一种应急回收泄露气体的装置和方法

文档序号:1911836 发布日期:2021-12-03 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种应急回收泄露气体的装置和方法 (Device and method for emergency recovery of leaked gas ) 是由 程龙军 张健中 陶彬 宫中昊 单晓雯 于辉 尹树孟 于 2020-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种应急回收泄露气体的装置和方法,包括,气体收集管,用于收集气体泄漏点处的泄露气体,安装于履带机器人上;液氮冷凝塔,经液氮盘管的换热作用,将泄露气体中的大部分水汽冷凝液化;液氮喷淋塔,剩余泄露气体在其中与液氮雾滴充分换热,泄露气体冷凝成液态,汽化后的达标气体排空。本发明结构设计合理,采用可移动式履带机器人辅助气体收集管移动,巧妙的解决了泄露气体的收集问题,避免了现场人员操作所存在的中毒问题,保障了作业安全;利用液氮冷凝塔、液氮喷淋塔,冷凝并回收泄露的有毒有害气体,防止泄露气体无控制逸散,灵活高效的实现了应急回收泄露气体。(The invention discloses a device and a method for recovering leaked gas in an emergency manner, wherein the device comprises a gas collecting pipe, a gas collecting pipe and a track robot, wherein the gas collecting pipe is used for collecting the leaked gas at a gas leakage point and is arranged on the track robot; the liquid nitrogen condensing tower condenses and liquefies most of water vapor in the leaked gas through the heat exchange effect of the liquid nitrogen coil pipe; and in the liquid nitrogen spray tower, residual leakage gas and liquid nitrogen fog drops fully exchange heat, the leakage gas is condensed into liquid, and the vaporized gas reaching the standard is exhausted. The gas collecting pipe is reasonable in structural design, the movable tracked robot is adopted to assist the gas collecting pipe to move, the problem of collecting leaked gas is solved ingeniously, the poisoning problem caused by field personnel operation is avoided, and the operation safety is guaranteed; utilize liquid nitrogen condensing tower, liquid nitrogen spray column, the poisonous and harmful gas who reveals is condensed and retrieved, prevents to reveal that the gas does not have the control loss, and nimble efficient has realized that emergent recovery reveals the gas.)

一种应急回收泄露气体的装置和方法

技术领域

本发明涉及应急气体处理技术领域,尤其涉及一种应急回收泄露气体的装置和方法。

背景技术

目前状况,化工园区建设发展迅速,工业园区基本都建有大规模的贮罐区,这些贮罐区内存放着大量有毒、有害、易燃、易爆危险化学品,大多属重大危险源,据统计,此类危险化学品发生泄漏事故的频率在突发性污染事故中属于频率较高的一种。

化工厂为了方便常用危险化学品贮存,通常以液化、高压、低温等形式将其存储于储罐等高压或常压容器中,因储存条件苛刻,同时伴随多种人为失误导致的危险操作,使得危险化学品储罐成为重大风险源,当储存容器发生泄露时,有毒有害物质泄漏至大气中,会导致人身伤害及环境污染,并有可能伴随火灾或爆炸等恶性事故。

因此亟需开发一种泄露气体应急回收方法及装置,及时对泄露的有毒有害气体进行回收,既解决安全隐患,又满足安全环保的要求,保障人身和财产安全。

发明内容

为解决当前缺乏快捷高效的应急回收危险化学品气体泄露的技术问题,本发明公开了一种应急回收泄露气体的装置和方法。

为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

一种应急回收泄露气体的装置,包括,

气体收集管,用于收集气体泄漏点处的泄露气体,安装于履带机器人上;

液氮冷凝塔,经液氮盘管的换热作用,将泄露气体中的大部分水汽冷凝液化;

