CN116062321A - 一种节能减排储罐及减排方法 - Google Patents

一种节能减排储罐及减排方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能减排储罐。所述储罐包括壳体和壳体内部的浮盘、内部气囊、气囊支柱,储罐外部的缓冲罐、进气风机和排气阀;气囊中心设有套装气囊支柱的圆柱孔,圆柱孔底部与气囊底部连接,圆柱孔顶部与气囊顶部连接且被密封;圆柱孔旁边设有气囊空气进出口;内部气囊底部位于浮盘上表面,并与浮盘固定连接,内部气囊直径与浮盘直径一致;壳体设置压力监测系统和罐壁空气进口;气囊空气进出口通过不锈钢软管与罐壁空气进口连通;所述罐壁空气进口通过管线依次与缓冲罐和进气风机出口连接;所述排气阀一端与罐壁空气进口和缓冲罐连通,排气阀的另一端连通大气。本发明储罐不向环境排放污染物,具有安全可靠、设备简单的优点。

Description

一种节能减排储罐及减排方法
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减排方法。
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%,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。
WO9604978采用活性炭作为吸附剂,使用两塔交替再生-吸附工艺,真空泵变压解吸,解吸气体经冷凝器冷凝回收。活性炭吸附油气组分时,吸附放热使活性炭床层有较大温升,特别是油气浓度较高时,活性炭床层极易产生局部过热的现象,从而减少了吸附剂的使用寿命,使操作过程存在安全隐患。此外,油气中含较多高沸点有机物时,这些有机物容易被活性炭吸附,但难以通过抽真空解吸,这会显著减少吸附剂使用寿命。
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。
现有储罐主要为拱顶罐、内浮顶罐和外浮顶罐,储罐呼吸过程中存在吸气、排气过程,储罐存在排放污染物的现象,排放气需要达标治理,存在治理工艺较为复杂、治理成本高等问题。另外,为了将储罐排放气集中治理,需要将储罐气相空间连通,因此,在排放气集中治理时,需要考虑罐区的安全问题。
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,本发明提供了一种节能减排储罐及减排方法,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,本发明提供了一种节能减排储罐。
一种节能减排储罐,所述储罐包括壳体和位于壳体内部的浮盘、内部气囊、气囊支柱,位于储罐外部的缓冲罐、进气风机和排气阀;
所述气囊中心设有套装气囊支柱的圆柱孔,所述圆柱孔底部与气囊底部连接,圆柱孔顶部与气囊顶部连接且被密封;所述圆柱孔旁边设有气囊空气进出口;
所述内部气囊底部位于浮盘上表面,并与浮盘固定连接,内部气囊直径与浮盘直径一致;
所述壳体设置压力监测系统和罐壁空气进口;所述气囊空气进出口通过不锈钢软管与罐壁空气进口连通;所述罐壁空气进口通过管线依次与缓冲罐和进气风机出口连接;
所述排气阀一端与罐壁空气进口和缓冲罐连通,排气阀的另一端连通大气。
进一步,压力监测系统通常设置于储罐罐顶,罐壁空气进口通常储罐壳体下端(罐内浮盘以下)。压力监测系统用于监控罐内压力、开关排气阀和启停进气风机。
进一步,所述浮盘中心设有穿透孔,气囊支柱贯穿穿透孔,套装于气囊中心圆柱孔中;气囊支柱上端支撑气囊顶部,气囊支柱下端支撑于储罐底板。所述浮盘直径比壳体内径小100~400 mm。
进一步,所述圆柱孔直径一般为气囊支柱直径的2~6倍,优选2~4倍。
进一步,所述空气进出口距离圆柱孔中心400~800 mm,优选400~600 mm。
进一步,本发明的储罐中,壳体、浮盘、内部气囊将储罐分为三个区域:A区域位于浮盘下方空间,储罐工作时用于储存油品介质;B区域位于浮盘上方的内部气囊区域,储罐工作时用于储存空气;C区域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。
进一步,进气风机用于将大气中空气引入B区域中,进气风机出口与缓冲罐连通,缓冲罐气体出口通过三通与排气阀进口和罐壁空气进口分别连通。缓冲罐用于空气缓冲稳压。
本发明第二方面提供了一种储罐减排方法,其中应用了前面所述的节能减排储罐。
本发明的储罐储罐减排方法,包括以下内容:
