CN114435786B - 一种具有缓存挥发油气功能的储罐及储存系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有缓存挥发油气功能的储罐。所述储罐包括壳体;壳体内设有浮盘、内部气囊;壳体的顶部设置罐顶通气孔;内部气囊的顶部设有空气接口,空气接口与罐顶通气孔固定、密闭连接;空气接口用于往内部气囊引入空气或将空气排出内部气囊;气囊底部位于浮盘上方,并与浮盘固定连接。本发明的储罐通过进气风机连续运行、储罐内压力连续调节,实现了储罐内三个区域空间和压力之间平衡,实现储罐安全稳定运行。本发明储罐隔离了油品挥发性油气和空气,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。

Description

一种具有缓存挥发油气功能的储罐及储存系统
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具有缓存挥发油气功能的储罐及其储存系统。
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。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。
CN201010222137.3公开了一种储罐排放恶臭废气的处理方法,储罐排放废气引入废气处理装置,废气处理装置运行时,废气首先经过低温吸收塔,废气经过馏分油吸收后,净化了绝大部分烃类和大部分有机硫化物;经过吸收塔的废气进入环流脱硫反应器净化,经过环流脱硫反应器的净化气由排气筒排放。本发明具有流程简单,吸收剂易得,净化效率高等优点。适用于处理各种化工储罐呼吸气治理。但采用该方法处理储罐排放气存在装置投资大、净化气不达标等问题。
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。
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,本发明提供了一种具有缓存挥发油气功能的储罐及储存系统,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。
本发明第一方面提供了一种具有缓存挥发油气功能的储罐,所述储罐包括壳体;所述壳体内设有浮盘、内部气囊;所述壳体的顶部设置罐顶通气孔;
所述内部气囊的顶部设有空气接口,空气接口与罐顶通气孔固定、密闭连接;所述空气接口用于往内部气囊引入空气或将空气排出内部气囊;
所述气囊底部位于浮盘上方,并与浮盘固定连接。
本发明所述的储罐中,所述内部气囊的直径小于或等于浮盘的直径,优选内部气囊的直径与浮盘的直径基本一致。
本发明所述的储罐中,所述壳体上还设置有压力监测系统。所述的压力监测系统位于储罐罐顶或储罐上部。罐顶通气孔优选位于储罐顶部中心,通气孔内径通常比气囊空气进口外径大5mm~20mm。
本发明所述的储罐中,所述壳体、浮盘、内部气囊将储罐分为三个区域;第一区域A位于浮盘下方,储罐工作时用于储存油品介质;第二区域B位于浮盘上的内部气囊区域,储罐工作时用于储存空气;第三区域C位于储罐壳体与内部气囊之间,用于储存储罐内产生的挥发性油气。
本发明第二方面提供了一种具有缓存挥发油气功能的储存系统,所述储存系统包括上面所述的储罐。
具体来说,所述的储存系统包括储罐、进气风机、气体单向阀及控制模块等;
所述控制模块包括压力监测系统和排气阀;所述的进气风机用于将大气引入内部气囊(即区域B)中;所述进气风机的出口通过三通与排气阀进口和罐顶的气囊空气接口分别连通。
进一步地,在气囊顶部空气接口的连接管线上设有安全泄压阀。安全泄压阀通过三通、管线与气囊空气接口、进气风机出口连通。在进气风机出口管线上设置气体单向阀。
本发明储存系统的工作原理如下:
通过储罐内油气压力连续调节、控制排气阀开度,维持气囊内部压力和油气空间压力稳定,实现储罐内废气零排放。在储罐正常运行过程中,进气风机连续运行。当储罐油气空间(区域C)压力低于稳定压力值时,排气阀开度逐渐关小,进气风机所抽空气进入气囊内,使得空气空间区域B的空间增加,区域C的空间相应减小,实现储罐内压力平衡。当储罐内油气空间(区域C)压力增高于稳定压力值时,排气阀开度逐渐增大,进气风机所抽空气通过排气阀排空,且空气空间区域B内的空气也通过排气阀外排到大气中,区域C空间增加,实现储罐内压力平衡。控制模块稳定压力值可设置为0.8kPa~1.2kPa之间任一值。当储罐油气空间(区域C)压力高于安全排放值时,区域C中的空气通过安全泄压阀外排,保证储罐安全运行。储罐安全排放值可设置为1.5kPa~2.0kPa之间任一值。
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进气风机连续运行、储罐内压力连续调节,实现了储罐内三个区域空间和压力之间平衡,实现储罐安全稳定运行;采用壳体内气囊隔离油品挥发性油气和空气,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。
图中,1-壳体,2-浮盘,3-气囊,4-空气接口,5-压力监测系统,6-安全泄压阀、7-排气阀,8-放空管,9-空气进管,10-进气风机,11-单向阀,12-控制模块,13-通气孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做更详细的描述。
如图1所示,本发明的储罐包括壳体1;壳体内设有浮盘2、内部气囊3;壳体1的顶部设置罐顶通气孔13;内部气囊3的顶部设有空气接口4,空气接口4与罐顶通气孔13固定、密闭连接;空气接口4用于往内部气囊3引入空气或将空气排出内部气囊3,且均与大气相通。气囊3底部位于浮盘2上方,并与浮盘2固定连接,内部气囊3直径与浮盘2直径基本一致。
本发明的储罐中,壳体1上还设置有压力监测系统5。压力监测系统5位于储罐罐顶或储罐上部。罐顶通气孔13优选位于储罐顶部中心,通气孔13内径通常比气囊空气接口4外径大5mm~20mm。
本发明所述的储罐中,壳体1、浮盘2、内部气囊3将储罐分为三个区域;第一区域A位于浮盘2下方,储罐工作时用于储存油品介质;第二区域B位于浮盘2上的内部气囊3区域,储罐工作时用于储存空气;第三区域C位于储罐壳体1与内部气囊3之间,用于储存储罐内产生的挥发性油气。
本发明第二方面提供了一种具有缓存挥发油气功能的储存系统,所述储存系统包括上面所述的节能储罐。
具体来说,本发明的储存系统包括储罐、进气风机10、气体单向阀11及控制模块12等。控制模块12包括压力监测系统5和排气阀7。进气风机10用于将大气引入内部气囊3(即区域B)中。进气风机10的出口通过三通与排气阀7进口和罐顶的气囊空气接口4分别连通。
其中,在气囊顶部空气接口4的连接管线上设有安全泄压阀6。安全泄压阀6通过三通、管线分别与气囊空气接口4、进气风机10出口连通。在进气风机10出口管线上设置气体单向阀11。
结合附图,本发明储存系统的工作原理如下:
通过储罐内油气压力连续调节、控制排气阀7开度,维持气囊3内部压力和油气空间压力稳定,实现储罐内废气零排放。在储罐正常运行过程中,进气风机10连续运行。当储罐油气空间(区域C)压力低于稳定压力值时,排气阀7开度逐渐关小,进气风机10所抽空气进入气囊3内,使得空气空间区域B的空间增加,区域C的空间相应减小,实现储罐内压力平衡。当储罐内油气空间(区域C)压力增高于稳定压力值时,排气阀7开度逐渐增大,进气风机10所抽空气通过排气阀7排空,且空气空间区域B内的空气也通过排气阀7外排到大气中,区域C空间增加,实现储罐内压力平衡。控制模块12稳定压力值可设置为0.8kPa~1.2kPa之间任一值。当储罐油气空间(区域C)压力高于安全排放值时,区域C中的空气通过安全泄压阀6外排,保证储罐安全运行。储罐安全排放值可设置为1.5kPa~2.0kPa之间任一值。

