一种储罐内VOCs处理装置和方法与流程

本发明涉及储罐内vocs处理技术领域，尤其涉及一种储罐内vocs处理装置和方法。

背景技术：

vocs(volatileorganiccompounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32pa、常压下沸点在50～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。

现阶段加油站地下油罐及炼厂罐区储罐的vocs造成的污染很严重，现阶段大多采用一次、二次、三次油气回收技术，对加油站地下油罐及炼厂罐区储罐的油气进行回收处理，变废为宝。现阶段常用的有吸附法、吸收法、冷凝法等三种回收技术，普遍存在的问题是：处理难度大，处理不彻底，无法实现余热回收再利用，处理率低。

技术实现要素：

为解决上述储罐vocs治理难度高、处理不彻底的技术问题，本发明公开了一种储罐内vocs处理装置和方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种储罐内vocs处理装置，包括储罐、膜分离装置、无焰燃烧装置和余热回收装置；储罐的顶部上开设一出口，出口通过管线与膜分离装置相连接，且所述出口与膜分离装置之间的管线上还配有第一抽气泵，所述第一抽气泵还与安装于储罐顶部的压力联锁相连接。

作为本发明的进一步优选，所述膜分离装置上安装有热值分析仪，热值分析仪对膜分离装置中浓缩后的vocs进行实时监测，所述热值分析仪与一天然气进气管线上的阀门相连接。

作为本发明的进一步优选，膜分离装置与无焰燃烧装置相连接的管线上还设置有第二抽气泵和阻火器，所述无焰燃烧装置与余热回收装置相连。

作为本发明的进一步优选，所述阻火器的进口端与无焰燃烧装置相连接，连接管线上还设置有压力计。

作为本发明的进一步优选，所述膜分离装置为常见膜分离工艺设备，包括蒸汽渗透、气体膜分离和膜接触器。

作为本发明的进一步优选，所述余热回收装置可供热给供暖设备或余热发电设备。

作为本发明的进一步优选，所述无焰燃烧装置选用本生灯。

一种储罐内vocs处理方法，使用上述储罐内vocs处理装置，处理方法包括如下步骤：

(1)当储罐中的vocs量较大时，储罐内的气压升高，压力联锁即可开启第一抽气泵，第一抽气泵将储罐上部的气体抽出，通过管线输送至膜分离装置，在膜分离装置中进行vocs浓缩，膜分离装置上安装的热值分析仪对浓缩后的vocs进行实时监测，将分离出的洁净空气排出膜分离装置；

(2)膜分离装置中浓缩后的vocs、或浓缩后的vocs与补充的天然气，经第二抽气泵输送至无焰燃烧装置中，在无焰燃烧装置中完成氧化反应，余热回收装置再进行后续余热回收，实现能量再利用。

作为本发明的进一步优选，热值分析仪对膜分离装置中浓缩后的vocs进行实时监测，若热值达到8500-12000j/m³以上，则天然气进气管线上的阀门保持关闭，膜分离装置中浓缩后的vocs经第二抽气泵输送进入无焰燃烧装置中；

作为本发明的进一步优选，热值分析仪对膜分离装置中浓缩后的vocs进行实时监测，若热值低于8500-12000j/m³，则天然气进气管线上的阀门打开，补充天然气使热值达到8500-12000j/m³以上。

本发明的有益效果是，通过膜分离及无焰燃烧的方式实现油气处理，解决了现阶段加油站地下油罐及炼厂罐区储罐的vocs污染严重的问题，处理方式显著降低了油气处理的难度；同时，可将燃烧的能量通过余热回收装置进行余热回收，达到能源有效利用的目的；本发明可最大化的降低储罐中vocs对环境的负担，与现阶段三次油气回收技术相比，安全、高效、环保，对环境的负担更小。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中的无焰燃烧装置与阻火器连接示意图；

其中，1-储罐；2-压力联锁；3-第一抽气泵；4-膜分离装置；5-热值分析仪；6-阀门；7-第二抽气泵；8-无焰燃烧装置；9-余热回收装置；10-阻火器；11-压力计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种储罐内vocs处理装置，包括储罐1、膜分离装置4、无焰燃烧装置8和余热回收装置9；储罐1的顶部上开设一出口，出口通过管线与膜分离装置4相连接，且出口与膜分离装置4之间的管线上还配有第一抽气泵3，第一抽气泵3用于将储罐1上部的气体输送给膜分离装置4，第一抽气泵3还与安装于储罐1顶部的压力联锁2相连接。

特别的，膜分离装置4上安装有热值分析仪5，热值分析仪5对膜分离装置4中浓缩后的vocs进行实时热值监测，热值分析仪5与一天然气进气管线上的阀门6相连接，阀门6打开时可对浓缩后的vocs进行热值补充。

