本發(fā)明涉及一種油品儲(chǔ)運(yùn)過程中產(chǎn)生的油氣處理及利用方法,尤其涉及的是一種基于減排控制的油氣回收處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
修訂后的《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》2016年1月1日起實(shí)施,各行業(yè)及地方標(biāo)準(zhǔn)隨之頒布了新的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,多地對(duì)有組織排放的非甲烷總烴大氣排放限值要求低于120mg/m3,對(duì)無組織排放的非甲烷總烴大氣排放限值要求低至4mg/m3,較之以前的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)苛刻了許多。燃燒法是能夠達(dá)到目前強(qiáng)制性排放限值要求的油氣處理技術(shù)之一,油氣中的烴類在滿足供氧充足、650~1000℃溫度及0.5~2.0秒駐留時(shí)間條件下,完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水直接排放,徹底消除包括甲烷在內(nèi)的烴類物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的危害。缺點(diǎn)是無法回收有用的烴類物質(zhì),以及因油氣燃燒安全要求,需要在油氣中混配空氣,引起的安全控制系統(tǒng)復(fù)雜、燃料耗量多、二氧化碳增量排放等問題,對(duì)資源和環(huán)境產(chǎn)生額外負(fù)擔(dān)。
油氣控制系統(tǒng)包括油氣收集系統(tǒng)和油氣處理系統(tǒng),油氣收集系統(tǒng)目前采用最多的是“全封閉平衡油氣系統(tǒng)”,它是將在油罐、裝卸車、加油機(jī)等排放的油氣密閉收集,轉(zhuǎn)存到油罐的氣相空間,利用油罐的壓力/真空閥封存油氣,通過油氣氣相管道平衡油罐和裝卸車的油氣壓力,將油罐中的部分油氣再轉(zhuǎn)存到空的裝卸車中,油罐中的多余油氣排放至油氣處理系統(tǒng)。
油氣處理系統(tǒng)采用的技術(shù)方法有冷凝法、吸收法、吸附法、膜法、燃燒法以及多種方法的組合,美國(guó)OPW公司用于加油站地下儲(chǔ)油罐油氣處理的“油氣封存冷凝系統(tǒng)”,由壓縮機(jī)、冷凝器、膜組件、真空泵以及連接管路組成,通過壓力開關(guān)和油氣濃度傳感器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)叵聝?chǔ)油罐內(nèi)的油氣壓力達(dá)到+25Pa時(shí),系統(tǒng)開始啟動(dòng),油氣經(jīng)壓縮、冷凝后,得到的冷凝液注入地下儲(chǔ)油罐內(nèi),不凝油氣送入膜組件將烴類與空氣進(jìn)行分離,滲余氣為廢氣排放到大氣中,滲透氣為高濃度油氣經(jīng)真空泵送回地下儲(chǔ)油罐,當(dāng)?shù)叵聝?chǔ)油罐內(nèi)的油氣壓力降至-130Pa時(shí),系統(tǒng)停止運(yùn)行而恢復(fù)至靜態(tài)監(jiān)控狀態(tài),該系統(tǒng)工作區(qū)間基本在負(fù)壓,有利于油氣系統(tǒng)中的油氣不泄漏到空氣中?!坝蜌夥獯胬淠到y(tǒng)”在我國(guó)多地加油站都有安裝使用,國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)檢測(cè)報(bào)告表明:采用該油氣系統(tǒng)密閉性合格率不足50%?!坝蜌夥獯胬淠到y(tǒng)”負(fù)壓狀態(tài)會(huì)造成油罐油氣揮發(fā),也會(huì)引起空氣通過泄漏點(diǎn)進(jìn)入油氣系統(tǒng),加劇油罐油氣的揮發(fā),而且該系統(tǒng)在工作狀態(tài)存在著不易發(fā)現(xiàn)泄漏的情況,使得油氣處理系統(tǒng)長(zhǎng)周期超時(shí)工作。
