“硅膠+活性炭”吸附法油氣回收技術(shù)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(jìn)行解吸。經(jīng)過一
定時(shí)間，通過電磁閥進(jìn)行吸附?解吸的切換，此運(yùn)轉(zhuǎn)過程將循環(huán)反復(fù)連續(xù)進(jìn)行。
二、工藝流程
1、氣體供給工序
油罐車內(nèi)充滿的氣體是汽油與空氣混合氣體，汽油蒸氣的濃度根據(jù)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(nèi)裝油時(shí)，利用液位的上升將油罐內(nèi)滯留的油氣
擠壓到油氣回收管里。
由于吸附塔內(nèi)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(dá)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(shè)置送風(fēng)機(jī)（壓
縮機(jī)）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(tǒng)內(nèi)由交替使用的兩個(gè)吸附塔和用來解吸吸附汽油的真空泵構(gòu)成。含
有汽油的供給氣體首先通過其自身的壓力被導(dǎo)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(nèi)時(shí)，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(jí)細(xì)孔中。幾乎不含油氣的空氣和水分等無機(jī)氣體則不被吸附而是通過
吸附塔內(nèi)，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(huì)逐漸接近飽
和狀態(tài)。一般的設(shè)計(jì)中，裝置運(yùn)行一定時(shí)間（10 分鐘～15 分鐘）后，經(jīng)自動(dòng)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(xù)吸附，
此時(shí)，吸附塔A 需再生吸附劑的吸附能力，進(jìn)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(nèi)的壓力達(dá)到高真空狀態(tài)，使吸附劑
內(nèi)吸附的汽油達(dá)到易于從吸附劑脫落的狀態(tài)。吸附塔的壓力降低到一定程度后，
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將少量的氮?dú)饣蚩諝庾鳛榍逑礆怏w打入吸附塔內(nèi)，以進(jìn)一步促進(jìn)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(diǎn)物質(zhì)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(diǎn)的餾份，通過吸收法，可用
同種產(chǎn)品的汽油吸收進(jìn)行回收。由于在吸收塔內(nèi)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(shí)可有效的減少處理氣體量，因此能夠減少在吸收塔循環(huán)的汽油量。
油氣通過與從吸收塔頂部向底部下落的汽油對(duì)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(shí)際回收的汽油量。
三、技術(shù)特點(diǎn)
1、可回收處理多種揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）。
VOC 種類 溶劑名稱
石油系列碳?xì)浠衔?nbsp;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?xì)浠衔?nbsp;二氯甲烷、三氯乙烯、四氯化炭 等
酯類 乙酸乙酯 等
芳香族碳?xì)浠衔?nbsp;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(diǎn)。
疏水性硅膠具有不可燃、物理性質(zhì)穩(wěn)定、高硬度的特點(diǎn)，不會(huì)像活性炭那樣
因產(chǎn)生吸附熱而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溫度急劇上升，從而大大提高了安全性。同時(shí)，由于
經(jīng)過了疏水處理，與普通硅膠相比，抑制了對(duì)濕氣的吸附。
按照體積基準(zhǔn)計(jì)算的吸附量，在高濃度油氣領(lǐng)域，疏水性硅膠的吸附量大于
中孔主體活性炭。
優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
■ 無機(jī)物，不可燃；
■ 物性安定；
■ 由于熱容量大，系統(tǒng)內(nèi)溫度上升緩慢；
■ 強(qiáng)硬度、不易磨損，使用壽命10 年以上；
■ 經(jīng)過疏水性處理，親水性降低，對(duì)揮發(fā)性
有機(jī)物親和性增加；
■ 按照容量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，在高濃度時(shí)，比純活
性炭吸附的吸附量大；
■ 相對(duì)濕度70%以下時(shí)，不易吸附濕氣。
■ 溶于堿（氨、胺等）。
（2）中孔主體活性炭的特點(diǎn)。
