CN114684500A - 一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置及回收方法。所述密封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；所述吸油组件包括外部的耐磨吸油层、内部的柔性吸油材料及上部的挤压构件；其中，所述挤压构件包括：压板，所述压板设置于耐磨吸油层的上方；限位槽，所述限位槽固定在压板外边缘上表面，限位槽的开槽方向朝向罐壁，限位槽内设置若干磁铁块；限位杆，限位杆固定于压板靠近中间的位置；限位挡板，限位挡板设置在浮盘外沿，并向罐壁方向延伸至所述限位杆的上方。本发明的密封装置可以对挂壁油品进行原位回收，降低油品蒸发损失，具有安全可靠、设备简单的优点。
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储存浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置和方法。
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%。逸散油气一方面会导致资源浪费，另一方面会造成环境污染，因为VOCs是大气污染物，它会导致光化学反应，并且是臭氧和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物。此外，挥发的油气和空气易形成爆炸性混合物，聚集在地面的油气会给企业带来极大的安全隐患。因此，对逸散油气进行回收，对于企业的安全生产、环境保护以及经济和社会效益意义重大。
目前，对蒸气压较高的油品和有机化学品储罐，通常在罐内安装浮盘、建成外浮顶罐或内浮顶罐来控制VOCs排放，与固定顶罐相比，浮顶罐能够减少油品损失80%以上。但即便如此，通过安装浮盘的方式仍无法满足国家及地方的排放标准，通常要对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，即进行末端治理，如冷凝法、吸收法、吸附法及催化氧化、蓄热氧化等。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普遍存在工艺流程长、装置投资高、运行费用高等问题。油品采用浮顶罐储存时，油品挥发主要来自于储罐挂壁油品损耗和浮盘密封泄露挥发损失。其中挂壁油品损耗是在储罐发料过程中，当处于低液位时，残留在罐内壁的油品随即蒸发，造成挂壁油品蒸发损耗。
目前浮盘的密封设计，如采用液体镶嵌式、机械式鞋形、边缘刮板及双封式等高效密封方式，设计的主要出发点是起气体密闭，防泄漏作用，对挂壁油品处理有限。
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。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对挂壁油品处理存在的不足，本发明提供了一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置和方法。该浮顶罐高效密封装置可以对挂壁油品进行原位回收，有效减少储罐挂壁油品量，降低油品蒸发损失，从而降低储罐VOCs排放量，并具有安全可靠、设备简单等优点。
本发明第一方面提供了一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置，所述高效密封装置位于储罐浮盘与储罐罐壁之间；
所述的高效密封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；
所述吸油组件包括外部的耐磨吸油层、内部的柔性吸油材料及上端的挤压构件；
所述柔性吸油材料的外部包裹耐磨吸油层，所述挤压构件位于外部耐磨吸油层的上方；
其中，所述的挤压构件包括：
——压板，所述压板设置于耐磨吸油层的上方；
——限位槽，所述限位槽固定在压板外边缘（即靠近罐壁一端）的上表面；限位槽的开槽方向朝向罐壁；所述限位槽内（即开槽与罐壁之间）设置若干磁铁块；
——限位杆，所述限位杆固定于压板靠近中间的位置；
——限位挡板，所述限位挡板设置在浮盘外沿，并向罐壁方向延伸至所述限位杆的上方。
进一步的，所述的压板可以为环形板，或者包括若干段彼此间隔的扇形板。相应的，所述的限位板可以为环形板，或者包括若干段彼此间隔的扇形板。
进一步的，所述吸油组件可重复吸油使用。所述的耐磨吸油层可以为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；所述的吸油材料可以为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫、乙烯聚合物等天然有机类、天然无机类或化学合成类的柔性、回弹性能好且可挤压再生材料中的一种。
进一步的，所述的限位槽、压板及限位杆为一体式结构。所述限位槽的外边缘（与罐壁接触一侧）、压板外边缘及压板内边缘（与浮盘边缘接触一侧）均设置滚轮，滚轮分别与储罐内壁及浮盘外沿壁面接触。
进一步的，所述的磁铁块优选为圆弧形，圆弧弧度与储罐壁弧度一致。圆弧的长度一般为200mm~600mm。磁铁块沿储罐壁圆周方向依次均匀排布。相邻磁铁块相对端面的间距一般为20mm~100mm。磁铁高度为限位槽内高的1/4~1/2，磁铁块能够在限位槽内上下滑动。
进一步的，所述限位挡板的径向长度超过限位杆外端。柔性吸油材料为松弛状态时，限位杆上端与限位挡板下端接触。所述的挤压构件可以为碳钢、不锈钢材质。
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。
本发明高效密封装置中的其他技术，如一次密封组件、二次密封组件等，均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挂壁油品原位回收方法，其中应用了前面所述的高效密封装置。
本发明所述浮顶罐挂壁油品原位回收方法包括高效密封装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