液氮喷淋塔,剩余泄露气体在其中与液氮雾滴充分换热,泄露气体冷凝成液态,汽化后的达标气体排空。

进一步地,在所述履带机器人上方的支撑板上设置有伸缩支杆,实现气体收集管的高度可调,伸缩支杆的底端与支撑板固定连接,顶端与气体收集管中部固定连接。

进一步地,所述气体收集管的前端部还安装有收集罩,收集罩为喇叭状,便于扩大泄露气体的收集面。

进一步地,所述气体收集管与液氮冷凝塔左侧下部的进口之间通过集气软管相连通。

进一步地,所述集气软管上还安装有抽吸泄露气体并送入液氮冷凝塔的风机。

进一步地,所述液氮冷凝塔的中部设置有竖直的中间隔仓板,中间隔仓板将液氮冷凝塔内部分成左冷凝区、右冷凝区两部分,左冷凝区、右冷凝区在液氮冷凝塔的上部相通。

进一步地,所述液氮冷凝塔中还布设有液氮盘管,液氮盘管穿过中间隔仓板,均布于左冷凝区、右冷凝区中,液氮盘管与自下而上运动的泄露气体先在左冷凝区中进行一次换热,泄露气体从顶部再进入右冷凝区,继续与右冷凝区中的液氮盘管进行二次换热。

进一步地,所述液氮冷凝塔右侧下部的出口还与液氮喷淋塔底部的入口相连通,部分泄露气体进入液氮喷淋塔中与液氮喷头喷出的液氮进行充分接触换热,泄露气体冷凝成液态沉降,达标气体经液氮喷淋塔顶部排空。

进一步地,所述液氮喷淋塔的左侧安装有竖直方向设置的液氮喷管,在液氮喷管上还均布若干个液氮喷头。

进一步地,所述液氮盘管的顶部为液氮入口,液氮入口与外部的液氮储罐通过管线相连接,液氮盘管的底部为液氮出口,液氮出口与液氮喷管通过管线相连接。

进一步地,所述液氮入口与液氮储罐相连通的管线上还安装有低温电动阀,调节低温电动阀的开度来控制液氮喷淋量。

进一步地,所述液氮冷凝塔右冷凝区的底部设置有第一温度变送器,用于时时测量液氮冷凝塔右冷凝区底部空间的温度,所述液氮喷淋塔的顶部设置有第二温度变送器,用于时时测量液氮喷淋塔顶部空间的温度。

进一步地,所述液氮喷淋塔顶部出口位置处还安装有丝网除沫器,除去气体夹带的雾沫。

本发明的另一个目的是公开一种应急回收泄露气体的方法,采用上述的装置,具体包括如下步骤:

a、安装于履带机器人上的泄露气收集管通过远程遥控对准泄露气体,同时风机通过集气软管将泄露气体抽吸至液氮冷凝塔;

b、在液氮冷凝塔中,泄露气体先后与左侧冷凝区、右侧冷凝区中的液氮盘管表面充分接触换热,将泄露气中的水汽冷凝成液态水并附着于液氮盘管的表面,聚集后的液态水沉降至液氮冷凝塔的底部;

c、剩余的泄露气体从液氮冷凝塔的右侧排出,并经管线进入液氮喷淋塔内部,液氮喷头喷出的液氮雾滴与自下而上运动的剩余泄露气体充分接触换热,当达到泄漏物质凝点温度后,泄漏气体即会冷凝成液态,并沉降至液氮喷淋塔的底部,而达标气体向上排放至空中;

d、泄露气体应急操作完成后,打开液氮冷凝塔、液氮喷淋塔的底部的导淋阀,排出液氮冷凝塔、液氮喷淋塔内的液体物质,完成泄露气体的回收过程。

进一步地,根据泄漏物质凝点温度设定温度目标值,通过第二温度变送器的实测温度值与温度目标值之间差值PID来调节低温电动阀的开度,通过液氮喷量的大小调节液氮喷淋塔内温度,实现对液氮喷淋塔内温度控制。

本发明的有益效果是,结构设计合理,利用履带机器人上安装的气体收集管,巧妙的解决了泄露气体的收集问题,避免了现场人员操作所存在的中毒问题,保障了作业的安全;利用液氮冷凝塔、液氮喷淋塔,能够冷凝并回收泄露的有毒有害气体,防止泄露气体无控制逸散,造成更大的危害;本发明采用移动车载式,能够方便快捷地满足泄露气体应急回收需要,解决泄露气体带来的重大安全隐患和环保风险。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

其中,1、气体收集管;2、履带机器人;3、集气软管;4、风机;5、移动车底盘;6、液氮冷凝塔;7、液氮盘管;8、中间隔仓板;9、第一温度变送器;10、液氮喷管;11、液氮喷头;12、第二温度变送器;13、低温电动阀;14、丝网除沫器;15、液氮喷淋塔;16、液氮储罐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图所示,一种应急回收泄露气体的装置,包括:

气体收集管1,用于收集气体泄漏点处的泄露气体,安装于履带机器人2上;

液氮冷凝塔6,经液氮盘管7的换热作用,将泄露气体中的大部分水汽冷凝液化;

液氮喷淋塔15,剩余泄露气体在其中与液氮雾滴充分换热,泄露气体冷凝成液态,汽化后的达标气体排空。

其中,液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15均固定安装于移动车底盘5上,二者可在移动车底盘5下方的移动轮的带动下移动到不同的位置。

特别的,在上述履带机器人2上方的支撑板上设置有伸缩支杆,实现气体收集管1的高度可调,伸缩支杆的底端与支撑板固定连接,顶端与气体收集管1中部固定连接。

特别的,上述气体收集管1的前端部还安装有收集罩,收集罩为喇叭状,便于扩大泄露气体的收集面。

特别的,上述气体收集管1与液氮冷凝塔6左侧下部的进口之间通过集气软管3相连通。

特别的,上述集气软管3上还安装有抽吸泄露气体并送入液氮冷凝塔6的风机4,风机4固定安装于移动车底盘5上。

特别的,上述液氮冷凝塔6的中部设置有竖直的中间隔仓板8,中间隔仓板8将液氮冷凝塔6内部分成左冷凝区、右冷凝区两部分,左冷凝区、右冷凝区在液氮冷凝塔6的上部相通。

特别的,上述液氮冷凝塔6中还布设有液氮盘管7,液氮盘管7穿过中间隔仓板8,均布于左冷凝区、右冷凝区中,液氮盘管7与自下而上运动的泄露气体先在左冷凝区中进行一次换热,泄露气体从顶部再进入右冷凝区,继续与右冷凝区中的液氮盘管7进行二次换热。

特别的,上述液氮冷凝塔6右侧下部的出口还与液氮喷淋塔15底部的入口相连通,部分泄露气体进入液氮喷淋塔15中与液氮喷头11喷出的液氮进行充分接触换热,泄露气体冷凝成液态沉降,达标气体经液氮喷淋塔15顶部排空。

特别的,上述液氮喷淋塔15的左侧安装有竖直方向设置的液氮喷管10,在液氮喷管10上还均布若干个液氮喷头11。

特别的,上述液氮盘管7的顶部为液氮入口,液氮入口与外部的液氮储罐16通过管线相连接,液氮盘管7的底部为液氮出口,液氮出口与液氮喷管10通过管线相连接。

特别的,上述液氮入口与液氮储罐16相连通的管线上还安装有低温电动阀13,调节低温电动阀13的开度来控制液氮喷淋量。

特别的,上述液氮冷凝塔6右冷凝区的底部设置有第一温度变送器9,用于时时测量液氮冷凝塔6右冷凝区底部空间的温度,上述液氮喷淋塔15的顶部设置有第二温度变送器12,用于时时测量液氮喷淋塔15顶部空间的温度。

特别的,上述液氮喷淋塔15顶部出口位置处还安装有丝网除沫器14,除去气体夹带的雾沫。

一种应急回收泄露气体的方法,采用上述的装置,具体包括如下步骤:

a、安装于履带机器人2上的泄露气收集管通过远程遥控对准泄露气体,同时风机4通过集气软管3将泄露气体抽吸至液氮冷凝塔6;

b、在液氮冷凝塔6中,泄露气体先后与左侧冷凝区、右侧冷凝区中的液氮盘管7表面充分接触换热,将泄露气中的水汽冷凝成液态水并附着于液氮盘管7的表面,聚集后的液态水沉降至液氮冷凝塔6的底部;

c、剩余的泄露气体从液氮冷凝塔6的右侧排出,并经管线进入液氮喷淋塔15内部,液氮喷头11喷出的液氮雾滴与自下而上运动的剩余泄露气体充分接触换热,当达到泄漏物质凝点温度后,泄漏气体即会冷凝成液态,并沉降至液氮喷淋塔15的底部,而达标气体向上排放至空中;

d、泄露气体应急操作完成后,打开液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15的底部的导淋阀,排出液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15内的液体物质,完成泄露气体的回收过程。

