用于密闭型储罐的呼吸系统的制作方法
【专利摘要】用于密闭型储罐的呼吸系统，包括：呼气槽，具有能够与储罐连通的呼气下浸管以及能够与大气连通的排放装置，其中呼气下浸管的下端定位在呼气槽的内部并且呼气下浸管的上端伸出呼气槽；以及密闭型吸气槽，具有能够与储罐连通的进气管以及能够与大气连通的吸气下浸管，其中吸气下浸管的下端定位在吸气槽的内部并且吸气下浸管的上端伸出吸气槽。本实用新型的呼吸系统可以大大提高密封安全性以及阻火性，还可以显著提高储罐排气处理效果。
【专利说明】用于密闭型储罐的呼吸系统
【技术领域】
[0001]本实用新型总体涉及储罐呼吸系统，具体而言涉及用于贮存易挥发性物料的密闭型或密封型储罐或储槽等的呼吸系统或进气/排气设备。
【背景技术】
[0002]在长期或临时性贮存化工原料、化学品包括半成品等易挥发性物料时通常需要采用储罐或储槽等密封型容器，以防止容器中的有害气体逃逸或扩散到外部环境或大气中。对于这类密封型容器，无论是物料进出(即向容器加料或从容器排料)还是昼夜温差都会造成从内向外排气(或可称作“呼气”)或者从外向内进气(或可称作“吸气”)等所谓的“呼吸现象”。
[0003]为了防止这类密封型容器呼吸时向外释放包括臭气或毒气等在内的有害气体，现有技术已经提出了很多种解决方案。
[0004]CN101731893B提出了一种贮罐呼吸废气脱硫除臭工艺；CN102309914A提出了一种储罐排放恶臭废气的处理方法；CN302844853U提出了一种蜡油罐恶臭气体除臭净化设备；以及CN101898079B提出了一种储罐逸散含硫恶臭废气处理方法。这些专利文献均涉及如何对排放的废气本身进行复杂的工艺处理，并不涉及容器“呼吸”时的双向密封性。
[0005]CN302823092U提出了一种除臭装置。该专利文献采用单个罐体、单个排气筒以及呼吸阀(单向阀)来同时解决污水池的呼气和吸气以及与呼吸相关的密封性问题和除臭问题。但是，这种除臭装置的密封性和除臭性能均无法适应进出物料时内部压力变化较大的化学品容器例如丙烯酸储罐等；并且由于呼吸阀的可靠性等问题，当其应用于化学品储罐时，即使储罐内部压力变化很小其也无法有效阻止有害气体逸散。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种用于密闭型储罐的呼吸系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
[0007]根据本实用新型的用于密闭型储罐的呼吸系统包括:
[0008]呼气槽，具有能够与储罐连通的呼气下浸管以及能够与大气连通的排放装置，其中呼气下浸管的下端定位在呼气槽的内部并且呼气下浸管的上端伸出呼气槽；以及
[0009]密闭型吸气槽，具有能够与储罐连通的进气管以及能够与大气连通的吸气下浸管，其中吸气下浸管的下端定位在吸气槽的内部并且吸气下浸管的上端伸出吸气槽。
[0010]本实用新型的呼吸系统由于具有双重液封而使得储罐的呼吸更加方便和安全。
[0011]根据本实用新型的呼吸系统还可以包括适于与储罐连通的呼吸管组件。呼气下浸管和进气管可以分别与呼吸管组件连通。这种情况下，呼吸管组件可以包含总管和与总管的一端分别连通的第一支管和第二支管，总管的另一端构造成适于与储罐连通，呼气下浸管可以与第一支管(左支管)连通并且进气管可以与第二支管(右支管)连通。这种呼吸管组件的使用使得整个呼吸系统的组装灵活性大大增强。[0012]在本实用新型的具体实施例中，呼气槽用于容纳能够浸没呼气下浸管的下端但不妨碍排放装置通气的第一液体并且吸气槽用于容纳能够浸没吸气下浸管的下端但不妨碍进气管通气的第二液体。第一液体可以与第二液体相同或者不同。例如第一液体适于处理并净化储罐的排气；第二液体则可以简单地采用水。
