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油氣的回收原理及方法
點擊次數(shù)：202 發(fā)布時間：2017-7-21
在火車和汽車裝車操作過程中，汽油、苯揮發(fā)出來的油氣會對環(huán)境造成污染。為減少污染，改善操作人員的環(huán)境，在火車和汽車裝卸車設(shè)施區(qū)內(nèi)各設(shè)一套油氣回收裝置，用來回收汽車裝車過程中揮發(fā)的油氣。
油氣回收方法主要有活性炭吸附法、膜分離法、冷凝法和溶劑吸收法。各種油氣回收技術(shù)的工作原理不同，各有優(yōu)缺點。
1）吸收法
吸收法是利用易吸收油氣的吸收液，在吸收塔內(nèi)與混合氣噴淋接觸以溶解吸收其中的油氣。該方法有兩種回收類型，一種是富吸收液可以再生（解吸），裝置可設(shè)計為一個獨立完整的系統(tǒng)，適用范圍廣，但吸收液性能要求嚴(yán)格，另種一是富吸收液采用新鮮汽油或煤油，吸收油氣的汽油或煤油送回儲庫，再次銷售。
吸收法的主要優(yōu)點是操作彈性較大，氣體流量在容許的范圍內(nèi)，均能正常操作。但吸收法也存在以下缺陷：一、為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，吸收過程的冷卻溫度要控制在低溫下進行，此時，系統(tǒng)需要制冷系統(tǒng)、材料使用低溫鋼材，投資及運行費用較高，還需注意結(jié)冰（即要預(yù)冷脫水及適時除霜）；二、如果進行解吸，需要較多的加熱熱量，運行成本高；三、如果不進行解吸，回收的油品在再次的裝車過程中，又揮發(fā)到油氣中，會增加小呼吸排放，同時增加油氣處理量，反復(fù)回收，降低回收效率。
2）冷凝法
直接將油氣冷凝成液體回收。在冷凝過程中，油氣需要從常溫直接冷卻到攝氏零下幾十度直至零下以上。才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求。
冷凝法主要的優(yōu)點是：一、制冷技術(shù)成熟可靠，是裝置穩(wěn)定運行的可靠保證；二、操作彈性較大，采用多機組，可在大范圍（20%～100%）內(nèi)調(diào)節(jié)制冷負(fù)荷；三、回收的油品是單獨產(chǎn)品，建設(shè)單位可以單獨銷售，也可以混入汽油，也可以送入煉油裝置（如催化裂化的吸收穩(wěn)定）進行再加工；四、淺冷時制冷效率高，制冷溫度在 0℃時，能耗比可達(dá)2～3（消耗1kW電力可獲得2～3kW冷量）。但冷凝法也存在以下缺陷：一、低溫制冷能耗高，低于-100℃時，能耗比只有0.1～0.2，在運行成本上是很不經(jīng)濟、合理的；二、低溫材料價格高，造成整體設(shè)備造價高；三、油氣冷凝溫度低于0℃后，會有結(jié)霜的情況，需要定時除霜。
冷凝法在國外應(yīng)用比較多，國內(nèi)應(yīng)用的僅以回收凝縮油為目的，不能達(dá)到油氣排放<25g/m3的要求。
3）吸附法
吸附法是利用活性炭等吸附劑與烴分子的親和作用吸附油氣中的烴成份，空氣排放大氣。因為吸附劑需要解吸(再生)循環(huán)使用，所以吸附劑達(dá)到飽和時，需用抽真空（或加熱）方法解吸。因為解吸氣體仍然需要處理，所以吸附法需要與吸收法或冷凝法結(jié)合使用，解吸出的油氣通過吸收劑噴淋吸收或進入低溫冷凝器中冷凝液化，獲得回收的油品。目前國內(nèi)所采用的吸附法都是吸附+吸收結(jié)合的方法。
吸附法主要的優(yōu)點是：一、油氣收率高，吸附床層未被擊穿前，可以有效控制排放油氣濃度；二、操作彈性大，在容許的流速內(nèi)，可以有效的吸附油氣分子。但吸附法也存在以下缺陷：一、活性炭（或其他吸附劑）顆粒強度差，在使用過程中會不斷的破裂、粉化，需要經(jīng)常清洗過濾器和定期更換活性炭；二、活性炭吸附性能失活，由于油氣中某些成分（苯、甲苯等）被活性碳吸附后，不易解吸出來，造成活性碳的*性失活，需要定期更換活性碳；三、吸附過程是放熱過程，油氣濃度越大，放熱越多，油氣濃度高時，有較大的溫度升高（局部過熱點可能超過100℃），容易形成過熱點和過氧化物而造成自燃，成為嚴(yán)重的安全隱患，因此吸附法不宜用于處理油氣濃度高的混合油氣；四、配合的吸收法如果包含解吸，需要較多的加熱熱量，而一般裝車場沒有可利用的熱，均需通過電力加熱，造成生產(chǎn)成本增加；五、如果不進行解吸，回收的油品在再次的裝車過程中，又揮發(fā)到油氣中，降低回收效率。
吸附法油氣回收技術(shù)目前已經(jīng)在中國石化北京石油分公司和濟南分公司進行了工業(yè)化應(yīng)用，設(shè)計規(guī)模分別為150Nm3/h和250Nm3/h，均為汽車裝車油氣回收裝置。兩套裝置的排放尾氣中的非甲烷總烴都在10g/m3以下，油氣回收率可達(dá)98%。據(jù)了解，處理每立方米油氣的能耗＜0.2kW。
4）膜分離法
膜分離技術(shù)是利用了油氣和空氣分子透過高分子膜片時的傳遞速率的差異（油氣比空氣優(yōu)先透過）而實現(xiàn)兩者的分離。因為透過膜的氣體仍然需要處理，所以膜分離法需要與吸收法或冷凝法結(jié)合使用，通過吸收劑噴淋吸收或進入低溫冷凝器中冷凝液化，獲得回收的油品。
膜分離法的主要優(yōu)點是：一、使用簡單，只要提供膜兩邊的壓差和壓比，即可確保油氣滲透；二、使用期長，一般可以保證7年的使用壽命。但也存在以下缺點：一、因為膜技術(shù)應(yīng)用于油氣回收領(lǐng)域時間不長，產(chǎn)品價格較高，隨著市場的擴大，膜的價格會逐漸降低；二、用于油氣回收的膜屬于新開發(fā)產(chǎn)品，膜的選擇滲透性仍需要提高，隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜的選擇滲透性會逐漸提高，同時也會降低膜的數(shù)量，相應(yīng)的真空泵和壓縮機的排量也會減少。