CN114435785A - 一种浮顶罐边缘密封油气收集系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮顶罐边缘密封油气收集系统。该系统包括浮盘本体、一次密封组件、二次密封组件、油气收集管网及压力监测设施；油气收集管网位于浮盘本体浮舱内，其包括吸气管、汇总收集管、平衡管及软管；汇总收集管为圆环形，汇总收集管半径延长线上设置若干吸气管；吸气管一端与汇总收集管连接，另一端穿过浮盘侧壁并开口于浮盘与罐壁的间隙内；汇总收集管的内半径线上设置若干平衡管，平衡管一端与汇总收集管连接，另一端汇总于与汇总收集管中心并与软管连通；软管与罐壁油气出口连通。本发明的系统具有安全可靠、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节能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，其中主要由边缘密封处的挂壁油品挥发。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边缘密封油气收集系统和方法。该浮顶罐边缘密封油气收集系统可以有效收集浮盘一次密封和二次密封之间挂壁油品挥发油气，避免挂壁油品挥发油气与储罐浮盘上气体空间的空气混合，使得储罐在排气时浮盘上排放的气体中VOCs浓度满足相关排放标准要求。该系统具有安全可靠、设备简单等优点。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种浮顶罐边缘密封油气收集系统。
本发明的技术方案如下：一种浮顶罐边缘密封油气收集系统，所述油气收集系统包括浮盘本体、一次密封组件、二次密封组件、油气收集管网及压力监测设施；其中，
一次密封组件、二次密封组件固定在浮盘本体边缘，油气收集管网位于浮盘本体的浮舱内；
所述的油气收集管网包括吸气管、汇总收集管、平衡管及软管；
——所述的汇总收集管为圆环形，圆环形汇总收集管与浮盘本体的圆心重合；
——圆环形汇总收集管的半径延长线上均布设置若干吸气管；吸气管一端与圆环形汇总收集管连接，另一端的吸气口穿过浮盘侧壁并开口于浮盘与罐壁的间隙内；
——圆环形汇总收集管的内半径线上均布设置若干根平衡管，平衡管一端与汇总收集管连接，另一端汇总于与圆环形汇总收集管中心并与软管连通；
——所述的软管与储罐侧壁或壳体上的油气出口相连通。
本发明中，所述的一次密封组件可以为填料囊式密封或充液囊式密封等，所述的二次密封组件可以为机械压紧式密封或舌形密封等。
本发明中，若干根平衡管是指两根以上，优选4~10根。
本发明中，所述的吸气管固定在浮盘本体边缘的侧壁上，吸气管吸气口外漏（突出于）浮盘本体边缘侧壁约10mm~50mm。吸气管吸气口位于一次密封组件和二次密封组件之间。
本发明中，圆环形汇总收集管的半径一般小于浮盘本体半径0.5~1米。
本发明中，所述的软管一端与储罐下部设置的油气出口连通，另一端连通平衡管；储罐下部设置的油气出口连通油气收集真空系统。
本发明中，所述的软管可以是耐油橡胶软管，也可以是不锈钢软管。
本发明中，所述的油气收集管网材质可以是塑料管，也可以是金属管。所述吸气管的管径一般可以为DN15~DN50，汇总收集管的管径一般可以为DN100~DN200，平衡管的管径一般可以为DN50~DN100，软管的管径一般可以为DN100~DN150。
本发明中，所述压力监测设施位于浮盘本体上，并与汇总收集管连通。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种浮顶罐边缘密封油气收集方法，其中采用前面所述的浮顶罐边缘密封油气收集系统。
所述的油气收集方法包括，在一次密封组件、二次密封组件对浮盘边缘密封的情况下，储罐罐壁挂壁油品在真空条件下加快蒸发，蒸发油气通过吸气管进入油气收集管网，收集的油气通过储罐下部油气出口进入油气收集真空系统进行回收处理；在收集挂壁油品蒸发油气的过程中，调节油气收集真空系统压力，控制压力监测设施压力为20kPa（A）~85kPa（A），实现蒸发油气收集回收处理。
本发明中所述浮顶罐边缘密封油气收集系统的工作过程包括动态吸气过程和静态停止过程；所述的动态吸气过程是指在储罐付油时，罐内液位降低，罐内油品附着在管壁上，出现储罐油品挂壁现象，储罐开始付油时启动油气收集真空系统保持油气收集管网压力为20kPa（A）~ 85kPa（A），随着储罐液位连续降低，浮顶罐边缘密封油气收集系统连续收集挂壁油品蒸发油气；所述的静态停止过程是指在储罐静储或收油时，罐内液位不变或液位升高，浮顶罐边缘密封油气收集管网压力维持常压不变。
与现有技术相比，本发明所述的浮顶罐边缘密封油气收集系统具有如下优点：
1、本发明所述浮顶罐边缘密封油气收集系统，通过在浮盘本体上设置油气收集管网，采用吸气管收集一次密封组件和二次密封组件之间的挂壁油品蒸发油气，避免储罐付油时挂壁油品蒸发油气与浮盘上气体空间的空气混合，使得储罐排放的气体中VOCs浓度满足相关排放标准要求。
2、本发明所述浮顶罐边缘密封油气收集方法，可以有效收集挂壁油品蒸发油气，收集油气至油气处理系统回收处理。与目前内浮顶罐气相空间排放废气收集处理相比，本发明提供的浮顶罐边缘密封油气收集系统所收集的油气体积少、油气浓度高，可大大降低储罐废气处理装置的规模、投资和运行能耗。
3、本发明浮顶罐边缘密封油气收集系统，油品在储存过程中，具有节能环保、安全可靠、设备简单等特点。
附图说明
图1为本发明浮顶罐边缘密封油气收集系统的结构示意图。
图2为本发明浮顶罐边缘密封油气收集系统中油气收集管网的俯视图。
图中，各数字标记分别对应：1-储罐，2-浮盘本体，3-油气收集管网，4-一次密封组件，5-二次密封组件，6-油气出口、7-软管、8-压力监测设施，31-吸气管，32-平衡管，33-汇总收集管。
