Возврат паров по замкнутой линии направляет пары, вытесняемые из автоцистерны при наливе, обратно в резервуар, из которого берётся продукт; пары при этом не перерабатываются, а лишь уравниваются два паровых пространства. Рекуперация паров перерабатывает собранные пары в установке и возвращает содержащийся в них растворитель в виде жидкого продукта. Установка сжигания паров (VCU) тоже перерабатывает пары, но продукт не возвращается. Выбор зависит от нормативов выбросов объекта, летучести и стоимости растворителя, числа наливаемых продуктов и наличия закрытого резервуара, куда могут вернуться пары. На многих объектах эти методы дополняют друг друга.
Паровое соединение цистерны и эстакады описано на странице о нижнем наливе, уравнивание паров для СУГ под давлением — на странице о возврате паровой фазы СУГ. Здесь речь идёт о растворителях в атмосферных резервуарах и резервуарах низкого давления.
Откуда берутся пары при наливе
При заполнении секции газ из неё вытесняется. Он складывается из паров остатка предыдущего груза, паров, привезённых цистерной из пункта последней разгрузки, и паров, образующихся из нового продукта во время налива. Если после летучего продукта наливается малолетучий, пары прежнего груза всё равно вытесняются; история секции влияет на нагрузку по парам.
Важен и способ налива. При наливе падающей струёй, когда наливная труба опущена в секцию лишь частично, турбулентность и контакт жидкости с паром высоки, паров образуется больше, а в вытесняемый газ могут уноситься капли. При наливе через погружную трубу почти до дна или при нижнем наливе выход большую часть времени находится под уровнем жидкости, и турбулентность существенно снижается.
Как работает возврат паров и где его пределы
При возврате паров паровой патрубок секции соединяется линией с паровым пространством резервуара, из которого идёт налив. Объём, освобождающийся при отборе жидкости из резервуара, заполняется парами, вытесненными из цистерны, и пары остаются в замкнутом контуре. При сливе принцип работает в обратную сторону: пары резервуара переходят в опорожняемую цистерну, и она доставляет их к следующему пункту налива.
На объектах растворителей ограничения очевидны. Контур возможен только между одинаковыми продуктами или продуктами, пары которых допустимо смешивать; если пары разных растворителей встречаются в общей линии, качество продукта в резервуаре возврата может пострадать. Атмосферные резервуары допускают лишь узкий диапазон давления и вакуума, поэтому потери давления в линии возврата, настройки дыхательных клапанов и допустимое противодавление на паровом адаптере цистерны рассматриваются совместно. В резервуарах с азотной подушкой возвращающийся газ в основном состоит из азота и паров растворителя, и система подушки должна быть рассчитана на это.
Как работает установка рекуперации паров (VRU)
Установка рекуперации отделяет органические компоненты из собранных паров и возвращает их в хранилище в жидком виде. Основные принципы — охлаждение и конденсация, поглощение жидкостью (абсорбция), улавливание на твёрдой поверхности (адсорбция) и компримирование; в промышленных установках их часто сочетают.
Метод | Принцип | На что обратить внимание для растворителей |
Охлаждение и конденсация | Пары охлаждаются до конденсации компонентов, жидкость отделяется | Температура замерзания растворителя и влага в парах; обмерзание холодных поверхностей |
Абсорбция | Пары контактируют с жидкостью, которая их растворяет и удерживает | Совместимость абсорбента с растворителем и смешение рекуперата с абсорбентом |
Адсорбция | Пары улавливаются слоем, обычно активированного угля, который регенерируется вакуумом или иным способом | Разогрев слоя и взаимодействие угля с парами некоторых растворителей; пригодность подтверждается данными поставщика и процесса |
Для объектов растворителей важен вопрос, куда направить рекуперат. Растворитель, рекуперированный с поста, наливающего один продукт, можно вернуть в продуктовый резервуар. Если на одну установку поступают пары нескольких растворителей, рекуперат представляет собой смесь, которую может потребоваться собирать отдельно, перерабатывать или утилизировать как отход.
Установка сжигания паров (VCU)
Установка сжигания разрушает органические компоненты паров при высокой температуре; продукт не возвращается. Её рассматривают, когда состав паров сильно меняется, возвращаемый продукт малоценен или пары непригодны для рекуперации. Поскольку установка является источником зажигания, устройства, препятствующие распространению пламени по паровой линии, размещение относительно взрывоопасных зон и безопасное отключение линии входят в проект.
