快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置及方法

摘要

本发明涉及石油安全环保生产技术领域，具体涉及快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置及方法。所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置，包括：用于盛放测试液体的液体盛装釜，所述液体盛装釜的顶部设置有能够盖合的顶盖；用于加热所述液体盛装釜的加热套；用于收集VOCs的收集瓶，所述收集瓶与所述液体盛装釜通过管路连接；用于冷却所述VOCs的冷却槽，所述冷却槽上设置有能够打开或盖合的浴槽盖，重量传感器，用于检测所述液体盛装釜的重量；处理器，所述处理器与所述重量传感器连接。本发明提供的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置能够通过定量化测定实际的VOCs排放量来确定减排效果，具有测试精度高、实验重复性好、操作简单等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及石油安全环保生产技术领域，具体涉及快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置及方法。

背景技术

目前，随着国家经济的飞速发展，人们对环境保护的要求也越来越高，从2007年开始，我国实施了一系列新的国家标准，如《储油库大气污染物排放标准(GB 20950-2007)》、《汽油运输大气污染物排放标准(GB 20951-2007)》和《加油站大气污染物排放标准(GB20952-2007)》，要求储油库及加油站在装卸油、储油和加油时都应实行密闭收集和回收处理，同时规定了油气排放浓度应不大于25g/m

石化企业中罐区的无组织排放是造成VOCs排放的重要来源，目前主要通过安装减排装置降低VOCs的排放量，因此，研究减排装置的减排和治理技术非常有必要，同时，对快速评价各种针对减排装置减排措施的效果的系统研究也尤为重要，对环境管理部门及石化企业控制储罐无组织排放具有重要的现实意义。在现有的减排装置中，固定顶储罐由于具有节省钢材、投资小、配件少、费用低等优点，被广泛应用于油田开采和石化加工行业，但固定顶储罐的蒸发损失比其他类型储罐都大。目前针对固定顶储罐废气的减排措施主要有以下几种：(1)增加废气外排压力。固定顶储罐罐顶呼吸阀的压力设定值越高越好，但是呼吸阀压力越高，要求固定顶储罐罐体的设计压力等级越高，投资费用也越高；(2)建立罐顶废气互通管网。建立互通管网可抵消各个储罐大、小呼吸的叠加效应，从而减少废气外排量，即A罐进料需要补充的气体可由B罐的外排废气进行替代，实现废气重复利用，但改法工艺复杂，减排效果有效；(3)其它减排措施，如建立可变溶剂集气柜、减少罐内气相空间体积、储罐外壁使用强太阳光反射涂料、合理控制排气速率等。例如，公开号为CN207076326U的中国专利公开了《一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体装置》，具体公开了一种回收利用固定顶储罐排放的VOCs气体的装置，用于固定顶储罐的罐顶尾气治理，所述固定顶储罐罐顶在设置呼吸阀、呼吸人孔、水封罐、爆破片等安全实施保证储罐安全的基础上，运用补氮气的方式使储罐保持在微正压状态，防止氧气进入储罐，然后将需要尾气收集的各个储罐通过阻火器相连，通过回收单元，将各罐罐顶尾气送入燃料气管网作为燃料气回收利用，但该方法仅为储罐废气的处理方法，工艺复杂、操作繁琐，且缺失定量化评价处理效果的手段。公开号为CN102309914A的中国专利公开了《一种储罐排放恶臭废气的处理方法》，具体公开了一种储罐排放恶臭废气的处理方法，排放废气首先经过低温吸收塔，吸收剂采用馏分油，馏分油在冷却器上冷却至-10～30℃，废气经过馏分油吸收后，净化了绝大部分烃类和大部分有机硫化物；经过吸收塔的废气进入环流脱硫反应器净化，环流脱硫反应器使用碱液吸收剂进一步吸收废气的含硫化合物，经过环流脱硫反应器的净化气由排气筒排放，该方法同样缺少定量化评价VOCs减排或处理效果的手段。

综上，现有技术中虽然针对减排装置的减排措施已有多种，但快速评价减排装置的VOCs减排效果的装置及方法的研究则鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的减排评价装置工艺复杂、操作繁琐、经济成本高的不足，本发明第一方面提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置，该装置能够快速定量化评价确定不同减排装置VOCs减排方式的减排效果。

本发明还提供所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的方法，该方法具有测试速率快、实验重复性好的特点。

