CN114435767A - 一种浮顶罐高效密封减排装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮顶罐高效密封减排装置。该装置位于储罐浮盘与储罐罐壁之间，由下至上依次包括一次密封组件、吸油组件和二次密封组件，所述减排装置固定在浮盘边缘；所述的一次密封组件、吸油组件、二次密封组件为圆环形结构；吸油组件包括外部的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料及上端挤压构件；所述吸油组件可重复吸油使用；内部柔性吸油材料包裹在外部耐磨吸油层里面，挤压构件位于外部耐磨吸油层上端。本发明的密封减排装置通过增设吸油组件，不仅提高了浮盘边缘密封的效果，还减少了储罐内油品蒸发损耗。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护及节能技术领域，特别是涉及一种化学品和油品储存浮顶罐高效密封减排装置和方法。
背景技术
油品和化学品在储运过程中，逸散大量的油气或挥发性有机物（VOCs）。据统计，每年轻质油品逸散损失的油品约占轻质油品的0.5%。逸散油气一方面导致大量的油气或挥发性有机物资源浪费，降低企业的经济效益，另一方面导致严重环境污染。另外，由于油气和空气容易形成爆炸性混合物（爆炸下限一般为1%～6%），油气逸散将导致相应设施周围的油气浓度容易达到爆炸极限，聚集在地面的油气给企业和消费者带来极大的安全隐患，危及企业的安全生产，直接影响操作人员及周围环境人员的健康。因此，对逸散油气进行回收处理是十分必要的。
传统上，对蒸气压较高的油品和有机化学品储罐，要在罐内安装浮盘、建成外浮顶罐或内浮顶罐来控制VOCs排放。通过安装浮盘还达不到排放要求，通常要对外浮顶或内浮顶罐进行封闭引气处理，将引出的气体进行VOCs回收或高温氧化处理。目前，油品在采用浮顶罐储存时，油品挥发主要来自于储罐挂壁损失和浮盘附件挥发损失。回收技术有冷凝法、吸收法、吸附法及其组合工艺等。高温氧化方法有催化氧化、蓄热氧化、热力氧化等。目前采用回收技术或高温氧化法及其组合技术处理储罐废气存在工艺流程长、装置投资高、运行费用高等问题。
CN101342427A公开了一种冷凝-吸附组合工艺回收油气的方法。油气先经过冷却-冷凝实现部分油气组分冷凝分离，未凝油气由吸附-变压解吸回收，吸附尾气达标排放，解吸油气返回冷却装置与收集油气混合进入冷凝器。其推荐油气冷凝温度为-80℃～30℃，优选-70℃～40℃。主要依靠冷凝液化来回收油气组分，冷凝温度低，在冷凝器内有结晶现象，需要定期除去水的结晶和凝结油，因此，需要两个系列冷凝器切换使用；装置总的能耗较大，制冷设备故障率较高。此外，在后续的吸附罐中也会出现结晶现象，显著降低了吸附剂的使用寿命。采用冷凝-吸附组合工艺回收油气的方法存在工艺流程长、装置投资高等问题。
CN 210012136 U公开了一种装配式全接液浮盘全补偿膜法密封系统，包括有箱体、支架组件、圈梁组件以及密封组件。支架组件设置在储罐内用于安装箱体、圈梁组件。圈梁组件为环形结构。密封组件包括有一次密封装置，一次密封装置包括有环形的不锈钢弹性片，于不锈钢弹性片的下侧设置有密封膜，密封组件的内缘与圈梁组件固定连接，密封组件的外缘用于插入到储罐内液体液面以下、并可与储罐的内侧面相抵。本实用新型设置有一次密封装置，能够对圈梁组件与储罐之前的缝隙进行密封，在圈梁组件内布置有箱体，利用箱体对圈梁组件的内部空间进行密封，这样本实用新型就能够实现储罐内油品的全密封，达到提高储罐内浮盘系统的密封性、降低油品蒸发损失的目的。但是该储罐内一次密封与罐内壁之间仍存在严重的挂壁油品现象。
