如何实现高效率、低能耗的“油气回收”,一直是困扰石化行业的大难题。浙江海洋大学石化与能源工程学院的一个科研团队经过前期实地调研、中期软件测绘以及后期的成品加工,发明了一种移动式油气回收装置,以期达到更高的回收效率及更低的成本的目标。
“‘大众创业,万众创新’的社会新形势下,我们大学生是创新创业的生力军”,浙江海洋大学学生缪军翔如是说。
深入一线,掌握第一手资料
“舟山市大多数石化企业并没有油气回收系统,与国家有关部门越来越重视对油气污染的治理和油气回收技术的实施,并将其与清洁生产、资源利用、达标排放结合起来作为循环经济的重要工作的绿色新发展理念不符。舟山市目前有52个加油站,装有油气回收装置的加油站只有5个,也就是说还有90.38%的加油站没有安装油气回收装置。如果要对原有的加油站进行翻新建设,就需投入大量的人力、物力和财力。”陈羽介绍说。
团队走访舟山各个加油站,了解到目前实地应用的油气回收装置,主要通过吸附法、冷凝法达到回收目的。从实际情况来看,效果并不理想,比如利用吸附法回收的装置中,活性炭吸附过程放热,存在安全隐患;冷凝法则需要相对稳定的浓度,不适用于回收低浓度的烃蒸气。
“油气回收是一项系统工程,在设计和选型方面,油气收集系统和油气回收装置具有同等重要性。”团队指导教师王北福教授介绍说。
反复测绘,保障装置高性能
经过反复模拟和测算,团队最终确定采用液氮冷凝、分子筛脱水、螺旋盘管、反应釜夹套、氮封等技术,来确保装置可以稳定高效地发挥作用。
液氮冷凝技术:运用液氮的冷能,使油气始终在低温下运行,不会导致高温燃烧;油气组分始终不与其它可燃、易燃物质接触,并且在油气流程中,也完全没有电力或机械组件,从根源上杜绝了遇明火爆炸的可能性。
分子筛脱水技术:分子筛是人工水热合成的硅铝酸盐晶体,根据硅铝比不同生成各种不同型号分子筛,并通过交换不同的金属阳离子变成同类型不同类别的分子筛,依据晶体内部孔大小吸附或排斥不同的物质分子,同时可以根据不同物质分子极性而决定吸附的次序,从而达到分离的效果。
螺旋盘管技术:螺旋盘管的形状增加气液两相流的流动速率和扰动,进一步提高气液传质效率,而且也增加了换热面积,在增大气液分离反应驱动力的同时还能缩短分离时间。
反应釜夹套技术:反应釜带有夹层,可以减少与外界的热量传递,具有保冷作用,从而提高油气回收效率。
氮封技术:将氮气通回储罐内,使油罐呼吸时呼出的油蒸汽含量降低,减少油蒸汽的损耗,减少因水蒸气进入而引起的油品的污染和罐壁腐蚀情况的发生。
“这个装置可以随时随地更换零部件,能根据实地情况变换体积,能耗和维护费用都很低,而且可以通过车辆运输,同时我们还为它增加了自动功能并确保其稳定”,黄红玲介绍说。
不忘初心,争做石化先行者
“目前油气回收装置的问题主要在于体积大、效率低、成本高等方面”张钦成说,“而移动式油气回收装置的成功研发,将引导我们往体积更小、效率更高、成本更低的方向做进一步研究。”(缪军翔 王沁艳)
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