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油品儲運（儲罐呼吸氣、裝卸車、船廢氣）廢氣冷凝回收工藝

文章出處：原創網責任編輯：蔡作者：蔡人氣：-發表時間：2025-07-10 00:00:00【大中小】

針對油品儲運（儲罐呼吸氣、裝卸車/船廢氣）的廢氣冷凝回收工藝，這是一種高效、環保的油氣回收技術，旨在回收有價值的油品組分（VOCs），減少VOCs排放和安全隱患，并符合日益嚴格的環保法規。以下是該工藝的詳細說明：

一、工藝原理

核心是利用低溫冷凝技術，將廢氣中的油氣（主要是輕烴組分）從氣態冷凝為液態回收。

降溫液化：將含油氣的廢氣降溫至其露點溫度以下。

組分差異：不同烴類組分具有不同的飽和蒸氣壓和沸點。在逐級降溫過程中，高沸點（重組分）油氣先冷凝（如汽油組分在-35℃到-75℃區間），低沸點（輕組分）油氣后冷凝（如石腦油、部分溶劑組分需要更低溫度）。

氣液分離：冷凝下來的液態油品通過氣液分離器與不凝氣（主要是空氣、氮氣及少量極輕烴）分離。

回收與排放：液態油品收集后返回儲罐或處理系統再利用；達標的不凝氣（主要含少量VOCs）排入大氣或進入后續處理單元（如吸附、催化氧化等）進行深度凈化。

二、核心工藝單元

預處理單元：

目的：保護后續冷凝單元（尤其換熱器和壓縮機），提高效率，保障安全。

關鍵設備/步驟：

緩沖罐/均壓罐：平衡儲罐呼吸氣或裝卸操作帶來的流量波動和壓力波動。

除霧器/氣液分離器：去除廢氣中夾帶的液滴、水霧和較大顆粒物。

阻火器：防止火焰傳播回廢氣源，確保系統安全。

壓力調節：維持進入冷凝單元的氣體壓力穩定。

（可選）除濕/干燥：對于濕度特別高的廢氣（如某些碼頭環境），可能需要預冷除水或干燥劑除濕，防止后續深冷時結冰堵塞。

壓縮單元(可選但常用)：

目的：提高廢氣壓力，從而提高烴類組分的露點溫度，使它們在相對較高的溫度下冷凝，降低后續制冷負荷和深度。

關鍵設備：防爆型壓縮機（如螺桿壓縮機、液環壓縮機）。選擇時需考慮氣體特性（含液、易燃）、壓縮比、流量范圍。

預冷單元：

目的：初步降溫，回收部分冷量，降低深冷單元負荷，并可能冷凝出部分重烴和水（如果存在）。

關鍵設備：

預冷冷凝器：通常使用較經濟的制冷方式（如乙二醇水溶液/冷凍水冷卻），將氣體冷卻至0℃~5℃左右。

預冷級氣液分離器：分離預冷段冷凝下來的液體（油和水）。

深度冷凝單元：

目的：將氣體進一步深度降溫至目標溫度（通常-35℃至-110℃），使絕大部分油氣組分冷凝液化。

關鍵設備：

深冷冷凝器：核心設備。采用制冷劑（如R404a,R507a,R23,R508b，或混合制冷劑、復疊系統）通過板翅式換熱器或管殼式換熱器提供冷量。

制冷機組：為深冷冷凝器提供冷源。根據目標冷凝溫度和回收率要求，可選擇：

單級壓縮制冷：適用于較高冷凝溫度（如-35℃~-45℃）。

復疊式制冷：使用兩種或多種制冷劑的循環組合，可達-70℃至-110℃甚至更低，用于要求高回收率或處理含輕組分多的廢氣。

自復疊/混合制冷劑制冷：優化系統，減少設備數量。

深冷級氣液分離器：分離深度冷凝下來的液態油品。

制冷劑循環系統：

組成：壓縮機、冷凝器（風冷或水冷）、節流膨脹裝置（如膨脹閥）、蒸發器（即深冷冷凝器）、儲液器等。

關鍵：高效、穩定、適應變工況運行。防爆設計至關重要。

回收單元：

目的：收集、儲存和回用冷凝下來的液態油品。

關鍵設備：

集液罐：收集各冷凝級分離下來的液體。

油水分離器(若需要)：分離冷凝液中的油和水（主要來自預冷段）。

回收泵/自流：將純凈的冷凝油品輸送回儲罐（如同種油品儲罐或專門的回收集罐）。

不凝氣處理單元：

目的：處理經過冷凝回收后仍含有少量VOCs的不凝氣，使其達標排放。

處理方式：

直接排放：當不凝氣VOCs濃度和排放速率滿足當地法規要求時（較少見，尤其對高要求地區）。

后續處理：最常見的選擇。將不凝氣送入：

吸附單元(如活性炭吸附、碳纖維吸附)：進一步吸附殘余VOCs，吸附飽和后進行脫附再生（蒸汽、熱氮氣、真空等），脫附出的高濃度油氣可返回冷凝單元入口或單獨處理。

催化氧化/熱力氧化單元：將殘余VOCs徹底氧化分解為CO?和H?O。

膜分離單元：選擇性分離殘余烴類（較少單獨用于此場景，常與其他技術組合）。

控制系統：

目的：實現自動化、安全、高效運行。

功能：

監控關鍵參數（溫度、壓力、流量、液位、VOCs濃度、氧含量）。

控制制冷系統、壓縮機、閥門等設備啟停和運行。

實現安全聯鎖（超溫、超壓、氧含量超標、火焰檢測等）。

數據記錄和遠程監控。

三、工藝特點與優勢

高回收率：深度冷凝（-75℃以下）可達到95%甚至更高的油氣回收率。

直接回收液體油品：回收產物是液態油，可直接回用于生產系統或銷售，經濟價值高。

無二次污染：避免了吸附劑、吸收劑等消耗品的更換和處理問題（純冷凝工藝本身）。

操作相對穩定：工藝過程主要是物理相變，操作參數相對容易控制。

安全性較高：系統通常在密閉、低溫、常壓或微負壓/微正壓下運行，且可有效控制氧含量（尤其在裝卸船時），降低燃爆風險（需配合良好的設計、惰化和控制）。

處理負荷適應性強：可通過變頻、多級組合等方式適應流量波動。

總結：

冷凝回收工藝是處理油品儲運廢氣（呼吸氣、裝卸廢氣）的一種高效、可靠、能直接回收高價值油品的技術，特別適用于追求高回收率和回收經濟價值的場合。其核心在于深度制冷和高效氣液分離。盡管面臨能耗和設備投資的挑戰，但通過優化系統設計（預處理、制冷循環、換熱）、嚴格的安全控制（惰化、防爆、氧含量監測）以及與后續處理技術（如吸附）的組合應用，能夠滿足嚴格的環保要求并實現良好的經濟、環境和社會效益。在方案選擇時，需詳細分析廢氣特性（組分、濃度、流量、溫濕度）和具體項目要求（回收率目標、投資預算、運行成本、場地限制、法規要求）進行綜合評估和設計。

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