Дыхательный клапан
Владельцы патента RU 2408813:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", БашГУ (RU)
Изобретение относится к области нефтезаводского оборудования, а именно к конструкциям дыхательных клапанов, и предназначено для использования на резервуарах с жесткой, неподвижной крышей для уменьшения выбросов углеводородных паров (газов) в атмосферу. Дыхательный клапан для резервуаров содержит полый корпус с клапанами давления, вакуума и присоединительными фланцами и размещенное внутри корпуса контактное массообменное устройство. Массообменное устройство снабжено диском и орошается с помощью установленного над ним кольцевого коллектора. Коллектор подсоединен к трубопроводу подачи охлажденного нефтепродукта. Диск установлен в средней части корпуса. В нижней части корпуса коаксиально патрубку ввода паро- (газо-) воздушной смеси дополнительно установлено кольцо. Верхний край кольца расположен выше нижнего среза массообменного устройства на величину, позволяющую исключить проскок пара (газа) над слоем скапливающейся в нижней части корпуса жидкости. Изобретение направлено на повышение эффективности работы дыхательного клапана, на уменьшение потерь нефтепродуктов. 2 ил.
Изобретение относится к области нефтезаводского оборудования, а именно к конструкциям дыхательных клапанов и может быть использовано на резервуарах с жесткой, неподвижной крышей для уменьшения выбросов углеводородных паров (газов) в атмосферу.
Известен дыхательный клапан, размещенный на крыше резервуара для хранения нефтепродуктов и содержащий корпус с размещенными в нем клапанами давления и вакуума и установленный внутри резервуара под дыхательным патрубком диск-отражатель [Авт. свид. №1013363 (СССР), кл. B63D 90/38. Дыхательный клапан, 1981 г.].
Недостатком этого устройства является малая эффективность разделения паров (газов) углеводородов от воздуха при заполнении резервуара нефтепродуктами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является дыхательный клапан для резервуаров, включающий полый корпус с присоединительными фланцами и клапанами давления и вакуума и контактным устройством, размещенным внутри него и выполненным в виде закрученной в кольцо объемной сетки, над которой закреплен кольцевой коллектор для подачи на нее орошения [Авт. свид. №1813955 (СССР), кл. F16K 17/19; B63D 90/38. Дыхательный клапан, БИ №17, 1993 г.].
Такое конструктивное выполнение дыхательного клапана позволило значительно упростить его монтаж, эксплуатацию и ремонт. Однако эффективность работы увеличилась незначительно. При заполнении резервуара нефтепродуктом в нем создается повышенное давление вследствие того, что клапан давления срабатывает с запаздыванием и только под некоторым избыточным давлением. Паро- (газо-) воздушной поток поступает из резервуара в корпус дыхательного клапана, где при помощи диска, установленного в нижней части контактного массообменного устройства, поворачивается на 90° и, двигаясь горизонтально, выдувает тонкий слой жидкости, скапливающейся в нижней части корпуса клапана. Это приводит к тому, что паро- (газо-) воздушный поток проходит под контактным массообменным устройством без достаточного взаимодействия с жидкостью орошения и не в полной мере очищается от нефтяных паров (газов).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы дыхательного клапана, уменьшение потерь нефтепродуктов за счет повышения пути и времени взаимодействия, выходящих из резервуара потоков пара (газа) с жидкостью орошения и исключения вероятности проскока (прохода) под контактным массообменным устройством без взаимодействия с жидкостью орошения, при заполнении резервуара нефтепродуктами.
Это достигается тем, что в дыхательном клапане для резервуаров, содержащем полый корпус с клапанами давления и вакуума и присоединительными фланцами и размещенное внутри корпуса контактное массообменное устройство, снабженное диском и орошаемое с помощью расположенного над ним кольцевого коллектора, подсоединенного к трубопроводу подачи охлажденного нефтепродукта, диск установлен в средней части корпуса, а в нижней - коаксиально патрубку ввода паро- (газо-) воздушной смеси дополнительно установлено кольцо, верхний край которого расположен выше нижнего среза массообменного устройства на величину, позволяющую исключить проскок пара (газа) над слоем скапливающейся в нижней части корпуса жидкости.
