(jìn)行吹掃。本裝置采用的真空泵是液環(huán)泵。需要一個(gè)液氣分離罐和一個(gè)換熱器。真空泵的封液是乙二醇和水的混合物。換熱器的標(biāo)準(zhǔn)選配媒介是汽油或其他種類(lèi)的冷凝液。　　在分離罐中，高濃度的烴氣進(jìn)入吸收噴淋塔。從汽油儲(chǔ)罐中抽出來(lái)汽油自塔的頂部噴淋下來(lái)，與自下而上純烴氣混合，由此實(shí)現(xiàn)烴在汽油中的吸收。　　全套裝置具有自動(dòng)節(jié)能功能：如果裝車(chē)停止，所有裝置都處于待命操作狀態(tài)。處于待命狀態(tài)的裝置可以隨時(shí)啟動(dòng)。真空泵每隔一段時(shí)間就自動(dòng)啟動(dòng)一次，以保持碳床的干凈和活性炭的活性。當(dāng)下次裝車(chē)開(kāi)始時(shí)，全套裝置自動(dòng)啟動(dòng)。　　活性炭吸附法油氣回收裝置，是歐美現(xiàn)在流行的技術(shù)，其特點(diǎn)是，通過(guò)改變裝置運(yùn)行條件，可控制出口氣體中烴的濃度，達(dá)到不同的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。　　每回收1升汽油消耗0.15～0.2度電。平均每年的運(yùn)行成本為16萬(wàn)元人民幣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的吸附劑篩選研究，活性炭是專門(mén)制造的，非一般的活性炭。市面上銷(xiāo)售的活性炭均達(dá)不到其吸附和脫附的性能。吸附過(guò)程是一個(gè)物理的放熱過(guò)程，在對(duì)高濃度的油氣進(jìn)行吸附，炭層的溫升很快，溫度也很高，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的吸附劑篩選試驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。L×D為250×40mm的吸附柱在室溫下進(jìn)行吸附，僅幾分鐘，炭層的溫度達(dá)到80～90℃。所以，日本政府從安全的角度考慮，嚴(yán)禁使用可燃性的活性炭做為油氣回收的吸附劑。此外，采用抽真空解吸的方法再生活性炭，三苯的脫附是有問(wèn)題的，三苯在活性炭上的吸附，將導(dǎo)致活性炭的失活。采用吸附的方法回收油氣，不能直觀地看到回收物。而對(duì)失活的活性炭怎樣處理也是將面臨的問(wèn)題。由于炭層高度對(duì)油氣通過(guò)炭層有壓力損失，對(duì)鶴管的密閉提出更高的要求。　　《東京都條例》規(guī)定油氣濃度≥1vol%，禁止使用可燃性活性炭吸附劑。日本的吸附法油氣回收裝置，初期使用單一硅膠吸附劑，然后又改為床層內(nèi)充填不同硅膠吸附劑，目前改為吸附塔內(nèi)分層充填硅膠和活性炭吸附劑。 油氣冷凝工藝技術(shù)原理是利用冷凍工程方法，將油氣熱量置換出來(lái)，使油氣各種組分溫度低于凝點(diǎn)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，實(shí)現(xiàn)回收利用。　　采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法制冷至－73℃，典型的油氣回收率在90～95%。冷凝至－95℃，出口氣體的非甲烷總烴濃度≤35g/m3。　　冷凝法油氣回收技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，安全性能好，回收物直接為油品。單壓縮機(jī)自復(fù)疊制冷技術(shù)開(kāi)發(fā)的純冷凝法油氣回收裝置可將油氣溫度降至－100℃～-120℃。裝置正常工作狀態(tài)耗電量?jī)H為0.2（Kw·h）/m3油氣，用電與活性炭吸附法持平。　　冷凝式油氣回收處理設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)成熟、造價(jià)相對(duì)低廉、占地面積小、維護(hù)容易、安全性好、運(yùn)行費(fèi)用小，僅耗電和冷卻水（也可用空冷方式），回收效益遠(yuǎn)大于能耗支出。純冷凝式油氣回收設(shè)備處理能力5～500m3/h,。　　工藝流程　　油氣經(jīng)三級(jí)冷卻，溫度降低至-100℃以下，從而冷凝出干凈的碳?xì)浠衔镆后w。　　油氣首先降溫至3～5℃，冷凝出碳?xì)浠衔镏亟M份和空氣中攜帶的水，降低在以后階段的結(jié)霜可能性。在第二級(jí)制冷，油氣進(jìn)一步冷卻到-50～-65℃，然后通過(guò)第三級(jí)制冷冷卻到-100～-110℃。從三級(jí)制冷冷凝后的干凈冷空氣被加熱至10℃或者更高，熱源來(lái)自于制冷系統(tǒng)中回收熱。除霜：進(jìn)入裝置空氣中攜帶的水蒸汽，在*階段就冷凝成液體，剩余的水蒸氣會(huì)在第二階段階段結(jié)霜。。國(guó)外冷凝式油氣回收裝置設(shè)計(jì)除霜液由循環(huán)運(yùn)行的制冷系統(tǒng)的廢熱進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)系統(tǒng)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，需要兩臺(tái)油氣冷凝器，其中一臺(tái)除霜，另一態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行除霜和切換。純冷凝式油氣回收裝置設(shè)計(jì)了快速除霜系統(tǒng)，3～5min內(nèi)完成除霜。　　性能及指標(biāo)　　安全性――所有組件均Ex防爆組件；油氣通道無(wú)機(jī)械或者電力組件。　　排放濃度--汽油和石腦油，尾氣出口濃度達(dá)到12g/m3（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20952-2007規(guī)定：油氣排放達(dá)≤25g/m3）。　　負(fù)荷―超過(guò)設(shè)計(jì)流量的150%～180%情況下運(yùn)行，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)回收率略有下降，超過(guò)設(shè)計(jì)流量150%時(shí)汽油回收率為90%。

綜述：純冷凝法防爆油氣回收裝置利用了單壓縮機(jī)自復(fù)疊制冷新技術(shù)，油氣的回收率在99%以上，達(dá)到排放濃度在12g/m3以下，冷凝溫度應(yīng)達(dá)到－100℃～-120℃。機(jī)組充分利用系統(tǒng)回?zé)幔碾姙?.2（Kw·h）/m3油氣，和活性炭吸附法持平。裝置運(yùn)行能耗很高，費(fèi)用非常高。