油品儲(chǔ)存時(shí)在液面上形成飽和油氣層、油氣層,飽和油氣層達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)油品不再產(chǎn)生油氣蒸發(fā),儲(chǔ)油罐氣相空間的壓力、溫度、體積變化都會(huì)造成油品氣液兩相轉(zhuǎn)化。顯然,阻止外界氣體進(jìn)入儲(chǔ)油罐,提高儲(chǔ)油罐氣相壓力,降低油品儲(chǔ)存溫度,減少油品蒸發(fā)表面積都可以減少油氣排放量。將油氣減排控制技術(shù)、油氣密閉收集技術(shù)、低能耗油氣處理技術(shù)進(jìn)行綜合考慮,形成一體化的油氣控制系統(tǒng),保證儲(chǔ)存油品質(zhì)量和數(shù)量,滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),才是油氣控制系統(tǒng)的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益之根本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種基于減排控制的油氣回收處理系統(tǒng)及方法,確保排放符合標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的,本發(fā)明包括以下步驟:
(1)將油罐的油氣由平衡液封件的上部進(jìn)入,經(jīng)過平衡液封件內(nèi)的液封層后到達(dá)平衡液封件的下部空腔,將油罐車的油氣連接至平衡液封件的下部空腔;
(2)當(dāng)平衡液封件的下部空腔壓力超過規(guī)定值,則將下部空腔內(nèi)存儲(chǔ)的油氣進(jìn)行壓縮、預(yù)冷和冷凝;
(3)將冷凝分液后的冷凝液通過油氣回用艙注入到油罐中,將不凝油氣換熱升溫至高于不凝油氣露點(diǎn)溫度后進(jìn)行膜分離;
(4)膜分離出來的滲余氣是油氣濃度高于油罐中油氣濃度的富集油氣,將其封存于油氣罐中用于調(diào)節(jié)油罐的氣相壓力為正壓,分離出來的滲透氣的油氣濃度低于爆炸極限下限的廢氣直接進(jìn)行燃燒處理,分離出來的滲透氣的油氣濃度高于爆炸極限下限的廢氣返回步驟(2)進(jìn)行壓縮、預(yù)冷和冷凝處理。
所述方法還包括以下步驟:
油罐車裝油前,將油氣罐內(nèi)的富集油氣通入油罐車底部置換油罐車內(nèi)的氣體,提高油罐車內(nèi)的油氣濃度,并將油罐車排出的油氣注入平衡液封件的下部空腔;油罐車裝油時(shí),油罐車底部不進(jìn)富集油氣,將油罐車排出的油氣注入平衡液封件的下部空腔;油罐車卸油時(shí),油氣罐內(nèi)的富集油氣通入油罐車頂部,維持油罐車的壓力為正壓;油罐車卸油完畢,將油罐車內(nèi)油氣抽空。
一種基于減排控制的油氣回收處理方法的系統(tǒng),包括平衡液封件、油氣壓縮機(jī)、換熱器、冷凝設(shè)備、膜分離器和燃燒室;所述平衡液封件內(nèi)具有液封層,所述平衡液封件的下部具有下部空腔,所述油罐的油氣連接到平衡液封件的上部,經(jīng)過液封層后進(jìn)入下部空腔,所述油罐車的油氣連接至所述平衡液封件的下部空腔,所述油氣壓縮機(jī)連接所述下部空腔,所述油氣壓縮機(jī)的出口連接換熱器,所述換熱器連接到冷凝設(shè)備,所述冷凝設(shè)備的冷凝液出口連接到油罐中的油氣回用艙,所述冷凝設(shè)備的不凝油氣出口連接到換熱器并與油氣壓縮機(jī)的出口油氣換熱升溫至不凝油氣露點(diǎn)溫度以上后再連接到膜分離器,所述膜分離器的滲透氣出口的油氣濃度低于爆炸下限的廢氣進(jìn)入燃燒室,所述膜分離器的滲透氣出口的油氣濃度高于爆炸上限的廢氣進(jìn)入油氣壓縮機(jī),所述膜分離器的滲余氣連接到油氣罐。
所述平衡液封件上設(shè)有第一壓力變送器,所述第一壓力變送器連接所述平衡液封件的下部空腔,所述第一壓力變送器的輸出信號(hào)連接油氣壓縮機(jī)。