[0013]在本实用新型的一个具体实施例中，排放装置可以为与呼气槽气密连接的排气管。排气管还可以外接排放烟?以进一步增加操作安全性。
[0014]在本实用新型的一个具体实施例中，吸气下浸管可以与吸气槽气密连接并且上端可以伸出吸气槽顶部。这种情况下，吸气下浸管还可以气密连接有伸向室外的吸气筒。这种布置方式也进一步增加了操作安全性。
[0015]根据本实用新型的呼吸系统还可以包括围绕呼气下浸管设置的鼓泡筒，鼓泡筒内壁可以固定有水平环形筛板，呼气下浸管可以穿过水平环形筛板的中心孔，并且鼓泡筒可以在位于水平环形筛板之下的位置与呼气槽液体连通。根据本实用新型的优选实施例，鼓泡筒内壁可以固定有多个例如上下两个水平环形筛板。这种方式增加了气液接触面积和接触时间，提高了气体吸收或处理效率。
[0016]在本实用新型的一个优选实施例中，呼气下浸管还可以设置有侧向加液口以及位于侧向加液口下方且位于呼气下浸管之内的喷头，喷头可以与侧向加液口流体连通。这种情况下，呼气下浸管内还可以设置有位于喷头下方的填料。同样在这种情况下，呼气槽还可以包括排液口，呼气下浸管的加液口可以通过循环泵与呼气槽的排液口连通。这种方式进一步增加了气液接触面积和接触时间，提高了气体处理效率，尤其适用于排气量很大的储罐。
[0017]在本实用新型的各种实施例中，根据实际情况，呼气槽和吸气槽可以是空间上相互分离的槽；或者也可以是通过液体分隔装置所分隔开的一体化结构。
[0018]根据本实用新型的呼吸系统还可以包括串联或并联设置的多个呼气槽。这种结构可以进一步提高排气处理效果，尤其适用于排气量特别大的情况。
[0019]本实用新型的呼吸系统可以大大提高密封安全性以及阻火性，还可以显著提高储罐排气处理效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为根据本实用新型的呼吸系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图详细描述本实用新型的呼吸系统或呼吸设备。本领域技术人员应当理解，本实用新型的呼吸系统可以应用于各种密封型容器或储罐。储罐可以贮存各种物料例如液态或固态物料。这类物料包括但不限于化工原料、化学品或半成品等，其通常具有易挥发性从而会在储罐中形成一定压力的(有害)气体。本实用新型的呼吸系统即用于安全地实现这类储罐的“呼吸”或排气/进气，如之前在【背景技术】部分所提及。
[0022]参见图1，本实用新型的呼吸系统包括呼气槽(或排气槽)10和吸气槽(或进气槽)
30。呼气槽10中设置有呼气下浸管(图示为一端位于呼气槽10顶部之上另一端位于呼气槽10下部内的竖直管)20，吸气槽30上设置有进气管(图示为管头或短管)31。本实用新型的呼吸系统还可以包括呼吸管组件，该呼吸管组件包含总管50和与总管50的一端(图示为下端)分别连通的左支管51和右支管52。呼吸管组件的总管50的另一端(图示为上端)则构造成可以与密封型或密闭型容器例如储罐(未具体示出)的内部连通。
[0023]呼气下浸管20的上端通过法兰组件27气密连接于呼吸管组件的左支管51。进气管31通过法兰组件35气密连接于呼吸管组件的右支管52。
[0024]在本实用新型的替代性实施例中，还可以省略呼吸管组件。即呼气槽10可以通过呼气下浸管20直接连通储罐内部，并且吸气槽30可以通过进气管31直接连通储罐内部。但是，呼吸管组件的使用会使得整个呼吸系统的组装灵活性大大增强。
[0025]呼气槽10上还设置有排气管(图示为管头或短管)11，排气管11的上端通过法兰组件12与排放烟? (或排气筒)13气密连接，从而与大气或外部环境连通。排放烟? 13的顶端之上还可以加设防护盖14以防止外物例如雨、雪、灰尘等顺着排放烟? 13和排气管11落入呼气槽10。
