CN111822464B - 一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统及运行工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统及运行工艺，氮气输送管路经压缩机、气体加热器连接至罐车；罐车出口连接至冷凝器；冷凝器出口同时连接至储液罐和优先透有机物膜组；冷凝器所得冷凝液去往储液罐收集，不凝气输入优先透有机物膜组，优先透有机物膜组的渗余侧连接至压缩机前端，输出的贫气与补充氮气耦合后循环使用，渗透侧富连接至冷凝器，集气与罐车出气耦合回收。本发明把优先透有机物膜用于油罐车清洗系统，氮气循环利用，油气中的油可回收，不产生二次污染。最终的废气达到可直接排放标准，不对周围环境造成污染，产生极大的环境和社会效益。

Description

一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统及运行工艺

技术领域

本发明涉及油罐车清理技术领域，尤其涉及一种油罐车优先透有机物膜法清洗处理系统及工艺。

背景技术

油罐车是工业、军事、经济等领域都有广泛应用的盛装和输送油品的重要工具，随着经济发展，其数量逐年增加，为保证油料的运输安全和品质稳定需要定期对油罐车进行检修和清理。目前罐车清洗工艺操作方式大致可分以下几种：（1）人工清洗法：对工人素质、安全意识都有较高的要求，而且清洗效率低、劳动强度大、清洗质量差，对清洗人员的身体健康有较大的危害，工人的劳动条件恶劣。而且清洗过程中任凭油蒸气挥发，污染环境且浪费资源。（2）化学药液浸泡清洗会因排放的水溶液中含有化学药品而造成环境污染，而且，药品浓度等因素的把控问题对罐壁造成腐蚀破坏。同时，清除罐壁上沾附的残留药液不仅需要消耗大量的清水，可能残留的药液成分还会对存储油品的品质造成一定影响。（3）高压水射流清洗技术在国外铁路油罐车清洗中获得了广泛应用，但是，修建固定洗槽站投资巨大，仅适用于油罐车清洗数量大的场合，如大型炼油厂和洗槽站。射流清洗一般采用冷水作为工作介质，在北方地区冬季就无法作业。同时，射流冲洗不仅需要消耗大量的水资源，而且洗罐后含油废水回收和处理的成本较大。不仅如此，高压水清洗工艺还容易将槽车内壁所形成的保护层破坏掉、使用高压工作介质容易出现意外情况、一次性投资及维修成本高。以上几种油罐车清洗办法都存在着高污染、低效率、浪费资源的特点，开发和运用新的经济环保型技术方案来进行油罐车清理工作势在必行。传统散户自营方式的公路油罐车，规模小，设施落后，一方面极大的浪费水资源；另一方面清洗过程中产生的废水及废气没有经过处理就直接排放到环境中，造成非常严重的环境问题。在如今资源紧张、环保越来越严格紧迫的情况下，资源回收，无污染的解决油罐清洗尤为重要。

与油罐车清洗有关的研究例如：CN201810875632.0公开了一种油罐车清洗处理系统及工艺，包括：锅炉装置、清洗装置、油蒸汽捕集装置、废气处理装置、余热回收装置和污水处理装置；锅炉装置与清洗装置连接，油蒸汽捕集装置位于废气处理装置的喷淋塔中部，喷淋塔的废液一部分经循环泵返回喷淋塔内，其余进入污水处理装置，未被吸收的油蒸汽经油汽捕集室顶部进入锅炉装置作为二次风燃烧。使用方法是：1）车辆入场，对罐车内油品取样化验，车辆进入到设有清洗装置的相应洗车台位；2）通蒸汽，锅炉装置产生的低压蒸汽通入油罐，对油罐进行蒸煮；3）蒸煮完毕，蒸煮过程中产生的含油废气进入废气处理装置，经油蒸气捕集装置收集后进入喷淋塔处理油分子和部分有害物质，其中喷淋塔内的污水一部分返回循环喷淋；其余污水进入污水处理装置；4）工艺3）中含油废气继续经吸附塔处理后排放；5）通风冷却罐体后，人工进入罐体清渣，根据罐车情况可多次重复充蒸汽蒸罐、冷却；6）人工进罐用水冲洗，废水进入污水处理装置；验收。与散户粗放式清洗相比能大大提高效率，但是整体的清洗效果还需要提升。CN201710685468.2公开了一种用于油罐车的探入式输油管道清洗装置，解决的是无法彻底清洗掉输油管道内壁的结蜡层的技术问题。具有将物理清理与化学清洗的方式结合起来的特点，先使用清洁刷头将管道内壁的蜡质层刮离下来，再使用油溶性清洁剂来清洁油垢，就可以清理掉依附在管道内壁年代久远的结蜡层，并且做到无残留，不破坏管道内壁的防腐层，可用于油罐车输油应用中。但清洗效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种低能耗、高效率、污染小、清洁效果好的油罐车优先透有机物膜法清洗系统及其运行工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统，氮气输送管路经压缩机、气体加热器连接至罐车；罐车出口连接至冷凝器；冷凝器出口同时连接至储液罐和优先透有机物膜组；膜组件是平板膜、卷式膜或管式膜等形式，采用的优先透有机物膜是有机膜或者无机有机复合膜。