所述冷凝設(shè)備包括冷凝器和冷凝分液罐,所述冷凝器設(shè)置在冷凝分液罐內(nèi),所述冷凝分液罐上設(shè)有第一液位變送器,所述冷凝分液罐的冷凝液出口上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥。
所述膜分離器為多孔膜分離器,所述膜分離器的滲透氣出口上設(shè)置油氣濃度儀,所述油氣濃度儀的信號(hào)分為兩路,一路信號(hào)至第一調(diào)節(jié)閥,另一路信號(hào)至第二調(diào)節(jié)閥,所述第一調(diào)節(jié)閥的連接至油氣壓縮機(jī)的進(jìn)口,所述第二調(diào)節(jié)閥連接至燃燒室。
所述油氣回用艙漂浮于油罐內(nèi),所述油氣回用艙通過冷凝液柔性管道和富集油氣柔性管道連接至油罐外部,所述油氣回用艙上設(shè)置多個(gè)散油孔和散氣孔。
所述油氣罐與油罐之間通過富集油氣管道連接,所述油罐上設(shè)有第一控制組件,所述第一控制組件包括氣相壓力變送器、第二液位變送器、溫度變送器、第三調(diào)節(jié)閥和控制器,所述氣相壓力變送器、第二液位變送器、溫度變送器、第三調(diào)節(jié)閥的信號(hào)分別連接控制器,所述第三調(diào)節(jié)閥設(shè)置在富集油氣管道和油氣回用艙之間。
所述油氣罐、油罐車與平衡液封件之間通過富集油氣管道連接,所述富集油氣管道上設(shè)有第二控制組件,所述第二控制組件包括第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門;所述第一閥門連接在富集油氣管道和油罐車的底部之間,所述第二閥門和第四閥門依次連接在油罐車和平衡液封件之間,所述第三閥門的一端連接在第一閥門的進(jìn)口,另一端連接在第二閥門和第四閥門之間。
所述油氣罐的頂部設(shè)有第二壓力變送器和第四調(diào)節(jié)閥,所述第二壓力變送器的輸出信號(hào)連接第四調(diào)節(jié)閥,所述油氣罐通過第四調(diào)節(jié)閥連接至燃燒室。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明由油罐油氣控制系統(tǒng)、裝卸油氣收集系統(tǒng)和油氣處理系統(tǒng)構(gòu)成。油氣處理系統(tǒng)產(chǎn)生的富集油氣帶壓存儲(chǔ)于油氣罐中,用于油罐油氣控制系統(tǒng)和裝卸油氣收集系統(tǒng)。油罐油氣控制系統(tǒng)主要包括:油罐上的檢測(cè)儀表、控制器、調(diào)節(jié)閥、油氣回用艙。油罐油氣控制系統(tǒng)是根據(jù)油罐液位、儲(chǔ)存溫度和環(huán)境條件的變化,自動(dòng)調(diào)整控制器參數(shù),控制調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行,利用油氣回用艙將油氣處理系統(tǒng)產(chǎn)生的低溫冷凝液、富集油氣回注于油罐內(nèi)液體表面,提高液面飽和油氣層濃度,降低液面飽和油氣層溫度,形成超飽和油氣層使之利于液化。油罐油氣控制系統(tǒng)高效利用了油氣處理系統(tǒng)產(chǎn)生的分離物和冷量,穩(wěn)定維持油罐氣相壓力在正壓狀態(tài),有效地阻止了外部氣體進(jìn)入油罐,也使得油罐在循環(huán)使用過程中,油罐內(nèi)的油氣濃度不斷提升,最大限度消除油罐“大呼吸”“小呼吸”造成的油氣蒸發(fā)損耗,減少了油氣排放量,降低了油氣處理系統(tǒng)的工作負(fù)荷。
2、裝卸油氣收集系統(tǒng)是利用油氣處理系統(tǒng)產(chǎn)生的富集油氣吹掃置換油罐車內(nèi)氣體,提高了油罐車在裝卸過程中油罐車內(nèi)油氣濃度,穩(wěn)定了油罐車在裝卸過程中油罐車內(nèi)氣相壓力在正壓狀態(tài),油罐車排出的氣體進(jìn)平衡液封中液封層下部空腔,由油氣處理系統(tǒng)中的壓縮機(jī)直接抽取。相對(duì)于目前油罐與油罐車之間采用的“全封閉平衡油氣系統(tǒng)”,本發(fā)明大大減少了油罐車在裝卸過程中造成的油氣蒸發(fā)損耗,增加了油罐車卸車完成后,清空油罐車內(nèi)油氣的功能,解決了油罐車排放氣中空氣含量高,影響整個(gè)油氣系統(tǒng)的問題。
