液化气罐车余气残液回收装置的制作方法

本发明涉及一种液化气罐车余气残液回收装置。

背景技术

罐车检验单位按照相关规定，必须具有对罐车中介质进行余气残液回收的能力，目前罐车检验单位普遍是通过设置残液罐的方式来进行回收，设施投资大，消防要求高，用地面积多，而且在实际使用中往往还会出现回收不彻底，甚至直接向环境排放余气残液的情况，既存在严重的安全隐患，又不能满足越来越高的环保要求，造成后果之严重不堪设想。

目前，罐车余气残液回收的常用工艺有两种。一是通过氮气加压罐体，将罐车中的余气残液压入残液罐。其特点是工艺简单，操作安全可靠，但也存在着氮气费用高，操作时需要反复启闭气相阀门且余气不易排尽的缺点。二是利用压缩机从罐体内抽取气体，加压后排入残液罐。由于普通压缩机吸入负压值较高，很难将罐内余气抽尽，而且罐体反复受负压，还容易产生不必要疲劳损伤。以上两种工艺都需要安装残液罐，设施投入较大，且存在着余气不能完全回收的弊端。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种液化气罐车余气残液回收装置，安全、高效的回收液化气罐车的余气残液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液化气罐车余气残液回收装置，包括移动式存储容器、余气压缩装置、液体注入装置，移动式存储容器分别与余气压缩装置和罐车罐体连接，余气压缩装置用于将罐车罐体内的余气压缩为液化气，余气压缩装置和液体注入装置分别与罐车罐体连接，首先，余气压缩装置抽取移动式存储容器内的气体至罐车罐体，使移动式存储容器内的压力降低，在罐车罐体与移动式存储容器之间形成压力差；然后，利用罐车罐体与移动式存储容器之间存在的压力差，使罐车罐体内的残液压进移动式存储容器，直至把罐车罐体内的残液输送完毕为止；最后，通过液体注入装置向罐车罐体内注入相应液体，同时启动余气压缩装置抽取罐车罐体的余气，将余气压缩为液化气后压入移动式存储容器。

进一步限定，移动式存储容器通过第一管路与罐车罐体的排污阀连接，在第一管路上具有控制该管路通断的第一阀门，余气压缩装置通过第二管路与罐车罐体的气相阀连接，余气压缩装置通过第三管路与移动式存储容器连接，在第三管路上具有控制该管路通断的第三阀门，余气压缩装置通过正反接阀门装置，实现余气压缩装置的进气方向的转换，液体注入装置包括与罐车罐体的排污阀连接的第四管路，在第四管路上具有控制该管路通断的第四阀门，第四管路用于与液体源连接。

更进一步限定，余气压缩装置包括压缩机和冷凝器，压缩机的两端通过正反接阀门装置分别与第二管路和冷凝器的一端连接，冷凝器的另一端与第三管路连接。

具体地，正反接阀门装置为两位四通阀。

具体地，移动式存储容器为罐车、罐式集装箱或气瓶。

进一步限定，压缩机的两端分别为进口端和出口端，压缩机的进口端设置气液分离器，压缩机的出口端设置油气分离器。

具体地，气液分离器包括筒体、浮子、切断阀和排液阀，筒体的下端侧面具有进口，筒体的上端具有出口，在筒体的内腔的上端具有控制出口通断的切断阀，浮子为柱状，位于筒体内腔中，进入筒体的液体使浮子上浮，浮子接触到切断阀后关闭切断阀，在进口设置滤芯，筒体下端具有排液阀，进入筒体的液体通过排液阀排出。

具体地，油气分离器包括容器外壳和容器外壳内的浮球、填料滤油层，容器外壳的内腔分为上下两层，浮球位于内腔的下层，填料滤油层位于内腔的上层，内腔的下层具有一个夹层，容器外壳的上层一侧具有出口，容器外壳的下层的同一侧具有进口，进口与夹层相通，液化气通过进口进入容器外壳的下层的夹层，并从夹层的远离进口的一侧进入内腔的上层，进入内腔的上层的液化气经填料滤油层过滤后通过出口排出，填料滤油层过滤出来的润滑油滴落入浮球所处的内腔的下层，内腔的下层具有浮球阀，浮球上浮使浮球阀打开排出过滤下来的润滑油，浮球下降压动浮球阀关闭。