所述冷凝器出气不凝气去往预冷器换热，经预冷器换热后的不凝气去往优先透有机物膜组，优先透有机物膜组的渗余侧连接至压缩机前端，输出的贫气与补充氮气耦合后在系统中作为循环气循环使用，渗透侧富连接至预冷器，集气与罐车出气耦合回收。

所述油罐车优先透有机物膜法清洗系统，与冷凝器并列设置了预冷器，罐车出口输出至冷凝器的含油废气先经过预冷器降温，所述冷凝器输出的不凝气输入优先透有机物膜组之前先去往预冷器换热。

油罐车优先透有机物膜法清洗系统的运行工艺，步骤如下：

（1）打开阀门，氮气输送管路通入的氮气在压缩机的作用下，经气体加热器加热后通入油罐，高温高压氮气对油罐进行蒸煮，带走油罐内的挥发油气；所述的高温高压氮气，温度为30~100℃、压力为0.1-0.6MPaG

（2）氮气在系统内不断循环，经过电加热器加热后去往油罐车，在蒸煮加热油罐车过程产生的含油废气经过阀门依次进入预冷器和冷凝器，30~90%油气组分被冷凝进入储液罐；

在预冷器和冷凝器中，蒸煮过程中产生的含油废气分别被降温至15-30℃和0-5℃。

（3）冷凝器冷却后的产生的不凝气输入优先透有机物膜组进一步油气分离；

渗透侧的富气优先透有机物膜组，能够优先透过有机物组分，达到油气富集，不凝气中的油气组分在渗透侧富集，去往预冷器前端与罐车出气耦合去往冷凝器回收油气；

渗余侧贫气油气浓度降低到0.2v%以下，贫气去往压缩机前端与氮气输送管路补充的氮气耦合后在系统中循环，降低N₂使用量；

（4）油罐车内油气降低到目标要求后，关闭阀门，打开阀门将系统内的气体排入催化氧化系统处理达标排放。

本发明的有益效果为：

（1）本发明将优先透有机物膜用于油罐车清洗系统，优先透有机物膜对有机物选择性较高，这些有机物包括但是不限于烷烃、烯烃、芳香烃、醇类、酯类、酮类、醚类、有机酸类、醛类。优先透有机物膜组产生的两股出气，一股贫气去往前端与补充氮气混合后在系统中循环使用；另一股富集气返回预冷器前端与来气混合后进入预冷器、冷凝器回收油气，达到可直接排放标准，不对周围环境造成污染。

（2）采用较高温度的带压氮气对油罐车蒸煮，相比传统工艺的蒸汽蒸发，效率高，工艺稳定，易于控制，不会产生有害废气，无二次污染，经济环保。

（3）采用预冷器、冷凝器换热，30~90%油气组分被冷凝进入储液罐；产生的不凝气输入优先透有机物膜组进一步油气分离，低能耗、高效率。

附图说明

图1为本发明所述油罐车优先透有机物膜法清洗系统及工艺的工艺流程图。

其中，1-氮气输送管路，2-阀门，3-贫气管路阀门，4-耦合气阀门，5-压缩机，6-气体加热器，7-罐车，8-预冷器，9-冷凝器，10-优先透有机物膜组，11-真空泵，12-不凝气出气管，13-贫气出气管，14-富气出气管，15-富气出气管阀门，16-罐车出气阀门，17-储液罐，18-排气阀门。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步叙述本发明：

以下实施例所采用的优先透有机物膜组，型号为8040卷式膜

实施例1

一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统，氮气输送管路（1）经压缩机（5）、气体加热器（6）连接至罐车；罐车（7）出口连接至冷凝器（9）；冷凝器（9）出口同时连接至储液罐（17）和优先透有机物膜组（10）；

优先透有机物膜组（10）是卷式膜。

所述冷凝器（9）与储液罐17连接，冷凝液去往储液罐17收集；不凝气去往预冷器（8）换热，经预冷器换热后的不凝气去往优先透有机物膜组（10），优先透有机物膜组（10）的渗余侧连接至压缩机（5）前端，输出的贫气与补充氮气耦合后在系统中作为循环气循环使用，渗透侧富连接至预冷器（8），集气与罐车（7）出气耦合回收。

所述膜法清洗油罐车系统，与冷凝器并列设置了预冷器，罐车（7）出口输出至冷凝器的含油废气先经过预冷器降温，所述冷凝器（9）输出的不凝气输入优先透有机物膜组（10）之前先去往预冷器（8）换热。