3、本發(fā)明采用改進(jìn)的平衡液封取代油罐的壓力/真空閥,油罐油氣進(jìn)入平衡液封中液封層上部的氣相空間,油罐油氣只有在超壓狀態(tài),才會(huì)溢出液封層,排入液封層下部空腔;油罐車排出的氣體直接進(jìn)平衡液封中液封層下部空腔。改進(jìn)的平衡液封即保證了油罐安全運(yùn)行,又將油罐油氣系統(tǒng)和裝卸油氣系統(tǒng)分離開,避免了壓縮機(jī)過量抽取油罐油氣的現(xiàn)象,使得油氣處理系統(tǒng)只需釋放出少量混入的空氣,整個(gè)油氣控制系統(tǒng)即可奏效,大大減少了油氣處理系統(tǒng)運(yùn)行能耗。平衡液封也保證了整個(gè)油氣系統(tǒng)維持在正壓狀態(tài),一旦發(fā)生了油氣泄漏,即能通過外設(shè)檢測(cè)儀表發(fā)現(xiàn)并及時(shí)采取措施,系統(tǒng)可靠性大幅提高。
4、本發(fā)明油氣處理系統(tǒng)由壓縮+冷凝+膜分離+燃燒方法組合構(gòu)成,通過常規(guī)的壓縮比和淺度冷凝對(duì)油氣進(jìn)行預(yù)處理,避免游離液體對(duì)膜的損害;選擇空氣優(yōu)先通過型多孔膜對(duì)不凝氣進(jìn)行膜分離,得到帶壓的富集油氣和低于爆炸極限下限濃度的廢氣,富集油氣存儲(chǔ)于油氣罐中,用于上述油氣減量排放控制;廢氣因消除了焚燒時(shí)引起的回閃爆炸安全隱患,無須混配空氣和復(fù)雜的燃燒安全控制系統(tǒng),可以直接進(jìn)普通燃燒爐進(jìn)行熱力氧化分解,滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明尤其適用于煉廠儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的油氣回收處理,利用煉廠工藝加熱爐多、距離儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施近的優(yōu)勢(shì),將廢氣直接引入加熱爐的燃燒室焚燒,徹底消除包括甲烷在內(nèi)的烴類物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的危害。
由上可以看出,本發(fā)明將油氣減排控制、油氣密閉收集、低能耗油氣處理進(jìn)行了整體優(yōu)化組合,形成一體化的油氣控制技術(shù),相對(duì)于現(xiàn)有的油氣回收處理技術(shù),無論是在經(jīng)濟(jì)效益還是在環(huán)保效益方面均有顯著的進(jìn)步。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明,本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
現(xiàn)有油品儲(chǔ)存大都采用常壓(微內(nèi)壓)固定頂儲(chǔ)罐,儲(chǔ)罐設(shè)置了呼吸閥、液壓安全閥或通氣口等與大氣連通的安全附件,是油氣無組織排放源。本實(shí)施例采用平衡液封件3作為固定頂儲(chǔ)罐安全附件,并按照《石油儲(chǔ)罐附件》SY/T0511標(biāo)準(zhǔn)中E級(jí)呼吸閥的規(guī)定:吸入開啟壓力-295Pa、呼出開啟壓力+1765Pa,平衡液封件3中具有通大氣液封層3b和液封層3a,并對(duì)液封層高度值進(jìn)行設(shè)定;液封層3a高度值設(shè)定為+1665Pa,其背壓值設(shè)定為+100Pa,通大氣液封層3b高度值設(shè)定為+295Pa;平衡液封件3控制儲(chǔ)罐內(nèi)的氣相壓力在-295~+1665Pa范圍內(nèi),即不會(huì)吸入空氣也不會(huì)呼出油氣。
