CN111692383A - 一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，各排放系统水封罐的U形溢流管分别连接至埋地污水罐，U形溢流管高点上设置的破真空管分别连接至各自水封罐的出口管上，污水罐的气相平衡管连接至指定排放系统的水封罐出口管上或该水封罐上。当可燃气体排入该排放系统时，气体流动产生的背压通过气相平衡管传递至污水罐内，将罐内的污水压入其他水封罐的溢流管中，由于各水封罐U形溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于该排放系统在设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此不影响其他排放系统水封罐的溢流。本发明U形溢流管无水封高度要求，不需要设置水封井，在不增加VOC处理装置的前提下实现溢流污水的密闭收集。

Description

一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及火炬废液收集设备，尤其是一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统。
背景技术
火炬系统是石油化工企业重要的安全与环保设施，用于处理各工艺装置及辅助设施开停车、事故时排放的可燃性气体，通过及时、安全、可靠地放空燃烧使其转化为无毒无害的非可燃物质，满足相关的环保要求。
水封罐是用于防止空气渗入可燃气体排放系统发生爆炸、或转移流量、或为排放系统建立背压而设置的火炬与排放系统干管隔离的液体(通常为水)隔离设施，是火炬系统的重要组成部分。
水封罐的溢流及污水收集系统作为水封罐的一部分，起着十分重要的作用，其作用一是维持水封液面高度，确保火炬与排放系统干管之间存在有效的液体隔离；二是撇除水封罐水面上积聚的凝结液(浮油)，防止可燃气体再次排放时将浮油夹带入火炬造成火雨等安全事故的发生。
随着国家环保政策及规范对无组织排放的要求越发严格，常规的开放式溢流污水收集系统越来越受到限制。现有的密闭式收集系统也存在污水罐呼吸阀排出的气体未经处理直接排空等问题，不能做到真正的密闭收集。为了处理无组织排放产生的VOC还需要设置洗涤塔、循环泵、缓冲罐等VOC处理设施，增加了工程造价。因此，无需新增VOC处理设施的火炬水封罐溢流污水密闭收集系统也就成为了设计及运行过程中重点关注的问题。
通过检索，发现如下相关专利：
公开号CN107976307B，一种火炬水封罐稳定、快速自动补水系统，该专利公开一种火炬水封罐稳定、快速自动补水系统，第一补水管线和第二补水管线分别连接在补水罐和水封罐之间，第一控制阀门设置在第一补水管线上，第二控制阀门设置在第二补水管线上，第一液位指示控制器设置在水封罐上，第一控制阀门和第二控制阀门分别与第一液位指示控制器联锁，当水封罐的液位下降至第一设定液位时，第一液位指示控制器控制第一控制阀门开启，当水封罐的液位下降至第二设定液位时，第一液位指示控制器控制第二控制阀门开启，当水封罐的液位上升至第三设定液位时，第一液位指示控制器控制第一控制阀门和第二控制阀门关闭，第一设定液位高于第二设定液位，第三设定液位高于第一设定液位。此专利的U型溢流管高点上设置的破真空管直接排空，不满足关于VOC无组织排放的环保要求。
公开号CN104100741A，一种降低配管布置高度的火炬液封系统，该专利公开了一种降低配管布置高度的火炬液封系统，包括：火炬气出口、挡板和水封管，挡板设置在液封罐内部，火炬气出口设置在液封罐罐体的水平切线位置，与火炬气出口相连的火炬气管水平引出；挡板设置在液封罐内部，挡板与火炬气出口的距离不小于设定值，挡板的高度大于进气管入口位置的高度；水封管与液封罐罐体相连接，并布置在地下水封井内。本发明既满足了高度逻辑要求、工艺性能、又降低了“液封罐出口到火炬筒体之间”的管廊布置高度，从而降低工程的造价；同时，水封管布置在水封井内也安全和方便维护。
该系统满足高度逻辑要求、工艺性能、又降低了“液封罐出口到火炬筒体之间”的管廊布置高度，同时水封管布置在水封井内也安全和方便维护。但是该系统仍有水封高度的要求，导致仍需设置水封井，增加了工程造价同时增加了水封管的操作和维护难度。此外，该系统为开放式收集系统，不满足现有关于VOC无组织排放的环保规定的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能自动排液，符合环保排放要求的火炬水封罐溢流污水密闭收集系统。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，包括水封罐、在水封罐的顶部安装水封罐入口管及水封罐出口管，水封罐入口管连接可燃气体排放系统，水封罐出口管与火炬连接，在水封罐的底部连接一U型溢流管的进口，U型溢流管的出口插入污水罐内，在U型溢流管的高点与水封罐出口管之间连接一破真空管，污水罐顶部通过一气相平衡管与水封罐出口管相连或与水封罐相连。
