一种石油储罐用呼吸气处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油废气处理技术领域，尤其是涉及一种石油储罐用呼吸气处理系统。

背景技术：

2.石油化工和煤化工的液态油产品在储存过程中，由于“呼吸”作用不断地发生，产生混合油气的排放。大呼吸产气量是指由于液面的升降变化引起油罐内气体空间变化，使混合油气排出的最大气量。小呼吸产气量是指随着环境气温、气压在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸发压力也随之变化，并排出混合油气的最大气量。
3.储罐进料时，液体进入储罐内，罐内液位升高，挤压罐内空间，当空间压力超过“呼吸阀”的呼出控制压力时，将混合油气大呼出排放到大气环境；随着气温升高的热胀冷缩效应，罐内液体气体体积膨胀，将空间混合油气小呼出排放到大气环境；与呼出排放对应，储罐出料时，吸入空气而使罐内空间气体中石油挥发物浓度降低，加剧了液面蒸发，并再次形成饱和的挥发气体，待下次发生大小呼出排放时，将混合油气排放到大气环境。恒温储存，小呼吸逸散量较小，主要是油品进、出料大呼吸，及进料温度与储存温度差造成气体膨胀引气的废气逸散，高温天气时更盛。
4.储罐呼出排放的混合油气中含有挥发性有机物(vocs)、氮气、氧气、水蒸气等组分，具有硫化物含量高、非甲烷总烃高等特点，不但造成资源损失，还污染大气环境，主要造成如下危害：
5.(1)混合油气中的硫化氢和有机硫是典型的恶臭和有毒气体，恶臭污染的防治已成为炼油厂与周边社区和谐共处和可持续发展的重要影响因素及炼油厂的环保责任。
6.(2)混合油气中的非甲烷总烃浓度随呼吸过程和季节的变化而变化，其体积分数波动范围为10～45％，可引起急性中毒，轻者有头痛、头晕、恶心、呕吐、轻度兴奋、步态蹒跚等酒醉状态，重者发生躁动、抽搐，甚至昏迷。
7.(3)高浓度的油品蒸气从储罐口通过呼吸作用逸散出来，与空气形成爆炸性混合物，这种爆炸性混合物在静电、雷电、罐车互相撞击产生的火花或其它明火、高热等情况下极易燃烧爆炸，给人们的生命财产安全造成了极大的威胁。
8.治理储罐区混合油气的排放，不但是节约资源减少损失的需要，更是保护大气环境、保障人们生命财产安全的需要。
9.国内炼油企业在20世纪90年代开始从管理着手控制污染物排放。研究表明，油品罐区废气的治理技术主要有活性炭或脱硫剂吸附法、碱液或氧化剂吸收法、吸收吸附法等。活性炭或脱硫吸附法工艺简单，操作方便，但吸附剂不可循环使用，需要定期更换。碱液吸附法通过多级吸收反应器净化废气中的硫化物，安全性较好，对硫化氢、硫醇等小分子硫化物吸收氧化效果较好，但是，不能净化大分子硫化物和烃类。