中孔主體活性炭具有優(yōu)先吸附揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC，Volatile Organic
Compounds）的特點(diǎn)。由于中孔主體活性炭*的細(xì)孔分布，按照體積基準(zhǔn)計(jì)算
的吸附量，在低濃度油氣領(lǐng)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(shù)由的活性炭供應(yīng)商CATALER Corporation 提供。產(chǎn)品主要
針對(duì)日本、北美及整個(gè)亞洲地區(qū)銷售。
疏水性硅膠和中孔主體活性炭的性能特點(diǎn)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(zhǔn)
在高濃度領(lǐng)域，比中孔主體活性炭多。 在低濃度領(lǐng)域，
比疏水性硅膠多。
特
性
吸附濕氣
經(jīng)過了疏水處理，相對(duì)濕度70%以下時(shí)對(duì)
濕氣的吸附極少。
相對(duì)濕度40%以上時(shí)，吸附濕氣。
吸附層間壓差 沒有壓差。 有壓差。
溝道效應(yīng) 無溝道效應(yīng)。 有溝道效應(yīng)。
強(qiáng)度與
耐磨性
熱點(diǎn)效應(yīng)
強(qiáng)度高、不易磨損。
無熱點(diǎn)效應(yīng)。
強(qiáng)度較低
較易磨損
有熱點(diǎn)效應(yīng)。
3、技術(shù)——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(nèi)，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(jù)不同的吸附特性進(jìn)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(shí)現(xiàn)了裝置的小型化，還抑制塔內(nèi)溫
升。
原料氣體的高濃度部分，用在高濃度領(lǐng)域吸附量更大、不易產(chǎn)生吸附熱的疏
水性硅膠進(jìn)行吸附；而低濃度部分，用在低濃度領(lǐng)域吸附量大的中孔主體活性炭
進(jìn)行吸附，同時(shí)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(chǎn)生大量吸附熱，減輕了活性炭的吸附/解吸的工作強(qiáng)度，延長(zhǎng)了活性炭吸附
劑的壽命。
多層填充吸附劑的方式，已經(jīng)申請(qǐng)取得中國(guó)發(fā)明，號(hào)ZL 02 8
26322.7（詳見附件1），相關(guān)權(quán)益受中國(guó)法律保護(hù)。
（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?？梢詼p少其它物質(zhì)
混入回收液中，提高回收液的純度。
我公司采用日本四葉進(jìn)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(jìn)行冷卻。
即便產(chǎn)生冷凝氣體不會(huì)影響泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 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(jìn)行多種真空度的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。無由干式的
設(shè)計(jì)，排氣清潔避免了不純物質(zhì)的混入。
VP3-1501 L2 型真空泵 VP3 型真空泵
5、無人自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
裝置運(yùn)轉(zhuǎn)操作時(shí)，按下裝置起動(dòng)按鈕（開啟起動(dòng)開關(guān)），按下裝置停止按鈕（開
啟停止開關(guān)），運(yùn)轉(zhuǎn)中無需隨時(shí)監(jiān)控。出現(xiàn)異常時(shí),通過連鎖運(yùn)轉(zhuǎn)立即自動(dòng)停止。
6、使用氣動(dòng)閥門。
采用氣動(dòng)蝶閥和氣動(dòng)球閥，其特點(diǎn)是動(dòng)作迅速，開關(guān)閥的速度小于1s，充
分保證油氣處理的連續(xù)性和處理的效果；工作可靠，連續(xù)工作時(shí)發(fā)熱量極小；既
時(shí)是在裝置突然失電的情況，通過儀表空氣的余壓和執(zhí)行器內(nèi)部的自動(dòng)復(fù)位機(jī)
構(gòu)，也能迅速將所有氣動(dòng)閥門恢復(fù)到停機(jī)狀態(tài)，充分保證整套裝置的安全。
7、占地面積小。
型號(hào) 占地面積
300-500m3/h 50 m 2 以下（長(zhǎng)5m 以上,寬7m 以上）
700m 3/h 70m 2 以下（長(zhǎng)8m 以上,寬7m 以上）
800-1000m3/h 80m 2 以下（長(zhǎng)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(shè)備規(guī)格
規(guī)格型號(hào)
3m3/h 5m3/h
2、油庫(kù)。
油庫(kù)VRU 設(shè)備規(guī)格規(guī)格
油庫(kù)VRU 設(shè)備規(guī)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
五、油氣回收裝置實(shí)例圖
加油站油氣回收裝置 油庫(kù)油氣回收裝置
