本發(fā)明涉及安全生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防燃爆油氣回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鑒于油氣回收對(duì)安全生產(chǎn)、節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的重要意義，國(guó)家環(huán)保部于2007年頒發(fā)了GB20950-2007《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB20951-2007《汽油運(yùn)輸污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB20952-2007《加油站污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，要求對(duì)儲(chǔ)油庫(kù)、加油站等油品裝卸、周轉(zhuǎn)場(chǎng)合產(chǎn)生的油氣進(jìn)行回收處理，油氣排放質(zhì)量濃度≤25mg/L,處理效率≥95％。
以加油站為例，有三個(gè)油氣回收環(huán)節(jié)：卸油環(huán)節(jié)油氣回收(一次回收)、加油環(huán)節(jié)油氣回收(二次回收)、后期處置(三次回收)，一次回收、二次回收目前加油站已普遍采用，但一次回收只是將油罐內(nèi)的油氣轉(zhuǎn)移到油罐車(chē)內(nèi)，二次回收只是把汽車(chē)油箱內(nèi)的油氣抽到油罐內(nèi)，油氣還是以氣態(tài)存在，隨著油氣的增多和溫度的升高油氣還會(huì)繼續(xù)排放。另外，一次回收油氣后油罐車(chē)一旦發(fā)生事故就有發(fā)生燃爆的危險(xiǎn)，存在很大的安全隱患。因此，一次、二次回收并沒(méi)有從根本上解決油氣回收的問(wèn)題，所以，必須對(duì)油氣進(jìn)行后期處理。目前，國(guó)內(nèi)外油氣后期回收裝置主要有吸附法、吸收法、膜分離法和冷凝法，前三種方法收集到的只是高濃度油氣，需要采用二次吸收或冷凝工藝得到液態(tài)油品，循環(huán)量大、耗能高；冷凝法不需要二次工藝處理，直接得到液態(tài)油品，工藝簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)冷凝法采用的是機(jī)械制冷的方式，利用壓縮機(jī)對(duì)制冷劑壓縮制冷，啟動(dòng)慢、能耗高、維護(hù)成本高、回收率低，并且壓縮機(jī)電機(jī)及電氣元件多，存在安全隱患。
另外，油罐在呼吸過(guò)程中會(huì)吸入空氣，油氣中含有60％以上的空氣，空氣中的氧氣是很大的安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有油氣回收技術(shù)的不足，研制一種防燃爆油氣回收系統(tǒng)，適用于油庫(kù)及加油站的油氣回收，將油品裝卸、存放及加油過(guò)程中油罐、油罐車(chē)內(nèi)揮發(fā)的油氣進(jìn)行回收冷凝再利用，以凈化空氣和節(jié)省能源；同時(shí)對(duì)油罐及油罐車(chē)的氣相空間自動(dòng)充裝惰性氣體或其他穩(wěn)定氣體(氮?dú)?、氬氣?，提高了油品儲(chǔ)運(yùn)、卸油及加油環(huán)節(jié)的安全性。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：一種防燃爆油氣回收系統(tǒng)，系統(tǒng)連接油罐，并設(shè)置有連接油罐車(chē)的快速接頭a、快速接頭b，包括壓力變送器a、壓力變送器b、控制閥a、控制閥b、控制閥c、液態(tài)氣體儲(chǔ)罐、油品回收分離罐、冷凝系統(tǒng)Ⅰ，控制閥a連接油罐，壓力變送器a設(shè)置在控制閥a與油罐之間的管路上，控制閥b連接液態(tài)氣體儲(chǔ)罐，冷凝系統(tǒng)Ⅰ利用液態(tài)氣體作為冷源對(duì)油氣進(jìn)行冷凝收集，冷凝系統(tǒng)Ⅰ設(shè)置有冷源入口、冷源出口、油氣入口、油氣出口、冷凝產(chǎn)品出口，控制閥a的出口連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣入口，控制閥b的出口連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷源入口，快速接頭b連接油罐和油罐車(chē)，快速接頭a連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷源出口和油罐車(chē)，壓力變送器b設(shè)置在快速接頭a與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上；冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷凝產(chǎn)品出口連接油品回收分離罐，油品回收分離罐連接油罐，控制閥c設(shè)置在油品回收分離罐與油罐之間的管路上。
