一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置的制作方法

本实用新型涉及VOCs治理领域，特别是涉及一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置。

背景技术：

目前，随着国家经济的飞速发展，对环境保护的要求也越来越高。2014年8月1日天津市开始实施《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014),该标准规定自2016年1月1日起已有企业VOCs有组织排放最高允许浓度80mg/m³⁽焚烧处理最高20mg/m³)，如采用固顶罐，应安装密闭排气系统，排气至污染控制设备，污染物排放应符合排气筒污染物排放限值要求；

在传统炼油厂装置内常压固定顶罐顶尾气处理中，一般采用通过连通管引到碱洗脱臭设施后放空的技术，该方法H₂S恶臭气体治理效果明显，而挥发性有机物(VOCs)和有机硫化物等污染物没有得到有效治理，通过对现有装置监测发现各恶臭治理装置排气筒VOCs浓度在10³～10⁵mg/m³之间，有机硫化物浓度可达每立方米几百到上万毫克。该排放量已远远超过标准限值；

2014年7月11日国家安监总局发布《关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》(安监总管三(2014)68号)明确要求：“立即暂停使用多个化学品储罐尾气联通回收系统，经安全论证合格后方可投用”；

在这样的背景下，尾气治理势在必行。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，本着简单易行、科学规范、安全高效、达标排放、经济合理的原则，提出了一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置；该VOCs治理装置，该技术经天津世纪天源安全卫生评价监测有限公司出具了《安全评价报告》，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院出具了《安全专项评估报告》，即将在中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部投入运行。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置，包括固定顶储罐、安全单元、补氮气管、碱洗单元、回收单元、VOCs收集总管、燃料气管网；所述安全单元固设于所述固定顶储罐罐顶，所述补氮气管通过氮气调节阀与所述固定顶储罐压力表设置联锁控制，从而保证固定顶储罐处于微正压状态，所述固定顶储罐安全氮封压力在0～500Pa；所述VOCs收集总管依次连接所述固定顶储罐、回收单元、燃料气管网；所述碱洗单元设有碱洗管线，所述碱洗管线与所述VOCs收集总管并联；

所述回收单元包括由VOCs收集总管顺次连接的喷射泵、冷凝器、缓冲罐、风机；所述喷射泵设有蒸汽管线；所述冷凝器上方设有循环水回水管，其下方设有循环水上水管；所述缓冲罐一方面通过风机为燃料气管网输送气相，另一方面通过凝液泵为所述固定顶储罐输送液相。

进一步，所述安全单元根据固定顶储罐设计压力不同，其定压在-500～20000Pa；所述安全单元包括呼吸阀、呼吸人孔、水封罐、爆破片，所述呼吸阀安装在所述固定顶储罐罐顶的中央顶板上，所述呼吸人孔固设于固定顶储罐罐顶的法兰口上，所述呼吸阀和所述呼吸人孔设有阻火器，所述水封罐焊接于单独钢框架平台上，所述钢框架平台位于所述固定顶储罐旁；所述爆破片通过夹持器安装在所述固定顶储罐罐顶。

进一步，所述固定顶储罐与回收单元之间的VOCs收集总管上设有收集总管自动阀，所述碱洗管线上设有碱洗自动阀。

进一步，所述阻火器采用阻爆轰型管道阻火器。

进一步，所述固定顶储罐罐顶设有罐顶压力表；所述收集总管上设有收集总管压力表。

进一步，所述收集总管上设有氧含量分析仪，所述氧含量分析仪安装在所述收集总管压力表和收集总管自动阀之间的VOCs收集总管上。

进一步，所述缓冲罐上还设有远传液位计。

进一步，所述喷射泵增加压力根据管道阻力降及燃料气系统背压计算选定，其范围为0～100KPa。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的回收单元和碱洗单元可在不同工况下使用；当任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定值，且氧含量合格、燃料气管网压力正常时，开启收集总管自动阀，所述回收单元便开始工作，减少能源浪费的同时也避免了环境污染的问题；当由于罐顶尾气氧含量过高、燃料气管网超压等原因造成固定顶储罐罐顶尾气不能进入燃料气管网，而任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定排放压力，此时需开启碱洗自动阀，自动启动碱洗单元，固定顶储罐罐顶尾气经碱洗脱除H₂S后直接放空，降低对空气的污染；

