“硅膠+活性炭”吸附法油氣回收技術介紹

一、真空減壓切換吸附法（VPSA：Vacuum Pressure Swing Adsorption）。

VPSA 法是采用兩座塔式吸附罐在大氣壓下吸附、在真空下解吸的吸附回收

方法。一座吸附塔在吸附的過程中，另一座吸附塔通過真空泵進行解吸。經過一

定時間，通過電磁閥進行吸附?解吸的切換，此運轉過程將循環反復連續進行。

二、工藝流程

1、氣體供給工序

油罐車內充滿的氣體是汽油與空氣混合氣體，汽油蒸氣的濃度根據汽油雷德

蒸氣壓和氣溫而變化，大概在15%～40%（體積百分比）的范圍。用帶有油氣回

收管道的封閉裝車鶴管向油罐車內裝油時，利用液位的上升將油罐內滯留的油氣

擠壓到油氣回收管里。

由于吸附塔內的壓力損失非常小，油氣以其自身的壓力作為原料氣體到達吸

附工序。而在膜分離法或冷凝法裝置中，則需要在油氣回收管中設置送風機（壓

縮機）將油氣的壓力提升到一定程度，才能被回收裝置所利用。

2、吸附工序

吸附系統內由交替使用的兩個吸附塔和用來解吸吸附汽油的真空泵構成。含

有汽油的供給氣體首先通過其自身的壓力被導入到填充了特殊吸附劑的吸附塔

A。供給氣體通過吸附塔內時，油氣在常壓、常溫的條件下被有選擇地吸附到吸

附劑的中級細孔中。幾乎不含油氣的空氣和水分等無機氣體則不被吸附而是通過

吸附塔內，作為清潔排放氣體排放到大氣中。

由于填充在吸附塔A 中的吸附劑的吸附量有限，汽油的吸附量會逐漸接近飽

和狀態。一般的設計中，裝置運行一定時間（10 分鐘～15 分鐘）后，經自動控

制電磁閥工作，供給氣體被切換到吸附塔B。在吸附塔B 中，汽油被繼續吸附，

此時，吸附塔A 需再生吸附劑的吸附能力，進入解吸工序。

3、解吸工序

在解吸工序，吸附塔A 通過真空泵使罐內的壓力達到高真空狀態，使吸附劑

內吸附的汽油達到易于從吸附劑脫落的狀態。吸附塔的壓力降低到一定程度后，

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將少量的氮氣或空氣作為清洗氣體打入吸附塔內，以進一步促進汽油的解吸。從