技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种石油储罐用呼吸气处理系统，可以高效的减少石油储罐内呼吸气排放、回收石油挥发物，并降解非甲烷总烃，使石油储罐排放气体符合混合油气净化标准。
11.为实现上述目的，本实用新型提供了一种石油储罐用呼吸气处理系统，包括依次连接的冷凝罐、吸收塔和催化氧化塔，所述冷凝罐的上部设有与含油废气连通的废气入口，其底部设有与分液泵连接的出油口，所述冷凝罐的顶部通过管路与吸收塔的下部连通，所述吸收塔的顶部通过管路与催化氧化塔的底部连通，所述催化氧化塔内设有若干层催化模块，其顶部设有无动力风帽；
12.所述吸收塔前端换热器的下部设有与贫吸收油连接的入口，其上部与吸收塔顶部、中部的喷淋组件连通，所述吸收塔底部的出口通过富油泵与换热器的顶部连通。
13.优选的，所述换热器的中部还与换热器上部、喷淋组件之间的管路连通。
14.优选的，所述吸收塔的下部还与富油泵出口处的管路直接连通。
15.优选的，所述冷凝罐与所述吸收塔下部的位置对应设置，其中部的一侧通过管路与分液泵连通。
16.优选的，所述换热器的底部设有与富吸收油连通的排油口。
17.优选的，所述吸收塔与催化氧化塔之间的管路上还设有碱液吸收罐。
18.优选的，催化氧化塔的底部还设有位于催化模块下方依次分布的二级过滤网和一级过滤网，所述二级过滤网的孔径小于一级过滤网的孔径。
19.因此，本实用新型采用上述一种石油储罐用呼吸气处理系统，可以高效的减少石油储罐内呼吸气排放、回收石油挥发物，并降解非甲烷总烃，使石油储罐排放气体符合混合油气净化标准。
20.本实用新型的具体的技术效果如下：
21.(1)减损耗：回收液相非甲烷总烃。
22.(2)除恶臭：去除硫化物。
23.(3)降毒性：降解气态非甲烷总烃。
24.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
25.图1是本实用新型一种石油储罐用呼吸气处理系统实施例的示意图。
26.附图标记
27.1、冷凝罐；2、吸收塔；3、催化氧化塔；4、废气入口；5、分液泵；6、出油口；7、催化模块；8、无动力风帽；9、换热器；10、入口；11、喷淋组件；12、富油泵；13、排油口；14、碱液吸收罐；15、一级过滤网；16、二级过滤网。
具体实施方式
28.以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
29.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及
类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.如图所示，一种石油储罐用呼吸气处理系统，包括依次连接的冷凝罐1、吸收塔2和催化氧化塔3，油气经过冷凝罐1后未冷凝的气体经过吸收塔2吸收硫化物后，再经过催化氧化塔3中催化模块降解非甲烷总烃，最终由风帽8处向外排放。在催化氧化塔3与吸收塔2之间还设有碱液吸收罐14，实现碱液的有效吸收。
31.冷凝罐1的上部设有与含油废气连通的废气入口4，含油废气经过废气入口4进入冷凝罐1中，经过冷凝罐1的降温，变成油状液体。冷凝罐1的底部设有与分液泵5连接的出油口6，油状液体经过出油口6向外排出。冷凝罐1的顶部通过管路与吸收塔2的下部连通，冷凝后的气体经过吸收塔2进一步吸收硫化物。冷凝罐1与吸收塔2下部的位置对应设置，便于介质的流通。冷凝罐1中部的一侧通过管路与分液泵5连通，便于介质流通的调节。
32.吸收塔2的顶部通过管路与催化氧化塔3的底部连通，催化氧化塔3内设有若干层催化模块7，吸收过硫化物的气体进入催化氧化塔3降解除去非甲烷总烃类气体。催化氧化塔3顶部设有无动力风帽8，便于废气的快速排出。
33.吸收塔2前端换热器9的下部设有与贫吸收油连接的入口10，贫吸收油自入口进入到换热器9中。换热器9的上部与吸收塔2顶部、中部的喷淋组件11连通，在换热器9中，贫吸收油降温后进入到喷淋组件11中，对硫化物进行吸收。换热器9的中部还与换热器9上部、喷淋组件11之间的管路连通，便于气压调节。
34.吸收塔2底部的出口通过富油泵12与换热器9的顶部连通，油状物经过吸收塔2底部的出口进入到换热器9中。吸收塔2的下部还与富油泵12出口处的管路直接连通，便于调节油状物的流通。换热器9的底部设有与富吸收油连通的排油口13，富吸收油经过排油口13向外排出。
35.石油储罐之间设立罐顶平衡气连通管网，配备补氮系统作为罐内气相空间的压力补偿，以减少呼吸作用带来的排放问题，并防止罐压低吸入空气所带来的安全风险。在罐顶气相连通后，整个罐区内，有的储罐进料，有的储罐出料，进料储罐逸出的油气通过连通管线进入出料储罐气相空间，使整个罐区气相达到相对平衡状态，经过平衡后排放量可减少约50％。
36.罐顶平衡气连通管网汇总收集罐顶废气通过废气处理缓冲罐进入冷凝罐1中。废气经过冷凝罐1冷却后，将易挥发有机物冷凝回流至储罐，未冷凝废气进行脱硫处理。
37.脱硫处理包括有机硫化物吸收和h2s碱液吸收两个步骤。有机硫化物处理采用低温柴油吸收脱硫法，柴油的性质、温度及油气组成是影响vocs去除率的主要因素。废气溶解度随着柴油温度的降低而增加，本实用新型中采用馏程为170～370℃的柴油，其凝固点约为-10℃。柴油经过制冷机冷却至5～15℃。h2s采用碱液法吸收，废气从有机硫吸收塔排出后，进入鼓泡式反应器，用naoh溶液进行吸收，经过脱硫处理，出口废气中硫化物排放量可降低至0.2％以下。
