CN110385327A - 一种纳米膜隔离油气抑制系统及纳米膜隔离油气抑制方法 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
Abstract
本发明提供一种纳米膜隔离油气抑制系统及纳米膜隔离油气抑制方法。其中纳米膜隔离油气抑制系统包括:空气压缩装置和纳米级微粒发生器;纳米级微粒发生器包括发生器本体、储液装置、气体输入端和输出端;储液装置用于容纳油气抑制表面活性剂;纳米级微粒发生器用于利用所述油气抑制表面活性剂生成纳米级微粒。本发明可在短时间内降低内部的油气浓度至10%LEL以下并进一步的对于待清洁储油运油装置的残余液面进行纳米膜覆盖隔离,获得相对安全操作空间,进行维护检修清洗等作业,大大提高了安全和效率,避免了现有处理方法中残留液体燃料需要吹扫蒸发或水驱水洗造成的巨大浪费及环境污染问题。
Description
技术领域
本发明属于油气抑制技术领域,尤其涉及一种纳米膜隔离油气抑制系统及纳米膜隔离油气抑制方法。
背景技术
待清洁储油运油装置是用来运输存储输送燃料油的专用装备、容器及输送管路等,需要定期进行清洗及维护,以保证燃料油质量及运输存储输送的安全。仅中国大陆地区的加油站就拥有大约50万个燃油储罐,每年至少要清洗其中15万个罐,而每个罐清洗至少有30~50升的液体燃油以现行手段无法抽出,只能吹扫或者水洗,以每罐最小30升为例,则约为450万升,若加上油轮、船舶、管道、火车罐车、运输罐车、油库等则这个数据暴增3倍以上,高达1350万升。
基于燃料油易于挥发,且油气可燃可爆,所以需要将其内可燃气体排放到可燃气体爆炸下限(%LEL以下,才能进行人工清理维护。而以现行技术手段无法完全抽取干净内部液体燃料,使用常规的吹扫法清除需要耗费很长的时间及污染大量的空气(液体需要挥发除去),使用水洗后重新后吹扫则会产生大量的含油污水。
总之,现有的这两种方法,均无法保证将内部的燃油全部排出,内部始终含有大量可燃气体,不但极易对维护人员的健康造成危害,而且埋地油罐内的大量可燃气体造成了易燃易爆的安全隐患,并且维护时间长,效率低,且对周边环境造成了巨大的污染,因此发展更环保的油气抑制技术不但具有极大的社会价值及环保价值而且势在必行。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种纳米膜隔离油气抑制系统,应用于对待清洁储油运油装置的清理维护;所述待清洁储油运油装置设有容盛本体;所述容盛本体连接有能用于进气的流体排入管路,以及能用于排气的流体排出管路,所述纳米膜隔离油气抑制系统包括:
用于产生压缩空气的空气压缩装置,以及纳米级微粒发生器;
所述纳米级微粒发生器包括发生器本体和与所述发生器本体连接的储液装置,以及设于所述发生器本体上的与所述空气压缩装置连接的气体输入端,和利用所述压缩空气将纳米级微粒喷出的输出端;其中,
所述储液装置用于容纳油气抑制表面活性剂;所述纳米级微粒发生器用于利用所述油气抑制表面活性剂生成纳米级微粒;
所述纳米级微粒发生器的输出端与所述流体排入管路连通;
所述纳米级微粒发生器能利用所述油气抑制表面活性剂制备得到纳米级微粒,以所述压缩空气的作为载体和动力源,经所述流体排入管路输送至所述待清洁储油运油装置内,于所述待清洁储油运油装置内的固体及液体表面形成纳米抑制剂隔离层,并将所述待清洁储油运油装置内的油气由所述流体排出管路排出至所述待清洁储油运油装置外。
优选地,所述纳米级微粒发生器还包括设于所述发生气本体内的制备腔体;
所述纳米级微粒发生器还包括均与所述制备腔体连接的喷嘴、增压扩散室和真空吸入口,以及与所述增压扩散室连接的涡轮增压装置;其中,
所述喷嘴与所述气体输入端连通;所述真空吸入口与所述储液装置连通;所述制备腔体远离所述喷嘴的一端与所述气体输入端连通;
在真空状态下,通过所述真空吸入口将储液装置内的油气抑制表面活性剂吸入所述制备腔体内,基于所述涡轮增加装置经所述增压扩散室向所述制备腔体输入增压气流使所述油气抑制表面活性剂稀释并雾化,制备得到纳米级微粒,并通过吸嘴输入压缩空气将所述纳米级微粒经由所述输出端喷出。
优选地,所述纳米膜抑制表面活性剂为具有无毒性、无腐蚀性和可降解性质的纳米膜抑制表面活性剂。
优选地,所述油气抑制表面活性剂为含有亲水基团和亲油基团的两亲性纳米膜抑制表面活性剂。