作為優(yōu)化，所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣出口設(shè)置有油氣分離器，油氣分離器的液態(tài)產(chǎn)品出口連接油品回收分離罐，油氣分離器的氣態(tài)產(chǎn)品出口依次連接阻火器、泄放閥。
作為優(yōu)化，所述油品回收分離罐的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置有油水分離板，油水分離板將油品回收分離罐分為成油區(qū)、混合區(qū)，油品回收分離罐的回收油入口位于混合區(qū)上方，油品回收分離罐混合區(qū)的外側(cè)底部設(shè)置有球閥，油品回收分離罐的成油區(qū)底部連接油罐，油品回收分離罐的頂部連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣入口，油品回收分離罐與冷凝系統(tǒng)Ⅰ油氣入口之間的管路上設(shè)置有止回閥。
作為優(yōu)化，所述控制閥a與油罐之間的管路上還設(shè)置有油氣泵、止回閥。
作為優(yōu)化，所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ設(shè)置有至少兩級(jí)冷凝器。
作為優(yōu)化，所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ包括一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器、三級(jí)冷凝器、四級(jí)冷凝器，各級(jí)冷凝器都設(shè)置有冷源入口、冷源出口、油氣入口、冷凝產(chǎn)品出口、油氣出口，控制閥a的出口連接一級(jí)冷凝器的油氣入口，控制閥b的出口連接四級(jí)冷凝器的冷源入口，遠(yuǎn)液態(tài)氣體儲(chǔ)罐的冷凝器的冷源入口連接相鄰的、近液態(tài)氣體儲(chǔ)罐的冷凝器的冷源出口，遠(yuǎn)油罐的冷凝器的油氣入口連接相鄰的、近油罐的冷凝器的油氣出口，四級(jí)冷凝器的油氣出口連接油氣分離器。
作為優(yōu)化，所述快速接頭a、油罐與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上還設(shè)置有加熱器、緩沖罐。
作為優(yōu)化，所述快速接頭a與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上設(shè)置有控制閥d，油罐與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上設(shè)置有控制閥e，控制閥d、控制閥e為手動(dòng)控制閥或電動(dòng)自動(dòng)控制閥或氣動(dòng)控制閥。
作為優(yōu)化，所述快速接頭a、油罐與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上還設(shè)置有溫度變送器。
作為優(yōu)化，所述液態(tài)氣體儲(chǔ)罐還設(shè)置有自增壓器、升壓閥、低溫長(zhǎng)軸截止閥a、低溫長(zhǎng)軸截止閥b，液態(tài)氣體儲(chǔ)罐的底部依次連接低溫長(zhǎng)軸截止閥b、自增壓器、低溫長(zhǎng)軸截止閥a、升壓閥后連接液態(tài)氣體儲(chǔ)罐的頂部。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明利用深冷液態(tài)氣體液氮、液氬等作為冷媒對(duì)油品進(jìn)行冷凝，不消耗電能，安全、環(huán)保，可以直接得到液態(tài)油品，不需要后期處理，不需要?jiǎng)恿υO(shè)備，降低安全隱患，能耗低；深冷液態(tài)氣體氣化后產(chǎn)生狀態(tài)穩(wěn)定的氣體，在油罐車(chē)向油罐卸油的同時(shí)，自動(dòng)向油罐車(chē)內(nèi)充裝該氣體，使油罐車(chē)內(nèi)維持在一定壓力范圍內(nèi)，減少油氣的產(chǎn)生，卸油完畢后油罐車(chē)的氣相空間充滿穩(wěn)定氣體，即使發(fā)生交通事故，油罐車(chē)也不會(huì)燃爆，保證油罐車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中的安全性。與其它回收方式相比，本系統(tǒng)直接得到液態(tài)油品，可以直接使用，不需要后處理，設(shè)備投資低。
