VOCs储罐系统呼吸阀设计选型

VOCs储罐系统呼吸阀设计选型

储罐油气排放至罐组收集总管的控制方案可采用切断阀控制方 案或单呼阀方案。为减少氮气耗量，应合理设置氮封阀的定压。单呼阀、呼吸阀的定压值尽可能高，便于油气的回收处理，减少油气排放至大气。储罐呼吸阀大小呼吸废气处理措施储罐区的排气和吸气过程在本领域称为“呼吸”，储罐内因液位上下波动引起的呼吸一般称为大呼吸，因昼夜温度波动引起的呼吸一般称为小呼吸。在大型储罐区中，在操作正常时，大呼吸量一般可以控制在较小的范围内，因此，小呼吸是储罐区正常操作时排放废气的主要原因。

在石油化工和煤化工的液态油产品在储存过程中，会不断地会发生VOCs的排放。储罐在进料时，液体进入储罐内，罐内液位升高，挤压罐内空间，当空间压力超过“呼吸阀”的呼出控制压力时，将VOCs气体排放到大气环境。呼出排放则是随着气温升高的热胀冷缩效应，罐内液体气体体积膨胀过程，将空间VOCs气体排放到大气环境。呼吸阀在正常状态下只是保证储罐安全密闭，尽量减少储罐内介质的蒸发损耗。只有在下列非正常状态下呼吸阀才开始工作：

①当储罐进行介质收发作业时，罐内气体体积变化引起气体压力发生变化，呼吸阀即开始较大流量呼吸；

②由于外界环境影响，储罐内气体温度发生变化，引起罐内介质蒸汽压增高或降低(通称热效应)，呼吸阀开始小流量的呼吸；

③天气骤变或发生火灾等情况时，罐内温度短时间内迅速变化，引起储罐内气体压力急剧升高或降低，造成呼吸阀大流量呼吸。呼吸阀在各种工况下都应满足储罐呼吸所需的通气量，以确保储罐的安全。

VOCs储罐系统呼吸阀设计选型工作原理

呼吸阀是一种广泛应用在储罐顶部的通风装置，用来维持罐内外的气压平衡，通过控制储罐的呼出压力和真空度，防止由于真空度、压力超过允许值(负压和超压)而造成的储罐凹瘪与翘底，同时由于压力的控制，在一定程度上也减少了罐内介质的蒸发损耗。因此呼吸阀应该具有泄放正压和负压两方面功能，由正负压力决定或呼或吸，呼吸阀的具体原理如下图所示。

1.2 储罐小呼吸  
与呼出排放对应，还有储罐发料过程的“大呼吸”吸入和“小呼吸”吸入空气，稀释罐内空间气体浓度，加剧液面蒸发，再次形成饱和浓度的挥发气体，待下次发生大小呼出排放时，将VOCs气体排放到大气环境，同时还会造成液态油品化工品的损耗。
（1）切断阀控制方案
储存同类油品储罐的气相通过连通管道并入罐组收集总管，通过罐组收集总管送入厂区收集总管。
在罐组收集总管靠近油气回收装置的位置设置切断阀，其开启由收集总管上的压力变送器进行 2oo2 (必须两个同时触发才会动作)联锁控制，当罐组收集总管上的压力达到设定高限压力值时打开切断阀将油气送至油气回收装置进行回收；其关闭由收集总管上的压力变送器进行1oo2 (只要两个中一个触发信号即动作)联锁控制，当罐组收集总管上的压力达到设定低限压力值时关闭切断阀

（2）单呼阀方案
在储罐油气收集管道上防爆轰型阻火器上游设置单呼阀。单呼阀通过罐内压力机械操作，排气起跳设定压力应低于罐顶呼吸阀的呼气起跳压力，关闭设定压力高于罐顶呼吸阀的吸气起跳压力，若储罐设置了氮气保护，此压力还应高于氮气保护的关闭压力。储存不同介质的储罐气相通过油气收集管道并入罐组收集管，不同罐组收集管在进凝液罐前合并进油气回收处理装置。并在进回收 装置前设置紧急切断阀。
（3）高硫高温罐组收集总管排放气中含有较高浓度硫化物的罐组收集总管除满足以上两种方式外，管道和设备附件应选用抗硫腐蚀的材质。对于需治理的含高温废气的储罐 VOCs 宜单独收集，以便后续处。

2. VOCs储罐系统呼吸阀设计选型厂区收集总管

对于多个罐组共用一套废气回收处理装置的工程，需建设收集 总管，对多个罐组的 VOCs 进行集中收集后送入处理设施。同时，应对 VOCs 收集管道系统进行压力平衡计算，保证总管中 的 VOCs 能够稳定安全地输送至处理设施。应按照相关标准与规定， 做好废气收集系统的防雷防静电设计与管理。

常压、低压储罐是石油化工厂中的设备。常压、低压储罐在使用过程中经常会由于储罐内液面的改变、或者外界温度的变化等原因导致储罐内气体膨胀或收缩，储罐内气相的压力也随之波动，气体压力的波动极易使储罐出现超压或真空的情况，严重时会造成储罐超压鼓罐或低压瘪罐。为了防止储罐出现超压或负压等失稳状态，工艺设计中通常采用在罐顶安装呼吸阀的方式来维持储罐气压平衡，确保储罐在超压或真空时免遭破坏，保护储罐安全，并且减少储罐内物料的挥发和损耗，对安全和环保均起到一定的促进作用。