关于活性炭吸附法油气回收装置的电气控制

关于活性炭吸附法油气回收装置的电气控制张静;王志鹏;周锋【摘要】Thispaperdiscussingtheelectricalcontrolschemeofactivatedcarbonadsorptionofvaporrecoveryprocessinge-quipment,mainlyaimedatthekeypointsinthedeviceproductionprocesscontroloftheanalysisanddesign,throughthisprogramsothattheentiredeviceismoresecureandreliableandhaveahighercollectionefficiency.%笔者就该装置的电气控制方案进行了论述，主要针对在装置生产工艺过程中的关键点控制进行了分析和设计，通过该方案使整套装置的运行更加安全可靠且具备较高的回收效率。【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P91-93,96)【关键词】温度;爆炸极限;液位平衡;最佳吸收效率【作者】张静;王志鹏;周锋【作者单位】山西汾西机电有限公司，山西太原030027;山西汾西机电有限公司，山西太原030027;山西汾西机电有限公司，山西太原030027【正文语种】中文【中图分类】TP2731t5m360t6700m3理”已列入我国的重要环保工程[1]。目前油气回收处理的方法中活性炭吸附法由于其回收效率高，能耗少的特点，在国内得到了大力的推广，但活性炭在吸附回收的过程中有些关键点，在工艺执行过程中控制不到位、不及时就会有可能造成排放不达标，甚至出现危险报警状况[2]。以下就活性炭吸附法油气回收处理工艺过程当中的关键电气控制进行介绍。活性炭吸附法是利用活性炭对油气/空气混合气吸附力大小的不同，实现油气和空气的分离。油气通过活性炭等吸附剂时，油气组分吸附在吸附剂表面，然后再经过减压脱附，富集的油气用真空泵抽吸到吸附塔经过喷淋汽油吸收液化；而活性炭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。22部分是将富油气变成液态汽油[3]。活性炭吸附油气时温升大100℃，此时就需要控制系统做出反应，及时切换工作进入真空泵的气体浓度超过极限范围解析再生一方面可以使被吸附的油气得到回收，另一方面可以使活性炭重新具备较强的吸附能力。在解析的最后阶段，由于罐内压力较低（5kPa左右），此时将外界的空气引入罐中，利用高速流动的气流，将一些分子量较大的、不易脱附的烃分子从活性炭表面吹扫下来，但由于空气的进入，在一定的时间范围内，通过吸附罐进入真空泵的气体浓度处于爆炸极限范围之内，而真空泵内螺杆在高速运转的过程中，由于螺杆不断摩擦会产生高温甚至火花，此时发生爆炸的可能性较大。为避免事故的发生，此时需要通过一定的电气控制手段改变进入真空泵的油气浓度从而消除安全隐患。控制汽油吸收液的进出流量达最佳吸收效率进入吸收塔内的喷淋汽油流量较小时，不能最大限度地吸收来自吸附罐的高浓度油气，流量较大时，喷淋汽油自身的挥发量增加，降低回收效率；另外进出吸收塔的有利于油气被汽油吸收。整体电气控制方案PLC1。现场仪表对装置运行过程中的温度、压力、流量、液位进行监控，并将信号反馈至控制室内的PLC系统，PLC接收到信号后对现场的阀门、管道泵、电磁阀等执行元件做出指令，使装置按照规定的工艺流程进行运作，当某一温度、压力、流量或液位超过设定值时，控制系统会自动报警或停机，确保装置安全运行[4]。现场电气设备功能简述炭吸附法油气回收处理装置的管道仪表工艺流程主要包括吸附部分、再生部分、吸收部分、电气控制柜。1）吸附部分用来吸附油气。