所述高效密封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残留现象，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装置，一次密封组件、二次密封组件及吸油组件中的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料随着浮盘同步下降，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；挤压构件中限位槽内的磁铁块依靠对罐内壁的磁吸力使得挤压构件相对浮盘下降相对滞后，当吸油组件中的内部柔性吸油材料为完全松弛状态时，挤压构件中的限位杆上端与限位挡板下端接触，限位挡板带动挤压构件及吸油组件整体随浮盘下降；下降过程中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，减少挂壁油品残留量。
所述高效密封装置静态密封过程是指储罐内液位不发生变化时，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装置，一次密封组件、二次密封组件及吸油组件中的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料随着浮盘同步上升，挤压构件中限位槽内的磁铁块依靠对罐内壁的磁吸力使得挤压构件相对于浮盘上升滞后，挤压构件中的压板对吸油材料进行挤压，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。挤压到一定程度后，挤压构件及吸油组件整体随浮盘上升。
与现有技术相比，本发明所述的高效密封装置和方法具有如下优点：
1、本发明的浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置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、本发明的高效密封装置中设置柔性吸油材料，并利用液面浮力，配合浮盘构件对吸油材料进行挤压，伴随浮盘的“下降-上升”反复进行“吸油-再生”，与目前浮盘采用的常规高效密封相比，可以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为本发明浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置的吸油组件吸油过程原理示意图。
图2为本发明浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置的吸油组件排油过程原理示意图。
图1-2中，各数字标记分别对应：1-储罐罐壁，2-浮盘，3-一次密封组件，4-吸油组件，5-二次密封组件，6-压板，7-限位杆，8-限位挡板，9-限位槽，10-滚轮，11-磁铁块，12-柔性吸油材料，13-耐磨吸油层，14-挤压构件。
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”、“设置”、“固定”、“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，或者为一体地连接；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，本发明第一方面提供了一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置，所述高效密封装置位于储罐浮盘2与储罐罐壁1之间。
本发明所述的高效密封装置由下至上依次包括一次密封组件3、吸油组件4和二次密封组件5，所述密封装置设置在浮盘2边缘；
所述的一次密封组件3、吸油组件4、二次密封组件5为圆环形结构；
所述吸油组件4包括外部的耐磨吸油层13、内部柔性吸油材料12及上端挤压构件14；所述吸油组件4可重复吸油使用；
所述内部柔性吸油材料12被包裹在外部耐磨吸油层13里面，挤压构件14位于外部耐磨吸油层13上端。
进一步地，所述的外部耐磨吸油层13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12可以为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫、乙烯聚合物等天然有机、天然无机或化学合成类的柔性、回弹性能好且可挤压再生材料中的一种。
进一步地，所述的挤压构件14由若干的磁铁块11、限位槽9、压板6、限位杆7、限位挡板8、滚轮10构成。所述限位槽9、压板6及限位杆7为一体式结构。所述限位槽9设置于压板6外边缘，开槽方向朝向罐壁1。所述限位槽9、压板6外边缘及压板6内边缘均设置滚轮10，滚轮10分别与储罐内壁及浮盘外沿壁面接触。所述磁铁块11设置于限位槽9内，磁铁块11优选为圆弧形，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11沿储罐壁1圆周方向依次排布，相邻磁铁块11相对端面的间距一般为20mm~100mm。磁铁高度为限位槽内高的1/4~1/2，能够在限位槽9内上下滑动。所述限位杆7位于压板6中间位置。所述限位挡板8设置在浮盘2外沿、限位杆7上端，限位挡板8径向长度超过限位杆7外端。柔性吸油材料12松弛状态时，限位杆7上端与限位挡板8下端接触。所述的挤压构件14可以为碳钢、不锈钢材质。
如图1、图2所示，本发明第二方面提供了一种浮顶罐挂壁油品原位回收方法，其中应用了前面所述的高效密封装置。所述浮顶罐挂壁油品原位回收方法包括高效密封装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
