CN114435781A - 一种气体污染物减排储罐及储存系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体污染物减排储罐及储存系统。本发明的储罐包括壳体，壳体内包括软管、内部气囊、气囊支架，壳体上设有压力变送器和油气出口；内部气囊包括外气囊和内气囊，二者共用一个气囊顶部，气囊顶部设有空气接口；外气囊和内气囊固定于气囊支架上，并可上下滑动；外气囊的底端延伸至油品介质表面以下；软管可用于将外气囊与壳体之间的油气引入内气囊、外气囊和油品介质之间的气体空间；油气出口可用于将壳体与外气囊之间的油气抽出储罐。本发明的储罐及储存系统不向环境排放污染物，具有安全可靠、设备简单等优点。
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的气体污染物减排储罐及其储存系统。
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%，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。
传统油气回收处理方式有三种：一是直接作为燃料；二是将油气返回到油罐气液平衡系统中，增加油气分压，减少油品蒸发损失；三是采用回收装置和技术，如冷凝法、吸收法、吸附法及其组合工艺等。
CN1494454A公开了一种采用活性炭吸附法回收有机物的装置，吸附停止后，采用蒸汽解吸吸附有机组分，然后进入冷凝器冷凝回收冷凝油和冷凝水；蒸汽热解吸效率高，但能耗大，再生后的活性炭还需要降温、清洗，增加了装置操作费用。CN1522785A公开了一种油气回收方法，将油气压缩冷却，在加压的条件下吸附，该方法的不足之处在于，能耗大，当处理油气量不稳定时，特别是油气量大幅度波动时，压缩机很难稳定操作。
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。
CN 105460446 A公开了一种原油外浮顶储罐油气收集装置，本发明在储罐罐顶和浮盘之间设置密封帘布，可以完全封闭油品与空气的接触，所有挥发的气体全部密闭输送到油气回收系统，避免溢出油气直接向大气排放，保护环境，而且由于没有油气溢出，浮盘表面空间危险等级下降，提高了油罐的安全水平。但是在储罐油气收集空间内为负压时（出现负压的工况主要是大呼吸、小呼吸吸气时），为了保证储罐不因负压而憋罐，呼吸阀需要吸入空气至油气收集空间，这将使得所收集的油气中含空气（氧气）组分，而增加外浮顶罐的安全风险；另外该储罐仍然存在大小呼吸排放废气的问题。
CN200910011767.3公开了一种减少废气排放的储罐，包括罐体，罐体内上部为气相空间，在罐体内顶部设置温度控制系统，温度控制系统包括空调器系统和控制装置，空调器系统能制冷和制热，分为罐内机和罐外机两部分，控制装置检测储罐内气相空间温度，控制装置根据该检测到的气相空间温度与设定的储罐气相空间控制温度的对比调整空调器的操作。本发明储罐可以减少或消除因环境温度变化引起储罐内气相温度变化而发生的吸气和排气现象，大大降低储罐废气排放量，特别是可以大大降低因小呼吸引起的废气排放，但是该方法在空调系统制冷时，空调系统存在凝液，凝液含油含水；另外该方法最大的问题是不能解决储罐大呼吸过程产生的排放废气问题。
发明内容
针对现有技术中储罐排放废气回收处理装置的不足，本发明提供了一种气体污染物减排储罐及储存系统。该储罐不向环境排放污染物，具有安全可靠、设备简单等优点。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种气体污染物减排储罐。
本发明的储罐包括壳体，所述壳体内包括软管、内部气囊、气囊支架，所述壳体上设有压力变送器和油气出口；
所述内部气囊包括外气囊和内气囊，所述外气囊和内气囊共用一个气囊顶部，气囊顶部设有空气接口；
所述外气囊和所述内气囊固定于气囊支架上，并可沿气囊支架上下滑动；所述外气囊的底端延伸至油品介质表面以下；
所述的软管可用于将外气囊与壳体之间的油气引入内气囊、外气囊和油品介质之间的气体空间；
所述的油气出口可用于将壳体与外气囊之间的油气抽出储罐。
进一步地，所述软管由耐油材料制成，如可以为不锈钢软管或耐油橡胶软管。
进一步地，所述壳体的顶部设有通气孔，气囊顶部的空气接口固定于通气孔上，且二者密封连接。所述密封连接是指储罐外气囊与壳体之间的空间无法通过通气孔连通大气。
进一步地，所述软管的一端管口开口于内气囊壁上，或者贯穿内气囊并延伸至内气囊、外气囊与油品介质围成的气体空间内。所述软管的另一端管口可以位于壳体之外。优选的，所述软管的一端管口穿过气囊顶部的空气接口，另一端管口开口于内气囊底部。
进一步地，所述气囊支架包括立管、径向支撑管和环向支撑管。所述的立管位于壳体与外气囊之间，立管底端位于储罐壳体地面上，立管顶端用于固定外气囊。所述的径向支撑管为若干用于支撑立管与壳体的支撑，用于定位立管径向位置。所述环向支撑管为若干用于支撑立管环向的支撑，用于定位立管环向位置。