如圖1所示,圖中:箭頭表示介質(zhì)流向;粗實(shí)線表示設(shè)備和管道;虛線表示儀表信號(hào)線。本實(shí)施例包括油罐車1、油罐2、油氣罐9、平衡液封件3、油氣壓縮機(jī)4、換熱器5、冷凝設(shè)備、膜分離器8、燃燒室11;所述油罐2的油氣連接至平衡液封件3的上部空間,油罐車1的產(chǎn)生的油氣連接平衡液封件3的下部空腔,所述油氣壓縮機(jī)4的進(jìn)口連接平衡液封件3的下部空腔,所述油氣壓縮機(jī)4的出口連接換熱器5的進(jìn)口,所述冷凝設(shè)備的不凝油氣出口連接到換熱器5并與油氣壓縮機(jī)4的出口油氣換熱升溫至不凝油氣露點(diǎn)溫度以上后再連接到膜分離器8,所述膜分離器8的滲透氣出口的油氣濃度低于爆炸下限的廢氣進(jìn)入燃燒室11,所述膜分離器8的滲透氣出口的油氣濃度高于爆炸上限的廢氣進(jìn)入油氣壓縮機(jī)4的入口,所述膜分離器8的滲余氣連接到油氣罐9。
平衡液封件3上設(shè)有第一壓力變送器20,所述第一壓力變送器20的輸出信號(hào)連接油氣壓縮機(jī)4。
冷凝設(shè)備包括冷凝器7和冷凝分液罐6,所述冷凝器7設(shè)置在冷凝分液罐6內(nèi),所述冷凝分液罐6上設(shè)有第一液位變送器21,所述冷凝分液罐6的冷凝液出口上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥30。
膜分離器8為多孔膜分離器,所述膜分離器8的滲透氣出口上設(shè)置油氣濃度儀22,所述油氣濃度儀22的信號(hào)分為兩路,一路信號(hào)連接第一調(diào)節(jié)閥31,另一路信號(hào)連接第二調(diào)節(jié)閥32,所述第一調(diào)節(jié)閥31的連接至油氣壓縮機(jī)4的進(jìn)口,所述第二調(diào)節(jié)閥32連接至燃燒室11。
油氣罐9與油罐2之間通過富集油氣管道連接,所述油罐2上設(shè)有第一控制組件,所述第一控制組件包括氣相壓力變送器23、第二液位變送器24、溫度變送器25、第三調(diào)節(jié)閥33和控制器26,所述氣相壓力變送器23、第二液位變送器24、溫度變送器25、第三調(diào)節(jié)閥33的信號(hào)分別連接控制器26,所述第三調(diào)節(jié)閥33設(shè)置在富集油氣管道和油氣回用艙10之間。
所述油氣罐9、油罐車1與平衡液封件3之間通過富集油氣管道連接,所述油氣罐9、油罐車1與平衡液封件3之間的富集油氣管道上設(shè)有第二控制組件,所述第二控制組件包括第一閥門34、第二閥門35、第三閥門36、第四閥門37;所述第一閥門34連接在富集油氣管道和油罐車1的底部之間,所述第二閥門35和第四閥門37依次連接在油罐車1和平衡液封件3之間,所述第三閥門36的一端連接在第一閥門34的進(jìn)口,另一端連接在第二閥門35和第四閥門37之間。
所述油氣罐9的頂部設(shè)有第二壓力變送器27和第四調(diào)節(jié)閥38,所述第二壓力變送器27信號(hào)連接第四調(diào)節(jié)閥38,所述油氣罐9通過第四調(diào)節(jié)閥38連接至燃燒室11。
其中油氣壓縮機(jī)4、換熱器5、冷凝設(shè)備、膜分離器8、燃燒室11及其相應(yīng)控制器件構(gòu)成了油氣處理系統(tǒng),而油罐2、平衡液封件3、油氣罐9、油氣回用艙10及其相關(guān)控制器件構(gòu)成了油罐油氣控制系統(tǒng),裝卸油氣收集系統(tǒng)由油罐車1、油氣罐9及其相關(guān)控制器件構(gòu)成。
本實(shí)施例的具體工作過程如下:
當(dāng)油罐2中的油氣壓力超出+1665Pa時(shí),油氣通過平衡液封件3液封層3a進(jìn)入平衡液封件3下部空腔;當(dāng)平衡液封件3的下部空腔的氣相壓力達(dá)到+100Pa時(shí),其上的第一壓力變送器20的信號(hào)啟動(dòng)油氣壓縮機(jī)4引流平衡液封件3下部的油氣增壓,油氣壓縮機(jī)4的壓縮比為3~4,當(dāng)平衡液封件3下部的氣相壓力達(dá)到0Pa時(shí),其第一壓力變送器20的信號(hào)停止油氣壓縮機(jī)4運(yùn)行。