(1)通过储罐内油气压力控制进气风机启停和排气阀开关,改变B区域空间内空气的量,调节壳体内C区域油气储存空间大小,实现储罐无油气外排的目的;
(2)当储罐内A区域中油品体积增加、浮盘上升,C区域压力增加,或储罐内温度升高引起C区域压力增加,直到C区域压力增加至排气压力值时,压力监测系统开启排气阀,B区域中空气通过不锈钢软管、排气阀排至大气中;
(3)当C区域排气使得其压力降低至稳定压力时,关闭排气阀;当储罐内C区域的压力降低至吸气压力值时,压力监控系统启动进气风机将大气中空气送至B区域中,此时B区域中压力升高、B区域空间增加,C区域空间减小,C区域压力增加,当C区域压力增加至稳定压力时,压力监测系统停止进气风机。
进一步,压力监控系统排气压力值可设置为0.8kPa~1.2kPa之间的任一值。
进一步,稳定压力值可设置为0.4kPa~0.7kPa之间的任一值。
压力监控系统吸气压力值可设置为0kPa~0.2kPa之间的任一值。
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、本发明储罐通过改变储罐内储存空气的气囊体积,实现了储罐内三个不同区域空间和压力之间的平衡,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、本发明储罐用于油品或化学品储存过程,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为气囊底部的仰视图。
图中各数字标记对应部件名称分别为:1、壳体,2、气囊,3、浮盘,4、不锈钢软管,5、压力监测系统,6、缓冲罐,7、进气风机,8、排气阀,9、气囊立柱,10、罐壁空气进口,21、气囊圆柱孔,22、空气进出口。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的储罐和减排方法作更详细的描述。
实施例1
本实施方式结合附图对本发明的储罐结构进行详细描述。
如图1-2所示,本发明节能减排储罐储罐包括壳体1,位于壳体内部的浮盘3、内部气囊2及气囊支柱9。
浮盘3中心设置穿透孔,内部气囊中心设有圆柱孔21,气囊支柱9穿过浮盘穿透孔和气囊圆柱孔21,气囊支柱9顶部用于支撑气囊2,气囊支柱9底端支撑于储罐罐底;圆柱孔21旁边设有空气进出口22。内部气囊2底部固定于于浮盘3上表面,内部气囊2直径与浮盘3直径一致。
壳体1设置压力监测系统5和罐壁空气进口10;浮盘的空气进出口22通过不锈钢软管与罐壁空气进口10连通;罐壁空气进口10通过管线依次与缓冲罐6和进气风机7出口连接;
所述排气阀8一端与罐壁空气进口10和缓冲罐6连通,排气阀8的另一端连通大气;进一步,压力监测系统5通常设置于储罐罐顶,罐壁空气进口10通常储罐壳体1下端(罐内浮盘以下)。
浮盘3直径通常比壳体1内径小100~400 mm。所述圆柱孔21直径一般为气囊支柱9直径的2~6倍,优选2~4倍。所述空气进出口22距离圆柱孔21中心400~800 mm,优选400~600mm。
本发明的储罐中,所述壳体1、浮盘3、内部气囊2将储罐分为三个区域,A区域位于浮3下方空间,储罐工作时用于储存油品介质;B区域位于浮盘3上方的内部气囊2区域,储罐工作时用于储存空气;C区域位于储罐壳体1与内部气囊2之间,用于储存储罐内产生的挥发性油气。
进气风机7用于将大气中空气引入B区域中,进气风机7出口与缓冲罐6连通,缓冲罐6气体出口通过三通与排气阀8进口和罐壁空气进口10分别连通,罐壁空气进口10通过不锈钢软管4与气囊底部空气进口22连通;所述压力监测系统5用于监控罐压、开关排气/8和启停进气风机7;缓冲罐用于空气缓冲稳压。
实施例2
本实施方式对本发明提供的一种储罐减排方法进行了详细描述。
本发明的储罐减排方法如下:通过储罐内油气压力控制进气风机7启停和排气阀8开关,改变B区域空间内空气的量,调节壳体1内C区域油气储存空间大小,实现储罐无油气外排的目的;当储罐内A区域中油品体积增加、浮盘3上升,C区域压力增加,或储罐内温度升高引起C区域压力增加,直到C区域压力增加至排气压力值时,压力监测系统5开启排气阀8,B区域中空气通过不锈钢软管4、排气阀8排至大气中;当C区域排气使得其压力降低至稳定压力时,关闭排气阀8;当储罐内C区域的压力降低至吸气压力值时,压力监测系统5启动进气风机7将大气中空气送至B区域中,此时B区域中压力升高、B区域空间增加,C区域空间减小,C区域压力增加,当C区域压力增加至稳定压力时,压力监测系统5停止进气风机7。