优选地,还包括爆炸下限检测设备,所述爆炸下限检测设备包括检测主机和检测探头;
所述检测探头与所述检测主机连接,并设置于所述待清洁储油运油装置的容盛本体内,以便于实时或定时检测所述待清洁储油运油装置内的气体爆炸下限。
优选地,所述待清洁储油运油装置、所述纳米级微粒发生器和所述爆炸下限检测设备均通过接地线接地;
并且,其中所述爆炸下限检测设备经所述接地线至大地之间的电阻小于10欧姆。
优选地,所述纳米级微粒发生器与所述流体排入管路之间连接的管路为防静电管路。
优选地,所述空气压缩装置为双工空气压缩机。
此外,为解决上述问题,本申请还提供一种纳米膜隔离油气抑制方法,基于如上述所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,包括:
对待清洁储油运油装置内的燃油进行排放,达到无法继续排出的死体积位;
启动空气压缩装置和纳米级微粒发生器,通过所述空气压缩装置输出压缩空气作为雾化动力及分布载体,将由所述纳米级微粒发生器的储液装置内的纳米油气抑制表面活性剂制备得到的纳米级微粒雾化经流体排入管路扩散至所述待清洁储油运油装置内,形成覆盖所述待清洁储油运油装置内的固体及液体表面的纳米膜隔离层,并将所述待清洁储油运油装置内的已油气由所述流体排出管路排出至所述待清洁储油运油装置外;
利用所述爆炸下限检测设备对所述待清洁储油运油装置内的油气浓度进行跟踪,通过空气压缩装置和纳米级微粒发生器清除油气降低待清洁储油运油装置内的油气浓度,当浓度低于爆炸下限10%时,关闭空气压缩装置和纳米级微粒发生器;当油气浓度高于爆炸下限10%时,启动空气压缩装置和纳米级微粒发生器直至油气浓度低于爆炸下限10%为止;
当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置的人孔盖,对所述容盛本体内进行清理。
优选地,所述“当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置的人孔盖,对所述容盛本体内进行清理清洁”之后,还包括:
安装专用临时人孔盖于所述容盛本体的原人孔盖的位置;
通过所述爆炸下限检测设备跟踪所述容盛本体内的油气浓度,控制所述纳米膜隔离油气抑制系统使所述容盛本体内的油气浓度低于1%,以便于对所述容盛本体进行维修维护。
本发明提供一种纳米膜隔离油气抑制系统及纳米膜隔离油气抑制方法,其中所述纳米膜隔离油气抑制系统包括空气压缩装置和纳米级微粒发生器;纳米级微粒发生器通过输出端与待清洁储油运油装置的流体排入管路连通,以便于在纳米膜隔离油气抑制系统对储液装置内的纳米膜抑制表面活性剂进行纳米雾化时,空气压缩装置输出压缩空气气流随即将制备得到的纳米雾化微粒经流体排入管路吹入待清洁储油运油装置内,并迅速在待清洁储油运油装置内的所有固体和液体表面形成纳米膜隔离层,从而使待清洁储油运油装置内残留的燃油被纳米膜隔离,同时将所述待清洁储油运油装置内的已油气由所述流体排出管路排出至所述待清洁储油运油装置外,避免了残油表面的继续挥发,从而可在短时间内降低油气浓度并可进行进一步的对待清洁储油运油装置进行彻底清理清洁维修维护工作,避免了现有处理方法中残留液体燃料需要吹扫蒸发或水驱水洗造成的巨大浪费及环境污染问题。
附图说明
图1为本申请中纳米膜隔离油气抑制系统整体结构示意图;
图2为本申请实施例测试实验的LEL值随时间变化曲线;
图3为本申请纳米膜隔离油气抑制系统中待清洁储油运油装置的流体排入管路和流体排出管路设于容盛本体的两个远端的设置示意图;
图4为本申请纳米膜隔离油气抑制系统中待清洁储油运油装置的流体排入管路和流体排出管路设于相邻的容盛本体的一端的设置示意图;
图5为本申请纳米膜隔离油气抑制系统中待清洁储油运油装置的流体排入管路和流体排出管路设于相邻的容盛本体的中间位置的设置示意图;
图6为本申请纳米膜隔离油气抑制系统中纳米级微粒发声器的剖面示意图。
附图标记:
名称 | 编号 | 名称 | 编号 |
纳米膜隔离油气抑制系统 | 1 | 真空吸入口 | 128 |
空气压缩装置 | 11 | 涡轮增压装置 | 129 |
纳米级微粒发生器 | 12 | 爆炸下限检测设备 | 13 |
发生器本体 | 121 | 检测探头 | 131 |
