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车载移动组合式油气回收案例

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案例概述:针对某石油化工企业现场调研及数据分析情况,我们做出以下方案:1 概述1.1装置设计建设背景近年来,随着国内外对环境问题的重视,对有机气体的排放有着严格的标准,有机气体的回收利用越来越显得重要,对它们的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。同时,越来越多的国家也…
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针对某石油化工企业现场调研及数据分析情况,我们做出以下方案:

1 概述

1.1装置设计建设背景
  近年来,随着国内外对环境问题的重视,对有机气体的排放有着严格的标准,有机气体的回收利用越来越显得重要,对它们的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。同时,越来越多的国家也制定了严格的法律条文来约束,如我国《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015中规定了非甲烷烃类排放浓度≤120mg/m3,为达到该排放要求,目前我们已经开发出各种集成回收技术。鉴于石化罐区等特殊应用场所油气回收的需要,本项目是为现场油气吸收器、吸附器配套使用的车载移动组合式油气解吸回收装置。通过车载移动组合式油气吸附解吸回收装置,实现对各罐区吸收器、吸附器进行间歇式解吸再生,以实现吸收器、吸附器高效、长久运行。
  本装置也可以针对石油化工罐区和管道在吹扫过程中产生的含颗粒物、有机物的气体进行处理,对其进行过滤分离和吸附净化,^终达到洁净排放。它能够有效地防止颗粒物、有机物排放入空气中。具体形式如总流程图1。
  本装置由移动吸附模块和蒸汽再生模块组成。
1.2装置总体要求
  (1)项目改造符合各种标准规范;
  (2)保证使用安全可靠,配套合理,不影响正常生产,使用寿命长;
  (3)工艺简单,技术先进,操作方便,自动化程度高,达到国外先进设备的技术水平,并尽可能在某些方面有所创新;
  (4)立足于国产技术及设备,并尽量利用现有条件及设备,系统投资及运行费用低,体现出明显得经济效益;

  (5)装置设计为移动组合式成套装置,操作方便,自带发动机,占地面积少,能广泛应用于吸收法、吸附法回收油气的场合,特别为现场不带再生环节的一次性回收设备配套,降低现场一次性的投资好运行费用(甚至做到现场油气回收设备免操作费用);



2 处理工艺原理
2.1 吸附材料
  根据化工实际工况条件中有机物浓度和风量等数据,为了使得吸附材料的使用寿命延长,我们选用颗粒活性炭作为吸附材料,其特点是耐受毒性能力强,吸附率较高、耐受冲击负荷能力强。
2.2选择性吸附原理
  活性炭颗粒是由活性炭活化开孔后制成的,其结构为开有许多微孔的炭颗粒。由于物质组成为碳—碳相连,所以对有机物(也是碳链结构)有良好的选择性吸附功能。因此,当有机尾气通过活性炭颗粒层时,其中的有机物被活性炭颗粒吸附、截留、富集,而其中的氮气等无机气体则不被吸附,被净化后排放。
2.3脱附原理
  本装置对活性炭颗粒进行脱附是利用其温度特性,以水蒸汽为热源进行脱附。这样做的优点是:第一,不用真空泵,设备不必按真空设计制作,造价低;第二,水蒸汽来源方便;第三,水蒸汽为安全气体,有利于设备的安全运转;第四,水蒸汽易冷凝为液体,有利于下一步的冷凝回收;第五,一般情况下通水蒸汽7~10分钟,就可将活性碳纤维上吸附的有机物彻底脱附,脱附效果良好。
2.4干燥降温原理
  本装置采用体外循环的方式进行降温干燥,大幅度降低了吸附剂在降温干燥过程中的二次排放浓度,使得达到国家排放标准要求成为可能,二次污染小,甚至没有二次污染,也就使得吸附全过程的达标排放成为可能。
2.5 冷凝原理

  各种物质在不同的温度条件下均具有相应的饱和蒸气分压,温度越低则其饱和蒸气分压越低。当温度降低时,若某种物质的蒸气分压超过饱和蒸汽分压,其过饱和部分就会冷凝成液体从气态中分离出来。