2.通過(guò)設(shè)置油氣分離器，經(jīng)冷凝后的油氣排空前先經(jīng)過(guò)油氣分離器，對(duì)油氣進(jìn)行深度回收；進(jìn)一步提高了油氣的回收率，降低了油氣的排放濃度。
3.本系統(tǒng)設(shè)有油品收集分離罐，油氣回收冷凝后在本收集罐內(nèi)將水與油分離，產(chǎn)生的二次油氣再次進(jìn)入冷凝系統(tǒng)進(jìn)行二次冷凝。
4.利用油氣中各烴類(lèi)組分凝點(diǎn)不同的特點(diǎn)，采用多級(jí)連續(xù)冷卻的方法，將油氣中的各烴類(lèi)組分進(jìn)行分級(jí)冷凝并回收。
5.為防止油罐及油罐車(chē)承受低溫，氣化后的穩(wěn)定氣體經(jīng)加熱器加熱到0℃以上，并儲(chǔ)存到緩沖罐，緩沖罐出口設(shè)溫度變送器，當(dāng)緩沖罐出口溫度低于0℃時(shí)，控制閥d、控制閥e自動(dòng)關(guān)閉。
6.液態(tài)氣體儲(chǔ)罐設(shè)自增壓器和升壓閥，可自動(dòng)增壓。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例工作狀態(tài)的總體結(jié)構(gòu)圖。
其中，1-1控制閥a、2-1控制閥b、3-1控制閥c、5-1控制閥d、6-1控制閥e，4-1升壓閥，7-1、8-1、9-1、10-1、11-1、13-1、14-1、17-1、18-1、19-1球閥，12-1安全閥，15-1、16-1止回閥，20-1低溫長(zhǎng)軸截止閥a、21-1低溫長(zhǎng)軸截止閥b、1-1-1壓力變送器a、2-1-1壓力變送器b、3-1-1、8-1-1、10-1-1壓力變送器c，4-1-1、7-1-1、9-1-1、11-1-1溫度變送器，5-1-1流量計(jì)，6-1-1液位計(jì)、1、一級(jí)冷凝器，2、二級(jí)冷凝，3、三級(jí)冷凝器，4、四級(jí)冷凝器，5、油氣分離器，6、18阻火器，7、19泄放閥，8、液態(tài)氣體儲(chǔ)罐，9、自增壓器，10、油品回收分離罐，11、加熱器，12、緩沖罐，13、油罐，14、油罐車(chē)，15、油氣泵，16快速接頭a、17快速接頭b。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例工作狀態(tài)的總體結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，一種防燃爆油氣回收系統(tǒng)，系統(tǒng)連接油罐13，并設(shè)置有連接油罐車(chē)14的快速接頭a16、快速接頭b17，包括壓力變送器a1-1-1、壓力變送器b2-1-1、控制閥a1-1、控制閥b2-1、控制閥c3-1、液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8、油品回收分離罐10、冷凝系統(tǒng)Ⅰ，控制閥a1-1連接油罐13，壓力變送器a1-1-1設(shè)置在控制閥a1-1與油罐13之間的管路上，控制閥b2-1連接液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8，冷凝系統(tǒng)Ⅰ利用液態(tài)氣體作為冷源對(duì)油氣進(jìn)行冷凝收集，冷凝系統(tǒng)Ⅰ設(shè)置有冷源入口、冷源出口、油氣入口、油氣出口、冷凝產(chǎn)品出口，控制閥a1-1的出口連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣入口，控制閥b2-1的出口連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷源入口，快速接頭b17連接油罐13和油罐車(chē)，快速接頭a16連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷源出口和油罐車(chē)，壓力變送器b2-1-1設(shè)置在快速接頭a16與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上；冷凝系統(tǒng)Ⅰ的冷凝產(chǎn)品出口連接油品回收分離罐10，油品回收分離罐10連接油罐13，控制閥c3-1設(shè)置在油品回收分離罐10與油罐13之間的管路上。本系統(tǒng)利用深冷液態(tài)氣體液氮、液氬等作為冷媒對(duì)油品進(jìn)行冷凝，不消耗電能，安全、環(huán)保，可以直接得到液態(tài)油品，不需要后期處理，不需要?jiǎng)恿υO(shè)備，降低安全隱患，能耗低；深冷液態(tài)氣體氣化后產(chǎn)生狀態(tài)穩(wěn)定的氣體，在油罐車(chē)向油罐卸油的同時(shí)，本系統(tǒng)自動(dòng)向油罐車(chē)內(nèi)充裝該氣體，使油罐車(chē)內(nèi)維持在一定壓力范圍內(nèi)，減少油氣的產(chǎn)生，卸油完畢后油罐車(chē)的氣相空間充滿穩(wěn)定氣體，即使發(fā)生交通事故，油罐車(chē)也不會(huì)燃爆，保證油罐車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中的安全性。與其它回收方式相比，本系統(tǒng)直接得到液態(tài)油品，可以直接使用，不需要后處理，設(shè)備投資低。