储液装置 | 122 | 待清洁储油运油装置 | 2 |
输出端 | 123 | 容盛本体 | 21 |
气体输入端 | 124 | 流体排入管路 | 22 |
制备腔体 | 125 | 流体排出管路 | 23 |
喷嘴 | 126 | 纳米级微粒 | 24 |
增压扩散室 | 127 | 残油 | 25 |
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
参考图1-6,本实施例提供一种纳米膜隔离油气抑制系统1,应用于对待清洁储油运油装置2的清理维护;所述待清洁储油运油装置2设有容盛本体21;所述容盛本体21连接有能用于进气的流体排入管路22,以及能用于排气的流体排出管路23;
所述纳米膜隔离油气抑制系统1包括:
用于产生压缩空气的空气压缩装置11,以及纳米级微粒24发生器12;
所述纳米级微粒24发生器12包括发生器本体121和与所述发生器本体121连接的储液装置122,以及设于所述发生器本体121上的与所述空气压缩装置11连接的气体输入端124,和利用所述压缩空气将纳米级微粒24喷出的输出端123;其中,
所述储液装置122用于容纳油气抑制表面活性剂;所述纳米级微粒24发生器12用于利用所述油气抑制表面活性剂生成纳米级微粒24;
所述纳米级微粒24发生器12的输出端123与所述流体排入管路22连通;
所述纳米级微粒24发生器12能利用所述油气抑制表面活性剂制备得到纳米级微粒24,以所述压缩空气的作为载体和动力源,经所述流体排入管路22输送至所述待清洁储油运油装置2内,于所述待清洁储油运油装置2内的固体及液体表面形成纳米抑制剂隔离层,并将所述待清洁储油运油装置2内的油气由所述流体排出管路23排出至所述待清洁储油运油装置2外。
具体的,纳米级微粒24发声器向通过真空吸入的油气抑制表面活性剂喷射加压气流,以使油气抑制表面活性剂稀释并雾化,得到纳米级微粒24,进而通过导入的压缩空气作为载体和动力源,将纳米级微粒24由输出端123喷出。
上述,油气抑制表面活性剂,为用于在待清洁储油运油装置2内的固体及液体表面形成纳米抑制剂隔离层。其中,待清洁储油运油装置2内的固体,可以为未清洁的沉淀、杂质、油污、污垢碎屑等等固体,其表面或其内部沾有燃油;而液体,为其内部无法排放出去的死体积,管路无法通过泵抽出的燃油。为对上述固体或液体进行清理,使其表面的可挥发燃油不在挥发,与空气隔离,并使空气中已经挥发的燃油的可燃气体清除出容盛本体21之外,本实施例中利用油气抑制表面活性剂所制备得到的纳米级微粒24,在容盛本体21内的固体和液体表面,通过扩散分布,迅速覆盖至表面,使其内部与外部空气隔离,从而减少或避免其与空气的接触,使固体和液体表面的燃油暂停挥发。
上述,待清洁储油运油装置2,为燃油储存运输输送设备。其内部一般储存或用于输送燃油,所述燃油为具有一定挥发性的燃油,包括但不限于汽油和柴油等。待清洁储油运油装置2,例如,可以包括但不限于燃料油储罐、燃油输送管道、油轮油舱、船舶燃料舱等等。待清洁储油运油装置2中,可以包括容盛本体21,以及与容盛本体21连接的流体排出管路23和流体排入管路22;其中,容盛本体21用于存储、放置燃油,流体排入管路22为用于进气和输入燃油的入口,而流体排出管路23可以为用于排气和输出燃油的出口;此外,两者也可以为互换。
上述,空气压缩装置11,即为空气压缩机,是一种用以压缩气体并输出的设备。本实施例中,空气压缩装置11输出压缩空气量和/或速度可调,用于输出压缩空气,用于雾化纳米膜抑制剂并送入待清洁储油运油装置2内部。
上述,压缩空气,即被外力压缩的空气。空气具有可压缩性,经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比,它具有下列明显的特点:清晰透明,输送方便,没有特殊的有害性能,没有火花,用于吹扫不会发生设备发热现象。
本实施例中,利用压缩空气,一方面作为动力源,驱动纳米级微粒24发生器12雾化纳米膜抑制剂;另一方面,压缩空气作为分布载体吹扫纳米雾化颗粒迅速遍布于待清洁储油运油装置2内的各处的固体和液体表面,包括罐体内壁,残油25表面、油渣杂质和污垢等物质表面等等,形成纳米膜隔离层;进一步的,分离出纳米膜的压缩空气将已油气置换出本体,降低油气浓度。综上,使用压缩空气作为动力的纳米膜油气抑制系统能够提高清理清洁维修维护的整体效率,并给作业人员提供了相对安全的作业环境。