Claims (6)

1.一种具有缓存挥发油气功能的储存系统的废气零排放方法,其特征在于,所述储存系统包括储罐、进气风机、气体单向阀及控制模块;所述储罐包括壳体;所述壳体内设有浮盘、内部气囊;所述壳体的顶部设置罐顶通气孔;所述内部气囊的顶部设有空气接口,空气接口与罐顶通气孔固定、密闭连接;所述空气接口用于往内部气囊引入空气或将空气排出内部气囊,且均与大气相通;所述气囊底部位于浮盘上方,并与浮盘固定连接;
所述控制模块包括压力监测系统和排气阀;所述的进气风机用于将大气引入内部气囊中;所述进气风机的出口通过三通与排气阀进口和罐顶的气囊空气接口分别连通;在气囊顶部空气接口的连接管线上设有安全泄压阀;
所述零排放方法包括:
在储罐正常运行过程中,进气风机连续运行;
当储罐油气空间压力低于稳定压力值时,排气阀开度逐渐关小,进气风机所抽空气进入气囊内,使得空气空间的空间增加,油气空间的空间相应减小,实现储罐内压力平衡;
当储罐内油气空间压力增高于稳定压力值时,排气阀开度逐渐增大,进气风机所抽空气通过排气阀排空,且空气空间内的空气也通过排气阀外排到大气中,油气空间的空间增加,实现储罐内压力平衡;控制模块稳定压力值设置为0.8kPa~1.2kPa之间任一值;
当储罐油气空间压力高于安全排放值时,区域C中的空气通过安全泄压阀外排,保证储罐安全运行;储罐安全排放值设置为1.5kPa~2.0kPa之间任一值;
其中,空气空间为位于浮盘上的内部气囊区域,储罐工作时用于储存空气;油气空间位于储罐壳体与内部气囊之间,用于储存储罐内产生的挥发性油气。
2.根据权利要求1所述的废气零排放方法,其特征在于,内部气囊的直径小于或等于浮盘的直径。
3.根据权利要求1所述的废气零排放方法,其特征在于,所述壳体上还设有压力监测系统,所述的压力监测系统位于储罐罐顶或储罐上部。
4.根据权利要求1所述的废气零排放方法,其特征在于,所述的罐顶通气孔位于储罐顶部中心。
5.根据权利要求1所述的废气零排放方法,其特征在于,所述的安全泄压阀通过三通、管线与气囊空气接口、进气风机出口连通。
6.根据权利要求1所述的废气零排放方法,其特征在于,所述进气风机的出口管线上设置气体单向阀。
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