冷热媒共用盘管的移动吸附装置

技术领域

本发明涉及一种吸附解吸废气的工艺装置。

背景技术

有机废气主要来自以煤、石油、天然气等为燃料或原料的工业或与之有关的化工企业。有机废气的吸附处理法就是利用吸附剂吸附大气中由挥发性有机化合物蒸发而形成的有机废气。吸附法已成为有机废气（溶剂）处理技术的首选方法。

吸附净化技术是一种传统的VOCs处理方法，具有低能耗、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点，有很好的环境和经济效益。缺点是设备庞大，流程复杂，吸附剂需要再生，且当废气中有胶粒物质或其他杂质时，吸附剂易中毒。近几年来，由于环保要求日益严格，吸附技术得到了迅速的发展，出现了新的吸附工艺和设备；同时吸附剂的改进，如活性炭纤维和沸石的使用，也扩大了吸附技术的应用范围，使吸附成为有机废气（溶剂）处理技术的首选方法。

在石油行业的采油井设置比较分散，而且其单井的出油以及废气的排放量比较有限，所以不适合在单油井旁配套固定的吸附解吸设备。最好多个油井集中配套一套吸附解吸设备，收集废气的设备需要在多个油井之间移动收集，然后集中处理。

发明内容

发明目的：

提供一种吸附的场所与解吸的场所分离、吸附解吸的冷媒与热媒合用盘管、冷却和加热效率更高的冷热媒共用盘管的移动吸附装置。

技术方案：

本发明的冷热媒共用盘管的移动吸附装置，是一种组合装置，可以用于废气集中解吸中心和多个废气井（在气集中解吸中心的周边分布较远）回收废气。在每个废气井（或油气井，或油气的提升泵站）的出口分别连接着各自的废气管；在废气集中解吸中心设置有解吸气源、气管活动接头、解吸液收集容器。

另有移动式吸附罐，移动式吸附罐下方具有便于行走的滚轮，能够在油气井和废气集中解吸中心之间行走。

移动式吸附罐中具有吸附材料（如活性炭、沸石分子筛等），用于吸附废气。吸附材料中间预埋有冷热交换的盘管。

移动式吸附罐外壁上设置有废气入口管、废液出口管、冷媒入口、冷媒出口（冷媒出口可以敞口，直接连通大气），或设置有解吸气入口。所述的盘管的一端连接着冷媒入口的内侧，另一端连接在冷媒出口的内侧。

所述的废气管具有能够与移动式吸附罐上的废气入口管活动连接接头。

所述的解吸液收集容器能够与上述移动式吸附罐上的废液出口管活动连接，连接接头优选为螺接式软管接头（余同）。

所述的解吸气源为压缩氮气或热蒸汽；所述的气管活动接头便于与下述吸附罐上的废气入口活动连接。

优选方案：

优选每个废气井旁边设有冷媒源（压缩氮气）及活动接头（便于与冷媒入口活动连接）。吸附罐吸附油井中废气的同时，冷媒入口连通该油气井旁预置的冷媒源的软接头，冷媒进入盘管后从冷媒出口排空。压缩的冷媒释放后，在盘管中压力下降，根据热力学原理（温度、压力、体积之间的关系），冷媒的温度也将下降；冷媒产生的冷量使得盘管温度下降，进而使得周围的吸附材料冷却，增加吸附材料对废气的吸附能力。

冷媒入口处盘管的管径小于出口处的管径，盘管直径逐级变大或者逐渐变大。吸附时，当所述的冷媒源（压缩氮气）从冷媒入口进入后，维持压力不变，体积逐渐膨胀变大，使得冷媒进入更多，吸附材料温度下降得更快更低。因此，即使压缩氮气是常温，气体膨胀使得冷媒进入更多，盘管中的更多冷量传递给吸附材料降温，降温更多更快，从而进一步增加吸附材料对废气的吸附能力、吸附速度。

解吸时，冷媒入口兼做热媒入口，冷媒出口兼做热媒出口；通过热媒入口向盘管中通入热蒸汽，热媒的体积逐渐增大，气体压力维持不变，热媒进入越多，吸附材料的温度越来越高，对废气的解吸效果越来越好。热媒与废气入口进入的解吸气（氮气或热蒸汽）一同发挥对吸附材料的解吸作用，吸附材料中吸附的废气更快解吸成为解吸液体，减小罐体内部的压力，有助于安全操作。解吸液中排出的液体成分复杂，在解吸液收集容器中收集后作为燃料或者做随后的净化处理。

冷媒出口出来的降温后的水蒸汽或冷凝水不会沾染吸附材料上解吸下来的废气和废液，仍然保持干净，可以直接排空。

工作过程：

空的移动式吸附罐先移动到某个油气井的旁边，将该废气井的废气管通过软接头与移动式吸附罐的废气入口管相连；打开废气入口管上的阀门，关闭废液出口管上的阀门，油气井中的废气进入移动式吸附罐中，吸附罐中的吸附材料开始吸附废气。

当移动式吸附罐基本吸满废气后，关闭废气入口管上的阀门，拆下活动接头。将移动式吸附罐移动到废气集中解吸中心集中设置的解吸液收集容器旁边，将解吸液收集容器与废液出口管连接起来，从解吸气入口（或者，将废气入口管）连接到解吸气源；打开所有阀门，氮气或热蒸汽的解吸气进入吸附罐中，将吸附材料中吸附的废气解吸出来，形成解吸液流入解吸液收集容器。