[0026]吸气槽30中设置有吸气下浸管(图示为一端位于吸气槽30顶部之上另一端位于吸气槽30下部内的竖直管)40。吸气下浸管40的上端通过法兰组件41与例如伸出车间或厂房的吸气筒42气密连接，从而与外部环境或大气连通。吸气筒42的顶端之上也可以加设防护盖43以防止外物例如雨、雪、灰尘等顺着吸气筒42和吸气下浸管40落入吸气槽30。
[0027]呼气槽10可以容纳吸收液例如水或氨水等，或容纳液体强氧化剂例如21-30%的双氧水等，这取决于储罐中所贮存的物料成分。例如，当储罐中贮存丙烯酸时，呼气槽10中容纳水作为吸收液就可充分吸收挥发的丙烯酸气体了。可以定期监测呼气槽10中的处理液的浓度，以在浓度低于下限时置换处理液或添加更浓的处理液。
[0028]图1中的呼气槽10被局部剖开以显示其内部结构。如图所示，呼气槽10中容纳的液体到达液位线或液面16。呼气下浸管20竖直伸入呼气槽10中直至液面16之下。呼气下浸管20的下端与液面16之间的距离则取决于储罐内部的气体压力，该距离通常不超过500mm。排气管11的下端开口则位于液面16之上。在某些应用中，也可以省略排气烟囱13和/或排气管11而仅在呼气槽10的顶部设置相应的开口。例如，在经过处理的储罐呼气异味不大或无甚为害时，呼气槽10甚至可以简单构造成开口式容器。
[0029]吸气槽30可以容纳任何合适的液体，优选为水，只要其液位线或液面34能够如下所述有效阻止储罐中的有害气体通过吸气下浸管40直接外漏即可。另外，吸气槽30本身构造成气密型容器，进气管31与吸气槽30之间采用气密方式连通。吸气下浸管40伸入吸气槽30时同样不影响吸气槽30的整体气密性。另外，虽然在很多情况下都无需外接吸气筒42，但吸气筒42的使用不但可以使吸入储罐的空气更加新鲜，还可以防止某些特殊情况下例如吸气槽30中的液面34意外下降至吸气下浸管40之下时气体直接当场泄漏而对现场人员造成伤害。
[0030]图1中的吸气槽30也被局部剖开以显示其内部结构。如图所示，吸气槽30中容纳的液体到达液面34。吸气下浸管40竖直伸入吸气槽30中直至液面34之下。吸气下浸管40的下端与液面34之间的距离则主要取决于吸气下浸管40的横截面面积与吸气槽30的横截面面积之比以及储罐内部的气体压力，该距离通常不超过300mm。通常情况下，吸气槽30的横截面面积远大于吸气下浸管40的横截面面积；例如，二者之比大于10。进气管31的下端开口则位于液面34之上。吸气槽30中的液面34与呼气槽10中的液面16的高度可以相同也可以不同。
[0031]当密闭型储罐中的气体压力发生变化时，例如由于向储罐中加料而使得其中的气体压力增大时，储罐中的气体将会例如顺着呼吸管组件分别进入呼气下浸管20和进气管
31。当气体顺着进气管31进入吸气槽30中时，受到液面34的液封阻隔作用，气体无法进入吸气下浸管40从而无法从密闭型吸气槽30外逸。换言之，如果气体要从吸气下浸管40逃离吸气槽30，则气体压力需要足够大以致吸气槽30中的液面34降低至吸气下浸管40下端的位置，而此时吸气下浸管40中的液位则会相应大大增高，气体仍需进一步克服吸气下浸管40中液体压力才能逸出，而这对于一般化学储罐中的气体而言是根本不可能达到的。
[0032]当储罐中的气体压力大于例如500mm水柱时，气体会向下顺着呼气下浸管20 (突破液封)进入呼气槽10，经其中的液体处理后通过排气管11离开呼气槽10。气体呼出或排出路线如图1中左侧箭头所示。
