[实用新型]一种油气回收的阶梯式制冷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制冷系统，特别是涉及一种油气回收的阶梯式制冷系统。 

背景技术

在现有技术中，对挥发性化学品蒸汽进行回收时，为了控制尾气的浓度，通常会用到几种回收方法的组合工艺技术，如冷凝加吸附工艺，冷凝加膜分离工艺，压缩加冷凝工艺，以上回收技术都需要以冷凝法回收技术为基础。 

针对油气回收，冷凝法是指在装卸汽油和给车辆加油的过程中，将挥发的汽油油气收集起来，通过低温冷凝使油气从气态转变为液态，重新变为汽油，达到回收利用的目的。 

传统的冷凝法工艺由利用低温尾气冷量的前置预冷换热器和之后的两级降温组成，一级冷凝温度一般控制在3℃～5℃，使之尽量接近0℃而又高于0℃，最大限度地去除液态水而又不至在换热器上结冰，二级通常需要-40℃～-60℃的低温，使油气含量降到一定值内，以方便之后的进一步对油气处理的工艺(通常为吸附法工艺)，最终使油气排放满足国家标准非甲烷总烃含量≤25g/m3的要求。为得到上述二级油气冷凝需要的低温，其制冷系统常采用二元复叠式制冷的形式。 

由于油气回收设备只是在装卸油时才运行，一般每天只工作2～8小时，故一般设备前都不设置专门的分子筛脱水装置。而只靠一级油气冷凝尽量接近0℃(一般为3～5℃)的温度控制来最大限度地去除液态水，使二级油气冷凝能多坚持一段时间再行化霜。 

一方面：在设计油气回收设备时，设备处理能力通常是参照Q/SH0117-2007《油气回收系统工程技术导则》，选所有鹤管同时发油量的80％左右来设计的(导则规定此系数取0.6～1.0，而通常设计单位都会选0.8～1.0)。而 实际油库在装卸油，常常是不定时的，大多情况下都是来一个车发一个车，油气回收设备在此时都有富余能力没有发挥，特别是一级油气冷凝系统，因为前述工艺原因，需要把温度控制在3～5℃，现在普遍的一级油气制冷系统都是直接采用单机制冷循环，靠不断开停制冷机或控制供液电磁阀来实现一级温度控制，这样在远低于油气回收设备原设计负荷的情况下装卸油时，一级制冷系统常常只工作两三分钟，一级油气温度就已降到0℃以下，而制冷系统不得不停机，且此时一级制冷系统实际的蒸发温度往往低于0℃，一级制冷机的不断开启和停止，造成一级油气温度大幅波动，起不到很好的除水作用，反而带来一级油气冷凝系统结冻的风险。 

而对一级制冷机的变频或者气缸卸载技术，可以较好地使负荷匹配，但由于成本关系，目前市场上几乎没有任何厂家采用；靠成本较低的使制冷系统旁通卸载的办法可以控制制冷系统制冷量，维持在低负荷时一级温度的较好控制，但是一级压缩机仍然会连续运转，压缩机做了很多无用功。 

另一方面：传统的冷凝法在低温工况时二级油气冷凝器结冻的解决成了难题。 

为了解决冷凝法油气回收的结冻问题，通常有以下几种方法除霜： 

1、电热法： 

在油气回收设备待机时，在引风机出口设置电热器，在需要除霜时，V1阀打开，引风机吸入旁通的空气，空气在电加热处被加热，热空气流入一级和二级油气冷凝器，一级二级油气冷凝器温度上升至0℃以上，此方法简单易操作，但是比较耗能，故一般只作为其他除霜方式的辅助手段。(也有把伴热带直接缠在一、级油气冷凝器上，因一、二级油气冷凝器都是低温换热器，需要用聚氨酯发泡等保温，故伴热带等加热元件直接在发泡的保温里加热，很不安全，且加热的伴热带、伴热板等需要根据换热器形状特殊设计，故很少采用) 

2、一级制冷系统逆循环运行，加热一级冷凝器，二级冷凝器利用一级冷凝器吹来的热风化霜，装卸汽油时，集输的油气通过引风机把油气引入油气回收装置，油气在前置预冷器内与二级冷凝器出来的低温尾气进行换热，使 油气温度降到10℃～20℃，然后再进入一级冷凝器继续降温，使油气温度降至3℃～5℃，冷凝下来的液态油进入油气暂存分离罐；通过一级冷凝器降温后的油气再进入二级冷凝器进一步降温，使油气温度降至-40℃～-60℃，大部分油气在此被冷凝为液体并进入油品暂存分离罐，低温的尾气与从油品暂存分离罐挥发出的气体汇合后进入前置预冷器，与从引风机排出的油气进行热交换后排空或进入后续处理(活性炭吸附、膜分离装置等)。