此时，上面用于通入冷媒的盘管反向兼用于通入热媒，从冷媒出口（兼做热媒入口）通入热蒸汽，给予盘管加热，辅助解吸吸附材料中的废气。盘管内外同时加热和解吸，加速废气解吸进程。

解吸过程完成后，关闭所有阀门，拆下活动接头。将吸附解吸罐再移动到另一个油气井旁边，进行下一个吸附解吸流程。从而实现分散在废气集中解吸中心周围的众多油气井中的废气都能够被依次吸附，然后集中解吸废气，收集解吸废液的吸附解吸全过程。

有益效果：

每个废气井的废气量有限，每个废气井旁边设置一个固定的吸附、解吸装置的费用太高，本发明能够节省硬件设备的投资。

废气入口兼做解吸气入口，减少吸附罐上的开口，节约制造费用，减少气体泄漏可能，同时吸附的废气路径与解吸气路径相同，使得解吸无死角，解吸废气更彻底。

盘管先后兼做冷媒盘管和热媒盘管；盘管中先通入解吸用氮气，降温增加吸附能力；然后通入蒸汽辅助解吸，增加解吸效率；一个盘管具有两种用途，充分利用设备的功能，不让设备闲置（因为吸附和解吸非同步进行，而是先后进行）。盘管的管径逐渐变化，使得吸附速度和解吸速度均能够增加，工效大幅度提高。

移动式吸附罐可以在不同的地点移动吸附废气，然后移动到同一地点集中解吸，无需在每个废气井旁边各设置一个固定式的吸附解吸罐，大幅减少设备的投入成本。

附图说明

图1是本发明的一种组合装置的结构示意图。

图中，1-油气井；2-废气管；3-废气入口管；4-移动式吸附罐； 5-冷媒出口（或热媒出口）；6-解吸气软管接头；7-解吸气源；8-解吸液收集容器；9-废液出口管；10-滚轮；11-冷媒入口（或热媒入口）；12-冷媒源；13-吸附材料；14-盘管。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示的含油污水井废气处理装置，废气集中解吸中心的周边分布着多个相隔一定距离的废气井，在废气集中解吸中心设置有解吸液收集容器8、热蒸汽的解吸气源7，每个废气井的出口分别连接着各自的废气管2；另有移动式吸附罐4，移动式吸附罐4下方具有便于行走的滚轮10，能够在油气井1和废气集中解吸中心之间行走。

所述的移动式吸附罐4中具有吸附材料13，移动式吸附罐4外壁上设置有废气入口管3、废液出口管9、冷媒入口11、冷媒出口5。

所述的废气管2能够与废气入口管3通过软管接头6活动连接；吸附材料13中间预埋有冷热交换的盘管14，所述的盘管14的一端连接着冷媒入口11的内侧，另一端连接在冷媒出口5的内侧。

吸附罐4吸附油井1中废气的同时，冷媒入口11连通该油气井1旁预置的冷媒源12的软管接头6，冷媒进入盘管14后从冷媒出口5排空。

所述的解吸液收集容器8能够与移动式吸附罐4上的废液出口管9通过软管接头6活动连接，解吸气源7通过软管接头6与吸附罐上的废气入口活动连接。此时，盘管14的冷媒入口11也可以通入蒸汽，一同帮助加热活性炭吸附材料13，快速解吸吸附材料13中的废气后形成含水的废液，通过软管接头6排放到移动式吸附罐4中。

解吸后的移动式吸附罐4行走到下一个油气井1旁边，进行下一周期的吸附解吸过程。

实施例二：

如图1所示的含油污水井废气处理装置，废气集中解吸中心的周边分布着多个相隔一定距离的废气井，在废气集中解吸中心设置有解吸液收集容器8、氮气的解吸气源7，每个废气井的出口分别连接着各自的废气管2；另有移动式吸附罐4，移动式吸附罐4下方具有便于行走的滚轮10，能够在油气井1和废气集中解吸中心之间行走。

吸附罐4吸附油井1中废气的同时，可以采用冷媒，能够更好地吸附废气。

所述的吸附材料13中间预埋有冷热交换的盘管14，移动式吸附罐4外壁上还设置冷媒入口11、冷媒出口5；所述的盘管14的一端连接着冷媒入口11的内侧，另一端连接在冷媒出口5的内侧；冷媒入口11处盘管14的管径小于出口5处的管径，盘管14直径逐渐变大，冷媒在进入盘管14后，体积逐渐变大，温度逐渐降低，使得其对吸附材料13的冷却效果越来越好，吸附废气的效果越来越好。吸满废气后的移动式吸附罐4，利用滚轮10行走到废气集中解吸中心，将解吸气源7（如氮气）通过软管接头6与吸附罐4上的废气入口活动连接，解吸吸附材料13中的废气后形成废液。同时，盘管14中从直径大的管端（热媒入口5）通入热媒，直径小的管端（热媒出口11）流出热媒。将所述的解吸液收集容器8与移动式吸附罐4上的废液出口管9通过软管接头6活动连接起来，解吸废气更加快速，解吸液收集到解吸液收集容器8。解吸后的移动式吸附罐4行走到另一个待收集废气的油气井1旁边，进行下一周期的吸附解吸过程。