[0033]当例如由于从储罐中卸料而使得其中形成足够大的负压时，空气会向下顺着吸气下浸管40 (突破液封)进入吸气槽30，并随后通过进气管31进入呼吸管组件并由此进入储罐。空气吸入或进入路线如图1中右侧箭头所示。同样，由于液封作用，空气也不能从呼气槽10经由呼气下浸管20进入储罐。这样，储罐只能通过吸气槽30完成吸气并通过呼气槽10完成呼气。
[0034]在图1中，所示呼气下浸管20的上端附近设置有侧向加液口 21。呼气下浸管20中设置有喷头22，喷头22与加液口 21直接流体连通。喷头22布置成不会影响气体通过呼气下浸管20。呼气下浸管20中还设置有位于喷头下方的填料23。填料23可以是任何能够增大气液接触面积的装置，例如各种规格的陶瓷或塑料填料、旋流板等。填料23通常还位于液面16之上。
[0035]图1中还示出了围绕呼气下浸管设置的鼓泡筒24。根据储罐的呼气量，鼓泡筒24的横截面面积与呼气槽10的横截面面积之比可以从例如1: 10直至1:1 (1:1这种情况即意味着可以省略鼓泡筒24)。鼓泡筒24内壁固定有上水平环形筛板(或穿孔板)25和下水平环形筛板26，呼气下浸管20分别穿过上水平环形筛板25的中心孔和下水平环形筛板26的中心孔。下水平环形筛板26基本与呼气下浸管20的下端齐平。上水平环形筛板25和下水平环形筛板26之间的距离与上水平环形筛板25和液面16之间的距离基本相等。当然，鼓泡筒24内壁还可以固定更多层数的筛板以如后所述进一步增加气液接触面积。鼓泡筒24的底部附近设有与呼气槽10中的液体连通的入口 28。
[0036]上水平环形筛板25和下水平环形筛板26上均设置有多个穿孔，穿孔直径通常在2-15mm之间，更优选在2-5mm之间。每个筛板上的穿孔面积之和可以是呼气下浸管20的横截面面积的1.5倍以上。
[0037]所示呼气槽10还包括位于底部的排液口 15。加液口 21通过循环泵(未具体示出)与排液口 15连通。所示呼气槽10的侧面还设置有液位计17，液位计17与呼气槽10中的液体连通以实时显示呼气槽10中的液位高度。
[0038]吸气槽30也分别设有位于顶部的加液口 32和位于底部的排液口 33。加液口 32在不加液时也处于气密状态。例如，加液口 32可以通过阀门(未具体示出)与吸气槽30的内部连通。所示吸气槽30的侧面也设置有液位计36，液位计36与吸气槽30中的液体连通以实时显示吸气槽30中的液位高度。[0039]当储罐中的气体压力变化不大，例如仅由于昼夜温差变化而发生呼吸时，由于排气量很小，通常无需启动加液口 21与排液口 15之间的循环泵并由此启动喷头22工作就能够保证排气得到充分净化或处理。
[0040]当储罐中的气体压力变化很大时，例如开启加料泵(同样未示出)向储罐中加入大量物料时，排气量就会很大。此时则可以同时开启循环泵并由此启动喷头22工作，从而确保排气得到充分净化或处理。当加液口 21与排液口 15之间的循环泵开启时，喷头22将呼气槽10中的处理液喷雾至呼气下浸管20中，排气与雾化处理液混合在一起经过填料23以使气液进一步增大接触面积和接触时间。气体经过填料23后从呼气下浸管20的下端通过下水平环形筛板26向上鼓泡，并继续通过上水平环形筛板25再次向上鼓泡后逸出至液面16上方。
[0041]本实用新型的这种优化的组合处理方式一喷头+填料+多级筛板一可以确保排气处理效果。另外，在排气量特别大的情况下，还可以串联或并联(针对气体流动而言)设置更多的呼气槽来进一步提高排气处理效果。
[0042]本实用新型的呼吸系统已经应用于6-8%的丙烯酸储罐平稳运行了两年，排气处理效果和密封效果均非常良好。
[0043]另外，由于本实用新型的呼吸系统分别通过呼气槽和吸气槽执行储罐的呼吸，因此还会有效避免现场产生的火星等引燃物质意外进入储罐而引起储罐失火或爆炸。
