CN114435784B - 一种减少储罐VOCs外排的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少储罐VOCs外排的方法及装置，所述装置主要包括储罐、浮盘、环形封闭室、喷淋系统和油气收集系统，浮盘在储罐工作时上下移动，储罐工作时产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗。本发明方法及装置能够解决罐内原油和挂壁原油VOCs外排的问题，避免了原油挥发及挂壁造成的污染及损失。
Description
技术领域
本发明属于油气回收技术领域，具体涉及一种减少储罐VOCs外排的方法及装置。
背景技术
储罐是原油的主要储存设施，带浮盘储罐工作时，浮盘的上下移动会排放出VOCs，是储罐排放VOCs的主要来源，同时也造成石油产品损失。此外，浮盘的上下移动还会造成原油在罐壁上积累，长期运行粘附原油会越来越多，造成原油损失并污染环境。由于储罐逸出的油气浓度较高，且有些油气中含有硫化物，直接排放会对周围环境造成污染，带来一定的安全隐患。因此，减少或避免原油储罐及罐壁的油气释放对于石油生产和运输、防火及环境保护尤为重要。
CN105460446A公开了一种原油外浮顶储罐油气收集装置，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。但该发明设置的密封帘布只起到密封作用，并不能减少油气挥发，而且挥发的气体全部密闭输送到油气回收系统处理，处理量也较大。此外，对于长时间运行后罐壁所挂原油没有去除效果。
CN110871968A公开了一种避免VOCs排放的方法，是将液态原料存储至罐体内，在罐体内设置浮盘，浮盘浮动设置在液态原料表面；在浮盘上侧设置弹性密封体，弹性密封体上端与罐体上部密封连接，弹性密封体下端与浮盘的圆周密封连接，弹性密封体与罐体内壁之间形成密封腔，密封腔的体积随浮盘升降而变化，液态原料挥发的VOCs存储在密封腔内。该方法可以避免VOCs排放污染问题，但密封腔的体积需要随浮盘升降而变化，密封腔为软性材质；而且也不能解决罐壁原油粘附的问题，长期运行粘附原油会越来越多，造成原油损失并污染环境。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种减少储罐VOCs外排的方法及装置。本发明方法及装置能够解决罐内原油和挂壁原油VOCs外排的问题，避免了原油挥发及挂壁造成的污染及损失。
本发明第一方面提供了一种减少储罐VOCs外排的方法，是通过以下装置实现的，所述装置主要包括储罐、浮盘、环形封闭室、喷淋系统和油气收集系统，浮盘在储罐工作时上下移动，其中环形封闭室的横截面是由储罐内壁高于浮盘的A点、浮盘上距储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点以及连接A点和B点的C线构成，其中C线与A点活动密封连接，C线与B点固定密封连接，以此为横截面在储罐内绕一周形成环形封闭室，储罐工作时产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗。
本发明中，所述的储罐可以是本领域常规使用的各种带浮盘储罐，浮盘在储罐工作时能够上下移动，具体如外浮顶罐、内浮顶罐等中的任意一种。
本发明中，所述的储罐内壁上高于浮盘的A点距离浮盘的垂直距离低于储罐半径，优选为储罐半径的1/4-3/4。
本发明中，所述的浮盘上距离储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点，可以为浮盘半径的1/8-3/4之间的任意点，优选为浮盘半径1/8-1/2之间的任意点。
本发明中，所述的C线可以是直线、曲线、弧线、折线等中的任意一种，从而使环形封闭室的横截面可以是三角形、长方形、正方形、四分之一圆形、四分之一椭圆形等中的任意一种。
本发明中，所述的C线与储罐内壁上的A点活动密封连接，从而可以随浮盘上下移动，如可以采用管式密封、弹性体密封等。
本发明中，所述的C线与浮盘上表面的B点固定密封连接，如可以采用焊接等密封连接方式，从而固定环形封闭室。
本发明中，所述的环形封闭室的体积是固定，不随浮盘的升降而发生变化。
本发明中，所述的喷淋系统设置于环形封闭室内，主要包括环形空心管及其上布置的喷嘴，当浮盘上下移动时，启动喷淋系统，喷嘴喷出清洗剂进行油气回收和罐壁清洗。喷淋系统在浮盘静止时不启动。
本发明中，所述的环形空心管的横截面是圆形、椭圆形、扇形等中的任意一种。所述的喷嘴均匀布设在环形空心管上，优选为6-20个，所述喷嘴优选采用旋转喷嘴，可旋转0～±80°，以全角度喷射清洗罐壁。
本发明中，所述喷淋系统喷射的清洗剂为碱性环糊精溶液，质量浓度为50%-80%，pH为8.5-10.5。
本发明中，当浮盘向上移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘向下移动时，启动喷淋系统的同时启动油气收集系统，残余油气经过管路输送至油气收集系统。
本发明第二方面提供了一种用于上述减少储罐VOCs外排方法的装置，所述装置主要包括储罐、浮盘、环形封闭室、喷淋系统和油气收集系统。浮盘在储罐工作时上下移动，其中环形封闭室的横截面是由储罐内壁高于浮盘的A点、浮盘上距储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点以及连接A点和B点的C线构成，其中C线与A点活动密封连接，C线与B点固定密封连接，以此为横截面在储罐内绕一周形成环形封闭室，储罐工作时产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明针对带浮盘储罐无组织排放油气的特点，在原油储罐内壁和浮盘上构建环形封闭室，并在环形封闭室内设置喷淋系统，，在浮盘上下移动时同时进行油气吸收和罐壁所挂原油的清洗，减少原油储罐VOCs外排以及原油挂壁造成的损失和污染。