所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣出口設(shè)置有油氣分離器5，油氣分離器5的液態(tài)產(chǎn)品出口連接油品回收分離罐10，油氣分離器5的氣態(tài)產(chǎn)品出口依次連接阻火器6、泄放閥7。通過(guò)設(shè)置油氣分離器5，經(jīng)冷凝后的油氣排空前先經(jīng)過(guò)油氣分離器，對(duì)油氣進(jìn)行深度回收；進(jìn)一步提高了油氣的回收率，降低了油氣的排放濃度。
所述油品回收分離罐10的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置有油水分離板101，油水分離板101將油品回收分離罐10分為成油區(qū)、混合區(qū)，油品回收分離罐10的回收油入口位于混合區(qū)上方，油品回收分離罐10混合區(qū)的外側(cè)底部設(shè)置有球閥19-1，油品回收分離罐10的成油區(qū)底部連接油罐13，油品回收分離罐10的頂部連接冷凝系統(tǒng)Ⅰ的油氣入口，油品回收分離罐10與冷凝系統(tǒng)Ⅰ油氣入口之間的管路上設(shè)置有止回閥16-1。本系統(tǒng)設(shè)有油品收集分離罐，油氣回收冷凝后在本收集罐內(nèi)將水與油分離，產(chǎn)生的二次油氣再次進(jìn)入冷凝系統(tǒng)進(jìn)行二次冷凝，回收后的尾氣排放濃度≤20g/m3，符合國(guó)家對(duì)尾氣排放濃度的要求，回收率≥95％。
所述控制閥a1-1與油罐13之間的管路上還設(shè)置有油氣泵15、止回閥15-1。
所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ設(shè)置有至少兩級(jí)冷凝器。
所述冷凝系統(tǒng)Ⅰ包括一級(jí)冷凝器1、二級(jí)冷凝器2、三級(jí)冷凝器3、四級(jí)冷凝器4，各級(jí)冷凝器都設(shè)置有冷源入口、冷源出口、油氣入口、冷凝產(chǎn)品出口、油氣出口，控制閥a1-1的出口連接一級(jí)冷凝器1的油氣入口，控制閥b2-1的出口連接四級(jí)冷凝器4的冷源入口，遠(yuǎn)液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8的冷凝器的冷源入口連接相鄰的、近液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8的冷凝器的冷源出口，遠(yuǎn)油罐13的冷凝器的油氣入口連接相鄰的、近油罐13的冷凝器的油氣出口，四級(jí)冷凝器4的油氣出口連接油氣分離器5。利用油氣中各烴類(lèi)組分凝點(diǎn)不同的特點(diǎn)，采用多級(jí)連續(xù)冷卻的方法，將油氣中的各烴類(lèi)組分進(jìn)行分級(jí)冷凝并回收。
所述快速接頭a16、油罐13與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上還設(shè)置有加熱器11、緩沖罐12。為防止油罐及油罐車(chē)承受低溫，氣化后的穩(wěn)定氣體經(jīng)加熱器11加熱到0℃以上，并儲(chǔ)存到緩沖罐12，緩沖罐12出口設(shè)溫度變送器11-1-1，當(dāng)緩沖罐12出口溫度低于0℃時(shí)，控制閥d5-1、控制閥e6-1自動(dòng)關(guān)閉。
所述快速接頭a16與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上設(shè)置有控制閥d5-1，油罐13與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上設(shè)置有控制閥e6-1，控制閥d5-1、控制閥e6-1為手動(dòng)控制閥或電動(dòng)自動(dòng)控制閥或氣動(dòng)控制閥。
所述快速接頭a16、油罐13與冷凝系統(tǒng)Ⅰ冷源出口之間的管路上還設(shè)置有溫度變送器11-1-1。