增壓油氣經(jīng)換熱器5冷卻至3℃左右后進(jìn)冷凝分液罐6,將油氣中的水分和C6以上烴類組分冷凝下來,避免冷凝器7結(jié)霜;冷凝分液罐6中上升油氣經(jīng)冷凝器7冷卻至-40℃,油氣中絕大部分C3以上烴類組分冷凝液化。冷凝分液罐6上的第一液位變送器21信號(hào)控制第五調(diào)節(jié)閥30,將冷凝液注入油罐2中的油氣回用艙10。
冷凝分液罐6頂部出口不凝油氣傳輸至換熱器5,與油氣壓縮機(jī)4出口油氣換熱升溫至高于不凝氣露點(diǎn)溫度30℃后進(jìn)膜分離器8,避免游離液體對(duì)膜的損害,同時(shí)也提高了氧、氮等小分子滲透速率。膜分離器8的膜材料選用空氣優(yōu)先通過型的多孔膜,不凝氣經(jīng)過膜分離器8后產(chǎn)生兩股物流:一股滲余氣為帶壓的富集油氣至油氣罐9;另一股滲透氣為含少量烴類的廢氣,膜分離器8廢氣出口管道上設(shè)置了油氣濃度儀22,當(dāng)檢測(cè)到廢氣濃度高于其爆炸極限下限濃度時(shí),油氣濃度儀22控制第一調(diào)節(jié)閥31開啟、第二調(diào)節(jié)閥32關(guān)閉,廢氣至油氣壓縮機(jī)4入口循環(huán)再處理;當(dāng)檢測(cè)到廢氣濃度低于其爆炸極限下限濃度時(shí),油氣濃度儀22控制第一調(diào)節(jié)閥31關(guān)閉、第二調(diào)節(jié)閥32開啟,將廢氣引入燃燒室11焚燒處理后達(dá)標(biāo)排放。低于爆炸極限下限濃度的廢氣不會(huì)出現(xiàn)回閃和爆炸現(xiàn)象,可以直接進(jìn)普通燃燒爐,廢氣中的烴類在滿足供氧充足、760℃以上的溫度及1秒左右駐留時(shí)間條件下,完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水直接排放,煉廠生產(chǎn)裝置工藝加熱爐完全滿足上述條件,因此可以將低于爆炸極限下限濃度的廢氣與工藝加熱爐助燃空氣混合,利用燃燒器配焰燃燒,也可以將低于爆炸極限下限濃度的廢氣引入工藝加熱爐燃燒室11離焰燃燒,即能為工藝加熱爐提供了部分熱量,亦可徹底消除包括甲烷在內(nèi)的烴類對(duì)環(huán)境造成的危害。
本發(fā)明采用Aspen工藝模擬計(jì)算軟件,模擬計(jì)算了上述多種工況下的油氣處理,得到的計(jì)算結(jié)果顯示:油氣中非甲烷總烴去除效率≥97%,富集油氣的油氣體積濃度均高于油品自然蒸發(fā)形成的油氣體積濃度,含甲烷廢氣的油氣體積濃度均低于理論計(jì)算的混合氣爆炸極限下限體積濃度。根據(jù)不同的條件,油氣處理采用的壓縮比和冷凝溫度還有很大優(yōu)化空間。
油氣罐9存儲(chǔ)的富集油氣優(yōu)先用于控制油罐2中的氣相壓力。油罐2安裝有氣相壓力變送器23、第二液位變送器24和溫度變送器25,用于監(jiān)控油罐2運(yùn)行狀態(tài),并將信號(hào)匯集至控制器26,控制器26根據(jù)油罐2操作過程特性、環(huán)境溫度變化,通過自適應(yīng)參數(shù)的調(diào)整控制第三調(diào)節(jié)閥33運(yùn)行,利用油氣罐9存儲(chǔ)的富集油氣控制油罐2氣相壓力。比如:當(dāng)油罐2達(dá)到油品儲(chǔ)存設(shè)定高點(diǎn)液位、設(shè)定高點(diǎn)儲(chǔ)存溫度(考慮環(huán)境溫度因素變化)時(shí),控制器26控制第三調(diào)節(jié)閥33開啟注入富集油氣,將油罐2氣相壓力調(diào)整到設(shè)定的最高點(diǎn)值(比如+1665Pa)后,控制器26控制第三調(diào)節(jié)閥33關(guān)閉;當(dāng)油罐2液位下降或者溫度下降,造成油罐2氣相壓力下降至設(shè)定的最低點(diǎn)值(如+25Pa),控制器26控制第三調(diào)節(jié)閥33開啟調(diào)節(jié)注入富集油氣流量,維持油罐2氣相壓力在設(shè)定的+25Pa以上的壓力區(qū)間??刂破?6可以通過被控參數(shù)值的調(diào)整,將富集油氣封存于油罐2中,維持油罐2氣相壓力在正壓狀態(tài),避免外界氣體進(jìn)入油罐2,最大限度消除油罐2“大呼吸”“小呼吸”造成的油氣蒸發(fā)損耗。