（2）本发明以碱性环糊精溶液作为清洗剂，可以同时实现回收油气和罐壁原油的快速清洗，特别是该清洗剂进入原油几乎不影响原油性质，廉价、无毒无害。
（3）本发明在浮盘向上移动时启动喷淋系统，油气吸收效果较好；在浮盘向下移动时启动油气收集系统，少量残余油气经输送至油气收集系统，显著减少了VOCs外排量。
（4）本发明的环形封闭室可对挥发性VOCs进行收集，对因浮盘密封性差而引起的油气泄露进行二次密封，有效减少了油气泄露。
附图说明
图1是本发明装置的一种结构示意图；
1-储罐，2-浮盘，3-环形封闭室，4-环形空心管，5-喷嘴，6-油气收集系统，7-清洗剂。
图2是本发明装置中环形封闭室、喷淋系统的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明处理方法及效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均从常规生化试剂商店购买得到。
本发明实施例采用的处理装置如图1所述，主要包括储罐1、浮盘2、环形封闭室3、喷淋系统和油气收集系统6，其中环形封闭室3的横截面是由储罐内壁高于浮盘上表面的A点、浮盘上表面距离储罐内壁小于浮盘半径的B点以及连接A点和B点的C线构成，其中C线与A点活动密封连接，C线与B点固定密封连接，以此为横截面在储罐内绕一周形成环形封闭室。其中喷淋系统主要包括环形空心管4和喷嘴5。
浮盘2在储罐工作时上下移动，产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，即在环形封闭室内安装有环形空心管4和旋转喷嘴5，均匀设置6～20个喷嘴，可调节喷嘴的喷射方向，喷嘴旋转角度为0～±80°。清洁剂通过输送软管输送至喷淋系统，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗。
实施例1
储罐为一外浮顶罐，储罐内壁高于浮盘上表面的A点距离浮盘的垂直距离为储罐半径的1/4，B点为浮盘上表面距离浮盘中心1/8半径的点，C线是四分之一椭圆形，C线与储罐内壁上的A点活动密封连接，可以随浮盘上下移动，C线与浮盘上表面的B点焊接固定密封连接，由此构建的环形封闭室的体积是固定，不随浮盘的升降而发生变化。所述的环形空心管的横截面是圆形，8个旋转喷嘴均匀布设在环形空心管上，可旋转±45°。所述清洗剂为碱性环糊精溶液，质量浓度为70%，pH为9.5。当浮盘上下移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘静止时，不启动喷淋系统。
从外浮顶罐外部通过软管将清洗剂环糊精碱性溶液输送至喷淋系统，喷淋系统的旋转喷嘴将环糊精溶液喷洒到环形封闭室内部和罐壁，随后清洗剂及原油会进入到罐内。
经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量50%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
实施例2
储罐为一外浮顶罐，储罐内壁高于浮盘上表面的A点距离浮盘的垂直距离为储罐半径的1/2，B点为浮盘上表面距离浮盘中心1/4半径的点，C线是直线，C线与储罐内壁上的A点活动密封连接，可以随浮盘上下移动，C线与浮盘上表面的B点焊接固定密封连接，由由此构建的环形封闭室的横截面是三角形，体积是固定，不随浮盘的升降而发生变化。所述的环形空心管的横截面是圆形，12个旋转喷嘴均匀布设在环形空心管上，可旋转±60°。所述清洗剂为碱性环糊精溶液，质量浓度为60%，pH为9。当浮盘上下移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘静止时，不启动喷淋系统。
从外浮顶罐外部通过软管将清洗剂环糊精碱性溶液输送至喷淋系统，喷淋系统的旋转喷嘴将环糊精溶液喷洒到环形封闭室内部和罐壁，随后清洗剂及原油会进入到罐内。
经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量52%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
实施例3
储罐为一外浮顶罐，储罐内壁高于浮盘上表面的A点距离浮盘的垂直距离为储罐半径的3/4，B点为浮盘上表面距离浮盘中心1/2半径的点，C线是垂直折线，C线与储罐内壁上的A点活动密封连接，可以随浮盘上下移动，C线与浮盘上表面的B点焊接固定密封连接，由此构建的环形封闭室的横截面是长方形，体积固定，不随浮盘的升降而发生变化。所述的环形空心管的横截面是圆形，16个旋转喷嘴均匀布设在环形空心管上，可旋转±30°。所述清洗剂为碱性环糊精溶液，质量浓度为80%，pH为10.5。当浮盘上下移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘静止时，不启动喷淋系统。
从外浮顶罐外部通过软管将清洗剂环糊精碱性溶液输送至喷淋系统，喷淋系统的旋转喷嘴将环糊精溶液喷洒到环形封闭室内部和罐壁，随后清洗剂及原油会进入到罐内。
经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量55%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
实施例4
同实施例1，不同在于：当浮盘向上移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘向下移动时，启动喷淋系统的同时启动油气收集系统，残余油气经过管路输送至油气收集系统。经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量55%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
实施例5