主要部件包括：油气吸附罐D120，D130；活性炭床；MOV102，MOV103MOV104，MOV105；MOV106，MOV107SV110，SV111，用于炭床上活性炭的再生；温度变送器TT121，TT131LT301PLC，PLC4）电气控制柜由动力柜和PLC柜组成，上位机为一台戴尔商务机。活性炭吸附法的电气控制方法针对活性炭吸附油气时温升大的控制方案尤其是在有氧气的环境当中，堆积在一起的活性炭在吸附油气时，内部温度能迅速100℃以上，再加上氧气的作用，烃分子开始氧化分解，放出大量热量，温度极难控制。通过实验另外发现活性炭一旦吸附过一次油气之后，不管使用什么办法脱附再生，之后再进行吸附油气时，吸附热量就会变得很小，温度最高也不会超过90℃，一般在60℃。针对上述特性，控制程序的编写除正常运行的主程序外，另外编写一个子程序，即钝化程序，该程序只在装置投运之前或装置更换活性炭后使用。具体方案是，在钝化之前，启动真空泵将吸附罐内的空气全部抽出，然后置换成体积浓度为99%的氮气，此时起动钝化程序，电动阀门MOV102，MOV104，MOV105，MOV107打开，真空泵起动，进回油管道泵起动，在真空泵的作用下，气体在吸附罐和吸收塔之间形成循环流动的流体，在流动过程中利用管道泵内汽油循环产生的油气，作为钝化的吸附气体对罐内的活性炭钝化。在钝化过程中，吸附罐上的温度变送器将时时数据反馈至PLC系统，并在上位机上显示并记录下来，当温度上升过高过快时，系统发出报警，当温度超出链锁值时，系统停止工作，钝化停止，系统发出指令关闭油气进口和排气口的电动阀门，打开再生阀门，真空泵起动对高温报警的炭床进行抽真空再生，从而使温度停止上升并逐渐下降下来。防止进入真空泵气体浓度过高的方案在吹扫开始后，空气迅速进入吸附罐，部分烃分子继续从活性炭上脱附出来，一些烃分子在空气流的强力吹扫下也被脱附下来，此时形成混合的气体，在这个混合的过程中，气体体积浓度在某一时间区间内会处于1%~8%的爆炸极限范围内，这个混合气体直接进入真空泵，由于真空泵内温度高而存在爆炸的隐患。这就需要使进入真空泵的油气浓度发生改变，脱离出爆炸极限范围之内。具体方案：在二次回气管与真空泵进气管之间增加一套旁路管，使二次回气管内的油气与处于爆炸极限范围内的油气混合，提高油气浓度，然后再进入真空泵。增加旁路管以后为避免对吸附罐的解析和再生造成影响，所以要在旁路管上增加一个电吹扫结束时该阀门关闭即可。进油流量以及吸收塔内液位平衡的控制进油泵开启后，进油管道上流量计开始计量并显示流速，因为不同回收装置所需要的流量是不同的，但流量计本身不具备流量调节的功能，此时需要根据流量计测量出的数据进行手动的调节，通过调整管道上阀门的开度将流量调整到与该型号装置匹配的流量，然后锁定阀门把手，此时的流量可使真空泵解析出来的高浓度油气得到较高的回收率，不同处理量的油气回收处理装置进油流量见表1。喷淋汽油（贫油）进入吸收塔内喷淋高浓度油气，吸收了油气的汽油（富油）需要及时发回储油罐，此时如果进油和回油的速度相差较大，塔内的液位不能稳定在一定范围内，则可能致使塔内压力不稳定，影响吸收效果，并且液位不易控制，容易使汽油倒灌真空泵和吸附罐，所以进油流量调整好后，在电气控制方面做了如下控制方案。40cm，回油泵因增加了变频器控制，其转速的快慢由变频器的输出频率所决40cmPLCSH3097—2000活性炭吸附法油气回收装置的电气部分采用了"组态王软件"和PLC控制，实现了吸附、解析（再生）、喷淋、空气分离、排放洁净空气、回收的富汽油输入到油库储油罐等功能，实现了手动及远程控制和过程监测，同时通过人机画面可以更直观的观测设备运行情况并输出报表，操作简单易于用户掌握。满足了GB3836—2000爆炸性环境用电气设备的要求，使装置在安全性上得到了保障。【相关文献】[1]魏星,郭建春,赵金洲,等.中国油气资源现状及发