油氣罐9中的富集油氣可用于油罐車1裝油前吹掃置換油罐車1內(nèi)氣體,提高油罐車1油氣濃度,減少油品裝車時(shí)油氣蒸發(fā)量。開啟第一閥門34、第二閥門35、第四閥門37,關(guān)閉第三閥門36,利用富集油氣將油罐車1內(nèi)氣體吹掃至平衡液封件3下部空腔,氣體壓力達(dá)到+100Pa時(shí),第一壓力變送器20的信號(hào)啟動(dòng)油氣壓縮機(jī)4,將氣體送入上述油氣處理系統(tǒng)。油罐車1裝油時(shí),開啟第二閥門35、第四閥門37,關(guān)閉第一閥門34、第三閥門36,將油罐車1內(nèi)排出的油氣送入平衡液封件3下部空腔。
油氣罐9中的富集油氣可用于油罐車1卸油時(shí)維持油罐車1氣相壓力,避免外界空氣進(jìn)入油罐車1內(nèi),減少油品卸車時(shí)油氣蒸發(fā)量。如圖1所示,開啟第二閥門35、第三閥門36,關(guān)閉第一閥門34、第四閥門37,利用富集油氣維持油罐車1氣相壓力為正壓;油罐車1卸油完畢后,開啟第二閥門35、第四閥門37,關(guān)閉第一閥門34、第三閥門36,啟動(dòng)油氣壓縮機(jī)4將油罐車1中的油氣抽至0Pa時(shí),其第一壓力變送器20的信號(hào)停止油氣壓縮機(jī)4運(yùn)行。
油氣罐9中富集油氣濃度的遠(yuǎn)高于其爆炸極限上限濃度,熱值含量高,可以作為燃料氣使用。油氣罐9頂部安裝有第二壓力變送器27,當(dāng)油氣罐9中富集油氣超出設(shè)定壓力值時(shí),第二壓力變送器27信號(hào)控制第四調(diào)節(jié)閥38運(yùn)行,可將油氣罐9中超壓部分的富集油氣送入燃料氣管網(wǎng),作為燃燒室11的燃料氣使用。
油罐2內(nèi)設(shè)置了浮動(dòng)式油氣回用艙10,油氣回用艙10能夠漂浮于油罐2內(nèi)液體表面,并隨液面升降而上下移動(dòng),油氣回用艙10與油罐2的外部通過冷凝液柔性管道及富集油氣柔性管道連接,油氣回用艙10上多個(gè)散油孔和散氣孔,冷凝液和富集油氣通過油氣回用艙10注入油罐2液體表面,使得油氣回用艙10周邊區(qū)域的飽和油氣層溫度下降、油氣濃度上升,形成超飽和油氣層,阻止新的油蒸氣生成并利于油氣的液化,同時(shí)也最大限度減少了油罐2內(nèi)油氣擾動(dòng)。油氣回用艙10的設(shè)置既減少了油品蒸發(fā)表面積,又有效的抑制了油氣蒸發(fā)。
油罐車1的油氣排放至平衡液封件3下部空腔,油罐2的油氣排放至平衡液封件3上部的氣相空間,平衡液封件3中間的液層將油罐車1和油罐2的油氣系統(tǒng)分離開。油罐車1排放氣不可避免的帶有空氣,直接進(jìn)入油氣處理系統(tǒng)。油罐2利用富集油氣調(diào)節(jié)油罐2氣相壓力在正壓狀態(tài),避免了外界空氣通過平衡液封件3中的通大氣液封層3b進(jìn)入油罐2的油氣系統(tǒng),在正常操作狀態(tài)下,油罐2油氣系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立單相流動(dòng)的循環(huán)系統(tǒng),能持續(xù)提高油罐2內(nèi)油氣濃度,減少油罐2油氣蒸發(fā)量;同時(shí)也給油氣處理系統(tǒng)帶來最大的好處,減少了油氣處理系統(tǒng)的處理量,提高了壓縮+冷凝處理效率,膜分離只需釋放出少量的空氣即可使得整個(gè)系統(tǒng)奏效。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。