[發明專利]罐頂VOCs回收及氮氣再利用系統及方法

有效

• 申請號: 201910796896.1
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110420536B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張林;張貴德;朱志平;蔡洪國;繆志華;劉金波
• 申請（專利權）人: 南京都樂制冷設備有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/04;B01D5/00;C01B21/04
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種罐頂VOCs回收及氮氣再利用系統及方法，該系統包括加壓子系統、冷凝子系統、變壓吸附子系統和氮氣回收子系統，加壓子系統包括加壓風泵和阻火器，冷凝子系統包括回熱換熱器、預冷換熱器、淺冷換熱器、深冷換熱器、防爆制冷壓縮機、冷凝換熱器、蒸發冷凝換熱器和節流元件等，變壓吸附子系統包括兩組以上的并聯設置的變壓吸附裝置，氮氣回收子系統由氮氣緩存罐及單向閥組成。本發明的通過加壓回熱換熱器、預冷換熱器、淺冷換熱器、深冷換熱器進行漸變降溫冷凝、變壓吸附回收并凈化罐頂VOCs氣體，最終VOCs被回收利用，罐頂氮氣經提純后再利用，并且機組在運行中無任何二次污染。

技術領域

本發明涉及的是一種罐頂VOCs回收及惰性氣體再利用系統及方法，尤其涉及的是一種氮封罐頂氣的回收及氮氣再利用系統及方法。

背景技術

在煉油、石油化工廠中，存放著各種油品或石化產品。儲罐大都建造在室外，為避免這些物料與空氣直接接觸，防止物料揮發，被氧化，以及容器的安全，常采用氮封裝置，保持容器頂部氮氣的壓力恒定，使之與外界隔絕。另外，為減少儲罐儲存過程小呼吸、大呼吸而造成物料揮發的損耗，也采用氮封裝置。

罐頂VOCs廢氣治理，在安全生產及環保壓力下，全面開展。中國專利CN201721880896.2公開了一種回收利用固定頂儲罐排放的VOCs氣體裝置，該裝置通過堿洗單元、回收單元及燃料氣管網組合的治理設施，其解決了VOCs達標排放，但是燃料氣的損耗卻很大。目前為止，市場上尚未有既可滿足罐頂VOCs氣體中VOCs回收并對罐頂密封氮氣再利用的零排放系統。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的不足，本發明的第一個目的是提供一種利用加壓、冷凝、變壓吸附、氮氣回收技術實現罐頂VOCs的冷卻回收并且凈化分離出氮氣再利用的系統；第二個目的是提供一種使用上述系統實現VOCs回收的方法，同時凈化后的氮氣能再利用。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明提供的一種罐頂VOCs回收及氮氣再利用系統，包括加壓子系統、冷凝子系統、變壓吸附子系統和氮氣回收子系統；所述加壓子系統與進氣凝液罐的出口相連，包括第一阻火器、加壓風泵和第二阻火器；所述冷凝子系統包括回熱換熱器、氣液分離罐、第一制冷子系統和第二制冷子系統，所述第一制冷子系統包括第一防爆制冷壓縮機、冷凝換熱器、預冷節流元件、預冷換熱器、淺冷節流元件、淺冷換熱器、蒸發冷凝節流元件、蒸發冷凝換熱器和第一氣液分離器；所述第二子制冷系統包括第二防爆制冷壓縮機、蒸發冷凝換熱器、深冷節流元件、深冷換熱器和第二氣液分離器；所述第一制冷子系統和第二子制冷系統共用蒸發冷凝換熱器；

所述回熱換熱器的熱側氣路進口與加壓子系統出口相連，回熱換熱器的熱側氣路出口與預冷換熱器進口相連，預冷換熱器的氣路出口與淺冷換熱器進口相連，淺冷換熱器的氣路出口與深冷換熱器進口相連，深冷換熱器出口與回熱換熱器的冷側氣路進口相連，回熱換熱器的冷側氣路出口通過氣液分離罐與變壓吸附子系統進氣口相連，變壓吸附子系統排氣口與氮氣回收子系統相連，所述氮氣回收子系統包括氮氣緩存罐和單向閥，所述氮氣緩存罐通過所述單向閥與變壓吸附子系統排氣口相連，所述氮氣緩存罐與罐頂之間連接有控制閥；

所述第一防爆制冷壓縮機、冷凝換熱器、并聯的三個換熱支路、第一氣液分離器依次相連構成第一制冷循環回路；其中第一換熱支路包括預冷節流元件和預冷換熱器，第二換熱支路包括淺冷節流元件和淺冷換熱器，第三換熱支路包括蒸發冷凝節流元件和蒸發冷凝換熱器；所述第二防爆制冷壓縮機、蒸發冷凝換熱器、深冷節流元件、深冷換熱器和第二氣液分離器依次相連構成第二制冷循環回路；

所述變壓吸附子系統包括兩組以上的并聯設置的變壓吸附裝置；每組變壓吸附裝置的解析閥的出口與進氣凝液罐的入口相連。

作為優選，所述變壓吸附裝置包括吸附罐、進氣閥、解析閥和排氣閥，所述吸附罐包括吸附罐體、置于吸附罐體內的吸附劑和使吸附劑再生的解析裝置。

作為優選，所述變壓吸附裝置為兩組，其中一組對VOCs氣體吸附，同時另一組進行解析處理；