油气回收工艺及设备设计计算书.docx

文档来源为 : 文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . PAGE 1 PAGE 1文档收集于互联网，如有不妥请联系删除 . 油气回收过程及设备设计计算书 由于从油品储运设备排放出来的油气和空气混合气中， 油气组分复杂、含量高，且随温度、压力、油品的改变而发生改变， 所以一下数据是平均值。基本数据： 进口油气量 200m3/h 油气中平均油气含量为 30% 油气的摩尔质量为 65.5g/mol 空气的摩尔质量为 29.1g/mol 活性炭的填充密度 =400± 30g/L 活性炭颗粒尺寸为 4mm 活性炭表面积大于 1100m3/g 着火点 T500℃ 活性炭的吸附容量 q=0.2g/g 1、回收效率计算 利 用 物 料 平 衡 原 理 ， 推 导 出 油 气 回 收 效 率 计 算 公 式 ： 其中 表示吸附塔的油气回收效率， %； 、 分别为吸附塔进出口油气平均质量流量， Kg/s； 、 分别为吸附塔进出口油气平均体积分数， m3/ m3； 48.97， 65.51 是根据相关文献查得进、出口油气的平均油气摩尔质量值（ kg/kmol ），该值是随着油气浓度的变化而变化的，当只做初略估计时可以将进出口油气摩尔质量看成是不变的。 GB20950-2007 《 储 油 库 大 气 污 染 物 排 放 标 准 》 和 GB 20952-2007《加油站大气污染物排放标准》有油气排放浓度小于 25g/m 3，油气处理效率大于 95%的要求； 现设， 25g/m 3=0.0114m3/m 3，求油气回收效率 ， 由公式有： =98% 可见要使在进口 =0.3 m 3 /m 3时吸附塔尾气排放达到 25g/m 3标准，回收效率必需达到 98%以上。 2、由穿透曲线求床层高度绘制穿透曲线 如图所示， 是吸附塔尾气中油气含量， X 轴为吸附时间， 在 之 前 几乎为零，当达到穿透点 时，相当于吸附传质 区前沿到达床的出口时， 将随着吸附时间的延长而升高； 相当于吸附传质区移出床层，即床层的中的吸附剂已经全部饱和。 图中阴影面积 E 对应于到达穿透点时床层中吸附质的总吸附量； 阴影面 F对应于穿透点时床层尚能吸附的吸附量。则有： 吸附剂的利用率为 未用床层高 = 吸附床高 =h- 设计要求的穿透时间为实际吸附床高 所以床层高为 H= + 3、吸附塔参数计算 ）吸附剂的用量：进口油气质量流量 M=（200m 3/h ×0.3 m3/m 3×65.5g/mol ） /22.4L=175.5kg/h 单程油气的质量： M× 活性炭的用量 ｍ= ）活性炭吸附床层的直径和高度活性炭床层的体积 v = 活性炭床层的直径，设长径比为 3:1，在工艺容许的情况下应尽 可能取大值。 V= = 所以 d= 所以床层高度 注意，所求 为理论高度， 应该与前面由穿透曲线所求 H 进行比较，取得尽可能大的长径比。 4、床层升温计算 将整个吸附塔作为考察对象。 当混合气从进塔到活性炭吸附饱和时，根据物料平衡，可以得： 油气进量： 油气出量： 油气被吸附量： - 空气进量、出量： )* 并假设活性炭吸附时， 活性炭与混合气温度同步变化。 则整个绝热吸附过程中，有能量平衡，可得活性炭升温的近似计算式： -分别为油气总进量及总出量， g； -分别为空气总进量及总出量， g； -分别为进料中油气、空气摩尔质量， =29.1g/mol， =65.5g/mol； -分别为油气、空气比热容， =1.70J/g*℃， =1.01J/g*℃； -为混合气进塔总摩尔数， mol； -活性炭比热容， =0.942 J/g*℃； -液化油气比热容， =2.38 J/g*℃； -进料中油气摩尔分数， mol/mol ； -活性炭-油气吸附热， =628J/g -活性炭升温，℃； 其他参数同上。 将上参数数据带入得 式： 由上式可以根据温差 来求得活性炭在此温度时的吸附量， 或者由穿 透曲线求得 q 后对床层升温的估计， 据有文献记录， 与实际测得温差误差为 5%以内。 5、优化和建议 a、活性炭吸附床层采用多种粒径、多层填充，使吸附床层的穿 透曲线得到优化， 在提高吸附效率的同时， 降低了床层阻力。吸附塔内维持一定的压力有利于吸附向正方向移动，从而提 高了吸附效率。 b、床层内部设置多层细金属网支撑结构， 增强了床层的导热性， 增加床层安全系数，可有效避免恶性氧化升温现象 c、活性炭多次循环吸附 / 解吸后， 有所增大， 穿透时间缩短， 吸附容量 q 下降是由于解吸不彻底的原因。 d、吸附穿透时间随吸附床高径比增大而变长，一般吸附床高径 比为 1～ 4，在允许的塔压降内，可取较大值。 e、活性炭的油气吸附量是随着床层温度的变化而变化的，在最高温 度下，