所述高效密封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残留现象，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装置，一次密封组件3、二次密封组件5及吸油组件4中的耐磨吸油层13、内部柔性吸油材料12随着浮盘2同步下降，一次密封组件3对罐壁挂壁油品进行刮油，减少挂壁油品厚度；挤压构件14中限位槽9内的磁铁块11依靠对罐内壁的磁吸力使得挤压构件14相对浮盘2下降相对滞后，当吸油组件4中的内部柔性吸油材料12为完全松弛状态时，挤压构件14中的限位杆7上端与限位挡板8下端接触，限位挡板8带动挤压构件14及吸油组件4整体随浮盘2下降；下降过程中吸油组件4对刮油后的油膜进行吸油，吸油组件4中外部耐磨吸油层13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12中储存，随着液位下降，吸油组件4不断对罐壁油膜进行吸油处理，减少挂壁油品残留量。
所述高效密封装置静态密封过程是指储罐内液位不发生变化时，浮盘2静止于储罐内，一次密封组件3、吸油组件4及二次密封组件5处于静止状态，吸油组件4处于储油阶段。
所述高效密封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装置，一次密封组件3、二次密封组5及吸油组件4中的耐磨吸油层13、内部柔性吸油材料12随着浮盘2同步上升，挤压构件14中限位槽9内的磁铁块11依靠对罐内壁的磁吸力使得挤压构件14相对浮盘2上升相对滞后，挤压构件14中的压板6对吸油材料12进行挤压，使得吸油材料12中油品挤压出来，并流经一次密封组件3与罐壁1的间隙进入储罐储存油品中，实现吸油组件4排油过程。挤压到一定程度后，挤压构件14及吸油组件4整体随浮盘2上升。
Claims (16)
1.一种浮顶罐挂壁油品原位回收高效密封装置，所述高效密封装置位于储罐浮盘与储罐罐壁之间；所述的高效密封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；
所述吸油组件包括耐磨吸油层、柔性吸油材料和挤压构件；
所述柔性吸油材料的外部包裹耐磨吸油层，所述挤压构件位于耐磨吸油层的上方；
其中，所述的挤压构件包括：
——压板，所述压板设置于耐磨吸油层的上方；
——限位槽，所述限位槽固定在压板外边缘的上表面；限位槽的开槽方向朝向罐壁；所述限位槽内设置若干磁铁块；
——限位杆，所述限位杆固定于压板靠近中间的位置；
——限位挡板，所述限位挡板设置在浮盘外沿，并向罐壁方向延伸至所述限位杆的上方。
2.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述的压板为环形板，或者包括若干段彼此间隔的扇形板；相应的，所述的限位挡板为环形板，或者包括若干段彼此间隔的扇形板。
4.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述的耐磨吸油层为PP织物、聚苯乙烯织物、金属皂类、合成树脂材料中的一种；所述的柔性吸油材料为木棉、纸浆、聚氨酯泡沫、乙烯聚合物材料中的一种。
5.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述的限位槽、压板及限位杆为一体式结构。
6.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述限位槽的外边缘、压板外边缘及压板内边缘均设置滚轮，滚轮分别与储罐内壁及浮盘外沿壁面接触。
7.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述的磁铁块为圆弧形，圆弧弧度与储罐壁弧度一致。
8.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，若干磁铁块沿储罐壁圆周方向依次均匀排布。
9.根据权利要求1或8所述的高效密封装置，其特征在于，相邻磁铁块相对端面的间距为20mm~100mm，磁铁块高度为限位槽内高的1/4~1/2，磁铁块能够在限位槽内上下滑动。
10.根据权利要求1所述的高效密封装置，其特征在于，所述限位挡板的径向长度超过限位杆外端。
11.根据权利要求1或10所述的高效密封装置，其特征在于，所述柔性吸油材料为松弛状态时，限位杆上端与限位挡板下表面接触。
12.一种浮顶罐挂壁油品原位回收方法，其中应用了权利要求1-11任一所述的高效密封装置。
13.根据权利要求12所述的回收方法，其特征在于，所述浮顶罐挂壁油品原位回收方法包括高效密封装置吸油过程、静态密封过程和排油过程。
14.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，所述高效密封装置吸油过程是指储罐内油品液位降低时，一次密封组件、二次密封组件及吸油组件中的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料随着浮盘同步下降，一次密封组件对罐壁挂壁油品进行刮油，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。
15.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，所述高效密封装置静态密封过程是指储罐内液位不发生变化时，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。
16.根据权利要求13所述的回收方法，其特征在于，所述高效密封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，一次密封组件、二次密封组件及吸油组件中的耐磨吸油层、内部柔性吸油材料随着浮盘同步上升，挤压构件中的压板对吸油材料进行挤压，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。
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