进一步限定，余气压缩装置内设置平衡阀，平衡阀的两端与压缩机的两端连接。

进一步限定，整个装置呈撬装式。

本发明的有益效果是：

(1)本装置回收方法简单，余气残液回收彻底，回收效率高，大大降低了有害气体的排放；

(2)该装置采用冷凝原理，以气瓶代替残液罐实现了对罐车罐体的余气残液回收，不需要设置专门的残液罐来进行回收，设施投资省，消防要求低，占地面积小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1为本发明的整体结构原理图；

图2为本发明的气液分离器的结构示意图；

图3是本发明的油气分离器的结构示意图；；

图中，1.移动式存储容器，2.余气压缩装置，2-1.压缩机，2-2.冷凝器，3.罐车罐体，4-1.第一管路，4-2.第二管路，4-3.第三管路，4-4.第四管路，5-1.第一阀门，5-3.第三阀门，5-4.第四阀门，6.气相阀，7.正反接阀门装置，8.称重装置，9.气液分离器，9-1.筒体、9-2.浮子，9-3.切断阀，9-4.排液阀，9-5.滤芯，10.油气分离器，10-1.容器外壳，10-2.浮球，10-3.填料滤油层，10-4.夹层，10-5.浮球阀，11.平衡阀，12.排污阀,13.压力表,14.安全阀，15.单向阀。

具体实施方式

一种液化气罐车余气残液回收装置适用于多种介质的液化气罐车，下面以液化石油气罐车为例介绍这套装置，该液化气罐车余气残液回收装置包括移动式存储容器1、余气压缩装置2和液体注入装置，移动式存储容器1分别与余气压缩装置2和罐车罐体3连接，余气压缩装置2用于将罐车罐体3内的余气压缩为液化气，余气压缩装置2和液体注入装置分别与罐车罐体3连接，首先，余气压缩装置2抽取移动式存储容器1内的气体至罐车罐体3，使移动式存储容器1内的压力降低，在罐车罐体3与移动式存储容器1之间形成压力差；然后，利用罐车罐体3与移动式存储容器1之间存在的压力差，使罐车罐体3内的残液压进移动式存储容器1，直至把罐车罐体3内的残液输送完毕为止；最后，通过液体注入装置向罐车罐体3内注入相应液体，同时启动余气压缩装置2抽取罐车罐体3的余气，将余气压缩为液态的液化气后压入移动式存储容器1。

液体注入装置向罐车罐体3内注入相应液体为水。

如图1所示，移动式存储容器1通过第一管路4-1与罐车罐体3的排污阀12连接，在第一管路4-1上具有控制该管路通断的第一阀门5-1，余气压缩装置2通过第二管路4-2与罐车罐体3的气相阀6连接，余气压缩装置2通过第三管路4-3与移动式存储容器1连接，在第三管路4-3上具有控制该管路通断的第三阀门5-3，余气压缩装置2通过正反接阀门装置7，实现余气压缩装置2的进气方向的转换，液体注入装置包括与罐车罐体3的排污阀12连接的第四管路4-4，在第四管路4-4上具有控制该管路通断的第四阀门5-4，第四管路4-4用于与作为水源的水池连接。

正反接阀门装置7为两位四通阀。

移动式存储容器1可以是罐车、罐式集装箱或气瓶，在图1中，移动式存储容器1为气瓶，在气瓶的底部设置称重装置8。

压缩机2-1的两端分别为进口端和出口端，压缩机2-1的进口端设置气液分离器9，压缩机2-1的出口端设置油气分离器10。

余气压缩装置2内设置平衡阀11，平衡阀11的两端与压缩机2-1的两端连接。

整个装置呈撬装式。

余气压缩装置2通过冷凝的方式将余气压缩冷凝为液化气，余气压缩装置2包括压缩机2-1和冷凝器2-2，压缩机2-1的两端通过正反接阀门装置7分别与第二管路4-2和冷凝器2-2的一端连接，冷凝器2-2的另一端与第三管路4-3连接。