特别的，膜分离装置4与无焰燃烧装置8相连接的管线上还设置有第二抽气泵7和阻火器10，无焰燃烧装置8与余热回收装置9相连，余热回收装置9实现能量回收再利用。

特别的，阻火器10的进口端与无焰燃烧装置8相连接，连接管线上还设置有压力计11，设置阻火器10的主要目的是为了防止无焰燃烧装置8中发生回火，压力计11或压力系统，主要目的是为了与无焰燃烧装置8建立压力联锁2后的自动点火系统，可燃气通往无焰燃烧装置时，开始自动点火，点完火后，即可停止

特别的，膜分离装置4为常见的膜分离工艺设备，包括蒸汽渗透(vaporpermeation，vp)、气体膜分离(gas/vapormembraneseparation，gms/vmp)和膜接触器(membranecontactor)等，各大工厂也有应用。

特别的，余热回收装置9可直接用于供热给供暖设备或余热发电设备。

特别的，无焰燃烧装置8选用本生灯，燃烧效率高，污染很小。

实施例1

一种储罐内vocs处理方法，使用上述的储罐内vocs处理装置，处理方法包括如下步骤：

(1)当储罐1中的vocs量较大时，储罐1内的气压升高，压力联锁2即可开启第一抽气泵3，第一抽气泵3将储罐1上部的气体抽出，通过管线输送至膜分离装置4，在膜分离装置4中进行vocs浓缩，膜分离装置4上安装的热值分析仪5对浓缩后的vocs进行实时监测，将分离出的洁净空气排出膜分离装置4；

(2)膜分离装置4中浓缩后的vocs、或浓缩后的vocs与补充的天然气，经第二抽气泵7输送至无焰燃烧装置8中，在无焰燃烧装置8中完成氧化反应，余热回收装置9再进行后续余热回收，实现能量再利用。

特别的，热值分析仪5对膜分离装置4中浓缩后的vocs进行实时监测，分为以下两种情况：

(1)若热值达到9000j/m³以上，则天然气进气管线上的阀门6保持关闭，膜分离装置4中浓缩后的vocs经第二抽气泵7输送进入无焰燃烧装置8中；

(2)若热值低于9000j/m³，则天然气进气管线上的阀门打开，补充天然气使热值达到9000j/m³以上即可。

实施例2

一种储罐内vocs处理方法，使用上述的储罐内vocs处理装置，处理方法包括如下步骤：

(1)当储罐1中的vocs量较大时，储罐1内的气压升高，压力联锁2即可开启第一抽气泵3，第一抽气泵3将储罐1上部的气体抽出，通过管线输送至膜分离装置4，在膜分离装置4中进行vocs浓缩，膜分离装置4上安装的热值分析仪5对浓缩后的vocs进行实时监测，将分离出的洁净空气排出膜分离装置4；

(2)膜分离装置4中浓缩后的vocs、或浓缩后的vocs与补充的天然气，经第二抽气泵7输送至无焰燃烧装置8中，在无焰燃烧装置8中完成氧化反应，余热回收装置9再进行后续余热回收，实现能量再利用。

特别的，热值分析仪5对膜分离装置4中浓缩后的vocs进行实时监测，分为以下两种情况：

(1)若热值达到11000j/m³以上，则天然气进气管线上的阀门6保持关闭，膜分离装置4中浓缩后的vocs经第二抽气泵7输送进入无焰燃烧装置8中；

(2)若热值低于11000j/m³，则天然气进气管线上的阀门打开，补充天然气使热值达到11000j/m³以上即可。

实施例3

一种储罐内vocs处理方法，使用上述的储罐内vocs处理装置，处理方法包括如下步骤：

(1)当储罐1中的vocs量较大时，储罐1内的气压升高，压力联锁2即可开启第一抽气泵3，第一抽气泵3将储罐1上部的气体抽出，通过管线输送至膜分离装置4，在膜分离装置4中进行vocs浓缩，膜分离装置4上安装的热值分析仪5对浓缩后的vocs进行实时监测，将分离出的洁净空气排出膜分离装置4；

(2)膜分离装置4中浓缩后的vocs、或浓缩后的vocs与补充的天然气，经第二抽气泵7输送至无焰燃烧装置8中，在无焰燃烧装置8中完成氧化反应，余热回收装置9再进行后续余热回收，实现能量再利用。

进一步地，热值分析仪5对膜分离装置4中浓缩后的vocs进行实时监测，分为以下两种情况：

(1)若热值达到12000j/m³以上，则天然气进气管线上的阀门6保持关闭，膜分离装置4中浓缩后的vocs经第二抽气泵7输送进入无焰燃烧装置8中；

(2)若热值低于12000j/m³，则天然气进气管线上的阀门打开，补充天然气使热值达到12000j/m³以上即可。

本发明通过膜分离及无焰燃烧的方式实现油气处理，解决了现阶段加油站地下油罐及炼厂罐区储罐的vocs污染严重的问题，处理方式显著降低了油气处理的难度；同时，可将燃烧的能量通过余热回收装置进行余热回收，达到能源有效利用的目的；本发明可最大化的降低储罐中vocs对环境的负担，与现阶段三次油气回收技术相比，安全、高效、环保，对环境的负担更小。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。