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，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种浮顶罐边缘密封油气收集系统。
一种浮顶罐边缘密封油气收集系统，所述油气收集系统包括浮盘本体2、一次密封组件4、二次密封组件5、油气收集管网3和压力监测设施8。其中，一次密封组件4、二次密封组件5固定在浮盘本体2边缘，油气收集管网3位于浮盘本体2的浮舱内。
本发明中，一次密封组件4可以是填料囊式密封、充液囊式密封等；所述的二次密封组件5可以是机械压紧式密封、舌形密封等。
本发明中，油气收集管网3包括吸气管31、汇总收集管33、平衡管32及软管7。汇总收集管33为圆环形，圆环形汇总收集管33与浮盘本体2圆心重合。圆环形汇总收集管33的半径延长线上均布设置若干吸气管31。吸气管31一端与圆环形汇总收集管33连接，另一端（即吸气口）穿过浮盘侧壁并开口于浮盘与储罐1罐壁的间隙内。圆环形汇总收集管33的内半径线上均布设置若干根、优选4~10根平衡管32。平衡管32一端与汇总收集管33连接，另一端汇总于与圆环形汇总收集管31中心并与软管7连通。
本发明中，吸气管31固定在浮盘本体2边缘的侧壁上，吸气管31吸气口外漏浮盘本体2边缘侧壁约10mm~50mm。吸气管31吸气口位于一次密封组件4和二次密封组件5之间。
本发明中，圆环形汇总收集管33的半径一般小于浮盘本体2半径0.5~1米。
本发明中，所述的软管7一端与储罐1下部设置的油气出口6连通，另一端连通平衡管32；储罐1下部设置的油气出口6连通油气收集真空系统。
本发明中，所述的软管7可以是耐油橡胶软管，也可以是不锈钢软管。
本发明中，所述的油气收集管网3材质可以是塑料管，也可以是金属管。所述吸气管31的管径一般可以为DN15~DN50，汇总收集管33的管径一般可以为DN100~DN200，平衡管32的管径一般可以为DN50~DN100，软管7的管径一般可以为DN100~DN150。
本发明中，所述压力监测设施8位于浮盘本体2上，并与汇总收集管3-3连通。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种浮顶罐边缘密封油气收集方法，其中采用前面所述的浮顶罐边缘密封油气收集系统。
所述的油气收集方法包括，在一次密封组件4、二次密封组件5对浮盘边缘密封的情况下，储罐1罐壁挂壁油品在真空条件下加快蒸发，蒸发油气通过吸气管31进入油气收集管网3，收集的油气通过储罐1下部油气出口6进入油气收集真空系统进行回收处理；在收集挂壁油品蒸发油气的过程中，调节油气收集真空系统压力，控制压力监测设施8压力为20kPa（A）~ 85kPa（A），实现蒸发油气收集回收处理。
本发明中所述浮顶罐边缘密封油气收集系统的工作过程包括动态吸气过程和静态停止过程；所述的动态吸气过程是指在储罐付油时，罐内液位降低，罐内油品附着在管壁上，出现储罐1油品挂壁现象，储罐1开始付油时启动油气收集真空系统保持油气收集管网3压力为20kPa（A）~ 85kPa（A），随着储罐1液位连续降低，浮顶罐边缘密封油气收集系统连续收集挂壁油品蒸发油气；所述的静态停止过程是指在储罐1静储或收油时，罐内液位不变或液位升高，浮顶罐边缘密封油气收集管网3压力维持常压不变。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种浮顶罐边缘密封油气收集系统，所述油气收集系统包括浮盘本体、一次密封组件、二次密封组件、油气收集管网及压力监测设施；其中，
一次密封组件、二次密封组件固定在浮盘本体边缘，油气收集管网位于浮盘本体的浮舱内；
所述的油气收集管网包括吸气管、汇总收集管、平衡管及软管；
——所述的汇总收集管为圆环形，圆环形汇总收集管与浮盘本体的圆心重合；
——圆环形汇总收集管的半径延长线上均布设置若干吸气管；吸气管一端与圆环形汇总收集管连接，另一端的吸气口穿过浮盘侧壁并开口于浮盘与罐壁的间隙内；
——圆环形汇总收集管的内半径线上均布设置若干根平衡管，平衡管一端与汇总收集管连接，另一端汇总于与圆环形汇总收集管中心并与软管连通；
——所述的软管与储罐侧壁或壳体上的油气出口相连通。
2.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述的吸气管固定在浮盘本体边缘的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述吸气管的另一端即吸气口位于一次密封组件和二次密封组件之间。
4.根据权利要求3所述的油气收集系统，其特征在于，所述吸气管吸气口外漏浮盘本体边缘侧壁10mm~50mm。
5.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述圆环形汇总收集管的半径小于浮盘本体半径0.5~1米。
6.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，储罐罐壁或壳体上设置的油气出口连通油气收集真空系统。
7.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述的油气收集管网材质为塑料或金属。
8.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述压力监测设施位于浮盘本体上，并与汇总收集管连通。
9.根据权利要求1所述的油气收集系统，其特征在于，所述的一次密封组件选择填料囊式密封或充液囊式密封，所述的二次密封组件选择机械压紧式密封或舌形密封。
10.一种浮顶罐边缘密封油气收集方法，其中应用了权利要求1-9任一所述的浮顶罐边缘密封油气收集系统。
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