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呼吸阀对罐区VOCs减排的作用
长期来看,储罐“呼吸”造成的油气损耗、氮气损耗以及油气收集系统和处理系统的设备投入和运行维护费用造成的经济损失要大于提升储罐及其安全附件环保安全的一次性投入。下面具体来看:
一、内浮顶(拱顶) 储罐附件现状
(一)储罐附件的环保水平低。
1. 呼吸阀和浮盘的密闭性是企业提质增效的重要保障。
呼吸阀和浮盘的密封性是减少油品损耗、提升氮封系统运行 效率和满足无组织排放达标的重要保障。
一方面, 当前氮封系统压力控制范围狭窄,压力控制阀(呼吸阀、单呼阀、氮封阀) 的控制压力相互之间易产生交集,易导致氮封系统失效。
另一方面,《挥发性有机物无组织排放控制标准》( GB37822-2019)标准的实施, 要求氮封储罐的呼吸阀和无氮封储罐的罐顶 通气孔位置的油气浓度不应超过 5000 μmol/mol (重点地区为2000μmol/mol, 中石化要求为4000μmol/mol)。由于氮封储罐 罐内油气浓度普遍较高,如果呼吸阀密闭性不达标,呼吸阀口将无法满足排放标准。
2. 阻火器是保障储罐及连通系统安全环保的基石。
储罐气相连通支线管道和罐顶中央通气孔上设置的阻火器 性能是否达标,是确保储罐安全运行的重要保障。未设阻火器或 性能不达标所引发的储罐事故案例共有 4 起,如“2014年 6·9 扬子石化酸性水罐硫化亚铁自燃事故”。事故储罐的连通管线上未 设阻火器,导致罐区发生群罐火灾事故,另外3 起事故的罐顶中央通气孔未设阻火器或阻火器失效,而由雷击引燃罐内的可燃气。
阻爆轰阻火器须按照 ISO16852 国际标准和GB/T13347规定的测试要求进行测试,并出具第三方型式试验文件;且阻力降不应大于0.3kpa
阻爆轰型阻火器有助防止连通的罐区发生群罐火灾事故。
(二) 储罐安全附件的技术标准要求低或规范缺失
如我国对呼吸阀的泄漏量要求为 0.4m³/h,远低于API2000要求的 0.014m³/h 或部分国家要求的0.0017m³/h。另外,呼吸阀、单呼阀、氮封阀等安全附件在产品和使用方面技术标准不完备或可操作性差。
二、 意见和建议
环保安全设计方面
(1) 非强制要求做油气密闭处理的在役储罐。
推荐采用“高效内浮盘技术+高效密封技术”,在提升储罐本 质安全水平基础上,可实现罐顶 VOCs 排放值不超过 2000μmol/mol 的要求。
(2) 需做油气密闭处理的在役储罐。
推荐采用低超压10%呼吸阀和阻爆轰型阻火器。由于氮封储罐具有密闭性, 因此不论采用何种内浮盘技术, 受浮盘泄漏以及 罐壁挂油的影响,罐内气相空间油气浓度值超标情况成为客观存 在。因此,对于氮封储罐,应重点关注氮封系统的密闭性、罐内氧含量的控制和群罐火灾的防控。
提升氮封系统密闭性的关键在于准确控制呼吸阀的泄漏量。低超压 10%呼吸阀有助于在较窄的压力控制区间内,实现这一目 的, 避免储罐在微正压状态下持续泄漏。在减少油气和氮气泄漏 损耗的同时, 同时满足无组织排放要求。
推荐的氮封储罐压力控制系统控制指标如下:
建议:注重储罐环保安全的提升和VOCs源头治理。长期来看,储罐“呼吸”造成的油气损耗、氮气损耗以及油气收集系统和处理系统的设备投入和运行维护费用造成的经济损失要大于提升储罐及其安全附件环保安全的一次性投入。因此建议:
a ) 基于储罐长周期运行和环保安全提升的考虑,建议由设计院对不同介质存储方案的投入与产出进行详细核算。
b) 建议选取若干有代表性的危险化学品储罐,对相关技术进行试点应用
(3)呼吸阀泄漏量对比:严格控制呼吸阀泄漏量,保证储罐密封减少VOC排放,为企业减少损失
以DN150呼吸阀为例计算不同泄漏量要求下呼吸阀造成的损失。1台环保呼吸阀,仅从泄漏角度,1年可以减排332.5m3 相当于氮气415.6kg(氮气密度依照1.25kg/m3)
一个罐区一年能节省多少气量(氮气或者挥发性介质)?节约多少资金?
如果是DN200/DN300的呼吸阀或者是DN500/DN600的泄压人孔呢,这笔经济账一目了然。
以下是国内某储罐上应用的阻火呼吸阀,已经锈迹斑斑,造成储罐存在潜在安全风险并且造成物料泄漏严重,更换也是必然。
来源:VOCs减排工作站
标签:   呼吸阀 罐区VOCs减排
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