(2)本实用新型所述的氧含量分析仪可直接在线分析罐顶尾气中氧气含量，并将信号传至中控室，判断氧含量是否合格；当氧含量合格时，尾气经由回收单元被自动收集送至燃料气管网和固定顶储罐；当氧含量不合格时，自动启动恶臭治理设施，尾气经碱洗脱臭后放空；既避免了污染又回收了资源；

(3)本实用新型所述的合理设置安全联锁自控系统，所述补氮气管通过氮气调节阀与所述固定顶储罐压力表设置联锁控制，使固定顶储罐保持在微正压状态，防止氧气进入储罐；所述缓冲罐的远传液位计与凝液泵的电源开关设置联锁控制，控制缓冲罐内液位在一定水平；

(4)本实用新型所述的缓冲罐接收经过冷凝器冷却的固定顶储罐罐顶尾气，固定顶储罐罐顶尾气在所述缓冲罐中进行气液分离，其中液相用泵增压后返回固定顶储罐，气相经风机增压后或直接输送至燃料气管网回收利用，具有利用率高、回收充分的有益效果；

(5)本实用新型所述的安全单元，设有阻火器防止各储罐罐顶气相直接连通，设有水封罐、呼吸阀和呼吸人孔保证固定顶储罐内的压力在一定的范围内；所述安全单元在储罐超压时排气，压力过低吸气，保证固定顶储罐的安全；

(6)本实用新型所述的安全单元根据固定顶储罐设计压力不同，其定压在-500～20000Pa；固定顶储罐安全氮封压力在0～500Pa，氮封压力与尾气排放压力避免交叉设置，防止补入的氮气直接排入燃料气管网，而造成氮气浪费，又影响瓦斯燃烧品质现象。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的利用蒸汽喷射泵增压的一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置示意图；

图2为本实用新型实施例所述的利用风机增压的一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置示意图。

附图标记说明：

1-固定顶储罐；2-补氮气管；21-氮气调节阀；22-罐顶压力表；23-阻火器；3-VOCs收集总管；31-收集总管压力表；32-氧含量分析仪；33-收集总管自动阀；4-碱洗单元；41-碱洗自动阀；42-碱洗管线；5-回收单元；51-喷射泵；52-冷凝器；521-循环水上水管；522-循环水回水管；53-缓冲罐；531-凝液泵；532-远传液位计；533-缓冲罐压力表；54-风机；6-燃料气管网。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型：

实施例1

一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置，如图1所示，包括固定顶储罐1、安全单元、补氮气管2、碱洗单元4、回收单元5、VOCs收集总管3、燃料气管网6；

所述补氮气管2通过氮气调节阀21与所述罐顶压力表22设置联锁控制，使固定顶储罐1保持在微正压状态，防止氧气进入固定顶储罐1；

所述VOCs收集总管3依次连接所述固定顶储罐1、回收单元5、燃料气管网6；

所述碱洗单元4设有碱洗管线42，所述碱洗管线42与所述VOCs收集总管3并联；

所述安全单元固设于所述固定顶储罐1罐顶，并根据固定顶储罐1设计压力不同，其定压在-500～20000Pa；所述安全单元包括呼吸阀、呼吸人孔、水封罐、爆破片，所述呼吸阀安装在所述固定顶储罐1罐顶的中央顶板上，所述呼吸人孔固设于固定顶储罐1罐顶的法兰口上，所述呼吸阀和所述呼吸人孔设有阻火器23，所述呼吸人孔可用泄压人孔替换；所述水封罐焊接于单独钢框架平台上，所述钢框架平台位于所述固定顶储罐1旁；所述爆破片通过夹持器安装在所述固定顶储罐1罐顶；在固定顶储罐1罐顶位置不足时，可选择将呼吸阀安装在固定顶储罐1罐顶处的VOCs收集总管上；所述安全单元设有阻火器23防止各储罐罐顶气相直接连通，设有水封罐呼吸阀、呼吸人孔保证固定顶储罐1内的压力在一定的范围内，所述安全单元在储罐超压时排气，压力过低吸气，保证固定顶储罐1的安全；

