[發明專利]太陽能光伏供電的有機蒸氣冷凝吸附回收系統

有效

• 申請號: 201110428903.6
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102553283A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黃維秋;周昊;郭強
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;B01D53/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及環境保護及節能技術領域，特指一種基于太陽能光伏供電并通過冷凝和吸附集成工藝回收油氣等各種有機蒸氣的系統。

背景技術

在石油、石化、油漆（涂料）、交通等領域，由于汽油等各種揮發性有機物（VOCs）在生產、儲存、運輸、銷售、使用等過程中非常容易揮發而產生十分嚴重的有機蒸氣排放。這種有機蒸氣大量蒸發并直接排放到大氣，不僅造成嚴重的數量損失和質量下降（從而帶來了重大的經濟損失），而且嚴重地污染了大氣環境及留下重大的火災隱患。有機廢氣的治理及資源化處理，第一關鍵技術在于怎樣分離VOCs和空氣。目前VOCs與空氣的分離方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等。各種VOCs回收方法都具有優缺點及適用范圍。例如，吸收法油氣回收方法通過油氣、空氣混合氣與吸收劑接觸，根據不同組分在吸收劑中的溶解度不同，即油氣組分溶解于該吸收劑形成溶液（富吸收劑），不能溶解的空氣組分則保留在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離。故吸收法對于處理高濃度、大流量的油氣有明顯的優勢，回收效果的好壞主要取決于吸收劑。吸附法有利于控制回收系統尾氣中油氣濃度在很低的水平，但其存在吸附熱明顯、解吸較難、達到吸附平衡時間較長等問題，故特別適合于回收低濃度、小流量的油氣，并宜作為某些組合工藝的后續處理。吸附法回收高濃度油氣或其它VOCs，尤其用于回收酮類、酯類、醇類及不飽和烴時，可能會發生活性炭層劣化（炭化）甚至著火。冷凝法可直接回收到油品，對于處理高濃度、中流量的油氣有明顯的優勢。但單純的冷凝法冷凝溫度要低于-70℃以下，才可保證回收率達到90%左右，相應地制冷系統較復雜。同時，還要用耐低溫材料及增加保溫、除霜等環節，投資成本和運行費用都較高。膜分離法油氣回收技術作為一門新技術，正處于研究開發中，尤其對高性能的膜材料開發研制。目前，國內外有用有機膜來分離回收VOCs，但膜使用壽命短，投資及運行費用較大。為此，不同回收方法的集成技術正成為人們研究的重點。集成技術因為恰當地結合了兩種或幾種技術的優勢，達到高度的技術互補，不僅可以較為容易地實現油氣排放的有效控制，還可以將技術成本大大降低。

目前的油氣回收方法中，不論是單一方法還是集成方法，其回收裝置中的相關設備如制冷壓縮機、真空泵，監控設備等其動力來源大多是采用的交流市電，能耗較大，油氣回收的運行費用較高。而太陽能是利用最為廣泛的清潔可再生能源，太陽能光伏供電技術已經趨于成熟，且成本在不斷降低，該技術可以較少或不依賴市電，既可完成油氣回收設備電力供應，還可以向所屬構筑物的空調、照明等系統提供電力。在缺電或沒有市電的場所，更能發揮其獨特的作用。利用太陽能驅動的VOCs回收裝置更節能，因為太陽能光伏發電，正好與石化、石油VOCs回收裝置的運行時間同步。

目前，在國內外采用冷凝吸附集成技術回收油氣的系統，其油氣回收設備動力來源都是采用交流市電。中國專利申請號為200710060342.2公開的加油站光電互補吸收冷凝吸附變頻油氣回收法，其油氣回收過程由2種能源3個工藝2個環節組成。2種能源是太陽能和傳統電力能源，太陽能為油氣吸附回收工藝的真空設備和溶劑吸收工藝的循環泵提供能源，而傳統電力能源是為冷凝回收工藝的制冷設備和其他設備提供能源，太陽能電池板轉換得到的直流電仍需轉換成交流電再供應給用電設備。3個工藝是溶劑吸收、冷凝吸收、油氣深度吸附。2個環節是油罐車卸油時的集中回收的一級油氣回收環節和加油槍給客戶車輛加油回收的二級油氣回收環節，且一級回收環節收集的油氣是經集油管進入溶劑吸收裝置、冷凝吸收裝置、油氣深度吸附裝置依次進行回收，而二級回收環節產生的油氣經集油管只進入油氣深度吸附裝置進行回收。另有中國專利申請號為200710060338.6公開的移動冷凝與光電互補的吸附變頻油氣回收法，該方法是利用帶移動冷凝油氣回收設備的油罐車完成由油罐車向加油站油罐卸油時產生油氣的一次油氣回收，加油站固定式吸附油氣回收設備完成對經吸收、冷凝油氣回收設備處理后的尾氣進行二次油氣回收和加油槍為用戶加油時產生的油氣回收，而太陽能也僅僅是為加油站吸附油氣回收設備提供能量，也需要經過直流-交流轉換后再供應給用電設備。

發明內容

本發明目的是為克服現有技術不足而提供一種循環利用清潔能源、環保、自動化程度高、操作方便、結構緊湊，占地小，施工安裝方便的太陽能光伏供電的有機蒸氣冷凝吸附回收系統。