吸附式三次油气回收装置
一、产品概述
吸附式三次油气回收装置是针对加油站储油罐油气挥发问题设计的 环保设备。本产品采用活性炭吸附+真空脱附工艺,利用活性炭等多孔吸附剂对油气组分与空气组分吸附能力的差异,实现油气与空气的选择性分离,富集的油气回收返回至储油罐,处理后的尾气达标排放。
本产品符合《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952-2020)要求,处理效率≥95%,排放浓度≤25g/m³。根据 政策要求,年销售汽油量2000吨以上的加油站需在2027年前完成装置安装。吸附法是活性炭吸附+真空脱附工艺的统称,在加油站三次油气回收处理设备领域已被纳入中化石油、中海油等大型石油公司的入围技术类型之一,适配6m³/h、8m³/h等标准处理量规格,是中小型加油站实现环保合规的可靠选择。
技术定位说明:吸附式三次油气回收装置采用的活性炭吸附+真空脱附工艺,是中化石油销售有限公司2025至2026年度加油站三次油气回收处理设备框架采购公告中明确的两大工艺类型之一,在油品大周转量场合与吸收法组合,在加油站中小规模场景与冷凝法组合,在中小型加油站纯吸附工艺仍具有一定市场份额。为区别于组合工艺,本文重点介绍纯吸附及双罐交替吸附工艺。
二、技术原理
2.1核心技术原理
吸附法是利用油气混合物中不同组分与吸附剂(活性炭)之间结合力强弱的差别,使混合物中难吸附与易吸附组分分离,其中的烃类被吸附剂吸附。活性炭对油气中的烃类分子具有较强的吸附能力,而对空气的吸附能力极弱——活性炭、硅胶等吸附剂对空气的吸附力非常小,未被吸附的尾气经排气管排放——从而实现油气与空气的选择性分离。
吸附阶段:油气混合气通过吸附罐时,烃类组分被活性炭表面孔隙物理吸附,洁净空气达标排放。吸附过程在常温常压下进行,不发生化学反应。
脱附阶段:当活性炭吸附饱和后,系统通过真空泵对吸附罐进行抽真空脱附(真空度可达-0.095MPa以下),将吸附的碳氢化合物解析出来,形成高浓度油气回收至储油罐。经过脱附的活性炭恢复原有功能,具备执行下一次油气吸附能力。
交替运行:采用双罐交替设计,一罐吸附时另一罐进行脱附再生,通过自动切换实现连续运行。装置内有两个碳床,分别交替工作和进行吸附—解吸—再生流程,从而形成持续的油气回收能力。
2.2 VPSA法(真空减压切换吸附法)
VPSA(Vacuum Pressure Swing Adsorption)法是采用两座塔式吸附罐在大气压下吸附、在真空下解吸的吸附回收方法。一座吸附塔在吸附的过程中,另一座吸附塔通过真空泵进行解吸,经过一定时间,通过电磁阀进行吸附/解吸的切换,此运转过程将循环反复连续进行。由于吸附塔内的压力损失非常小,油气以其自身的压力作为原料气体到达吸附工序,无需额外配置压缩机,系统简洁 。
2.3工作流程
主流程(吸附+脱附交替运行):
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储油罐压力检测(启动条件)
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压力达到设定值(如+150Pa)并持续数秒→系统自动启动
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油气进入吸附罐A→活性炭吸附油气组分
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洁净空气达标排放
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(吸附饱和后)电动阀门切换至吸附罐B→吸附罐B继续吸附
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吸附罐A进入脱附模式→真空泵抽真空脱附→高浓度油气经冷却返回储油罐
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压力低于设定值(如-130Pa)→系统停止,进入待机状态
启动条件:当地下储油罐内的油气压升高到设定的压力值(通常为+150Pa,可调)并持续10s时,系统自动开始运行。汽油储罐的油气压力低于-50Pa(可调)时,设备停止吸附,进入待机状态,结束一次油气回收处理过程。
脱附过程:使用干式真空泵进行抽真空脱附,脱附的高浓度油气经过冷却装置后变成油气混合物返回汽油储罐,完成吸附罐活性炭再生,在完成的吸附罐可以进行下一次油气吸附。
2.4多级吸附工艺
在常规双罐交替吸附基础上,多级串联吸附可进一步提高吸附效率:多级吸附床层的 级处于吸附饱和状态,第二级处于未完全吸附饱和状态,真空泵仅需对 级吸附罐进行解吸,解吸出的油气浓度更高。该工艺使油气始终处于两级吸附状态,且每一级活性炭罐解吸频率相同,从而有效做到排气浓度始终满足排气标准。
三、系统组成
本产品主要由以下核心部件组成:
部件名称 | 功能描述 |
吸附罐(2座) | 并联布置,内装活性炭吸附剂,一吸一脱交替运行 |
真空泵 | 将吸附罐内吸附的碳氢化合物解析出来,输送至储油罐;推荐采用干式真空泵,有效 安全隐患 |
冷却装置 | 对脱附的高浓度油气进行冷却,使其液化返回储罐 |
自动控制阀门 | 实现吸附/脱附模式自动切换,由控制系统自动控制 |
防爆控制柜 | PLC全自动控制,实时监控压力、温度等参数 |
压力变送器/压力传感器 | 实时监测储油罐压力,触发系统启停 |
阻火器 | 安装于排气管路,防止火焰传播 |
浓度检测装置 | 实时监测排放口NMHC浓度,确保达标排放 |