所述固定顶储罐1与回收单元5之间的VOCs收集总管3上设有收集总管自动阀33，所述碱洗管线42上设有碱洗自动阀41；所述固定顶储罐1罐顶设有罐顶压力表22；所述VOCs收集总管3上设有收集总管压力表31；当任一罐顶压力和VOCs收集总管3压力均达到设定值，便可打开收集总管自动阀33，尾气经由回收单元5被自动收集送至燃料气管网6和固定顶储罐1；当任一罐顶压力和VOCs收集总管3压力均达到设定排放压力，此时需开启碱洗自动阀41，自动启动碱洗单元4，固定顶储罐1罐顶尾气经碱洗脱除H₂S后直接放空，降低对空气的污染；

所述VOCs收集总管3上设有氧含量分析仪32，所述氧含量分析仪32安装在所述收集总管压力表31和收集总管自动阀33之间的VOCs收集总管3上；所述的氧含量分析仪32可直接在线分析固定顶储罐1罐顶尾气中氧气含量，并将信号传至中控室，判断氧含量是否合格；当氧含量合格时，尾气经由回收单元5被自动收集送至燃料气管网6和固定顶储罐1；当氧含量不合格时，自动启动恶臭治理设施，尾气经碱洗脱臭后放空；既避免了污染又回收了资源；

所述回收单元5包括由VOCs收集总管3顺次连接的喷射泵51、冷凝器52、缓冲罐53；

所述喷射泵51设有蒸汽管线；所述喷射泵51通过通入蒸汽将罐顶尾气增压后进入冷凝器52；

所所述冷凝器52下方设有循环水上水管521，其下方设有循环水回水管522；

所述缓冲罐53上还设有远传液位计532，所述缓冲罐53的远传液位计532与凝液泵51的电源开关设置联锁控制，控制缓冲罐53内液位在一定水平，所述缓冲罐53一方面直接为所述燃料气管网6输送气相，另一方面通过凝液泵51为所述固定顶储罐1输送液相，所述凝液泵51为所述液相增压；

所述喷射泵51增加压力根据管道阻力降及燃料气系统背压计算选定，其范围为0～100KPa；氮封压力与尾气排放压力避免交叉设置，防止补入的氮气直接排入燃料气管网6，而造成氮气浪费，又影响瓦斯燃烧品质现象。

本实施例的操作设备的操作工况共分为两种，一种为正常操作工况尾气进入燃料气管网6回收利用，另一种为异常操作工况下，罐顶气不能进入燃料气管网6时，尾气通过碱洗单元4脱除H₂S后直接放空，两种不同工况下详细操作过程如下：

第一种工况为正常工况，当任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定值，且氧含量合格、燃料气管网6压力正常时，开启收集总管自动阀33，同时蒸汽管线开始通入蒸汽，这时利用喷射泵51将罐顶尾气增压后进入冷凝器52，将罐顶尾气中的水蒸汽冷凝下来后进入缓冲罐53，在缓冲罐53内进行气液分离，液相用凝液泵531增压后返回储罐，气相直接进入燃料气管网6回收利用；

第二种工况为异常工况，当由于罐顶尾气氧含量过高、燃料气管网6超压等原因造成罐顶尾气不能进入燃料气管网6，而任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定排放压力，此时需开启碱洗自动阀41，自动启动碱洗单元4，尾气经碱洗脱除H₂S后直接放空。

实施例2

一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置，如图1所示，包括固定顶储罐1、安全单元、补氮气管2、碱洗单元4、回收单元5、VOCs收集总管3、燃料气管网6；