上述,纳米级微粒24发生器12,为对纳米膜油气抑制剂分散液进行纳米雾化的设备,其与储液装置122连接,储液装置122中装有纳米膜油气抑制剂分散液。在本实施例中为纳米膜油气抑制剂分散液。
表面活性剂的分子基本上是由两部分组成的:一部分为易溶于油而难溶于水的亲油或疏水基团,称为亲油基,如烷基、芳基等;另一部分为易溶于水而难溶于油的亲水或憎油基团,称为亲水基,如羥基、梭基或磺酸基等。本实施例中,所采用的表面活性剂,为含有兼具亲水基团和亲油基团的表面活性剂,并且,该表面活性剂分散液经过纳米级微粒24发生器12纳米雾化后,能相互吸附交联附着于罐壁、管道、油轮油舱、船舶燃料舱内表面的残留燃油上,形成一层致密的纳米膜隔离层,即在残油25表面形成一层分子膜,隔离残夜与大气接触,阻止继续挥发。
纳米级微粒24发生器12,对真空吸入的表面活性剂进行纳米雾化,以压缩空气为分布载体将纳米级微粒24吹送至待清洁储油运油装置2的管本体内布所有固液面,形成一层纳米膜隔离层。
此外,所述流体排出管路23可以连接放空管,放空管直连大气,放空管口高应超过5m以上。
本实施例提供一种纳米膜隔离油气抑制系统1,包括空气压缩装置11和纳米级微粒24发生器12;纳米级微粒24发生器12通过输出端123与待清洁储油运油装置2的流体排入管路22连通,以便于在纳米级微粒24发生器12对储液装置122内的纳米抑制表面活性剂进行纳米级微粒24的制备时,空气压缩装置11输出压缩空气气流将制备得到的纳米级微粒24经流体排入管路22吹入待清洁储油运油装置2内,并迅速在待清洁储油运油装置2内的固体和液体表面形成蒸汽抑制剂分子层,从而使待清洁储油运油装置2内表面残留的燃油在蒸汽抑制剂分子层的包覆下与空气有效隔绝,同时将所述待清洁储油运油装置2内的油气由所述流体排出管路23排出至所述待清洁储油运油装置2外,避免了残油25表面的挥发,从而可在短时间内降低内部的油气浓度并可进行进一步的对于待清洁储油运油装置2的维护工作,维护时间短、效率高,避免了现有处理方法中待清洁储油运油装置2中残留液体的的挥发造成的经济损失及更多的大气污染。
实施例2:
参考图1-6,基于上述实施例,本实施例提供一种纳米膜油气抑制剂分散液。
所述纳米级微粒24发生器12为机械式真空雾化纳米级微粒24发生器12,为一种便携式纳米级微粒24发生器12。用于针对加油站埋地罐纳米膜隔离作业。
其用于对储液装置122内的油气抑制表面活性剂进行真空雾化,从而制备得到油气抑制表面活性剂对应的纳米级微粒24。
进一步的,所述纳米级微粒24发生器12还包括设于所述发生气本体内的制备腔体125;
所述纳米级微粒24发生器12还包括均与所述制备腔体125连接的喷嘴126、增压扩散室127和真空吸入口128,以及与所述增压扩散室127连接的涡轮增压装置129;其中,
所述喷嘴126与所述气体输入端124连通;所述真空吸入口128与所述储液装置122连通;所述制备腔体125远离所述喷嘴126的一端与所述气体输入端124连通;
在真空状态下,通过所述真空吸入口128将储液装置122内的油气抑制表面活性剂吸入所述制备腔体125内,基于所述涡轮增加装置经所述增压扩散室127向所述制备腔体125输入增压气流使所述油气抑制表面活性剂稀释并雾化,制备得到纳米级微粒24,并通过吸嘴输入压缩空气将所述纳米级微粒24经由所述输出端123喷出。
需要说明的是,纳米级微粒24发生器12,可以包括有设于发生器本体121上的气体输入端124,用于压缩空气的供应;其内设有与气体输入端124连接的喷嘴126,喷嘴126将压缩空气喷入纳米级微粒24发生器12内;纳米级微粒24发生器12内还设有制备腔体125,制备腔体125与喷嘴126连通,并且制备腔体125还连接有增压扩散室127、真空吸入口128和用于喷出纳米级微粒24的设于远离所述气体输入端124的输出端123;其中,所述真空吸入口128,用于通过真空将储液装置122内的油气抑制表面活性剂吸入所述制备腔体125内;所述增压扩散室127连接有扩压器,用于向制备腔体125内输入增压气流使油气抑制表面活性剂雾化并稀释浓度,从而制备成为纳米级微粒24,并且通过气体输入端124输入的压缩空气经由输出端123喷出。
