УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ПАРОВ В РЕЗЕРВУАРЕ С ЛЕГКОИСПАРЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТЬЮ
INSTALLATION FOR REGENERATING FUMES IN RESERVOIR WITH LIGHT VOLATILE FLUID

Изобретение относится к установкам для сокращения потерь легкоиспаряющихся жидкостей и уменьшения загрязнения атмосферы при хранении и транспортировке светлых нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а также на транспортных средствах, предназначенных для транспортировки нефтепродуктов.
Известна установка для регенерации паров в резервуаре с легкоиспаряющейся жидкостью, включающая выхлопной трубопровод с дыхательным клапаном и вертикально установленный под дыхательным клапаном абсорбер в виде насадки с оросителем, обеспечивающий возможность движения паровоздушной смеси сквозь него в двух противоположных направлениях [1]. При "выдохе" резервуара паровоздушная смесь проходит сквозь насадку. В это время включается орошение ее охлажденным нефтепродуктом. Пары улавливаются охлажденным нефтепродуктом, который сливается в резервуар, а очищенный воздух выходит в атмосферу.
Недостатком такой установки является низкая степень улавливания паров, так как иначе нужно охладить выходящую из резервуара паровоздушную смесь до очень низкой температуры. Кроме того, такая установка отличается сложностью холодильного оборудования и значительными энергозатратами для захолаживания подаваемого на орошение нефтепродукта.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является установка для регенерации паров в резервуаре с легкоиспаряющейся жидкостью, включающая выхлопной трубопровод с дыхательным клапаном, сигнализаторы давления и разрежения, связанные соответственно с клапанами давления и разрежения дыхательного клапана, и соединенные с ними исполнительные механизмы, вертикально установленный под дыхательным клапаном абсорбер с насадкой и оросителем, обеспечивающий возможность движения паровоздушной смеси сквозь него в двух противоположных направлениях и подключенный посредством циркуляционного контура с насосом к емкости с абсорбентом, выполненной в виде двух баков, соединенных параллельно и подключенных с помощью установленных на их входе и выходе клапанов, попарно управляемых сигнализаторами давления и разрежения [2].
При "вдохе" резервуара атмосферный воздух проходит сквозь насадку абсорбера и орошается потоком абсорбента, подаваемого из бака с насыщенным абсорбентом. При этом выделяющиеся из абсорбента пары фракции легкоиспаряющейся жидкости вместе с воздухом поступают в резервуар, а абсорбент очищается и стекает в бак ненасыщенного абсорбента. При "выдохе" резервуара поток паровоздушной смеси (смеси воздуха с парами легкоиспаряющейся жидкости) из резервуара проходит сквозь насадку абсорбера и орошается абсорбентом, подаваемым из бака с ненасыщенным абсорбентом. При этом воздух очищается от паров легкоиспаряющейся жидкости и выходит в атмосферу, а абсорбент поглощает пары и стекает в бак с насыщенным абсорбентом.
Недостатком этой установки является недостаточно полная степень улавливания паров из воздуха абсорбентом в режиме "выдоха" вследствие неполной очистки этого абсорбента в предшествующем режиме "вдоха" атмосферным воздухом в изотермических условиях при температуре атмосферного воздуха.
Изобретение направлено на повышение степени улавливания паров легкоиспаряющейся жидкости из выходящей из резервуара паровоздушной смеси за счет подачи в режиме "выдоха" в абсорбер полностью очищенного ненасыщенного абсорбента, десорбция которого атмосферным воздухом в режиме "вдоха" осуществлялась при повышенной температуре вследствие предварительного нагрева абсорбента. Это достигается тем, что в установке для регенерации паров в резервуаре с легкоиспаряющейся жидкостью в циркуляционный контур абсорбента между насосом и абсорбером включен нагреватель, управляемый сигнализатором разрежения.
На чертеже изображена схема установки: 1 - выхлопной трубопровод; 2 - дыхательный клапан; 3 - сигнализатор давления; 4 - сигнализатор разрежения; 5 - абсорбер; 6 - насадка; 7 - ороситель; 8 - циркуляционный контур; 9 - насос; 10, 11 - баки с абсорбентом; 12-15 - клапаны; 16 - нагреватель; 17 - рекуперативный теплообменник.
Установка содержит выхлопной трубопровод 1 с дыхательным клапаном 2, клапаны давления и разрежения которого связаны соответственно с сигнализатором давления 3 и сигнализатором разрежения 4, и соединенные с ними исполнительные механизмы. Под дыхательным клапаном 2 вертикально установлен абсорбер 5 с насадкой 6 и оросителем 7, обеспечивающий возможность движения паровоздушной смеси сквозь него в двух противоположных направлениях и подключенный посредством циркуляционного контура 8 с насосом 9 к емкости с абсорбентом, выполненной в виде двух баков 10 и 11, соединенных параллельно и подключенных с помощью установленных на их входе и выходе клапанов 12-15, попарно управляемых сигнализаторами давления и разрежения. В циркуляционный контур абсорбента между насосом 9 и абсорбером 5 включен нагреватель 16, а между клапаном 13 и баком 11 включен рекуперативный теплообменник 17. Клапаны 12 и 15 соединены с сигнализатором давления 3, а клапаны 13 и 14 соединены с сигнализатором разрежения 4. Сигнализаторы давления 3 и разрежения 4 соединены также с насосом 9, а сигнализатор разрежения 4 дополнительно соединен с нагревателем 16.