所述补氮气管2通过氮气调节阀21与所述罐顶压力表22设置联锁控制，使固定顶储罐1保持在微正压状态，防止氧气进入固定顶储罐1；

所述VOCs收集总管3依次连接所述固定顶储罐1、回收单元5、燃料气管网6；

所述碱洗单元4设有碱洗管线42，所述碱洗管线42与所述VOCs收集总管3并联；

所述安全单元固设于所述固定顶储罐1罐顶，并根据固定顶储罐1设计压力不同，其定压在-500～20000Pa；所述安全单元包括呼吸阀、呼吸人孔、水封罐、爆破片，所述呼吸阀安装在所述固定顶储罐1罐顶的中央顶板上，所述呼吸人孔固设于固定顶储罐1罐顶的法兰口上，所述呼吸阀和所述呼吸人孔设有阻火器23，所述呼吸人孔可用泄压人孔替换；所述水封罐焊接于单独钢框架平台上，所述钢框架平台位于所述固定顶储罐1旁；所述爆破片通过夹持器安装在所述固定顶储罐1罐顶；在固定顶储罐1罐顶位置不足时，可选择将呼吸阀安装在固定顶储罐1罐顶处的VOCs收集总管上；所述安全单元设有阻火器23防止各储罐罐顶气相直接连通，设有水封罐呼吸阀、呼吸人孔保证固定顶储罐1内的压力在一定的范围内，所述安全单元在储罐超压时排气，压力过低吸气，保证固定顶储罐1的安全；

所述固定顶储罐1与回收单元5之间的VOCs收集总管3上设有收集总管自动阀33，所述碱洗管线42上设有碱洗自动阀41；所述固定顶储罐1罐顶设有罐顶压力表22；所述VOCs收集总管3上设有收集总管压力表31；当任一罐顶压力和VOCs收集总管3压力均达到设定值，便可打开收集总管自动阀33，尾气经由回收单元5被自动收集送至燃料气管网6和固定顶储罐1；当任一罐顶压力和VOCs收集总管3压力均达到设定排放压力，此时需开启碱洗自动阀41，自动启动碱洗单元4，固定顶储罐1罐顶尾气经碱洗脱除H₂S后直接放空，降低对空气的污染；

所述VOCs收集总管3上设有氧含量分析仪32，所述氧含量分析仪32安装在所述收集总管压力表31和收集总管自动阀33之间的VOCs收集总管3上；所述的氧含量分析仪可直接在线分析罐顶尾气中氧气含量，并将信号传至中控室，判断氧含量是否合格；当氧含量合格时，尾气经由回收单元5被自动收集送至燃料气管网6和固定顶储罐1；当氧含量不合格时，自动启动恶臭治理设施，尾气经碱洗脱臭后放空；既避免了污染又回收了资源；

所述回收单元5包括由VOCs收集总管顺次连接的冷凝器52、缓冲罐53、风机54；

所述冷凝器52下方设有循环水上水管521，其上方设有循环水回水管522；

所述缓冲罐53上还设有远传液位计532，所述缓冲罐53与凝液泵531设置联锁控制，控制缓冲罐53内液位在一定水平，所述缓冲罐53一方面通过风机54为所述燃料气管网6输送气相，另一方面通过凝液泵531为所述固定顶储罐1输送液相；

氮封压力与尾气排放压力避免交叉设置，防止补入的氮气直接排入燃料气管网6，而造成氮气浪费，又影响瓦斯燃烧品质现象。

本实施例的操作设备的操作工况共分为两种，一种为正常操作工况尾气进入燃料气管网6回收利用，另一种为异常操作工况下，罐顶气不能进入燃料气管网6时，尾气通过碱洗单元4脱除H₂S后直接放空，两种不同工况下详细操作过程如下：

第一种工况为正常工况，当任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定值，且氧含量合格、燃料气管网6压力正常时，开启收集总管自动阀33，尾气进入冷凝器52后，尾气中的水蒸汽冷凝下来后进入缓冲罐53，在缓冲罐53内进行气液分离，液相用凝液泵531增压后返回储罐，气相用风机54增压后进入燃料气管网6回收利用；

第二种工况为异常工况，当由于罐顶尾气氧含量过高、燃料气管网6超压等原因造成罐顶尾气不能进入燃料气管网6，而任一罐顶压力和收集总管压力均达到设定排放压力，此时需开启碱洗自动阀41，自动启动碱洗单元4，尾气经碱洗脱除H₂S后直接放空。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。