CN 209988422 U公开了一种储罐的边缘空间密封模块，包括用以密封内、外浮顶储罐浮盘和罐壁之间的一次空间密封模块和二次空间密封模块，所述一次空间密封模块和二次空间密封模块为囊式空间填充物，所述内浮盘与罐壁之间通过一次空间密封模块和二次空间密封模块密封，所述内浮盘侧边水平设有外圈梁，所述外圈梁通过螺栓紧固件与一次空间密封模块相连接；所述外浮盘与罐壁之间也通过一次空间密封模块、二次空间密封模块和外浮顶二次密封模块密封。本实用新型密封模块结构，利用囊式空间填充的原理，增大了传统囊式密封的补偿范围，安装方便，同时通过改善填充物模块的弹性，有效的减小了运行过程中的磨损，延长了密封模块的使用寿命。该专利中一次、二次密封采用囊式空间填充物增加了密封于罐壁的接触面积，可以对挂壁油品的厚度减薄，可以减少罐壁挥发损失，但是囊式空间填充物不具有吸油功能，对减少罐壁油品损失有限。
发明内容
针对现有技术中储罐浮盘密封装置存在的不足，本发明提供了一种浮顶罐高效密封减排装置和方法。该浮顶罐高效密封减排装置可以有效减少储罐挂壁油品量，达到减少油品蒸发损失，降低储罐VOCs排放量，该装置具有安全可靠、设备简单等优点。
本发明第一方面提供了一种浮顶罐高效密封减排装置，所述高效密封减排装置位于储罐浮盘与储罐罐壁之间。
本发明所述的高效密封减排装置由下至上依次包括一次密封组件、吸油组件和二次密封组件，所述减排装置固定在浮盘边缘；
所述的一次密封组件、吸油组件、二次密封组件为圆环形结构；
所述一次密封组件与吸油组件之间距离需小于10厘米或紧密接触；所述吸油组件与二次密封组件之间距离需小于10厘米；
所述吸油组件包括外部的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料及上端挤压构件；所述吸油组件可重复吸油使用；
所述内部柔性吸油材料包裹在外部耐磨吸油层里面，挤压构件位于外部耐磨吸油层上端。
进一步地，所述的外部耐磨吸油层可以为PP织物、聚苯乙烯织物、金属皂类、合成树脂等改性耐油耐磨材料中的一种；所述的内部吸油材料可以为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫等可挤压材料中的一种。
进一步地，所述的挤压构件由若干的磁铁块、金属板、铰接杆构成。沿储罐的半径方向，所述金属板由两块以上、优选2块~5块的金属板片通过铰接杆铰接而成。多块金属板片铰接而成的金属板在储罐径向的长度应当大于浮盘与罐壁的间距。多块金属板片铰接连接的金属板的一端与磁铁块固定连接，另一端与浮盘边缘铰接固定连接。所述的挤压构件可以为碳钢、不锈钢材质。
所述磁铁块优选为圆弧形，圆弧弧度与储罐壁弧度一致。圆弧长度一般为200mm~600mm。磁铁块沿储罐壁圆周方向依次排布，相邻磁铁块相对端面的间距一般为20mm~100mm。
本发明高效密封减排装置中的其他技术，如一次密封组件、二次密封组件等，为本专业技术人员熟知的内容。
本发明第二方面提供了一种浮顶罐高效密封减排方法，其中应用了前面所述的密封减排装置。所述浮顶罐高效密封减排方法包括高效密封减排装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
所述高效密封减排装置吸油过程是指储罐内油品液位降低时，储罐罐壁存在油品挂壁现象，随着油品液位降低，浮盘在储罐内的高度降低，采用本发明所述的高效密封减排装置，首先是一次密封组件对罐壁挂壁油品进行刮油，减少挂壁油品厚度；再是吸油组件对刮油后的油膜进行吸油，吸油组件中外部耐磨吸油层将油膜吸收，吸收油后将油品通过毛细空隙传递到内部吸油材料中储存，随着液位下降，吸油组件不断对罐壁油膜进行吸油处理，进一步减少挂壁油品量；挂壁油品经过吸收材料吸油处理后，残留的挂壁油品蒸发为气相存留在罐内气相空间。
所述高效密封减排装置静态密封过程是指储罐内液位不再变化时，浮盘静止于储罐内，一次密封组件、吸油组件及二次密封组件处于静止状态，吸油组件处于储油阶段。