进一步地，所述的压力变送器和油气出口均位于储罐罐顶。
本发明所述储罐中，所述壳体、外气囊、内气囊以及油品油面将储罐分为四个区域；第一区域A位于油品界面下，储罐工作时用于储存油品介质；第二区域B位于油品油面上及内气囊之间的区域，储罐工作时用于储存储罐工作过程产生的挥发性油气；第三区域C位于储罐壳体与外气囊之间，用于储存储罐内产生的挥发性油气；第四区域D位于外气囊内、内气囊外，D区域通过空气接口与储罐壳体上的通气孔连接，用于储存储罐内的空气。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种气体污染物减排储存系统，其中包括上面所述的储罐。
进一步地，所述的储存系统包括储罐、抽气风机、控制模块等；
所述抽气风机的入口通过管线与油气出口连通，抽气风机的出口通过管线与软管在外侧的管口连通；
所述抽气风机的入口与出口通过管线连通，管线上设有控制阀；
所述的控制模块包括压力变送器和抽气风机压力启停控制模块。
本发明的储罐及储存系统的工作原理如下：
通过储罐内油气压力控制抽气风机启停或调节控制阀，实现储罐内各个气相空间平衡。当储罐内大呼吸、小呼吸排气时，压力仪表值升高至高于排气压力值时，控制模块启动抽气风机将区域C中的油气通过软管送至区域B中，此时区域C中压力降低、区域B空间增加；当区域C内压力降低至稳定压力时，控制模块停止抽气风机，区域B空间增加的同时区域D空间减小，区域D中空气通过通气孔排出储罐。控制模块排气压力值可设置为0.8kPa~1.2kPa之间任一值，稳定压力值可设置为0.4kPa~0.7kPa之间任一值。当储罐大呼吸、小呼吸吸气时，开启控制阀，区域B中的油气将通过控制阀、由储罐油气出口进入区域C空间中，直到区域B、区域C压力达到平衡。
与现有技术相比，本发明所述的储罐及其储存系统具有如下优点：
1、本发明所述储罐通过储罐内油气压力控制抽气风机启停和控制阀开关，实现了储罐内四个区域空间和压力之间平衡，实现储罐安全稳定运行；采用壳体内内外气囊隔离油品挥发性油气和空气，使得储罐通过通气孔呼吸气体为空气，达到储罐无挥发性油气排气至大气中，从而实现储罐废气零排放的效果。
2、本发明所述储罐，油品与空气密闭隔开，可以保证油品挥发产生的油气为纯油气（不包含空气），气体本身无爆炸性，挥发油气可安全控制。
3、本发明储罐，油品或化学品在储存过程中，具有节能环保、工艺简单、操作安全的特点。
附图说明
图1为本发明储罐及储存系统的结构示意图。
图2为本发明储罐及储存系统中气囊支撑的俯视图。
图中，1-壳体，2-气囊支架，3-外气囊，4-油品介质油面，5-内气囊，6-通气孔、7-压力变送器、8-控制阀，9-抽气风机，10-不锈钢软管，11-控制模块，12-抽气风机压力启停控制模块，13-空气接口，14-油气出口，21-立管、22-环向支撑管，23径向支撑。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的具体情况，但不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明的储罐包括壳体1。壳体1内部包括软管10、内部气囊、气囊支架2。壳体1上设有压力变送器7和油气出口14。内部气囊包括外气囊3和内气囊5，外气囊3和内气囊5共用一个气囊顶部，气囊顶部设有空气接口13。外气囊3和所述内气囊5固定于气囊支架2上，并可沿气囊支架2上下滑动。外气囊3的底端延伸至油品介质油面4以下。软管10可用于将外气囊3与壳体1之间的油气引入内气囊5、外气囊3和油品介质之间的气体空间。油气出口14可用于将壳体1与外气囊3之间的油气抽出储罐。
进一步地，软管10由耐油材料制成，如可以为不锈钢软管或耐油橡胶软管。
进一步地，壳体1的顶部设有通气孔6，气囊顶部的空气接口13固定于通气孔6上，且二者密封连接。密封连接是指储罐外气囊3与壳体1之间的空间无法通过通气孔6连通大气。
进一步地，软管10的一端管口开口于内气囊5壁上，或者贯穿内气囊5并延伸至内气囊5、外气囊3与油品介质围成的气体空间内。软管10的另一端管口可以位于壳体1之外。优选地，软管10的一端管口穿过气囊顶部的空气接口13，另一端管口开口于内气囊5底部。
如图1-2所示，气囊支架2包括立管21、径向支撑管23和环向支撑管22。立管21位于壳体1与外气囊3之间，立管21底端位于储罐壳体1底面上，立管21顶端用于固定外气囊3。径向支撑管23为若干用于支撑立管21与壳体1的支撑，用于定位立管21径向位置。环向支撑管22为若干用于支撑立管21环向的支撑，用于定位立管21环向位置。
进一步地，压力变送器7和油气出口14均位于储罐罐顶。