Размещение диска в средней по высоте части корпуса дыхательного клапана позволяет в два раза увеличить путь и время пребывания паро- (газо-) воздушной смеси в контактном массообменном устройстве.
Установка дополнительного кольца коаксиально патрубку ввода подаваемой из резервуара паро- (газо-) воздушной смеси так, что его верхний край расположен выше нижнего среза массообменного устройства, исключает проскок смеси без контакта с орошением и обеспечивает перекрестно-точное движение потоков на контактном устройстве дыхательного клапана, вследствие чего более полно происходит массообмен между жидкостью орошения, движущейся вертикально вниз, и паро- (газо-) воздушной смесью, движущейся в массообменном устройстве горизонтально.
На фиг.1 изображен дыхательный клапан для резервуаров, общий вид, совмещенный с разрезом; на фиг.2 - схема его установки и обвязки на резервуаре.
Дыхательный клапан для резервуаров содержит корпус 1 с присоединительным патрубком 2 с фланцем 3 для крепления на дыхательном патрубке 4 резервуара 5 и фланцем 6 для установки клапанов давления 7 и вакуума 8. В корпусе 1 установлено контактное массообменное устройство 9, которое снабжено диском 10 и выполнено, например, из свернутой в кольцо объемной металлической сетки или колец Рашига, Паля, размещенных между двумя коаксиальными плоскими металлическими сетками. Верхний край дополнительного кольца 11 выполнен выше нижнего среза контактного устройства 9. Для орошения контактного устройства 9 над ним расположен кольцевой коллектор 12, присоединенный к трубопроводу 13. Для охлаждения орошения предусмотрен теплообменник 14.
Дыхательный клапан для резервуаров работает следующим образом.
При освобождении резервуара 5 от нефтепродукта I в нем создается разрежение, и атмосферный воздух VI через клапан вакуума 8 попадает через фланец 6 в корпус 1, где дважды, до и после диска 10, проходит через орошаемое контактное массообменное устройство 9 и через патрубок 2 с фланцем 3 и патрубок 4 попадает в резервуар 5.
При заполнении резервуара 5 нефтепродукт III вытесняет паро- (газо) - воздушную смесь V через патрубок 4 и патрубок 2 в корпус 1, где отклоняется диском 10 и также дважды контактирует на массообменном устройстве 9 с продуктом орошения IV, подаваемым из коллектора 12. При этом происходит конденсация этих паров (газов) орошаемым нефтепродуктом и совместный слив их через патрубок 2 и патрубок 4 в резервуар 5. Охлаждение потока II осуществляют в теплообменнике 14. Очищенный от углеводородных паров (газов) воздух VII выходит из корпуса 1 через фланец 6 и клапан давления 7 в атмосферу. Объем потока II, подаваемого через теплообменник 14, коллектор 11 на орошение контактного массообменного устройства 9, составляет 2,5-7,5% от объема продукта III, закачиваемого в резервуар 5.
Таким образом, по сравнению с резервуаром объемом 5 тыс. т с жесткой стационарной крышей по прототипу - базовому объекту, внедренному в ОАО "Удмуртнефть", у которого объем выбросов легких углеводородных фракций за один цикл опорожнения заполнения (большое дыхание) составляет 2,5 т, выполнение входного (по парам) патрубка выше нижнего среза массообменной сетки позволяет снизить потери за счет исключения проскока паров мимо контактного устройства, с 2,5 до 2,2-2,1 т, т.е. на 0,3-0,4 т.
Дыхательный клапан для резервуаров, содержащий полый корпус с клапанами давления, вакуума и присоединительными фланцами и размещенное внутри корпуса контактное массообменное устройство, снабженное диском и орошаемое с помощью установленного над ним кольцевого коллектора, подсоединенного к трубопроводу подачи охлажденного нефтепродукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы - уменьшения потерь нефтепродуктов, диск установлен в средней части корпуса, а в нижней - коаксиально патрубку ввода паро- (газо-) воздушной смеси дополнительно установлено кольцо, верхний край которого расположен выше нижнего среза массообменного устройства на величину, позволяющую исключить проскок пара (газа) над слоем скапливающейся в нижней части корпуса жидкости.