吸附劑解吸的汽油作為幾乎不含空氣的濃縮汽油氣被送至回收工序。

4、回收工序

苯或甲苯等高沸點物質的回收可不采用吸收法而是采用冷卻法。由于濃縮汽

油氣中含有大量的丁烷（C4）或戊烷（C5）等低沸點的餾份，通過吸收法，可用

同種產品的汽油吸收進行回收。由于在吸收塔內處理的氣體中只含有百分之幾的

空氣，可將油氣的濃度濃縮到90%（體積百分比）以上。由于在提高汽油分壓的

同時可有效的減少處理氣體量，因此能夠減少在吸收塔循環的汽油量。

油氣通過與從吸收塔頂部向底部下落的汽油對流接觸后，可作為液體在吸收

塔底部回收，并通過回收泵送至油罐。從吸收塔底部回收到油罐的汽油量與從油

罐供給到吸收塔的汽油量的差就是實際回收的汽油量。

三、技術特點

1、可回收處理多種揮發性有機物（VOC）。

VOC 種類 溶劑名稱

石油系列碳氫化合物 汽油、乙烷、辛烷等

酮類 甲乙酮、丙酮 等

酒精類 甲醇、丙二醇 等

鹵化碳氫化合物 二氯甲烷、三氯乙烯、四氯化炭 等

酯類 乙酸乙酯 等

芳香族碳氫化合物 苯、甲苯、二甲苯 等

2、采用疏水性硅膠（S-6）和中孔主體活性炭（MPC）作為吸附劑。

（1）疏水性硅膠的特點。

疏水性硅膠具有不可燃、物理性質穩定、高硬度的特點，不會像活性炭那樣

因產生吸附熱而導致系統內溫度急劇上升，從而大大提高了安全性。同時，由于

經過了疏水處理，與普通硅膠相比，抑制了對濕氣的吸附。

按照體積基準計算的吸附量，在高濃度油氣領域，疏水性硅膠的吸附量大于

中孔主體活性炭。

優點 缺點

■ 無機物，不可燃；

■ 物性安定；

■ 由于熱容量大，系統內溫度上升緩慢；

■ 強硬度、不易磨損，使用壽命10 年以上；

■ 經過疏水性處理，親水性降低，對揮發性

有機物親和性增加；

■ 按照容量計算標準，在高濃度時，比純活

性炭吸附的吸附量大；

■ 相對濕度70%以下時，不易吸附濕氣。

■ 溶于堿（氨、胺等）。

（2）中孔主體活性炭的特點。

中孔主體活性炭具有優先吸附揮發性有機化合物（VOC，Volatile Organic

Compounds）的特點。由于中孔主體活性炭*的細孔分布，按照體積基準計算

的吸附量，在低濃度油氣領域，中孔主體活性炭的吸附量大于疏水性硅膠。該活

性炭加工技術由的活性炭供應商CATALER Corporation 提供。產品主要

針對日本、北美及整個亞洲地區銷售。

疏水性硅膠和中孔主體活性炭的性能特點如下表所示：

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疏水性硅膠和中孔主體活性炭的特性

吸附劑種類 疏水性硅膠 中孔主體活性炭

易燃性 不可燃。 不易燃。

吸附熱

吸附層的平均溫升為：5º～10º。 吸附層的平均溫升為：

15º～30º。

吸附量

體積基準

在高濃度領域，比中孔主體活性炭多。 在低濃度領域，

比疏水性硅膠多。

特

性

吸附濕氣

經過了疏水處理，相對濕度70%以下時對

濕氣的吸附極少。

相對濕度40%以上時，吸附濕氣。

吸附層間壓差 沒有壓差。 有壓差。

溝道效應 無溝道效應。 有溝道效應。

強度與

耐磨性

熱點效應

強度高、不易磨損。

無熱點效應。

強度較低

較易磨損

有熱點效應。

3、技術——采用雙層填充法（疏水性硅膠+中孔主體活性炭）。

油氣回收裝置的吸附塔內，采用下層填充疏水性硅膠、上層填充中孔主體活

性炭的雙層填充方式。

（1）根據不同的吸附特性進行雙層填充吸附劑，可以有效處理原料氣體中的高

濃度氣體和低濃度氣體。既保證了安全性又實現了裝置的小型化，還抑制塔內溫

升。

原料氣體的高濃度部分，用在高濃度領域吸附量更大、不易產生吸附熱的疏

水性硅膠進行吸附；而低濃度部分，用在低濃度領域吸附量大的中孔主體活性炭

進行吸附，同時由于油氣通過硅膠吸附層后，油氣濃度降低很多，活性炭也不易

于產生大量吸附熱，減輕了活性炭的吸附/解吸的工作強度，延長了活性炭吸附

劑的壽命。

多層填充吸附劑的方式，已經申請取得中國發明，號ZL 02 8

26322.7（詳見附件1），相關權益受中國法律保護。

（2）有效利用各吸附劑的吸附性能。

■ 疏水性硅膠（S-6 型）：適用于高濃度氣體的吸附。

■ 中孔主體活性炭（MPC）：適用于低濃度氣體的吸附。

4、采用干式真空泵。

“硅膠+活性炭”吸附法油氣回收裝置采用干式真空泵。可以減少其它物質

混入回收液中，提高回收液的純度。

我公司采用日本四葉進口的干式羅茨型真空泵，該泵不需要使用液封而是通

過水冷進行冷卻。

即便產生冷凝氣體不會影響泵的連續運轉。 隨著氣體的吸引，排出的氣體

也存在一定壓力。從大氣壓到真空，可進行多種真空度的連續運轉。無由干式的

設計，排氣清潔避免了不純物質的混入。

VP3-1501 L2 型真空泵 VP3 型真空泵

5、無人自動運轉。

裝置運轉操作時，按下裝置起動按鈕（開啟起動開關），按下裝置停止按鈕（開

啟停止開關），運轉中無需隨時監控。出現異常時,通過連鎖運轉立即自動停止。

6、使用氣動閥門。

采用氣動蝶閥和氣動球閥，其特點是動作迅速，開關閥的速度小于1s，充

分保證油氣處理的連續性和處理的效果；工作可靠，連續工作時發熱量極小；既

時是在裝置突然失電的情況，通過儀表空氣的余壓和執行器內部的自動復位機

構，也能迅速將所有氣動閥門恢復到停機狀態，充分保證整套裝置的安全。

7、占地面積小。

型號 占地面積

300-500m3/h 50 m 2 以下（長5m 以上,寬7m 以上）

700m 3/h 70m 2 以下（長8m 以上,寬7m 以上）

800-1000m3/h 80m 2 以下（長9m 以上,寬8m 以上）

1000m 3/h 以上： 80m 2 以上

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四、適用范圍

1、加油站。

加油站VRU 設備規格

規格型號

3m3/h 5m3/h

2、油庫。

油庫VRU 設備規格規格

油庫VRU 設備規格

200 m3/h 500 m3/h 800 m3/h

300 m3/h 600 m3/h 900 m3/h

400 m3/h 700 m3/h 1000 m3/h