为了实现上述目的，本发明提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置，包括：

用于盛放测试液体的液体盛装釜，所述液体盛装釜的顶部设置有能够盖合的顶盖；

用于加热所述液体盛装釜的加热套；

用于收集VOCs的收集瓶，所述收集瓶与所述液体盛装釜通过管路连接，所述管路上设置截止阀；

用于冷却所述VOCs的冷却槽，所述冷却槽上设置有能够打开或盖合的浴槽盖，

重量传感器，用于检测所述液体盛装釜的重量；

处理器，所述处理器与所述重量传感器连接。

优选条件下，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于搅拌所述测试液体的搅拌装置和用于驱动所述搅拌装置的搅拌电机。

优选条件下，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于测量所述加热套温度的第一温度传感器，所述第一温度传感器、所述加热套与所述处理器连接；

用于测量所述测试液体温度的第二温度传感器。

优选条件下，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于测量液体盛装釜压力的压力传感器。

优选条件下，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于固定所述液体盛装釜的稳定架；和/或

所述液体盛装釜的底部设有排液口。

优选条件下，所述收集瓶与所述液体盛装釜通过至少两条管路连接，每条管路上均设置截止阀。

本发明还提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的方法，包括以下步骤：

S1：提供一所述的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置；

S2：在液体盛装釜加入预定体积的测试液体，然后关闭顶盖，记录所述重量传感器此时检测到的加热前重量m1；

S3：控制加热套对所述测试液体加热，待测试液体的温度达到实验所需温度并稳定后，开启所述管路上的截止阀，使所述液体盛装釜2排出的VOCs在所述冷却槽的作用下冷凝成液态并进入所述收集瓶内；

S4：经预定时间后，关闭所述管路上的截止阀，并记录所述重量传感器此时检测到的加热后重量m2；

S5：计算所述加热前重量m1和加热后重量m2的重量差，得到减排前VOCs的排放量Δm1；

S6：重新将盛装釜顶部打开，加入与步骤S1相同体积的测试液体和需要测定的减排装置，所述减排装置安装在所述测试液体液面处，然后关闭顶盖，记录所述重量传感器此时检测到的加热前重量m3；

S7：重复实验步骤S3～S4，获得加热后重量m4；

S8：计算所述加热前重量m3和加热后重量m4的重量差，得到减排后VOCs的排放量Δm2；

S9：计算所述排放量Δm1和排放量Δm2的差值Δm3，得到减排装置的减排量。

优选条件下，在步骤S3和步骤S7中，还对所述测试液体进行搅拌。

本发明还提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的方法，包括以下步骤：

S1：提供一所述的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置；

S2：在液体盛装釜加入预定体积的测试液体，然后关闭顶盖；

S3：控制加热套对所述测试液体加热，待测试液体的温度达到实验所需温度并稳定后，开启所述管路上的截止阀，使所述液体盛装釜2排出的VOCs气体在所述冷却槽的作用下冷凝成液态并进入所述收集瓶16内；

S4：经预定时间后，关闭所述管路上的截止阀，并记录所述收集瓶内液体的体积V1；

S5：重新将盛装釜顶部打开，加入与步骤S1相同体积的测试液体和需要测定的减排装置，所述减排装置安装在所述测试液体液面处，然后关闭顶盖；

S6：重复实验步骤S3～S4，获得体积V2；

S7：计算所述体积V1和体积V2的差值ΔV，得到减排装置的减排量。

优选条件下，在步骤S3和步骤S6中，还对所述测试液体进行搅拌。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置能够定量化测定实际的VOCs排放量，并通过实际的VOCs排放量确定减排效果，具有测试精度高、实验重复性好、操作简单等优点，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为根据本发明一实施方式的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置结构示意图。

附图标记说明

1加热套 2液体盛装釜

3管路 4搅拌装置

5排液口 6稳定架

7搅拌电机 8固定螺母

9三通阀 10、第一截止阀

11、第二截止阀 12第一温度传感器

13第二温度传感器 14压力传感器

15重量传感器 16收集瓶

17冷却槽 18浴槽盖

19处理器 31第一管路

32第二管路

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中的减排装置为本领域技术人员能够知晓的所有能够降低VOCs排放的装置，例如可以是固定顶储罐。

本发明提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置，包括：

用于盛放测试液体的液体盛装釜2，所述液体盛装釜2的顶部设置有能够盖合的顶盖；

用于加热所述液体盛装釜2的加热套1；

用于收集VOCs的收集瓶16，所述收集瓶与所述液体盛装釜2通过管路3连接，所述管路3上设置截止阀；

用于冷却所述VOCs的冷却槽17，所述冷却槽17上设置有能够打开或盖合的浴槽盖18，

重量传感器15，用于检测所述液体盛装釜2的重量；

处理器19，所述处理器与所述重量传感器15连接。

在本发明的一个优选实施方式中，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于搅拌所述测试液体的搅拌装置4和用于驱动所述搅拌装置4的搅拌电机7，通过设置搅拌装置4能够模拟减排装置在实际操作过程中造成的液体波动，从而提高实验的精确性。本发明对搅拌装置的具体种类没有特殊的要求，例如可以是搅拌棒、搅拌桨等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于测量所述加热套1温度的第一温度传感器12，所述第一温度传感器12、所述加热套1与所述处理器19连接。