3 活性炭吸附回收工艺描述
3.1 移动吸附模块
  移动吸附模块主要是由预处理部分和活性炭颗粒吸附部分组成。
  预处理部分,尾气进气压力为0.6MPa左右,由于尾气可能含有杂质和水份,故在吸附单元前设置金属过滤丝网和过滤器,进一步滤除尾气中的杂质,^大程度保护活性炭颗粒的吸附性能。经过预处理后的尾气进入吸附器进行吸附。
  活性炭颗粒吸附部分,本设计采用6个活性炭颗粒吸附器进行单级吸附,含苯、甲苯等有机废气进入碳颗粒器,穿过活性炭层,苯、甲苯等有机气体被活性碳纤维中的微孔捕捉下来,净化后的气体排放到大气中。根据风量大小设计的吸附箱规格和吸附剂装填量,保证一定的过气速度和停留时间,使得吸附剂对尾气中的有机溶剂有效的、充分的吸收。
  在移动吸附模块中,使用金属软管与吹扫管道相连接,在进气口用丝网拦截铁锈等颗粒,金属软管另一端连接过滤器,进一步滤出杂质。吸附完成后,将吸附完成的吸附罐运输至蒸汽再生模块,对吸附罐进行再生。
3.2蒸汽再生模块
  蒸汽再生模块主要是由脱附系统、干燥降温系统和溶剂回收系统组成。
  脱附系统主要是与吸附器相连的饱和水蒸汽调节与分配系统。吸附后的吸附材料通过自力式调压阀减压后的蒸汽使其增温,将吸附浓缩在活性炭颗粒层上的苯、甲苯等脱附下来,同时依靠蒸汽的吹扫,将含有水蒸气和有机溶剂的混合蒸汽吹出,送入回收系统。经多年各种蒸汽稳压阀实践^终选定的自力式调压阀输出压力非常稳定,无泄露,使用寿命长。
  干燥降温系统,当脱附完成后,吸附剂活性炭颗粒/颗粒层的温度很高、湿度很大,不利于接下来进行的吸附过程,本方案采用零排放的体外循环的专有技术进行干燥降温的方式,设置表冷器作为除湿冷凝气使用,在循环风机的作用下,脱附后的吸附器内的潮湿的高温气体从吸附器的下端引出进入除湿冷凝器内进行降温,使潮湿的高温气体中的水蒸气和脱附残留下的挥发性有机物冷凝排出,进而使潮湿的高温气体降温干燥,达到对活性炭颗粒/颗粒吸附剂的降温和干燥的目的,使活性炭颗粒/颗粒恢复^佳吸附能力,同时也回收了残留的挥发性有机物的排放。
  溶剂回收系统由冷凝器、分离装置组成,经过脱附的含有水蒸气和苯、甲苯等蒸汽的混合蒸汽经过冷凝器冷凝之后变成了混合液体流入特别设计的分离装置。分离出来的苯、甲苯等通过自流进入客户的溶剂储槽,加以回收利用。
  在蒸汽再生模块中,将运至此模块中的吸附器固定,打开蒸汽进出阀门,及回收系统的阀门,通蒸汽一段时间后,停止通蒸汽,关闭蒸汽阀门,打开干燥风机,对活性炭颗粒器进行干燥降温,干燥降温结束后,吸附罐即可再次用于吸附。
  两个模块占地面积小,安装便捷,可车载,灵活方便,接头均使用快接法兰,减少安装时间。

4 具体实施方式
4.1连接方式
  移动吸附模块包含1台雾滴去除罐、6台吸附器,吸附器的下方开有废气进口和水蒸气出口,上端开有废气出口和水蒸气入口。对外管路配备快速接头。废气通过吸附器底端进口进入至吸附器,净化后气体通过吸附器顶端的出口排出,在整个吸附过程中,关闭吸附器上的其他阀门。
  蒸汽再生模块由1台循环风机、1台表冷器、1台冷凝器、1台分层槽、1台中间储槽、一台磁力泵及蒸汽源。水蒸气源通过蒸汽进口阀与吸附器相连接,吸附器的蒸汽出口阀与冷凝器的进口相连接,冷凝器的出口连接分离装置。废气出口通过循环出气阀与循环风机出口连接,循环风机进口与表冷器出口相连接,表冷器的进口与蒸汽出口管线连接。
4.2操作方法
  系统进行吸附时,打开废气进口阀和废气出口阀,蒸汽进出口阀及循环气进口关闭,吸附完成后关闭废气进出口阀,取出吸附器,将其运送至蒸汽再生模块中进行脱附再生。
  在蒸汽再生模块中,固定好已吸附饱和的吸附器,关闭吸附器上的废气进出口阀门,打开蒸汽进出口阀,对系统进行脱附。脱附结束后关闭蒸汽进口阀和废气进出口阀,打开循环器进口阀门,使吸附罐内的气体通过除湿冷凝器降温,冷却后的干燥气体再经循环风机对吸附罐进行干燥降温,再生好的吸附器供下次吸附使用。

5 流程图

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