Установка работает следующим образом. При большом или малом "выдохе" резервуара срабатывает клапан давления в дыхательном клапане 2 и поток паровоздушной смеси (смесь воздуха с парами легкоиспаряющейся жидкости) из резервуара поступает через выхлопной трубопровод 1 в абсорбер 5. При срабатывании клапана давления в дыхательном клапане 2 связанный с ним сигнализатор давления 3 выдает сигнал на включение клапанов 12 и 15 и насоса 9. Насос 9 подает ненасыщенный фракцией легкоиспаряющейся жидкости абсорбент из бака 11 через открытый клапан 15 по циркуляционному контуру 8 в ороситель 7 абсорбера 5. При движении паровоздушной смеси из резервуара сквозь насадку 6 абсорбера 5 пары легкоиспаряющейся жидкости поглощаются абсорбентом, а очищенный воздух через выхлопной трубопровод 1 и установленный на нем дыхательный клапан 2 выходит в атмосферу. Абсорбент насыщается фракцией легкоиспаряющейся жидкости и стекает через открытый клапан 12 в бак 10. В этом режиме в абсорбере 5 реализуется противоточная схема движения: абсорбент движется сверху вниз, а паровоздушная смесь - снизу вверх. При понижении давления в резервуаре вследствие выхода паровоздушной смеси клапан давления в дыхательном клапане 2 возвращается в исходное положение и связанный с ним сигнализатор давления 3 выдает сигнал на выключение клапанов 12, 15 и циркуляционного насоса 9.
При большом или малом "вдохе" резервуара срабатывает клапан разрежения в дыхательном клапане 2 и атмосферный воздух через дыхательный клапан 2 и выхлопной трубопровод 1 сверху вниз поступает в абсорбер 5. При срабатывании клапана разрежения в дыхательном клапане 2 связанный с ним сигнализатор разрежения 4 выдает сигнал на включение клапанов 13, 14, циркуляционного насоса 9 и нагревателя 16. Насос 9 подает насыщенный фракцией легкоиспаряющейся жидкости абсорбент из бака 10 через открытый клапан 14 и нагреватель 16 в ороситель 7 абсорбера 5 по циркуляционному контуру 8. При нагреве абсорбента в нагревателе 16 происходит выделение паров фракции насыщающей легкоиспаряющейся жидкости, а после истечения из оросителя 7 осуществляется переход этих паров в поток чистого атмосферного воздуха. В результате этого концентрация паров у поверхности распыленных капель абсорбента понижается и при течении нагретого абсорбента сквозь насадку 6 происходит дальнейшая десорбция из него фракции легкоиспаряющейся жидкости. Пары легкоиспаряющейся жидкости вместе с воздухом возвращаются в резервуар. Нагретый абсорбент полностью очищается от фракции легкоиспаряющейся жидкости, частично охлаждается вследствие отдачи теплоты холодному воздуху и через открытый клапан 13 поступает в регенеративный теплообменник 17. Здесь очищенный абсорбент охлаждается, подогревая отдаваемой теплотой поступающий из бака 10 холодный насыщенный абсорбент, и стекает в бак 11, где он постепенно охлаждается до температуры окружающей среды. Теплообменник 17 позволяет значительно уменьшить затраты энергии на нагрев абсорбента в нагревателе 16. В этом режиме в абсорбере реализуется прямоточная схема движения: абсорбент движется сверху вниз, паровоздушная смесь - также сверху вниз. При повышении давления в резервуаре вследствие поступления в него паровоздушной смеси клапан разрежения в дыхательном клапане 2 возвращается в исходное положение и связанный с ним сигнализатор разрежения 4 выдает сигнал на выключение клапанов 13, 14, насоса 9 и нагревателя 16.
Таким образом, нагрев насыщенного абсорбента позволяет осуществить его более глубокую, почти полную очистку от фракции легкоиспаряющейся жидкости в режиме "вдоха" резервуара. Последующее использование такого полностью очищенного и охлажденного до температуры окружающей среды абсорбента для улавливания паров из выходящего потока паровоздушной смеси в режиме "выдоха" резервуара позволяет повысить степень улавливания паров легкоиспаряющейся жидкости.
Источники информации
1. Авт. св. СССР №336222, B65D 87/00, БИ №14, 1972.
2. Патент РФ №2274593, B65D 90/30, БИ №11, 2006.