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单级吸附法油气回收处理系统一般由吸附单元、解吸单元及吸收单元组成。吸附单元由两个用于吸附净化的活性炭罐组成,在功能上通常“一备一用”。两个活性炭罐内填充有可高效吸附“油气”的活性炭,在活性炭用量设计上一般富有较大冗余从而确保系统排气口气体的达标,一个吸附罐处于吸附状态时,另一个处于解吸或待吸附状态,并依此交替运行实现油气吸附;解吸单元主要由真空泵组成,真空泵针对吸附罐进行抽真空作业实现活性炭的解吸再生,真空泵选型直接影响吸附系统的处理能力,同时真空泵是活性炭有效再生的“核心动力”单元,也是整套油气回收装置贵重设备;吸收单元由吸收塔、进油泵及回油泵等组成,在吸收单元内完成高浓度油气的气液转换,使油气重新转换成液态汽油返回至储罐中,从而实现油气的回收利用。
2现有吸附法油气回收技术的不足
随着我国石油炼制业污染物排放控制标准编制说明(意见征求稿)的公布,新的环保标准也即将颁布实施。新标中在有机废气收集处理排放口中规定非甲烷总烃排出浓度<120mg/m3,远低于GB20950—2007《储油库大气污染物排放标准》规定的非甲烷总烃排出浓度<25g/m3要求;同时北京DB11/501—2007《大气污染物综合排放标准》中要求更为严格,其中规定固定顶罐非甲烷总烃浓度排出值100mg/m3。目前常用的吸附法油气回收技术完全满足国标GB20950—2007中规定的油气回收标准,然而却无法满足新的标准要求。若仅通过增加吸附罐床层高度达到回收效果,不仅会造成活性炭用量的浪费(活性炭罐上部体积活性炭未能有效利用,始终处于低吸附状态),而且会增加脱附气体的处理量,从而增加真空泵机组数目或影响真空泵选型,导致油气回收系统整体成本的上升。因此为适应标准的需求,在节约成本且工艺可行的基础上需进一步改进常规吸附法油气回收处理工艺。
其次,储罐的“小呼吸”与“大呼吸”的油气挥发特点存在较大不同,“小呼吸”油气挥发主要受储罐内气相压力及温度变化影响,瞬时挥发量一般远小于“大呼吸”挥发量,“小呼吸”挥发频次通常高于“大呼吸”挥发频次。然而为使净化排出气体达到国家标准,通常油气回收装置设计选型根据“瞬时最大呼吸量”,吸附罐体积相应增大,也需配备较大功率真空泵或通过增加真空泵机组数量用于活性炭再生,从而增加了用户的投资成本。如上所述,现有“两罐一塔”的吸附法油气回收工艺在处理上述情况时仍然存在不合理利用,从而致使油气回收装置整体造价有所提高。且影响油气回收装置整体效能的发挥。
3多级串联吸附油气回收工艺改进探讨
为降低吸附法油气回收装置排气口浓度,进一步提升吸附法油气回收装置的处理效果,针对常规吸附法油气回收工艺路线进行改进探讨,主要思路所述如下。
3.1多级串联吸附工艺流程
为适应新标准要求,可在原有一级活性炭罐基础上串联一级或多级活性炭罐,从而增加活性炭用量实现排气口油气浓度达标(每一级吸附罐可由一个或两个组成,如图2所示)。罐区废气首先经过第一级活性炭罐吸附,大部分烃类气体分子被吸附后,少量烃类气体分子经过第二级吸附作用使其排气口浓度达到小于120mg/m3的标准。
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