其中,压缩空气起到作为油气抑制表面活性剂生成纳米级微粒24的雾化动力和分布载体的作用。输入增压气流,可以采用涡轮增压或者多次增压的方法进行增压,从而使现有的笨重的纳米发生器更加轻便化。进一步的,所述纳米膜抑制表面活性剂为具有无毒性、无腐蚀性和可降解性质的纳米膜抑制表面活性剂。
上述,无毒性、无腐蚀性和可生物降解性质的纳米膜抑制表面活性剂,在施用后,亲油亲水的纳米级微粒24相互吸引交联成膜,隔离阻止了油品的继续挥发,极大减少了环境污染、健康风险,并纳米膜经一段时间后(约数个小时),降解分离,不会对残余油品造成任何不良影响油气是一种极危险的危险源,可燃可爆并消耗大量氧气,在对能够产生挥发性油气的场所容器进行必要作业时,操作人员必须将油气浓度降低到爆炸极限以下,通常需要低于10%(LEL),以防止燃爆窒息。通过利用本实施例中所提供的纳米膜隔离油气抑制系统1隔离抑制这些燃料蒸汽的产生,使维护人员接触到的燃爆窒息中毒隐患被降到最低,同时对环境的综合污染也极大减少。
进一步的,所述油气抑制表面活性剂为含有亲水基团和亲油基团的两亲性纳米膜抑制表面活性剂。
上述,本实施例中,所述油气抑制表面活性剂为具有亲水基团和沁有基团的两亲性纳米膜抑制表面活性剂。
例如,所述油气抑制表面活性剂可以包括但不限于烷基糖苷;此外,也可以为烷基糖苷的复配混合物。
进一步的,还包括爆炸下限检测设备13,所述爆炸下限检测设备13包括检测主机和检测探头131;
所述检测探头131与所述检测主机连接,并设置于所述待清洁储油运油装置2的容盛本体21内,以便于实时或定时检测所述待清洁储油运油装置2内的气体爆炸下限。
上述,爆炸下限检测设备13,用于实时或定时的对于待清洁储油运油装置2内部的油气浓度的检测,从而得到LEL值,“LEL”是指爆炸下限,它是针对油气的一个技术词语。油气在空气中遇明火种爆炸的最低浓度,称为爆炸下限—简称"LEL"。英文:Lower ExplosiveLimit。通过爆炸下限检测设备13的监控,从而可以更好的控制便携式的表面活性剂的排放量,一方面更好的保持待清洁储油运油装置2内的LEL符合安全性要求,另一方面可在达到标准后节省更多的表面活性剂,降低成本。
进一步的,所述待清洁储油运油装置2、所述纳米级微粒24发生器12和所述爆炸下限检测设备13均通过接地线接地;
并且,其中所述爆炸下限检测设备13经所述接地线至大地之间的电阻小于10欧姆。
上述,作业区作为易燃易爆区域,防止静电引起不必要的火灾和爆炸,所以待清洁储油运油装置2、纳米级微粒24发生器12和检测设备均需要进行地线的连接,并且检测设备与地网,即与大地之间的电阻小于10欧姆。
进一步的,所述纳米级微粒24发生器12与所述流体排入管路22之间连接的管路为防静电管路。
进一步的,所述空气压缩装置11为双工空气压缩机。
实施例3:
参考图1-6,基于上述实施例所提供的纳米膜隔离油气抑制系统1,本实施例中提供一种纳米膜隔离油气抑制方法,包括:
对待清洁储油运油装置2内的燃油进行排放,达到无法继续排出的死体积位;
启动空气压缩装置11和纳米级微粒24发生器12,通过所述空气压缩装置11输出压缩空气作为雾化动力及分布载体,将由所述纳米级微粒24发生器12的储液装置122内的纳米油气抑制表面活性剂制备得到的纳米级微粒24雾化经流体排入管路22扩散至所述待清洁储油运油装置2内,形成覆盖所述待清洁储油运油装置2内的固体及液体表面的纳米膜隔离层,并将所述待清洁储油运油装置2内的已油气由所述流体排出管路23排出至所述待清洁储油运油装置2外;
利用所述爆炸下限检测设备13对所述待清洁储油运油装置2内的油气浓度进行跟踪,通过空气压缩装置11和纳米级微粒24发生器12清除油气降低待清洁储油运油装置2内的油气浓度,当浓度低于爆炸下限10%时,关闭空气压缩装置11和纳米级微粒24发生器12;当油气浓度高于爆炸下限10%时,启动空气压缩装置11和纳米级微粒24发生器12直至油气浓度低于爆炸下限10%为止;
当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置2的人孔盖,对所述容盛本体21内进行清理。