一种多排放系统火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，包括多个水封罐、在每一水封罐的顶部均安装水封罐入口管及水封罐出口管，每一水封罐入口管均连接一可燃气体排放系统，每一水封罐出口管均与一火炬连接，在每一水封罐的底部均连接一U型溢流管的进口，所有U型溢流管的出口均插入一污水罐内，在每一U型溢流管的高点与其对应的水封罐出口管之间均连接一破真空管，污水罐顶部通过一气相平衡管与其中一个水封罐出口管相连或与该水封罐相连。
由于破真空管连接至水封罐的出口管上，污水罐内的VOC通过溢流管及破真空管挥发至火炬系统中，经燃烧排空，满足VOC无组织排放的环保要求。
污水罐的气相平衡管连接至指定排放系统，污水罐内的VOC通过气相平衡管挥发至火炬系统中，经燃烧排空，满足VOC无组织排放的环保要求。
破真空管连接至水封罐的出口管上，当可燃气体排入该排放系统时，水封罐内及破真空管内的压力相等，溢流管无水封高度要求，U形管高度满足配管要求即可，无需设置水封井，避免水封井内溢流管的腐蚀、防冻等问题。
污水罐为埋地设置，避免了常规地坑设置的可燃气体积聚问题，节省了有毒可燃气体报警器以及引风机等仪表设备投资。
水封高度为300mm(最低液位)，通过污水罐中的水封将各排放系统隔离，避免某一排放系统发生回火而危害其他排放系统的情况发生。
所述污水收集系统为密闭收集系统，除排入排放系统的可燃气体可通过燃烧排空以外，系统污水挥发出的VOC也全部经过燃烧处理排空，满足无组织排放的环保要求。水封罐溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于任何排放系统在其设计排放量下的背压对应的液柱高度，确保当某一或多个排放系统同时排放时其他排放系统水封罐的污水溢流不受影响。
当可燃气体排入指定排放系统时，气体流动产生的背压通过气相平衡管传递至污水罐内，将罐内的污水压入其他水封罐的溢流管中，由于各水封罐U形溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于该排放系统在设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此不影响其他排放系统水封罐的溢流。当可燃气体排入其它排放系统时，可燃气体在系统背压的推动下突破污水罐的水封排入污水罐中，进而通过气相平衡管排入指定排放系统的水封罐出口管或该水封罐中，由此在污水罐中产生的背压将罐内的污水压入其他水封罐的溢流管中，由于各水封罐U形溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于该排放系统在设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此不影响各排放系统水封罐的溢流。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明U形溢流管高点上设置的破真空管分别连接至各自水封罐的出口管上，当可燃气体排入该排放系统时，水封罐内及破真空管内的压力相等，溢流管无水封高度要求，U形管高度满足配管要求即可，无需设置水封井，避免水封井内溢流管的腐蚀、防冻等问题。
2、本发明在不增加VOC处理装置的前提下实现溢流污水的密闭收集，减少了环保设施的投资，节省了运行费用和检修费用，同时满足环保政策及规范的要求。
3、本发明污水罐的气相平衡管连接至指定排放系统的水封罐出口管或该水封罐上。当可燃气体排入一个或多个排放系统时，可燃气体通过气相平衡管流入污水罐内或通过一个或多个溢流管突破污水罐中的水封后流入污水罐内，气体流动产生的背压将罐内的污水压入其他水封罐的溢流管中，由于任何水封罐溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于任何排放系统在其设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此其他排放系统水封罐的污水溢流不受影响。
4、本发明污水罐为埋地设置，无需使用引风机即可将凝液排至污水罐，同时污水罐内部的可燃气体通过气相平衡管导入到火炬燃烧，避免了可燃气体在污水罐内积聚的问题。
附图说明
图1为本发明的火炬水封罐溢流污水密闭收集系统示意图(单排放系统)
图2为本发明的火炬水封罐溢流污水密闭收集系统示意图(多排放系统)。
