利用制冷技術將油氣的熱量置換出來,實現油氣組分從氣相到液相的直接轉換。冷凝法是利用烴類物質在不同溫度下的蒸汽壓差異,通過降溫使油氣中一些烴類蒸汽壓達到過飽和狀態,過飽和蒸汽冷凝成液態,回收油氣的方法。一般采用多級連續冷卻方法降低油氣的溫度,使之凝聚為液體回收,根據揮發氣的成分、要求的回收率及排放到大氣中的尾氣中有機化合物濃度限值,來確定冷凝裝置的很低溫度。
一般按預冷、機械制冷等步驟來實現。預冷器是一單級冷卻裝置,為減少回收裝置的運行能耗,現已開發出一種使用冷量回用的技術,使進入回收裝置的氣體溫度從環境溫度下降至4℃左右,使氣體中大部分水汽凝結為水而除去。氣體離開預冷器后進入淺冷級??蓪怏w溫度冷卻至-30℃~-50℃,根據需要設定,可回收油氣中近一半的烴類物質。離開淺冷的油氣進入深冷級,可冷卻至-73℃到-110℃,根據不同的要求設定溫度和進行壓縮機的配置。
冷凝法工藝原理簡單;可直觀的看到液態的回收油品;性高;自動化水平高。技術成熟、質量穩定、體積縮小、能耗較少,能直觀見到回收的油但要達標需要降到很低的溫度。
裝置主要配置包含:淺冷機組、深低溫機組、淺冷凝結器、深低溫凝結器、除霜熱泵、油水分離器。加油站油氣回收裝置的自動控制系統有:電氣可執行器件、PLC可程控系統、圖形化人機操作接口(HMI)等機房﹑冷凝箱等設備預安裝在統一撬裝式底盤上﹐方便運輸和吊裝,現場安裝也比較方便。
2.吸收法:
根據混合油氣中各組分在吸收劑中的溶解度的大小,來進行油氣和空氣的分離。一般用柴油等貧油做吸收劑。一般采用油氣與從吸收塔頂淋噴的吸收劑進行逆流接觸,吸收劑對烴類組分進行選擇性吸收,未被吸收的氣體經阻火器排放,吸收劑進入真空解吸罐解吸,富集油氣再用油品吸收。
吸收法工藝簡單,投資成本低。但回收率太低,一般只能達到80%左右,無法達到現行我國標準;設備占地空間大;能耗高;吸收劑消耗較大,需不斷補充;壓力降太大,達5000帕左右。
3.吸附法:
利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑對油氣/空氣混合氣的吸附力的大小,實現油氣和空氣的分離。油氣通過活性炭等吸附劑,油氣組分吸附在吸附劑表面,然后再經過減壓脫附或蒸汽脫附,富集的油氣用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化;而活性炭等吸附劑對空氣的吸附力非常小,未被吸附的尾氣經排氣管排放。
吸附法可以達到較高的處理效率;排放濃度低,可達到很低的值。但工藝復雜,需要二次處理;吸附床容易產生高溫熱點,存在隱患三苯易使活性炭失活,活性炭失活后存在二次污染問題;國產活性炭吸附力一般只有7%左右,而且壽命不長,一般2年左右要換一次,換一次活性炭成本很高。
吸附法裝置主要配置主要包含吸附罐、真空泵、吸收塔、汽油泵、電氣及控制系統等。PLC自動控制。
4.膜分離法:
利用特殊高分子膜對烴類有優先透過性的特點,讓油氣和空氣混合氣在壓力的推動下,使油氣分子優先透過高分子膜,而空氣組分則被截留排放,富集的油氣傳輸回油罐或用其他方法液化。
膜分離法技術,工藝相對簡單;排放濃度低,回收率高。但投資大;膜尚未能實現國產化,價格昂貴,而且膜壽命短;膜分離裝置要求穩流、穩壓氣體,操作要求高;膜在油氣濃度低、空氣量大的情況下,易產生放電層,有隱患。
5.組合式:(冷凝+吸附法)
一般加油站的油氣排放裝置都采用“冷凝+吸附”比較成熟的方法。先將油氣冷凝到-40度左右,使大部分油氣液化,剩余油氣經過吸附罐進行吸附,結合吸附可以達到很高的回收率,排放濃度也低,可以達到我國標準。另外,經過冷凝的低溫油氣也的防止了活性碳吸附床容易產生高溫熱點的問題。同時避免了,深冷能耗太大的問題。
組合法的特點主要是:工藝原理簡單;可直觀的看到液態的回收油品;性高;自動化水平高。但是單一冷凝法要達標需要降到很低的溫度。兩者結合可以通過改變裝置操作的運行條件,使出口氣體中非甲烷總烴的濃度降低到很低的數值,達到任何排放標準的要求。
在冷凝后端加吸附是兼顧經濟性和實用性的很好工藝路線,不但可以降低冷凝段的投資與運行費用,減少能耗,而且能實現尾氣濃度遠低于我國標準的排放限值,緩解吸附床層溫升效應,系統可靠,自動化程度高,具有十分明顯的社會效益、環境效益和經濟效益。從目前外的技術水平來看,該技術及排放值都達到排名靠前水平。
冷凝+吸附法裝置主要配置主要包含制冷機組、冷箱、吸附罐、真空泵、防爆小屋、冷卻塔、電氣及控制系統等。自控:油氣回收裝置的自控系統主要包含電氣執行器件、PLC可程控系統、圖形化人機操作接口(HMI)等。