上述,“LEL”是指爆炸下限,它是针对油气的一个技术词语。油气在空气中遇明火种爆炸的最低浓度,称为爆炸下限—简称"LEL"。英文:Lower Explosive Limit。在通过燃料油储罐、管道、油轮油舱、船舶燃料舱油气抑制系统将LEL降低至10%后,拆卸所述待清洁储油运油装置2的罐、管、舱本体顶盖,对本体内进行清污。
具体的,清理,可以包括对于罐、管、舱本体内侧壁的死槽内的残油25进行清理,以及对于罐、管、舱本体内的所有污泥、杂质等物质进行清理。
在进行清理时,首先对待清洁储油运油装置2内的燃油进行排放,可以通过真空泵进行对燃油的抽出,也可以通过重力作用进行排放,但其中可能具有一些无法由管路排出、无法由泵抽出的燃油体积;例如,在管路或格挡,或者内部存在坡度等,存在无法继续排出的死体积位,则此时可停止排放。
上述,当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸待清洁储油运油装置2的人孔盖,对所述容盛本体21内进行清理。该步骤为将容盛本体21内,通过检测设备进行跟踪,挡油气浓度低于爆炸下限的10%时,则可确认为可以进行管路和上盖等一些妨碍进一步清理工作的设施的拆除,即为在安全的情况下拆卸妨碍后续施工的管、盖及一些专业设备,以便于进行清理。
本实施例提供一种待清洁储油运油装置2维护方法,通过利用包括空气压缩装置11、纳米级微粒24发生器12、爆炸下限检测设备13,在纳米级微粒24发生器12对储液装置122内的油气抑制表面活性剂进行纳米级微粒24的制备时,空气压缩装置11输出压缩空气气流将离子化后的油气抑制表面活性剂的纳米级微粒24经所述流体排入管路22吹入待清洁储油运油装置2内,并迅速形成蒸汽抑制剂分子层,同时将所述待清洁储油运油装置2内的油气由所述流体排出管路23排出至所述待清洁储油运油装置2外,从而使待清洁储油运油装置2内表面残油25、油渣、污垢杂质等等固体和/或液体在蒸汽抑制剂分子层的包覆下与空气有效隔绝,避免了残留在内表面的燃油的挥发,从而可在短时间内降低内部的油气浓度并可进行进一步的对于待清洁储油运油装置2的维护工作,维护时间段、效率高,避免了现有处理方法中存在残留然后对维护人员的健康造成危害、存在易燃易爆的安全隐患、维护时间长且效率低的问题。
此外,上述方法,可以为通过如下快速冷作业清理方法进行维护:
利用待清洁储油运油装置2油气燃料油储罐、管道、油轮油舱、船舶燃料舱油气抑制系统控制待清洁储油运油装置2内LEL低于10%水平;当待清洁储油运油装置2内LEL上升并达到甚至超过10%时,启动所述空气压缩装置11和所述纳米级微粒24发生器12,直至达到要求的LEL(例如低于LEL10%),一般在空气压缩装置11和所述纳米级微粒24发生器12启动后10-15分钟内达到标准;
对待清洁储油运油装置2内部进行清污;
拆卸待清洁储油运油装置2顶盖,更换密封垫圈;
进行待清洁储油运油装置2内维护工作。
进一步的,所述“将待清洁储油运油装置2内的燃油排放至油罐死库位”之后,还包括:
将纳米级微粒24发生器12的发生器本体121的吸液管插入储液装置122内;所述储液装置122内装入油气抑制表面活性剂;
将所述纳米级微粒24发生器12的输出端123连接于所述罐、管、舱本体的流体排入管路22;
将空气压缩装置11的输出端123与所述纳米级微粒24发生器12的气流输入口连接;
将爆炸下限检测设备13的检测探头131置入所述待清洁储油运油装置2的罐、管、舱本体内;
将所述纳米级微粒24发生器12的发生器本体121、所述空气压缩装置11、所述待清洁储油运油装置2的罐、管、舱本体和所述爆炸下限检测设备13分别通过接地夹连接地线。
此外,参考图3-5,为确保内部在输入纳米粒子,并且通过压缩空气进行对于可挥发燃油气体的清除时,内部形成气体流动循环,能达到更好的清除效果,可选择不同距离和位置的流体输入管路和流体输出管路,从而形成内部不同的气体循环。例如,图3中,为流体输入管路和流体输出管路设置距离较远的两端,从而使内部可燃挥发气体由其中一端输出,距离较远的一端进行输入压缩空气向外推送;或如图4中,为流体输入管路和流体输出管在相邻的容盛本体21的一端,从而使气体在内部循环一周后由接近于原入口的位置排出;或如图5中,将流体输入管路和流体输出管路设于容盛本体21的中部上端,则由流体输入管路输入的压缩空气经过两端的空间进行循环后,由与流体输入管路相邻的两端的两个流体输出管路分别输出。优选地,流体输入管路和流体输出管路两者的位置可选择相距较远的位置,使内部的可燃气体更高效的由容盛本体21内排出。