余气压缩装置2是本回收装置的核心部分，压缩机2-1将罐车罐体3内的低压余气压缩成高压气体并排入冷凝器2-2，在冷凝器2-2中转化为液体后充入气瓶。一般罐车罐体3内的低压余气压力为0.2-0.3mpa(绝对压力)，而压缩机排出气体的压力与液化气种类有关，以扬子石化供应的液化气为例，40℃时为饱和蒸气压力为1.5mpa(绝对压力)，此时压缩机所需的压缩比为5～7.5。通常液化气充装站选用的液化气循环压缩机，主要用于液化气的装车、卸车、倒罐、罐装等场合，其压缩比仅为1.4～1.5，无法满足气体回收的要求，因此在本装置中选用了较高压缩比的压缩机。压缩机的吸气流量可依据罐车置换时进水的流量选择，与进水流量相仿即可。

由于液化气对水的溶解度较小，为防止液体不慎进入，发生“液击”损坏压缩机，本回收装置配制了高效的气液分离器9，杜绝液体进入气缸，确保压缩机的安全运行。

如图2所示，气液分离器9包括筒体9-1、浮子9-2、切断阀9-3和排液阀9-4，筒体9-1的下端侧面具有进口，筒体9-1的上端具有出口，在筒体9-1的内腔的上端具有控制出口通断的切断阀9-3，浮子9-2为柱状，位于筒体9-1内腔中，若液体进入气液分离器9，进入筒体9-1的液体会使浮子9-2上浮，浮子9-2接触到切断阀9-3后关闭切断阀9-3，使液体不能进入压缩机2-1，为避免罐车罐体3内的铁锈、焊渣等脏物随气流窜入压缩机2-1，在进口设置滤芯9-5，筒体9-1下端具有排液阀9-4，进入筒体9-1的液体通过排液阀9-4排出。

气液分离器9的进口与两位四通阀相通，当气体由两位四通阀进入滤芯9-5时，气体中的脏物被堵在滤芯9-5的滤网外部，清洁气体则由滤芯9-5的筛筒内孔流入气液分离器的筒体9-1的内腔，从而保证了进入压缩机2-1的气体的清洁，延长了压缩机2-1的使用寿命。

液化气能不同程度地溶解润滑油，易将润滑油带入冷凝器2-2，造成冷凝段的集油，影响冷凝器2-2的换热效果，而且润滑油流进气瓶，增大了润滑油的消耗，因此本回收装置在压缩机2-1的出口端设置了油气分离器，其主要结构如图3所示：

油气分离器10包括容器外壳10-1和容器外壳10-1内的浮球10-2、填料滤油层10-3，容器外壳10-1的内腔分为上下两层，浮球10-2位于内腔的下层，填料滤油层10-3位于内腔的上层，内腔的下层具有一个夹层10-4，容器外壳10-1的上层一侧具有出口，容器外壳10-1的下层的同一侧具有进口，进口与夹层10-4相通，高压液化气通过进口进入容器外壳10-1的下层的夹层10-4，并从夹层10-4的远离进口的一侧进入内腔的上层，进入内腔的上层的液化气经填料滤油层10-3过滤后通过出口排出，填料滤油层10-3过滤出来的润滑油滴落入浮球10-2所处的内腔的下层，内腔的下层具有浮球阀10-5，当滴落的润滑油的液面上升到一定高度时，浮球10-2上浮使浮球阀10-5打开排出过滤下来的润滑油，排出的润滑油回流至压缩机2-1，若油面下降到一定位置，浮球10-2下降压动浮球阀10-5关闭。为改善分油效果，在油气分离器的填料滤油层中采用了分子筛结构，可将液化气中润滑油的浓度降低至10ppm左右。

冷凝器2-2的作用是将高压气体冷凝成液体。在本装置中，因为所需的冷凝容量不大，所以冷凝器2-2选择了强迫对流空冷式冷凝器，其特点是不需要安装冷却水，因而使用、移装都比较方便。冷凝器2-2由几根并联的蛇管组成，液化气由上部分配集管进入每根蛇管，凝结成液体后沿管子下流，汇于下集管中。强迫对流空冷式冷凝器的空气侧的放热系数较小，因此在管外使用了套片式翅片。为避免蛇管下部被液体充满，影响冷凝效果，控制每根蛇管的长度，单根蛇管的长度不宜过长。