油罐车优先透有机物膜法清洗系统的运行工艺，步骤如下：

（1）打开阀门（2），氮气输送管路（1）通入的氮气在压缩机（5）的作用下，经气体加热器（6）加热后通入油罐（7），高温高压氮气对油罐进行蒸煮带走油罐内的挥发油气；所述的高温高压氮气，温度为30~100℃、真空泵压力为8000~20000Pa。

（2）氮气在系统内不断循环，经过电加热器加热后去往油罐车，在蒸煮加热油罐车过程中产生的含油废气经过阀门（16）依次进入预冷器（8）和冷凝器（9），在预冷器（8）和冷凝器（9）中，蒸煮过程中产生的含油废气分别被降温至15-30℃和0-5℃。30~90%油气组分被冷凝进入储液罐；

（3）冷凝器冷却后的产生的不凝气（12）通过预冷器7换热后输入优先透有机物膜组（10）进一步油气分离；

渗透侧的富气（14）优先透有机物膜组（10），能够优先透过有机物组分，达到油气富集，不凝气（12）中的油气组分在渗透侧富集。在该实施例中，不凝气进入优先透有机物膜组后，膜组下游抽真空，真空泵压力为8000~20000Pa，气体中的油气通过溶解-扩散至膜下游侧并解吸，透过膜的油气在真空泵抽吸下去往预冷器（8）前端与罐车（7）出气耦合去往冷凝器回收油气。

渗余侧贫气（13）油气浓度降低到0.2v%以下，贫气（13）去往压缩机前端与氮气输送管路（1）补充的氮气耦合后在系统中循环，降低N₂用量；

（4）油罐车中油气浓度降低到爆炸下限25%以下，关闭阀门（2），打开阀门（18）将系统内的气体排入催化氧化系统处理达标排放。此时人工进入油罐处理油渣等残留物，安全可靠无油气爆炸风险。整个处理过程不向大气中排放VOCs，环保安全。罐内油气浓度低，不会对罐内清洗工人造成毒害。

（5）系统气量出现损失的情况下氮气输送管路1持续补充氮气，与贫气（循环气）13耦合在系统中循环使用，经压缩机5保持整体氮气的压力。

Claims (3)

1.一种油罐车优先透有机物膜法清洗系统，其特征在于，氮气输送管路（1）经压缩机（5）、气体加热器（6）连接至油罐车；油罐车（7）出口连接至冷凝器（9）；

冷凝器（9）出口同时连接至储液罐（17）和优先透有机物膜组（10）；

冷凝器所得冷凝液去往储液罐收集，而不凝气输入优先透有机物膜组（10）;

与冷凝器串联设置了预冷器，油罐车（7）出口输出至冷凝器的含油废气先经过预冷器降温，所述冷凝器（9）输出的不凝气输入优先透有机物膜组（10）之前先去往预冷器（8）换热；

优先透有机物膜组（10）的渗余侧连接至压缩机（5）前端，输出的贫气与补充氮气耦合后在系统中作为循环气循环使用，渗透侧富集气连接至冷凝器，与油罐车（7）出气耦合回收。

2.根据权利要求1所述的油罐车优先透有机物膜法清洗系统，其特征在于，优先透有机物膜组（10）是平板膜、卷式膜或管式膜的任何一种膜组形式，所采用的优先透有机物膜是有机膜或者无机有机复合膜。

3.权利要求1所述的油罐车优先透有机物膜法清洗系统的运行工艺，其特征在于，步骤如下：

（1）打开阀门（2），氮气输送管路（1）通入的氮气在压缩机（5）的作用下，经气体加热器（6）加热后通入油罐车（7）高温高压氮气对油罐进行蒸煮，使油罐车内部结蜡层、沉积油垢挥发，带走油罐内的挥发油气； 高温高压氮气，温度为30~100℃、压力为0.1-0.6MPaG；

（2）在蒸煮加热油罐车过程中产生的含油废气依次进入预冷器（8）和冷凝器（9），30~90%油气组分被冷凝进入储液罐；在预冷器（8）和冷凝器（9）中，蒸煮过程中产生的含油废气分别被降温至15-30℃和0-5℃；

（3）冷凝器冷却后的产生的不凝气输入优先透有机物膜组（10）进一步油气分离；

优先透有机物膜组（10），能够优先透过有机物组分，达到油气富集，不凝气中的油气组分在渗透侧富集，去往预冷器（8）前端与油罐车（7）出气耦合去往冷凝器回收油气；

渗余侧贫气油气浓度降低到0.2v%以下，贫气去往压缩机前端与氮气输送管路（1）补充的氮气耦合后在系统中循环，降低N2使用量；

（4）油罐车内油气浓度降低到人员可以进入作业的要求后，关闭阀门（2），打开排气阀门（18）将系统内的气体排入催化氧化系统处理达标排放。

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