专利名称：一种节能防冻油气回收装置的制作方法
技术领域：
本发明属于气体分离技术领域，特别是一种节能防冻油气回收装置，由多级制冷系统组成，每级制冷系统至少包括蒸发器，蒸发器内设有油气通道和制冷剂通道，制冷剂在蒸发器内与油气换热。
背景技术：
冷凝式油气回收系统通常采用至少三级制冷，包括预冷级、中冷级和深冷级,预冷级先将高于或接近环境温度的高温油气降至4度左右，尽可能的除掉其中水分及高液化点物质如苯，再经中冷级和深冷级，将油气冷凝到-70°C或-110°C以下，油气中的烃类物质被液化从而被分类出来，不凝性气体作为废气被排出。这时废气温度处于_70°C或-110°C以下的低温。
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中国发明专利申请(公开号CN101874936A，
公开日2010年11月3日)公开了ー种冷凝式防爆油气回收装置，包括油气换热分离器、第一冷凝蒸发器、第二冷凝蒸发器和三级制冷部分，第一级制冷部分冷量分为两路，一路进入第一冷凝蒸发器，另一路进入油气换热分离器；第二级制冷部分冷量分为两路，一路进入第二冷凝蒸发器，另一路进入油气换热分离器；第三级制冷部分冷量直接进入油气换热分离器。该发明采用压缩机双并联复叠制冷技术，在较高的蒸发温度下分级冷凝，前级制冷部分同时为后级制冷和油气降温分凝提供热量置換的低温环境，可以提高能效比。中国发明专利申请(公开号CN101244343A，
公开日2008年8月20日)公开了ー种至少能同时提供两个蒸发温度的、用于油气回收的低温制冷方法，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂在蒸发器内与油气换热，将油气冷凝回收，除最后ー级以外，本级制冷系统的制冷剂在节流后还经过下一级制冷系统的冷凝器，与下一级制冷系统的冷凝器内的制冷剂换热。上述现有技术均存在如下缺陷1、一方面需要消耗大量冷量在预冷级冷却混合气体以及凝结析出其中水分，另ー方面低温废气中蕴含的大量冷量被排出而白白浪费，因此这样的系统均存在能耗高、不经济、未充分利用余热(冷)的缺陷一旦需要至少三级制冷系统，结构复杂；2、由于第一级处理采用制冷系统，蒸发温度大致恒定ー且エ艺上液态制冷剂从下往上流动边蒸发边吸热，而待处理的高温油气从上往下流动，使得这ー级分离出来的水分和高固化点物质边向下流动边固化，形成冰附着在换热器间壁上，轻者恶化换热，重则堵塞油气通道，使处理流程中断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能防冻油气回收装置，充分回收利用废气中的冷量，以较少的制冷量实现油气分离，从而达到高效节能的技术效果，同时有效防止结冰现象的发生。实现本发明目的的技术解决方案为一种节能防冻油气回收装置，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括一蒸发器，所述蒸发器内设有油气通道和制冷剂通道，制冷剂在蒸发器内与油气换热，还包括一油气换热器，所述油气换热器内设有进口在下出口在上的油气通道、和进口在上出口在下的废气通道，高温油气从下部进入，在所述油气换热器内与低温废气换热后从上部排出，依次经过所述每级制冷系统的蒸发器，析出烃类物质后形成低温废气，从上部进入所述油气换热器，经废气通道放出部分冷量后从下部排出。采取本发明所术技术解决方案，低温废气从油气换热器上部进入，与高温油气逐渐换热，废气温度自上至下逐渐升高，到达下部出口时最高，油气温度自下向上逐渐降低，水分和其它高液化点物质(如苯类)析出，液态物质由于重力作用向下流动，最后注入下部的集液槽，而不会结冰附着在换热器上。从而有效防止结冰现象的发生，同时充分利用低温废气的冷量来冷凝高温油气，在达到同样冷凝分离效果的前提下，将三级制冷简化为两级制冷，既节能又使系统简化。优选地，制冷系统为两级，高温油气在所述油气换热器内与低温废气换热后，依次经过第一蒸发器、第二蒸发器，析出烃类物质后形成低温废气，回到油气换热器，经废气通道放出部分冷量后排出。
作为优选方案的进一步优化，每一个蒸发器内还设有废气通道，供油气与废气在蒸发器内换热。作为更进一步优化，高温油气在所述油气换热器内与低温废气换热后，依次经过第一蒸发器、第二蒸发器，析出烃类物质后形成低温废气，再经过第二蒸发器的废气通道、第一蒸发器的废气通道，回到油气换热器，经废气通道放出部分冷量后排出。优选地，前面所述的油气换热器和/或蒸发器为板翅式换热器。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图I是本发明一种节能防冻油气回收装置的第一实施例结构原理图。图2是本发明一种节能防冻油气回收装置的第二实施例结构原理图。图中，I为第一蒸发器，2为第二蒸发器，3为油气换热器，11、21、31为油气通道，12,22制冷剂通道，13、23、33为废气通道。