所述液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8還設(shè)置有自增壓器9、升壓閥4、低溫長(zhǎng)軸截止閥a20-1、低溫長(zhǎng)軸截止閥b21-1，液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8的底部依次連接低溫長(zhǎng)軸截止閥b21-1、自增壓器9、低溫長(zhǎng)軸截止閥a20-1、升壓閥4后連接液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8的頂部。液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8設(shè)自增壓器9和升壓閥4-1，可自動(dòng)增壓。
系統(tǒng)工作原理：
1、油氣回收：
a.當(dāng)壓力變送器a1-1-1檢測(cè)到油罐13內(nèi)的壓力超過(guò)+150Pa時(shí)，油氣側(cè)控制閥a1-1及液態(tài)氣體側(cè)控制閥b2-1打開(kāi)，系統(tǒng)啟動(dòng)；
b.油氣經(jīng)過(guò)一級(jí)冷凝器1，油氣被冷卻至3℃～4℃，油氣內(nèi)的水分及部分C6及以上組分被冷凝，進(jìn)入油品回收分離罐10；經(jīng)一級(jí)冷凝后的油氣進(jìn)入二級(jí)冷凝器2，油氣被冷卻至-40℃左右，油氣內(nèi)的C5以上組分被冷凝，進(jìn)入油品回收分離罐10；經(jīng)二級(jí)冷凝后的油氣進(jìn)入三級(jí)冷凝器3，油氣被冷卻至-80℃左右，油氣內(nèi)的C5及部分C4組分被冷凝，進(jìn)入油品回收分離罐10；經(jīng)三級(jí)冷凝后的油氣進(jìn)入四級(jí)冷凝器4，油氣被冷卻至-120℃左右，油氣內(nèi)的C4、C3組分被冷凝，進(jìn)入油品回收分離罐10；四級(jí)冷凝后的油氣進(jìn)入油氣分離器5，分離后的液態(tài)油匯集到油品回收分離罐10，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的油氣經(jīng)阻火器6、泄放閥7排放，排放濃度≤20mg/m3；
c.油品回收分離罐10內(nèi)的油品液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制閥c3-1自動(dòng)打開(kāi)，油品流回油罐13；水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)球閥19-1排放至排污系統(tǒng)；油品回收分離罐10產(chǎn)生的油氣回到油氣管道再次冷凝回收；
d.液態(tài)氣體經(jīng)液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8依次進(jìn)入四級(jí)冷凝器4、三級(jí)冷凝器3、二級(jí)冷凝器2、一級(jí)冷凝器1，吸熱后氣化，為防止油罐及油罐車(chē)承受低溫，氣化后的穩(wěn)定氣體經(jīng)加熱器11加熱到0℃以上，并儲(chǔ)存到緩沖罐12，緩沖罐12出口設(shè)溫度變送器11-1-1，當(dāng)緩沖罐12出口溫度低于0℃時(shí)，控制閥d5-1、控制閥e6-1自動(dòng)關(guān)閉；液態(tài)氣體儲(chǔ)罐8設(shè)自增壓器9和升壓閥4-1，可自動(dòng)增壓；
e.當(dāng)壓力變送器a1-1-1檢測(cè)到油罐13內(nèi)的壓力低于-150Pa時(shí)，油氣側(cè)控制閥a1-1及液態(tài)氣體側(cè)控制閥a1-1關(guān)閉，系統(tǒng)停止。
2、防燃爆充裝：
1)、油罐的防燃爆充裝：
a.當(dāng)壓力變送器a1-1-1檢測(cè)到油罐13內(nèi)的壓力低于-500Pa時(shí)，控制閥e6-1打開(kāi)，緩沖罐12自動(dòng)向油罐13充裝穩(wěn)定氣體；
b.當(dāng)壓力變送器a1-1-1檢測(cè)到油罐13內(nèi)的壓力高于+120Pa時(shí)，控制閥e6-1關(guān)閉，停止充裝。
2)、油罐車(chē)的防燃爆充裝：
a.卸油的同時(shí)，啟動(dòng)油罐車(chē)防燃爆充裝模式，當(dāng)壓力變送器b2-1-1檢測(cè)到油罐車(chē)內(nèi)壓力低于-500Pa時(shí)，控制閥d5-1打開(kāi)，緩沖罐12自動(dòng)向油罐車(chē)14充裝穩(wěn)定氣體；
b.油罐車(chē)14內(nèi)的壓力高于1.5kPa時(shí)，控制閥d5-1關(guān)閉，停止充裝。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。