[0044]本领域技术人员应当理解，上述图示内容和实施例仅用于解释本实用新型而非用于对其作出任何限制。例如，呼气槽10和吸气槽30并非局限于图示的两个分离的槽。根据实际需要，呼气槽10和吸气槽30也可以是例如通过隔板等液体分隔装置所分隔开的一体化结构。
【权利要求】
1.一种用于密闭型储罐的呼吸系统，其特征在于，包括: 呼气槽，具有能够与储罐连通的呼气下浸管以及能够与大气连通的排放装置，其中呼气下浸管的下端定位在呼气槽的内部并且呼气下浸管的上端伸出呼气槽；以及 密闭型吸气槽，具有能够与储罐连通的进气管以及能够与大气连通的吸气下浸管，其中吸气下浸管的下端定位在吸气槽的内部并且吸气下浸管的上端伸出吸气槽。
2.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，还包括能够与储罐连通的呼吸管组件，其中呼气下浸管和进气管分别与呼吸管组件连通。
3.根据权利要求2所述的呼吸系统，其特征在于，呼吸管组件包含总管和与总管的一端分别连通的第一支管和第二支管，总管的另一端构造成能够与储罐连通，呼气下浸管与第一支管连通并且进气管与第二支管连通。
4.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，呼气槽用于容纳能够浸没呼气下浸管的下端但不妨碍排放装置通气的第一液体并且吸气槽用于容纳能够浸没吸气下浸管的下端但不妨碍进气管通气的第二液体。
5.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，排放装置为与呼气槽气密连接的排气管。
6.根据权利要求5所述的呼吸系统，其特征在于，排气管还外接有伸向室外的排放烟囱。
7.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，吸气下浸管与吸气槽气密连接并且上端伸出吸气槽顶部。
8.根据权利要求7所述的呼吸系统，其特征在于，吸气下浸管还气密连接有伸向室外的吸气筒。
9.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，还包括围绕呼气下浸管设置的鼓泡筒，其中鼓泡筒内壁固定有水平环形筛板，呼气下浸管穿过水平环形筛板的中心孔，并且鼓泡筒在位于水平环形筛板之下的位置与呼气槽液体连通。
10.根据权利要求9所述的呼吸系统，其特征在于，鼓泡筒内壁固定有上下两个水平环形筛板。
11.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于，呼气下浸管还设置有侧向加液口以及位于侧向加液口下方且位于呼气下浸管之内的喷头，喷头与侧向加液口流体连通。
12.根据权利要求11所述的呼吸系统，其特征在于，呼气下浸管内还设置有位于喷头下方的填料。
13.根据权利要求11所述的呼吸系统，其特征在于，呼气槽还包括排液口，呼气下浸管的加液口通过循环泵与呼气槽的排液口连通。
14.根据权利要求1-13之一所述的呼吸系统，其特征在于，呼气槽和吸气槽是空间上相互分离的槽。
15.根据权利要求1-13之一所述的呼吸系统，其特征在于，呼气槽和吸气槽是通过液体分隔装置所分隔开的一体化结构。
16.根据权利要求1-13之一所述的呼吸系统，其特征在于，呼气槽是相互串联或并联的多个槽。
【文档编号】B01D53/18GK203556263SQ201320701059
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】廖成明, 代明阳, 苏培炳, 秦泽全 申请人:重庆紫光新科化工开发有限公司