其中：1-水封罐、2-破真空管、3-U型溢流管、4-污水罐、5-气相平衡管、6-火炬、7-水封罐入口管、8-水封罐出口管。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，如图1所示，包括水封罐1、在水封罐的顶部安装水封罐入口管7及水封罐出口管8，水封罐入口管连接可燃气体排放系统，水封罐出口管与火炬6连接，在水封罐的底部连接一U型溢流管3的进口，U型溢流管的出口插入污水罐4内，在U型溢流管的高点与水封罐出口管之间连接一破真空管2，污水罐顶部通过一气相平衡管5与水封罐出口管相连或与水封罐相连。
实施例2
一种多排放系统火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，如图2所示，包括多个水封罐1，在每一水封罐的顶部均安装水封罐入口管7及水封罐出口管8，每一水封罐入口管均连接一可燃气体排放系统，每一水封罐出口管均与一火炬6连接，在每一水封罐的底部均连接一U型溢流管3的进口，所有U型溢流管的出口均插入一污水罐4内，在每一U型溢流管的高点与其对应的水封罐出口管之间均连接一破真空管2，污水罐顶部通过一气相平衡管5与其中某一个水封罐出口管相连或与该水封罐相连，用于排放污水罐4内的可燃气体。
所述污水罐4安装在地面以下。
所述水封罐入口管7的管口伸至水封罐1内液面以下。
各排放系统水封罐1的U形溢流管3从污水罐4上部接入并延伸至液面以下形成水封，该水封将各排放系统隔离，避免某一排放系统发生回火而危害其他排放系统的情况发生。
所述各水封罐的U形溢流管3高点内壁处与污水罐4最高液位之间的高差大于该排放系统在设计排放量下的背压对应的液柱高度。
本发明的工艺流程和工作原理为：
自排放系统排出的可燃气体通过水封罐入口管7进入到水封罐1液位以下，水封将排放系统与火炬进行隔离，排放气从水封罐出口管8引至火炬6进行燃烧；U形溢流管3高点上设置的破真空管2分别连接至各自水封罐出口管8上，水封罐内及破真空管2内的压力相等，当水封罐1液位受可燃气体突破水封产生波动而超过U型溢流管3高点处管道下部内表面时，由于污水罐4为地下罐，污水通过位能差作用溢流至污水罐4内。
污水罐4的气相平衡管5连接至指定排放系统的水封罐出口管8上。当可燃气体排入该排放系统时，气体流动产生的背压通过气相平衡管5传递至污水罐4内，将罐内的污水压入其他水封罐的U型溢流管3中，由于各个U型溢流管3高点处管道下部内表面与污水罐4最高液位之间的高差大于各排放系统在其设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此其他排放系统水封罐的污水溢流不受影响。
污水罐4的气相平衡管5连接至指定排放系统的水封罐出口管8上。当可燃气体排入其他排放系统时，可燃气体在系统背压的推动下突破污水罐的水封排入污水罐4中，进而通过气相平衡管5排入指定排放系统的水封罐出口管或该水封罐中，由此在污水罐中产生的背压将罐内的污水压入其他水封罐的U型溢流管3中，由于各个U型溢流管3高点处管道下部内表面与污水罐4最高液位之间的高差大于各排放系统在其设计排放量下的背压对应的液柱高度，因此其他排放系统水封罐的污水溢流不受影响。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，包括水封罐、在水封罐的顶部安装水封罐入口管及水封罐出口管，水封罐入口管连接可燃气体排放系统，水封罐出口管与火炬连接，其特征在于：在水封罐的底部连接一U型溢流管的进口，U型溢流管的出口插入污水罐内，在U型溢流管的高点与水封罐出口管之间连接一破真空管，污水罐顶部通过一气相平衡管与水封罐出口管相连或与水封罐相连。
2.一种多排放系统火炬水封罐溢流污水密闭收集系统，其特征在于：包括多个水封罐，在每一水封罐的顶部均安装水封罐入口管及水封罐出口管，每一水封罐入口管均连接一可燃气体排放系统，每一水封罐出口管均与一火炬连接，其特征在于：在每一水封罐的底部均连接一U型溢流管的进口，所有U型溢流管的出口均插入一污水罐内，在每一U型溢流管的高点与其对应的水封罐出口管之间均连接一破真空管，污水罐顶部通过一气相平衡管与其中某一个水封罐出口管相连或与该水封罐相连。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述水封罐入口管的管口伸至水封罐内液面以下。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述U型溢流管的出口伸至污水罐内液面以下。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：U型溢流管高点处管道下部内表面与污水罐最高液位之间的高差大于任一排放系统在其设计排放量下的背压对应的液柱高度。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述污水罐安装在地面以下。
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