具体实施例方式实施例一如图I所示，本发明一种节能防冻油气回收装置，包括两级制冷系统，根据所需分离气体组成不同也可以仅有一级制冷系统，也可以有三级或更多级，这可以根据本技术领域常识设置。每级制冷系统至少包括一蒸发器，如图中的第一蒸发器I和第二蒸发器2，蒸发器内都设有油气通道11、21和制冷剂通道12、22，制冷剂在蒸发器内与油气进行间壁换热。根据本技术领域常识可知，制冷系统通常还包括压缩机、冷凝器和节流阀，但并不必须一一对应，例如不同形式的复叠循环，其可能共用部分压缩机或冷凝器。为达到与三级制冷同样效果，本装置还包括一油气换热器3，油气换热器3内设有进口在下、出口在上的油气通道31，以及进口在上、出口在下的废气通道33，高温油气从下部进入，在油气换热器内与低温废气换热后从上部排出，再依次经过每级制冷系统的蒸发器，凝析出大量烃类物质，剩余以不凝性气体为主的则称为低温废气，从上部进入油气换热器，经废气通道放出部分冷量后从下部排出。油气换热器3与各蒸发器不同之处在于不含制冷剂通道，不需要制冷系统供冷，而仅仅回收利用低温废气的冷量达到对高温油气预冷的目的。同时，严格限定油气换热器3内高温油气和低温废气的流向，一方面保证充分换热，更重要是保证冷凝出的液体水分、高固化点物质如苯类向下自由流动时温度渐高，而不会在换热器上固化结冰，影响回收过程的效果和进程。实施例ニ如图2所不为另一种实施方法,其与实施例一的不同之处在于,姆ー个蒸发器1、2内除了设有油气通道11、21和制冷剂通道12、22タト，还设有废气通道13、23，以供油气与废气在蒸发器内换热，以此进ー步提高整个装置的制冷效果，降低能耗。高温油气在油气换热器3内与低温废气换热后，依次经过第一蒸发器的油气通道11、第二蒸发器的油气通道21，形成低温废气，再返向依次经过第二蒸发器的废气通道23、第一蒸发器的废气通道13， 在各蒸发器内进ー步换热，即吸收待处理油气热量，放出废气冷量，最后回到油气换热器3，经废气通道33放出部分冷量后排出。如制冷量足够，部分或全部蒸发器内可以没有废气通道，可不用其废气通道，SP 温废气不必反向经过每一个蒸发器。油气换热器和/或蒸发器为板翅式换热器，一方面换热好，另ー方面便于在ー个换热器内形成三种不同介质流道。但也可以是其它本领域技术人员所知的任意形式的换热器，只要能使油气换热器内油气自下而上与废气逆流换热，以达到充分换热、回收冷量即可。油气换热器内待处理油气与废气的流向至为关键。低温废气从油气换热器上部进入，与高温油气逐渐换热，废气温度自上至下逐渐升高，到达下部出ロ时最高，油气温度自下向上逐渐降低，水分和其它容易凝固的高固化点物质(如苯类)不断析出，液态物质由于重力作用向下流动，最后注入下部的集液槽，而下部换热器温度比上部高，所以向下流动的液休就不会结冰附着在换热器上，从而有效防止结冰现象的发生，同时充分利用低温废气的冷量来冷凝高温油气，在达到同样冷凝分离效果的前提下，可減少ー级制冷系统，如将三级制冷简化为两级制冷，实现既节能又系统简化的有益效果。
权利要求
1.一种节能防冻油气回收装置，由多级制冷系统组成，每级制冷系统至少包括蒸发器(1，2)，所述蒸发器(1，2)内设有油气通道(11，21)和制冷剂通道(12，22)，制冷剂在蒸发器内与油气换热，其特征在于在第一级制冷系统前还设有油气换热器(3)，所述油气换热器(3)内设有进口在下出口在上的油气通道(31)和进口在上出口在下的废气通道(33)，高温油气从下部进入，在所述油气换热器(3)内与低温废气换热后从上部排出，依次经过所述各级制冷系统的蒸发器(1，2)，析出烃类物质后形成低温废气，从上部进入所述油气换热器(3),经废气通道(33)放出部分冷量后从下部排出。
2.根据权利要求I所述的油气回收装置，其特征在于所述制冷系统为两级，高温油气在所述油气换热器(3)内与低温废气换热后，依次经过第一蒸发器(I)、第二蒸发器(2)，析出烃类物质后形成低温废气，回到所述油气换热器(3)，经废气通道(33)放出部分冷量后排出。
3.根据权利要求2所述的油气回收装置，其特征在于所述每个蒸发器(1，2)内还设有废气通道(13，23)，供油气与废气在所述各个蒸发器(1，2)内换热。
4.根据权利要求3所述的油气回收装置，其特征在于高温油气在所述油气换热器(3)内与低温废气换热后，依次经过第一蒸发器的油气通道(11)、第二蒸发器的油气通道(21)，形成低温废气，再依次经过所述第二蒸发器的废气通道(23)、第一蒸发器的废气通道(13)，回到所述油气换热器(3)，经废气通道(33)放出部分冷量后排出。
5.根据权利要求I至4之一所述的冷凝式油气回收装置，其特征在于所述油气换热器(3 )和/或蒸发器(I，2 )为板翅式换热器。
全文摘要
本发明涉及一种节能防冻油气回收装置，包括至少两级制冷系统，每级制冷系统至少包括一蒸发器，所述蒸发器内设有油气通道和制冷剂通道，制冷剂在蒸发器内与油气换热，还包括一油气换热器，所述油气换热器内设有进口在下出口在上的油气通道、和进口在上出口在下的废气通道，高温油气从下部进入，在所述油气换热器内与低温废气换热后从上部排出，依次经过所述每级制冷系统的蒸发器，析出烃类物质后形成低温废气，从上部进入所述油气换热器，经废气通道放出部分冷量后从下部排出。采用本发明的油气回收装置，不但能充分回收利用废气中的冷量，以较少的制冷量实现油气分离，高效节能，而且能有效防止分离过程中结冰现象的发生。
文档编号B01D5/00GK102743892SQ20121024880
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者孙罡, 张剑侠, 张 林, 张海龙, 张贵德, 朱志平, 缪志华 申请人:南京都乐制冷设备有限公司