所述高效密封减排装置排油过程是指储罐内油品液位升高时，随着油品液位升高，浮盘在储罐内的高度升高，采用本发明所述的高效密封减排装置，吸油组件中磁铁块带动着金属板挤压吸油材料，使得吸油材料中油品挤压出来，并流经一次密封组件与罐壁的间隙进入储罐储存油品中，实现吸油组件排油过程。
与现有技术相比，本发明所述的高效密封减排装置和方法具有如下优点：
1、本发明所述高效密封减排装置和方法通过在浮盘一次密封组件和二次密封组件之间增设吸油组件，不仅提高了浮盘边缘密封的效果，减少了储罐内油品蒸发损耗，更重要的是吸油组件可以将储罐挂壁油品吸收回收，进一步减少挂壁油品的蒸发量，可实现减少挂壁油品蒸发量50%以上。
2、本发明所述高效密封减排装置中设置柔性吸油材料，可重复吸油并挤压再生使用，与目前浮盘采用的常规高效密封相比，可降低内浮顶罐排放油气浓度60%以上，为储罐排放废气末端治理工艺流程简化和降低装置投资提供了有利条件。
3、本发明所述高效密封减排装置，在油品储存过程中，具有节能减排、工艺简单、操作安全的特点。
附图说明
图1为本发明浮顶罐高效密封减排装置的吸油组件吸油过程原理示意图。
图2为本发明浮顶罐高效密封减排装置的吸油组件排油过程原理示意图。
图中，各数字标记分别对应：1-储罐罐壁，2-储存油品，3-浮盘，4-一次密封组件，5-吸油组件，6-挤压构件，7-磁铁块，8-二次密封组件，9-外部耐磨吸油层，10-内部柔性吸油材料，11-金属板，12-铰接杆。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例对本发明的浮顶罐高效密封减排装置进行更详细的描述，但本发明并不限于下述的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“置于”、“相连”、“连接”、“安装”等应做广义理解，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的高效密封减排装置位于储罐浮盘3与储罐罐壁1之间。所述的高效密封减排装置由下至上依次包括一次密封组件4、吸油组件5和二次密封组件8，所述减排装置固定在浮盘3边缘。一次密封组件4、吸油组件5和二次密封组件8为圆环形结构。一次密封组件4与吸油组件5之间距离需小于10厘米或紧密接触，所述吸油组件5与二次密封组件8之间距离需小于10厘米。吸油组件5包括外部耐磨吸油层9、内部柔性吸油材料10和上端挤压构件6。吸油组件5可以重复吸油使用。内部柔性吸油材料10包裹在外部耐磨吸油层9里面，挤压构件6位于外部耐磨吸油层9上端。
所述的外部耐磨吸油层9可以为PP织物、聚苯乙烯织物、金属皂类、合成树脂等改性耐油耐磨材料中的一种。所述的内部吸油材料10可以为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫等可挤压材料中的一种。
所述的挤压构件6由若干的磁铁块7、金属板11和铰接杆12构成。沿储罐的半径方向，金属板11由两块以上、优选2块~5块的金属板11片通过铰接杆12铰接而成。多块金属板11片铰接而成的金属板在储罐径向的长度应当大于浮盘3与罐壁1的间距。多块金属板11片铰接连接的金属板11的一端与磁铁7块固定连接，另一端与浮盘3边缘铰接固定连接。所述的挤压构件6可以为碳钢、不锈钢材质。
磁铁块7优选为圆弧形，且圆弧弧度与储罐壁1弧度一致。圆弧长度一般为200mm~600mm。磁铁块7沿储罐壁圆周方向依次排布，相邻磁铁块7相对端面的间距一般为20mm~100mm。
本发明第二方面提供了一种浮顶罐高效密封减排方法。所述浮顶罐高效密封减排方法包括高效密封减排装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