Эффективность зависит не только от установки
Руководство Агентства по охране окружающей среды США по расчёту выбросов указывает, что эффективность установок рекуперации составляет от 90 до более чем 99 процентов в зависимости от характера паров и типа оборудования. Там же подчёркивается, что не все вытесненные пары доходят до установки: утечки в цистерне и системе сбора снижают эффективность улавливания. Американские правила также разделяют систему сбора паров и систему их переработки (рекуперации или окисления). Итог зависит от герметичности цистерн, подтверждения подключения при каждом наливе и целостности линии сбора не меньше, чем от самой установки.
Какой подход в какой ситуации
Ситуация | Подходящий подход | Обоснование |
Один продукт, закрытый резервуар, смешение паров не критично | Возврат паров | Пары возвращаются к источнику, установка переработки не нужна |
Норматив выбросов не выполняется одним возвратом, продукт ценен | Рекуперация паров | Растворитель возвращается в хранилище как жидкость |
Много разных растворителей, переменный состав паров | Сжигание или отдельное обращение со смесью | Смешанный рекуперат нельзя вернуть в продукт |
Возврат возможен, но остаются пары | Возврат и рекуперация вместе | Возврат снижает нагрузку, установка перерабатывает остаток |
Применимый норматив выбросов определяется национальным законодательством, разрешением объекта и классом продукта. Например, законодательство ЕС о парах бензина требует направлять вытесняемые пары по герметичному соединению на установку рекуперации и устанавливает часовой предел концентрации на её выходе; оно касается бензина и к растворителям напрямую не применяется, но полезно как ориентир.
Безопасность и контроль паровой линии
Паровая линия переносит потенциально горючую смесь между постом и резервуаром или установкой переработки. Проект охватывает устройства против распространения пламени, сбор и дренаж конденсата в низких точках, включение подключения парового рукава в цепь разрешений налива и контроль давления и вакуума в линии. В логике разрешений также определяется, допускается ли налив при остановленной установке рекуперации или сжигания.
Участие TLY Enerji
В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку на постах налива растворителей: определение измерений давления и расхода на линии возврата паров, разрешений по паровому соединению и сигналов состояния установок, поставка соответствующих приборов и арматуры, интеграция сигналов в ПЛК или SCADA, монтаж, испытания и пусконаладка. Выбор самой установки рекуперации или сжигания и граница поставки уточняются в каждом проекте.
Данные для оценки обращения с парами
· Перечень наливаемых растворителей, давление насыщенных паров или температура вспышки
· Распределение продуктов по постам и налив разных продуктов в одну цистерну
· Тип резервуаров, настройки дыхательных клапанов, наличие азотной подушки
· Применимые нормативы выбросов и условия разрешения объекта
· Способ налива и число одновременно работающих стояков
Связанные страницы
· Системы возврата паровой фазы СУГ: Уравнивание паров и расчёт линии для сжиженного газа под давлением.
· Нижний налив на терминалах нефтепродуктов: Сбор паров бензина и почему нормы отдают предпочтение нижнему наливу.
· Системы налива растворителей в автоцистерны: Контроль парового пространства цистерны при наливе.
· Системы слива растворителей из автоцистерн: Уравнивание паров и проблемы всасывающей линии при сливе.
Вопросы о возврате и рекуперации паров
Полностью ли возврат паров устраняет выбросы?
Нет. Возврат удерживает пары в замкнутом контуре, но они могут проявиться в другом месте, например через дыхательный клапан резервуара или при следующем наливе цистерны. Утечки в цистерне и линиях также снижают эффективность улавливания. На объектах со строгими нормативами возврат часто служит первым шагом, снижающим нагрузку, а оставшиеся пары перерабатываются в установке.
Могут ли разные растворители использовать одну линию возврата паров?
Обычно это не рекомендуется. В общей линии пары разных растворителей смешиваются и могут конденсироваться в резервуаре возврата, загрязняя продукт. Общая линия допустима для групп продуктов, у которых смешение паров не создаёт проблем качества, по результатам оценки совместимости. Для продуктов высокой чистоты предпочтительна отдельная линия возврата или переработка паров вместо возврата.
Можно ли снова продавать рекуперированный растворитель?
Это зависит от чистоты рекуперата. На посту, наливающем один продукт, рекуперированный растворитель может вернуться в продуктовый резервуар, а его качество подтверждается анализом пробы. Если на одну установку поступают пары нескольких продуктов, рекуперат является смесью, которая может не соответствовать спецификации и требует отдельного сбора или переработки.
Когда предпочтительна установка сжигания паров?
Установку сжигания рассматривают, когда состав паров сильно меняется, количество или ценность возвращаемого продукта невелики либо пары непригодны для методов рекуперации. Продукт не возвращается, а поскольку установка является источником зажигания, защита паровой линии от распространения пламени и правильное размещение становятся обязательными темами проекта.