38.非甲烷总烃采用催化氧化法进行降解处理，经过脱硫的废气流入催化氧化塔。催化氧化塔中纵向安装有催化模块，催化模块可有效降解vocs，安装、拆除方便，易于更换，催化模块的数量根据实际污染情况进行增减。催化模块由纳米吸附材料、新型光催化材料构成。催化氧化塔的底部还设有位于催化模块下方依次分布的二级过滤网16和一级过滤网15，二级过滤网16的孔径小于一级过滤网15的孔径，一级过滤网15实现大颗粒固体物质的过滤，二级过滤网16实现小颗粒固体物质的过滤。
39.在实际操作过程中，为防止意外造成的颗粒污染物引入，在本实用新型中，采用了多级过滤网，对污染气体中的固体微粒，如pm2.5、pm10、油泥或残渣等进行过滤，以保证固体微粒不会堵塞吸附材料的孔道结构和吸附在光催化材料表面而影响整个设备的降解性能。
40.纳米吸附材料具有高比表面积和优良的孔道结构，可以最大程度的吸附污染气体并转移到光催化材料的表面，有利于污染气体和光催化剂之间快速的催化降解反应；而且纳米吸附材料的孔道结构还能够快速的将降解产物—水和二氧化碳传输到体系之外，从反应平衡原理上加快降解速度。纳米吸附材料的表面负载了性能最优异的新型光催化材料，在无光或弱光条件下仍然具有超强的光催化降解性能，性能和适用范围明显优于其他只能在紫外光或强光照射下才能发挥作用的光催化剂，非常适用于催化氧化塔内部光照条件不佳的情况，性能高效可靠。
41.催化氧化塔顶部设置了无动力风帽，利用自然界的自然风速推动风机的涡轮旋转，加速气体由下而上垂直流动，使降解产物—水和二氧化碳快速离开反应体系，脱离光催化剂的活性位点，加快污染气体在光催化剂表面的吸附和催化降解速度。该装置无需消耗电能、无噪音，可长期运转，符合低碳环保的理念，也满足油田安全等级的要求。
42.通过对无动力风帽处的气体采样分析，分析方法参照epa方法25a，仪器采用德国jum3-200总烃分析仪，硫化物采用硫化学发光检测气相谱法。采样袋采用2l聚四氟乙烯袋，采样前用待采气体清洗采样袋三次后采样，采样位置在装置总进口和总出口，间隔20～30min采样一次。
43.混合油气净化指标按照同类污染物浓度和性质进行参照，非甲烷总烃(油气)符合gb20950—2007《储油库大气污染物排放标准》，即不大于25g/m3，非甲烷总烃净化率不小于95％。恶臭污染物排放量符合gb14554—1993《恶臭污染物排放标准》。
44.因此，本实用新型采用上述一种石油储罐用呼吸气处理系统，可以高效的减少石油储罐内呼吸气排放、回收石油挥发物，并降解非甲烷总烃，使石油储罐排放气体符合混合油气净化标准。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：包括依次连接的冷凝罐、吸收塔和催化氧化塔，所述冷凝罐的上部设有与含油废气连通的废气入口，其底部设有与分液泵连接的出油口，所述冷凝罐的顶部通过管路与吸收塔的下部连通，所述吸收塔的顶部通过管路与催化氧化塔的底部连通，所述催化氧化塔内设有若干层催化模块，其顶部设有无动力风帽；所述吸收塔前端换热器的下部设有与贫吸收油连接的入口，其上部与吸收塔顶部、中部的喷淋组件连通，所述吸收塔底部的出口通过富油泵与换热器的顶部连通。2.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：所述换热器的中部还与换热器上部、喷淋组件之间的管路连通。3.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：所述吸收塔的下部还与富油泵出口处的管路直接连通。4.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：所述冷凝罐与所述吸收塔下部的位置对应设置，其中部的一侧通过管路与分液泵连通。5.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：所述换热器的底部设有与富吸收油连通的排油口。6.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：所述吸收塔与催化氧化塔之间的管路上还设有碱液吸收罐。7.根据权利要求1所述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，其特征在于：催化氧化塔的底部还设有位于催化模块下方依次分布的二级过滤网和一级过滤网，所述二级过滤网的孔径小于一级过滤网的孔径。

技术总结

本实用新型公开了一种石油储罐用呼吸气处理系统，包括依次连接的冷凝罐、吸收塔和催化氧化塔，冷凝罐的上部设有与含油废气连通的废气入口，其底部设有与分液泵连接的出油口，冷凝罐的顶部通过管路与吸收塔的下部连通，吸收塔的顶部通过管路与催化氧化塔的底部连通，催化氧化塔内设有若干层催化模块，其顶部设有无动力风帽；吸收塔前端换热器的下部设有与贫吸收油连接的入口，其上部与吸收塔顶部、中部的喷淋组件连通，吸收塔底部的出口通过富油泵与换热器的顶部连通。本实用新型采用上述的一种石油储罐用呼吸气处理系统，可以高效的减少石油储罐内呼吸气排放、回收石油挥发物，并降解非甲烷总烃，使石油储罐排放气体符合混合油气净化标准。气净化标准。气净化标准。