在本发明的一个优选实施方式中，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：第二温度传感器13，用于实时监测测试液体的温度。

在本发明的一个优选实施方式中，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：压力传感器14，用于实时监测液体盛装釜2的压力。

在本发明的一个优选实施方式中，所述顶盖上设有固定螺母8，在顶盖盖合时，固定螺母8能够使顶盖和液体盛装釜2紧密盖合，防止因液体盛装釜2内压力较高而导致顶盖打开。

在本发明的一个优选实施方式中，所述快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置还包括：用于固定所述液体盛装釜2的稳定架6，稳定架6能够提高所述液体盛装釜2在工作过程中的稳定性。

在本发明的一个优选实施方式中，所述液体盛装釜2的底部设有排液口5。

在测试减排装置对VOCs减排效果时，需要对液体盛装釜内的测试液体进行加热，使VOCs排出液体盛装釜，为了提高VOCs在高温时的排出效率，提高实验的准确性，优选条件下，所述收集瓶与所述液体盛装釜2通过至少两条管路3连接，且每条管路上均设置截止阀。

在本发明的一个具体实施方式中，所述收集瓶与所述液体盛装釜2通过两条管路3连接，所述收集瓶16有2个，每个收集瓶16均与所述液体盛装釜2通过管路(第一管路31、第二管路32)连接，第一管路31上设置有一个截止阀10，第二管路32上设置有一个截止阀11，第一管路31和第二管路32通过三通阀9与主管路连接。

在本发明的一个优选实施方式中，为了收集的VOCs完全冷凝，提高实验的精确度，所述冷却槽17为液氮浴槽。

本发明还提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的方法，包括以下步骤：

S1：提供一所述的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置；

S2：在液体盛装釜2加入预定体积的测试液体，然后关闭顶盖，记录所述重量传感器15此时检测到的加热前重量m1；

S3：控制加热套1对所述测试液体加热，待测试液体的温度达到实验所需温度并稳定后，开启所述管路3上的截止阀，使所述液体盛装釜2排出的VOCs气体在所述冷却槽17的作用下冷凝成液态并进入所述收集瓶16内；

S4：经预定时间后，关闭所述管路3上的截止阀，并记录所述重量传感器15此时检测到的加热后重量m2；

S5：计算所述加热前重量m1和加热后重量m2的重量差，得到减排前VOCs的排放量Δm1；

S6：重新将盛装釜顶部打开，加入与步骤S1相同体积的测试液体和需要测定的减排装置，所述减排装置安装在所述测试液体液面处，然后关闭顶盖，记录所述重量传感器15此时检测到的加热前重量m3；

S7：重复实验步骤S3～S4，获得加热后重量m4；

S8：计算所述加热前重量m3和加热后重量m4的重量差，得到减排后VOCs的排放量Δm2；

S9：计算所述排放量Δm1和排放量Δm2的差值Δm3，得到减排装置的减排量。

优选条件下，在步骤S3和步骤S7中，还对所述测试液体进行搅拌。

本发明还提供一种快速评价减排装置对VOCs减排效果的方法，包括以下步骤：

S1：提供一所述的快速评价减排装置对VOCs减排效果的装置；

S2：在液体盛装釜2加入预定体积的测试液体，然后关闭顶盖；

S3：控制加热套1对所述测试液体加热，待测试液体的温度达到实验所需温度并稳定后，开启所述管路3上的截止阀，使所述液体盛装釜2排出的VOCs气体在所述冷却槽17的作用下冷凝成液态并进入所述收集瓶16内；

S4：经预定时间后，关闭所述管路3上的截止阀，并记录所述收集瓶16内液体的体积V1；

S5：重新将盛装釜顶部打开，加入与步骤S1相同体积的测试液体和需要测定的减排装置，所述减排装置安装在所述测试液体液面处，然后关闭顶盖；

S6：重复实验步骤S3～S4，获得体积V2；

S7：计算所述体积V1和体积V2的差值ΔV，得到减排装置的减排量。

优选条件下，在步骤S3和步骤S6中，还对所述测试液体进行搅拌。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。