进一步的,所述“当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置2的人孔盖,对所述容盛本体21内进行清理清洁”之后,还包括:
安装专用临时人孔盖于所述容盛本体21的原人孔盖的位置;
通过所述爆炸下限检测设备13跟踪所述容盛本体21内的油气浓度,控制所述纳米膜隔离油气抑制系统1使所述容盛本体21内的油气浓度低于1%,以便于对所述容盛本体21进行维修维护。上述,本步骤为,在容盛本体21上端盖上临时入孔盖后,通过检测设备进行跟踪油气浓度,当油气浓度低于爆炸下限的1%时,则可由人工进入容盛本体21内,进行彻底的人工进入清理清洁维修维护,以便于达到对于容盛本体21的维护的目的。
清污后,更换顶盖为临时顶盖,再次进行气体安全性的检测,通过跟踪测试,所述空气压缩装置11和所述纳米级微粒24发生器12与LEL为成反比,即为增大空气压缩装置11和所述纳米级微粒24发生器12的功率或排放速度,则LEL降低速度越快;所述空气压缩装置11和所述纳米级微粒24发生器12对待清洁储油运油装置2内的油气爆炸下限的调节能力小于1%的程度;则停止进行排气,并进行对于待清洁储油运油装置2内的维护工作。
进一步的,所述爆炸下限检测设备13与大地之间的电阻小于10欧姆;
所述纳米级微粒24发生器12为便携式纳米级微粒24发生器12;
所述油气抑制表面活性剂为纳米油气抑制表面活性剂;并且,所述油气抑制表面活性剂为具有无毒、无腐蚀性和可降解性的油气抑制表面活性剂;
所述纳米级微粒24发生器12与所述罐、管、舱本体的流体排入管路22连接的管路为防静电管路;所述防静电管路的一端与所述纳米级微粒24发生器12连接,另一端与所述待清洁储油运油装置2的罐、管、舱本体的流体排入管路22连接;
所述防静电管路与所述流体排入管路22连接处设有延伸入所述罐、管、舱本体内的下降管路。
测试实验:
参考图2和表1,基于上述实施例中所提供的待清洁储油运油装置2维护方法,并基于燃料油储罐、管道、油轮油舱、船舶燃料舱油气抑制系统,对A待清洁储油运油装置2进行了系统的维护工作,并对其中LEL与时间关系进行记录。具体实验结果如下表1:
表1、A待清洁储油运油装置2内LEL值随时间变化情况表
在进行清理维护工作时,通过启动待清洁储油运油装置2油气燃料油储罐、管道、油轮油舱、船舶燃料舱油气抑制系统,对A待清洁储油运油装置2内的油气进行排放和抑制,并在达到0%LEL时,移除待清洁储油运油装置2顶部顶盖,并进行清理内部残油25和污泥。
通过表1中数据可见,在19:56,且系统运行73分钟时,待清洁储油运油装置2内达到小于10%LEL水平;并且在20:40且系统运行117分钟时,达到0%LEL水平。其中0%LEL水平持续至23:00,系统运行197分钟。即为0%LEL持续时间为80分钟。进一步证明了纳米膜油气抑制表面活性剂通过便携式纳米级微粒24发生器12生成的纳米级微粒24对待清洁储油运油装置2内的燃油的残油25及油污表面的LEL的抑制作用是有效的。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种纳米膜隔离油气抑制系统,应用于对待清洁储油运油装置的清理维护;所述待清洁储油运油装置设有容盛本体;所述容盛本体连接有能用于进气的流体排入管路,以及能用于排气的流体排出管路,其特征在于,所述纳米膜隔离油气抑制系统包括:
用于产生压缩空气的空气压缩装置,以及纳米级微粒发生器;
所述纳米级微粒发生器包括发生器本体和与所述发生器本体连接的储液装置,以及设于所述发生器本体上的与所述空气压缩装置连接的气体输入端,和利用所述压缩空气将纳米级微粒喷出的输出端;其中,
所述储液装置用于容纳油气抑制表面活性剂;所述纳米级微粒发生器用于利用所述油气抑制表面活性剂生成纳米级微粒;
所述纳米级微粒发生器的输出端与所述流体排入管路连通;
所述纳米级微粒发生器能利用所述油气抑制表面活性剂制备得到纳米级微粒,以所述压缩空气的作为载体和动力源,经所述流体排入管路输送至所述待清洁储油运油装置内,于所述待清洁储油运油装置内的固体及液体表面形成纳米抑制剂隔离层,并将所述待清洁储油运油装置内的油气由所述流体排出管路排出至所述待清洁储油运油装置外。