Claims (13)

1.一种节能减排储罐,所述储罐包括壳体和位于壳体内部的浮盘、内部气囊、气囊支柱,位于储罐外部的缓冲罐、进气风机和排气阀;
所述气囊中心设有套装气囊支柱的圆柱孔,所述圆柱孔底部与气囊底部连接,圆柱孔顶部与气囊顶部连接且被密封;所述圆柱孔旁边设有气囊空气进出口;
所述内部气囊底部位于浮盘上表面,并与浮盘固定连接,内部气囊直径与浮盘直径一致;
所述壳体设置压力监测系统和罐壁空气进口;所述气囊空气进出口通过不锈钢软管与罐壁空气进口连通;所述罐壁空气进口通过管线依次与缓冲罐和进气风机出口连接。
2.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述排气阀的一端与罐壁空气进口和缓冲罐连通,排气阀的另一端连通大气。
3.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述压力监测系统设置于储罐罐顶,罐壁空气进口设置储罐壳体下部。
4.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述浮盘直径比壳体内径小100~400 mm。
5.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述圆柱孔直径为气囊支柱直径的2~6倍。
6.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述空气进出口距离圆柱孔中心400~800 mm。
7.按照权利要求1所述的节能减排储罐,其特征在于,所述储罐中,壳体、浮盘、内部气囊将储罐分为三个区域:A区域位于浮盘下方空间,储罐工作时用于储存油品介质;B区域位于浮盘上方的内部气囊区域,储罐工作时用于储存空气;C区域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。
8.按照权利要求7所述的节能减排储罐,其特征在于,所述缓冲罐的气体出口通过三通与排气阀进口和罐壁空气进口分别连通。
9.一种储罐减排方法,其中应用了权利要求1-8任一所述的节能减排储罐。
10.按照权利要求9所述的减排方法,其特征在于,包括以下内容:
(1)通过储罐内油气压力控制进气风机启停和排气阀开关,改变B区域空间内空气的量,调节壳体内C区域油气储存空间大小,实现储罐无油气外排的目的;
(2)当储罐内A区域中油品体积增加、浮盘上升,C区域压力增加,或储罐内温度升高引起C区域压力增加,直到C区域压力增加至排气压力值时,压力监测系统开启排气阀,B区域中空气通过不锈钢软管、排气阀排至大气中;
(3)当C区域排气使得其压力降低至稳定压力时,关闭排气阀;当储罐内C区域的压力降低至吸气压力值时,压力监控系统启动进气风机将大气中空气送至B区域中,此时B区域中压力升高、B区域空间增加,C区域空间减小,C区域压力增加,当C区域压力增加至稳定压力时,压力监测系统停止进气风机。
11.按照权利要求10所述的减排方法,其特征在于,压力监控系统排气压力值设置为0.8kPa~1.2kPa之间的任一值。
12.按照权利要求10所述的减排方法,其特征在于,稳定压力值设置为0.4kPa~0.7kPa之间的任一值。
13.按照权利要求10所述的减排方法,其特征在于,压力监控系统吸气压力值设置为0kPa~0.2kPa之间的任一值。
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