本装置内管道的设计：

回收装置的管道包括第一管路4-1、第二管路4-2、第三管路4-3和第四管路4-4等，设计压力为2.5mpa，胶管采用压力等级不低于6.4mpa的耐腐蚀钢丝缠绕高压胶管。管道直径的计算满足气相管中流速不大于12m/s，液相管中流速不大于3m/s的要求。装置中管子之间的连接采用焊接连接，与设备的连接采用法兰连接，管道布置的水平段设有沿液化气流动方向5/1000的下降率。为防止压缩机启动、运行和停车时液体的流入，在压缩机2-1的进口管路中避免出现u形弯，当冷凝器2-2位于压缩机2-1上部时，在压缩机2-1的出口管路的上升端下侧设置了u形积液弯头。压缩机2-1的出口管道上设置了止回阀和安全阀。选择与罐车接头配套的快装进气接头。回收装置内的设备、管道、阀门等均进行了可靠的导除静电接地，接地电阻不大于10ω，管道上法兰间的跨接电阻不大于0.03ω。考虑装置在实际使用中可能需要运输和搬迁，其管架设计保证管道在运输或吊装情况下固定可靠，无移动，根据需要还设置了临时支架。

撬装式设计的优点：

为便于回收装置安装和搬迁，对各种设备、管线、仪表和电气等进行撬装化设计，集成于一个整体底座，呈撬装式。整个装置呈撬装式的设计具有以下明显的优势:①布置紧凑，占地面积小。撬装设备占地面积仅为2m²，整个作业区面积也不过250m²左右。②施工周期短，施工组织方便。只需将撬块安装到基础上，把撬块与现场管线及电气部分进行连接，即可使用，大大减少了现场工作量和安装时间。③撬块组装工作主要在生产单位完成，成本低，可靠性高。④搬迁移动容易，便于在场地内的调整。检验单位检验罐车的介质是不同的，可以根据不同介质选择相应的撬块进行余气残液回收，极大地降低了检验成本。⑤由于实现了余气残液的高效回收，彻底解决了污染环境问题。

使用本回收装置的现场设置要求。

1、位置选择：

以撬装式的本回收装置为中心，半径为9m的区域作为回收作业区，作业区的设置应满足安全防火、环境保护和方便使用的要求。该区域不应超出检验单位围墙和可用地界线，不得设在架空供电、通信线路下方，宜布置在全年最小频率风向的上风侧。作业区内设备与单位外建、构筑物或设施间的防火间距应符合gb50016《建筑设计防火规范》的规定，如果检验单位在石化企业内，设备与企业内建、构筑物和设施间的防火间距还应符合gb50160《石油化工企业设计防火规范》的规定，作业区内不得有明火地点或散发火花地点，配电间应布置在工作区域以外。罐车停车位应平整，不得有坡度。

2、场地要求

回收作业区地面不得铺设沥青，应采用不发生火花地面，作业区四周应设立明显的界线标志。回收装置采用露天布置，并应设置高度不低于0.5m防撞柱。装置可采用罩棚防晒，罩棚采用不燃烧材料建造，遮盖面积不小于装置平面投影外2m。作业区内不应采用暗沟排水，地面水可散流排出，流出作业区的水由外围明沟汇集，并应在该明沟上设水封井，水封高度不小于0.25m。作业区配电线路宜采用电缆直埋敷设，在有车辆行走的部位应进行穿钢管保护，区域内用电设备及电气连接应符合gb50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》的规定。作业区中应有防雷防静电接地桩，方便罐车的接地，所有设备包括电缆保护钢管、铠装软管两端及罩棚等均应良好接地。作业区的灭火器材应配备齐全，作业区周围应有消防水系统。

本装置的实际操作过程如下：

实际操作时，先将作为正反接阀门装置7的两位四通阀放置反位，开启气相阀6和第三阀门5-3，关闭排污阀12和第一阀门5-1，启动压缩机2-1。此时压缩机2-1抽吸作为移动式存储容器1的气瓶内的气体并使其压力降低，然后关闭气相阀6和第三阀门5-3，开启排污阀12和第一阀门5-1，由于压力差的作用，罐车罐体3内的残液经第一管路4-1压进气瓶，直至把罐车罐体3内的残液输送完毕为止。再将第一管路4-1上的排污阀12和第一阀门5-1关闭，将两位四通阀的手柄转动90°，即由反位变为正位，开启排污阀12和第四阀门5-4，由罐车罐体3底部的排污阀12进水，同时打开气相阀6和第三阀门5-3，启动压缩机2-1抽取罐车罐体3内的液化气，加压后的液化气经油气分离器10进入冷凝器2-2，冷凝成液体后压入气瓶。气瓶充满后可更换空瓶，充满后的气瓶可以作为能源正常使用。