一种用于油气回收设备的吸附与脱附切换装置

1、一种用于油气回收设备的吸附与脱附切换装置1. 引言汽油作为机动车辆的主要燃料，其成分复杂、易汽化、挥发性强。在汽油的运输、储存和加注过程中，油气排放到大气中，带来污染环境、影响人类健康和能源浪费等严重危害。12目前，炼油厂、油库、加油站等场所一般利用油气回收装置来降低油气挥发，以减少对大气的污染。常用的油气回收技术包括冷凝法、吸附法、吸收法和膜分离法四种方法，其中吸附法对控制油气的排放浓度比较理想，34但现有油气回收吸附装置的吸附与脱附工艺过于繁琐，为实现吸附与脱附的转换，通常用到的阀门就达到6个之多，5控制十分不便。为此，本文设计了一种吸附法油气回收设备实现吸附与脱附工艺转换的切换装置，该切

2、换装置可以实现吸附与脱附工艺的同步转换，并且结构简单便于控制，从而减少了油气回收系统中阀门的数量，同时解决了阀门误操作造成的管路“憋气”问题。2. 结构及工作原理2.1 吸附法油气回收装置结构及工作原理吸附法的油气回收装置，如图1所示，通常包括多个吸附罐（以两个为例）、转换阀门和真空泵。其工作原理为：开启阀门3、 9，关闭阀门5、8，使吸附罐2处于吸附、吸附罐4处于待机状态，即吸附罐2与油气入口和空气出口联通。当吸附罐2饱和后，关闭阀门3、9，同时开启阀门5、8和7，启动真空泵，使吸附罐2处于脱附、吸附罐4处于吸附状态。当吸附罐4饱和后，转换阀门，使吸附罐2处于吸附、吸附罐4处于脱附状态。如此

3、交替循环，油气回收装置进行连续回收工作。如图1所示，在传统的吸附与脱附的切换中需要使用6个阀门，吸附法工艺运行的一个特点是有两路气路通过阀门的动作切换运行，即通过如图1所示的6个阀门切换（分两组）实现两个吸附罐的吸附与脱附的切换，这样当阀门动作不一致或出现故障时，影响工艺运行，甚至出现各个支路皆关而“憋气”的现象。为此，本文简化管路工艺，放弃单阀门操作，采用切换装置同步启闭的方式，通过3个三通切换阀来实现两个吸附罐2、4之间吸附与脱附的切换。如图2所示，三通切换阀分别设置在两个并联的吸附罐与油气入口之间、两并联的吸附罐与油气出口之间以及两并联的吸附罐与排气口之间，而控制器可同步控制上述三通切换

4、阀。这样不仅减少了阀门数量，同时也减少了运行故障的几率。另外由于三通切换阀的特点，总能保证一个支路处于联通状态，从而避免了出现“憋气”的现象。2.2 切换装置结构及工作原理切换装置如图3所示，包括3个三通切换阀以及连接并控制三通切换阀的控制器。如图4所示，三通切换阀包括阀座、设置在阀座内的阀芯、连接阀芯的阀杆以及阀盖。三通切换阀是连接相互正交的两条管道，而不同时保持第三条管道的相互连通，依靠控制器通过阀杆控制阀芯旋转来改变气流通道而使气体流动方向发生变化，从而达到改变气体运动方向（即气流方向切换）目的。3个三通切换阀采用同步控制，实现同步控制有两种方案，方案一为：每1个切换阀分别设置1个控制器

5、，将3个控制器串联控制；方案二为：采用1个控制器分别连接3个三通切换阀，用1个控制器来同时带动3个三通切换阀的阀芯同时转动，实现吸附/脱附工艺的切换。从经济性考虑，本文采用第二种方案。以图2所示的油气回收装置，详细说明吸附和脱附功能的具体实施方式：首先，将三通切换阀6、3的左端接通，并关闭三通切换阀6、3的右端，将三通切换阀5的右端接通，且关闭其左端，此时，油气从进气管经三通切换阀6进入吸附罐4，使油气被吸附在吸附剂中，而干净的空气则沿管道从三通切换阀3的左端和上端进入排气口管排入大气。同时，吸附罐2处于脱附状态，在干式真空泵1的抽吸作用下，吸附罐2中填充的吸附剂把吸满的油气释放出来，油气顺着

6、管道经三通切换阀5的右端和上端经干式真空泵1进入下一工艺流程。反之，当三通切换阀6和三通切换阀3的右端接通，关闭它们的左端，三通切换阀5左端接通，并关闭其右端，则吸附罐2开始吸附，而吸附罐4开始脱附，实现了吸附与脱附的交替切换。3. 推广应用及结论截至目前，本文研制的油气回收装置用切换装置，已经成功应用在24套油库冷凝吸附油气回收装置（处理能力包括100m3/h、200m3/h、500m3/h等规格）和147套加油站冷凝吸附法油气回收装置（处理能力均为5m3/h）上，在油库和加油站实际应用平均时间约3年，该切换装置运转正常。当吸附剂达到预定饱和时间后，自动关闭处于吸附状态的罐体阀门，同时打开处于脱附状态的罐体阀门，从而实现吸附罐自动吸附和脱附的功能，实际应用效果良好。该油气回收装置用切换装置，采用3个三通切换阀及同步控制的技术方案相比使用6个两通阀门，具有以下优点：（ 1）减少了阀门及控制器数量，同时简化了管路工艺，可以大大节省制造成本，减少了回收装置发生运行故障的概率。（ 2）利用1个控制器实现3个三通切换阀动作的完全同步，相比采用每个控制器单独控