2.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述纳米级微粒发生器还包括设于所述发生气本体内的制备腔体;
所述纳米级微粒发生器还包括均与所述制备腔体连接的喷嘴、增压扩散室和真空吸入口,以及与所述增压扩散室连接的涡轮增压装置;其中,
所述喷嘴与所述气体输入端连通;所述真空吸入口与所述储液装置连通;所述制备腔体远离所述喷嘴的一端与所述气体输入端连通;
在真空状态下,通过所述真空吸入口将储液装置内的油气抑制表面活性剂吸入所述制备腔体内,基于所述涡轮增加装置经所述增压扩散室向所述制备腔体输入增压气流使所述油气抑制表面活性剂稀释并雾化,制备得到纳米级微粒,并通过吸嘴输入压缩空气将所述纳米级微粒经由所述输出端喷出。
3.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述纳米膜抑制表面活性剂为具有无毒性、无腐蚀性和可降解性质的纳米膜抑制表面活性剂。
4.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述油气抑制表面活性剂为含有亲水基团和亲油基团的两亲性纳米膜抑制表面活性剂。
5.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,还包括爆炸下限检测设备,所述爆炸下限检测设备包括检测主机和检测探头;
所述检测探头与所述检测主机连接,并设置于所述待清洁储油运油装置的容盛本体内,以便于实时或定时检测所述待清洁储油运油装置内的气体爆炸下限。
6.如权利要求5所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述待清洁储油运油装置、所述纳米级微粒发生器和所述爆炸下限检测设备均通过接地线接地;
并且,其中所述爆炸下限检测设备经所述接地线至大地之间的电阻小于10欧姆。
7.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述纳米级微粒发生器与所述流体排入管路之间连接的管路为防静电管路。
8.如权利要求1所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,所述空气压缩装置为双工空气压缩机。
9.一种纳米膜隔离油气抑制方法,基于如上述权利要求1-9任一项所述纳米膜隔离油气抑制系统,其特征在于,包括:
对待清洁储油运油装置内的燃油进行排放,达到无法继续排出的死体积位;
启动空气压缩装置和纳米级微粒发生器,通过所述空气压缩装置输出压缩空气作为雾化动力及分布载体,将由所述纳米级微粒发生器的储液装置内的纳米油气抑制表面活性剂制备得到的纳米级微粒雾化经流体排入管路扩散至所述待清洁储油运油装置内,形成覆盖所述待清洁储油运油装置内的固体及液体表面的纳米膜隔离层,并将所述待清洁储油运油装置内的已油气由所述流体排出管路排出至所述待清洁储油运油装置外;
利用所述爆炸下限检测设备对所述待清洁储油运油装置内的油气浓度进行跟踪,通过空气压缩装置和纳米级微粒发生器清除油气降低待清洁储油运油装置内的油气浓度,当浓度低于爆炸下限10%时,关闭空气压缩装置和纳米级微粒发生器;当油气浓度高于爆炸下限10%时,启动空气压缩装置和纳米级微粒发生器直至油气浓度低于爆炸下限10%为止;
当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置的人孔盖,对所述容盛本体内进行清理。
10.如权利要求9所述纳米膜隔离油气抑制方法,其特征在于,所述“当油气浓度低于爆炸下限10%时,拆卸所述待清洁储油运油装置的人孔盖,对所述容盛本体内进行清理清洁”之后,还包括:
安装专用临时人孔盖于所述容盛本体的原人孔盖的位置;
通过所述爆炸下限检测设备跟踪所述容盛本体内的油气浓度,控制所述纳米膜隔离油气抑制系统使所述容盛本体内的油气浓度低于1%,以便于对所述容盛本体进行维修维护。
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