[發(fā)明專利]一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)和制冷方法及除霜方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210181207.4
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102706024A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白爽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海森鑫新能源科技有限公司
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B41/04;F25B41/06;F25B47/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制冷系統(tǒng)，特別是涉及一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)和制冷方法及除霜方法。?

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，對揮發(fā)性化學(xué)品蒸汽進(jìn)行回收時，為了控制尾氣的濃度，通常會用到幾種回收方法的組合工藝技術(shù)，如冷凝加吸附工藝，冷凝加膜分離工藝，壓縮加冷凝工藝，以上回收技術(shù)都需要以冷凝法回收技術(shù)為基礎(chǔ)。?

針對油氣回收，冷凝法是指在裝卸汽油和給車輛加油的過程中，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來，通過低溫冷凝使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠停_(dá)到回收利用的目的。?

傳統(tǒng)的冷凝法工藝由利用低溫尾氣冷量的前置預(yù)冷換熱器和之后的兩級降溫組成，一級冷凝溫度一般控制在3℃～5℃，使之盡量接近0℃而又高于0℃，最大限度地去除液態(tài)水而又不至在換熱器上結(jié)冰，二級通常需要-40℃～-60℃的低溫，使油氣含量降到一定值內(nèi)，以方便之后的進(jìn)一步對油氣處理的工藝(通常為吸附法工藝)，最終使油氣排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)非甲烷總烴含量≤25g/m3的要求。為得到上述二級油氣冷凝需要的低溫，其制冷系統(tǒng)常采用二元復(fù)疊式制冷的形式。?

由于油氣回收設(shè)備只是在裝卸油時才運行，一般每天只工作2～8小時，故一般設(shè)備前都不設(shè)置專門的分子篩脫水裝置。而只靠一級油氣冷凝盡量接近0℃(一般為3～5℃)的溫度控制來最大限度地去除液態(tài)水，使二級油氣冷凝能多堅持一段時間再行化霜。?

一方面：在設(shè)計油氣回收設(shè)備時，設(shè)備處理能力通常是參照Q/SH0117-2007《油氣回收系統(tǒng)工程技術(shù)導(dǎo)則》，選所有鶴管同時發(fā)油量的80％左右來設(shè)計的(導(dǎo)則規(guī)定此系數(shù)取0.6～1.0，而通常設(shè)計單位都會選0.8～1.0)。而?實際油庫在裝卸油，常常是不定時的，大多情況下都是來一個車發(fā)一個車，油氣回收設(shè)備在此時都有富余能力沒有發(fā)揮，特別是一級油氣冷凝系統(tǒng)，因為前述工藝原因，需要把溫度控制在3～5℃，現(xiàn)在普遍的一級油氣制冷系統(tǒng)都是直接采用單機(jī)制冷循環(huán)，靠不斷開停制冷機(jī)或控制供液電磁閥來實現(xiàn)一級溫度控制，這樣在遠(yuǎn)低于油氣回收設(shè)備原設(shè)計負(fù)荷的情況下裝卸油時，一級制冷系統(tǒng)常常只工作兩三分鐘，一級油氣溫度就已降到0℃以下，而制冷系統(tǒng)不得不停機(jī)，且此時一級制冷系統(tǒng)實際的蒸發(fā)溫度往往低于0℃，一級制冷機(jī)的不斷開啟和停止，造成一級油氣溫度大幅波動，起不到很好的除水作用，反而帶來一級油氣冷凝系統(tǒng)結(jié)凍的風(fēng)險。?

而對一級制冷機(jī)的變頻或者氣缸卸載技術(shù)，可以較好地使負(fù)荷匹配，但由于成本關(guān)系，目前市場上幾乎沒有任何廠家采用；靠成本較低的使制冷系統(tǒng)旁通卸載的辦法可以控制制冷系統(tǒng)制冷量，維持在低負(fù)荷時一級溫度的較好控制，但是一級壓縮機(jī)仍然會連續(xù)運轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)做了很多無用功。?

另一方面：傳統(tǒng)的冷凝法在低溫工況時二級油氣冷凝器結(jié)凍的解決成了難題。?

為了解決冷凝法油氣回收的結(jié)凍問題，通常有以下幾種方法除霜：?

1、電熱法：?

在油氣回收設(shè)備待機(jī)時，在引風(fēng)機(jī)出口設(shè)置電熱器，在需要除霜時，V1閥打開，引風(fēng)機(jī)吸入旁通的空氣，空氣在電加熱處被加熱，熱空氣流入一級和二級油氣冷凝器，一級二級油氣冷凝器溫度上升至0℃以上，此方法簡單易操作，但是比較耗能，故一般只作為其他除霜方式的輔助手段。(也有把伴熱帶直接纏在一、級油氣冷凝器上，因一、二級油氣冷凝器都是低溫?fù)Q熱器，需要用聚氨酯發(fā)泡等保溫，故伴熱帶等加熱元件直接在發(fā)泡的保溫里加熱，很不安全，且加熱的伴熱帶、伴熱板等需要根據(jù)換熱器形狀特殊設(shè)計，故很少采用)?

2、一級制冷系統(tǒng)逆循環(huán)運行，加熱一級冷凝器，二級冷凝器利用一級冷凝器吹來的熱風(fēng)化霜，裝卸汽油時，集輸?shù)挠蜌馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)把油氣引入油氣回收裝置，油氣在前置預(yù)冷器內(nèi)與二級冷凝器出來的低溫尾氣進(jìn)行換熱，使?油氣溫度降到10℃～20℃，然后再進(jìn)入一級冷凝器繼續(xù)降溫，使油氣溫度降至3℃～5℃，冷凝下來的液態(tài)油進(jìn)入油氣暫存分離罐；通過一級冷凝器降溫后的油氣再進(jìn)入二級冷凝器進(jìn)一步降溫，使油氣溫度降至-40℃～-60℃，大部分油氣在此被冷凝為液體并進(jìn)入油品暫存分離罐，低溫的尾氣與從油品暫存分離罐揮發(fā)出的氣體匯合后進(jìn)入前置預(yù)冷器，與從引風(fēng)機(jī)排出的油氣進(jìn)行熱交換后排空或進(jìn)入后續(xù)處理(活性炭吸附、膜分離裝置等)。?