同实施例3，不同在于：当浮盘向上移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗，当浮盘向下移动时，启动喷淋系统的同时启动油气收集系统，残余油气经过管路输送至油气收集系统。经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量60%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
比较例1
同实施例1，不同在于：未设置喷淋系统。经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量55%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
比较例2
同实施例1，不同在于：清洗剂采用环糊精溶液，但是未调节pH为碱性。经过3个月运行后，减少了储罐VOCs外排量20%以上，罐壁几乎没有挂壁原油，储罐运行稳定。
比较例3
同实施例1，不同在于：按照CN105460446A设置密封帘布。经过3个月运行后，储罐VOCs外排量没有太大变化，油气回收系统规模较大，罐壁挂壁原油较多。
Claims (14)
1.一种减少储罐VOCs外排的方法，其特征在于是通过以下装置实现的，所述装置主要包括储罐、浮盘、环形封闭室、喷淋系统和油气收集系统，浮盘在储罐工作时上下移动，其中环形封闭室的横截面是由储罐内壁高于浮盘的A点、浮盘上距储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点以及连接A点和B点的C线构成，其中C线与A点活动密封连接，C线与B点固定密封连接，以此为横截面在储罐内绕一周形成环形封闭室，储罐内壁上高于浮盘的A点距离浮盘的垂直距离低于储罐半径，浮盘上距离储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点为浮盘半径的1/8-3/4之间的任意点，储罐工作时产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗；当浮盘向上移动时，启动喷淋系统进行油气回收和罐壁清洗；当浮盘向下移动时，启动喷淋系统的同时启动油气收集系统，残余油气经过管路输送至油气收集系统；所述喷淋系统喷射的清洗剂为碱性环糊精溶液，质量浓度为50%-80%，pH为8.5-10.5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的储罐是带浮盘的外浮顶罐、内浮顶罐中的任意一种，浮盘在储罐工作时能够上下移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的储罐内壁上高于浮盘的A点距离浮盘的垂直距离为储罐半径的1/4-3/4。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的浮盘上距离储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点为浮盘半径1/8-1/2之间的任意点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的C线是直线、曲线、弧线、折线中的任意一种，从而使环形封闭室的横截面是三角形、长方形、正方形、四分之一圆形、四分之一椭圆形中的任意一种。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述的C线与储罐内壁上的A点活动密封连接，能够随浮盘上下移动，采用管式密封、弹性体密封中任意一种。
7.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述的C线与浮盘上表面的B点固定密封连接，采用焊接密封连接。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述的环形封闭室的体积是固定，不随浮盘的升降而发生变化。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的喷淋系统设置于环形封闭室内，主要包括环形空心管及其上布置的喷嘴，当浮盘上下移动时，启动喷淋系统，喷嘴喷出清洗剂进行油气回收和罐壁清洗；喷淋系统在浮盘静止时不启动。
10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于：所述的环形空心管的横截面是圆形、椭圆形、扇形中的任意一种。
11.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于：所述的喷嘴均匀布设在环形空心管上，为6-20个。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述喷嘴采用旋转喷嘴，能旋转0～±80°。
13.一种用于权利要求1-12任意一项所述减少储罐VOCs外排方法的处理装置，其特征在于：所述装置主要包括储罐、浮盘、环形封闭室、喷淋系统和油气收集系统。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：浮盘在储罐工作时上下移动，其中环形封闭室的横截面是由储罐内壁高于浮盘的A点、浮盘上距储罐内壁水平距离小于浮盘半径的B点以及连接A点和B点的C线构成，其中C线与A点活动密封连接，C线与B点固定密封连接，以此为横截面在储罐内绕一周形成环形封闭室，储罐工作时产生的VOCs收集至环形封闭室内，喷淋系统设置于环形封闭室内，在浮盘上下移动时启动喷淋系统进行油气吸收和罐壁清洗。
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2020
- 2020-10-31 CN CN202011197028.0A patent/CN114435784B/zh active Active
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