结合图1-2，所述高效密封减排装置吸油过程是指储罐内油品2液位降低时，储罐罐壁1存在油品挂壁现象，随着油品2液位降低，浮盘3在储罐内的高度降低，采用本发明所述的高效密封减排装置，首先是一次密封组件4对罐壁1挂壁油品进行刮油，减少挂壁油品厚度；再是吸油组件5对刮油后的油膜进行吸油，吸油组件5中外部耐磨吸油层9将油膜吸收，吸收油后将油品通过毛细空隙传递到内部吸油材料10中储存，随着液位下降，吸油组件5不断对罐壁1油膜进行吸油处理，进一步减少挂壁油品量；挂壁油品经过吸收材料10吸油处理后，残留的挂壁油品蒸发为气相存留在罐内气相空间。
所述高效密封减排装置静态密封过程是指储罐内液位不再变化时，浮盘3静止于储罐内，一次密封组件4、吸油组件5及二次密封组件8处于静止状态，吸油组件5处于储油阶段。
所述高效密封减排装置排油过程是指储罐内油品液位升高时，随着油品2液位升高，浮盘3在储罐内的高度升高，采用本发明所述的高效密封减排装置，吸油组件5中磁铁块7带动着金属板11挤压吸油材料10，使得吸油材料10中油品挤压出来，并流经一次密封组件4与罐壁1的间隙进入储罐储存油品2中，实现吸油组件5排油过程。
Claims (12)
1.一种浮顶罐高效密封减排装置，其特征在于，所述密封减排装置包括一次密封组件、吸油组件和二次密封组件；所述高效密封减排装置位于储罐浮盘与储罐罐壁之间，所述密封减排装置由下至上依次包括一次密封组件、吸油组件和二次密封组件，并固定在浮盘边缘；
所述的一次密封组件、吸油组件、二次密封组件为圆环形结构；
所述一次密封组件与吸油组件之间距离小于10厘米或紧密接触；所述吸油组件与二次密封组件之间距离小于10厘米；
所述吸油组件包括外部的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料及上端挤压构件；所述内部柔性吸油材料包裹在外部耐磨吸油层里面，挤压构件位于外部耐磨吸油层上方。
2.按照权利要求1所述的密封减排装置，其特征在于，所述的外部耐磨吸油层为PP织物、聚苯乙烯织物、金属皂类、合成树脂中的至少一种。
3.按照权利要求1所述的密封减排装置，其特征在于，所述的内部吸油材料为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫中的至少一种。
4.按照权利要求1所述的密封减排装置，其特征在于，所述的挤压构件由磁铁块、金属板、铰接杆构成。
5.按照权利要求4所述的密封减排装置，其特征在于，沿储罐半径方向，所述金属板由两块以上、优选2块~5块的金属板片通过铰接杆铰接而成，所述金属板之间通过铰接杆铰接连接，铰接连接的金属板的一端与磁铁块固定连接，另一端与浮盘边缘铰接固定连接。
6.按照权利要求5所述的密封减排装置，其特征在于，多块金属板片铰接而成的金属板在储罐径向的长度应当大于浮盘与罐壁的间距。
7.按照权利要求1所述的密封减排装置，其特征在于，所述挤压构件为碳钢或不锈钢材质。
8.按照权利要求4所述的密封减排装置，其特征在于，所述磁铁块为圆弧形，圆弧弧度与储罐壁弧度一致。
9.按照权利要求4所述的密封减排装置，其特征在于，所述的磁铁块沿储罐壁圆周方向依次排布。
10.按照权利要求1所述的密封减排装置，其特征在于，相邻的磁铁块相对端面的间距为20mm~100mm。
11.一种浮顶罐高效密封减排方法，其特征在于，应用权利要求1-10任一所述的的密封减排装置。
12.按照权利要求11所述的减排方法，其特征在于，所述方法包括高效密封减排装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
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- 2020-10-31 CN CN202011198988.9A patent/CN114435767B/zh active Active
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