本发明所述储罐中，所述壳体1、外气囊3、内气囊5以及油品油面4将储罐分为四个区域；第一区域A位于油品油面4下，储罐工作时用于储存油品介质；第二区域B位于油品油面4上及内气囊5之间的区域，储罐工作时用于储存储罐工作过程产生的挥发性油气；第三区域C位于储罐壳体1与外气囊3之间，用于储存储罐内产生的挥发性油气；第四区域D位于外气囊3内、内气囊5外，D区域通过空气接口13与储罐壳体1上的通气孔6连接，用于储存储罐内的空气。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种气体污染物减排储存系统，其中包括上面所述的储罐。
进一步地，本发明的储存系统包括储罐、抽气风机9、控制模块11等。抽气风机9的入口通过管线与油气出口14连通，抽气风机9的出口通过管线与软管10在外侧的管口连通。抽气风机9的入口与出口通过管线连通，管线上设有控制阀8。控制模块11包括压力变送器7和抽气风机压力启停控制模块12。
结合图1-2，本发明的储罐及储存系统的工作原理如下：
通过储罐内油气压力控制抽气风机9启停或调节控制阀8，实现储罐内各个气相空间平衡。当储罐内大呼吸、小呼吸排气时，压力仪表值升高至高于排气压力值时，控制模块11控制抽气风机压力启停控制模块12启动抽气风机9将区域C中的油气通过软管10送至区域B中，此时区域C中压力降低、区域B空间增加；当区域C内压力降低至稳定压力时，控制模块11停止抽气风机9，区域B空间增加的同时区域D空间减小，区域D中空气通过通气孔6排出储罐。控制模块11排气压力值可设置为0.8kPa~1.2kPa之间任一值，稳定压力值可设置为0.4kPa~0.7kPa之间任一值。当储罐大呼吸、小呼吸吸气时，开启控制阀8，区域B中的油气将通过控制阀8、由储罐油气出口14进入区域C空间中，直到区域B、区域C压力达到平衡。
Claims (11)
1.一种气体污染物减排储罐，其特征在于，所述储罐包括壳体，所述壳体内包括软管、内部气囊、气囊支架，所述壳体上设有压力变送器和油气出口；
所述内部气囊包括外气囊和内气囊，所述外气囊和内气囊共用一个气囊顶部，气囊顶部设有空气接口；
所述外气囊和所述内气囊固定于气囊支架上，并可沿气囊支架上下滑动；所述外气囊的底端延伸至油品介质表面以下；
所述的软管可用于将外气囊与壳体之间的油气引入内气囊、外气囊和油品介质之间的气体空间；
所述的油气出口可用于将壳体与外气囊之间的油气抽出储罐。
2.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述软管为不锈钢软管或耐油橡胶软管。
3.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述壳体的顶部设有通气孔，气囊顶部的空气接口固定于所述通气孔上，且二者密封连接。
4.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述软管的一端管口开口于内气囊壁上，或者贯穿内气囊并延伸至内气囊、外气囊与油品介质围成的气体空间内；所述软管的另一端管口可以位于壳体之外。
5.按照权利要求4所述的储罐，其特征在于，所述软管的一端管口穿过气囊顶部的空气接口，另一端管口开口于内气囊底部。
6.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述气囊支架包括立管、径向支撑管和环向支撑管。
7.按照权利要求6所述的储罐，其特征在于，所述的立管位于壳体与外气囊之间，立管底端位于储罐壳体地面上，立管顶端用于固定外气囊；所述的径向支撑管为若干用于支撑立管与壳体的支撑，用于定位立管径向位置；所述环向支撑管为若干用于支撑立管环向的支撑，用于定位立管环向位置。
8.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述的压力变送器和油气出口均位于储罐罐顶。
9.按照权利要求1所述的储罐，其特征在于，所述壳体、外气囊、内气囊以及油品油面将储罐分为四个区域；第一区域A位于油品界面下，储罐工作时用于储存油品介质；第二区域B位于油品油面上及内气囊之间的区域，储罐工作时用于储存储罐工作过程产生的挥发性油气；第三区域C位于储罐壳体与外气囊之间，用于储存储罐内产生的挥发性油气；第四区域D位于外气囊内、内气囊外，D区域通过空气接口与储罐壳体上的通气孔连接，用于储存储罐内的空气。
10.一种气体污染物减排储存系统，其中包括权利要求1-9任一所述的储罐。
11.按照权利要求10所述的储存系统，其特征在于，所述的储存系统包括储罐、抽气风机、控制模块；
所述抽气风机的入口通过管线与油气出口连通，抽气风机的出口通过管线与软管在外侧的管口连通；
所述抽气风机的入口与出口通过管线连通，管线上设有控制阀；
所述的控制模块包括压力变送器和抽气风机压力启停控制模块。
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