特别的,根据泄漏物质凝点温度设定温度目标值,通过第二温度变送器12的实测温度值与温度目标值之间差值PID来调节低温电动阀13的开度,通过液氮喷量的大小调节液氮喷淋塔15内温度,实现对液氮喷淋塔15内温度控制。

下面结合几个具体实施例,详述本发明的技术方案。

实施例1

以应急回收处理丙烯酸丁酯泄露气体为例。

步骤一、通过集气软管3连接风机4和气体收集管1,远程遥控履带机器人2运移至气体泄露点,远程调整伸缩支杆的伸缩长度以此来调节气体收集管1的收集高度,使气体收集管1对准气体泄露点。

步骤二、开启风机4,丙烯酸丁酯泄露气体即会依次通过气体收集管1、集气软管3,并被抽吸至液氮冷凝塔6中,泄露气体在液氮冷凝塔6运动过程中先与左冷凝区中的液氮盘管7表面充分接触换热,再向上经液氮冷凝塔6顶部空间进入右冷凝区中,继续与液氮盘管7表面充分接触换热,这样,泄露气体中的水汽被迅速冷凝成液态水并附着在液氮盘管7的表面,液态水不断增多后沉降至液氮冷凝塔6的底部,而剩余泄露气体从液氮冷凝塔6右侧出口排出。

步骤三、剩余的泄露气体通过管线从液氮喷淋塔15的左侧进入液氮喷淋塔15的内部,剩余泄露气体在液氮喷淋塔15内部从下往上运动;液氮喷头11喷出的液氮雾滴与从下往上运动的剩余泄露气体充分接触换热,达到丙烯酸丁酯凝点温度后,丙烯酸丁酯气体冷凝成液态沉降至液氮喷淋塔15的底部,汽化后氮气与剩余达标气体则通过液氮喷淋塔15顶部的丝网除沫器14后排放至空中。

步骤四、泄露气体应急回收作业完成后,打开液氮冷凝塔6和液氮喷淋塔15底部的导淋阀,排出液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15内的液体物质。

在该应急回收处理过程中,测得第一温度变送器9的温度值为-5℃,根据丙烯酸丁酯凝点温度设定温度目标值为-40℃,通过第二温度变送器12PID调节低温电动阀13的开度值,通过液氮喷量的大小来调节液氮喷淋塔15内温度,从而实现对液氮喷淋塔15内温度的控制。

实施例2

以应急回收处理氯乙烯泄露气体为例。

步骤一、通过集气软管3连接风机4和气体收集管1,远程遥控履带机器人2运移至气体泄露点,远程调整伸缩支杆的伸缩长度以此来调节气体收集管1的收集高度,使气体收集管1对准气体泄露点。

步骤二、开启风机4,氯乙烯泄露气体即会依次通过气体收集管1、集气软管3,并被抽吸至液氮冷凝塔6中,泄露气体在液氮冷凝塔6运动过程中先与左冷凝区中的液氮盘管7表面充分接触换热,再向上经液氮冷凝塔6顶部空间进入右冷凝区中,继续与液氮盘管7表面充分接触换热,这样,泄露气体中的水汽被迅速冷凝成液态水并附着在液氮盘管7的表面,液态水不断增多后沉降至液氮冷凝塔6的底部,而剩余泄露气体从液氮冷凝塔6右侧出口排出。

步骤三、剩余的泄露气体通过管线从液氮喷淋塔15的左侧进入液氮喷淋塔15的内部,剩余泄露气体在液氮喷淋塔15内部从下往上运动;液氮喷头11喷出的液氮雾滴与从下往上运动的剩余泄露气体充分接触换热,达到氯乙烯凝点温度后,氯乙烯气体冷凝成液态沉降至液氮喷淋塔15的底部,汽化后氮气与剩余达标气体则通过液氮喷淋塔15顶部的丝网除沫器14后排放至空中。

步骤四、泄露气体应急回收作业完成后,打开液氮冷凝塔6和液氮喷淋塔15底部的导淋阀,排出液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15内的液体物质。

在该应急回收处理过程中,测得第一温度变送器9的温度值为-4℃,根据氯乙烯凝点温度设定温度目标值为-20℃,通过第二温度变送器12PID调节低温电动阀13的开度值,通过液氮喷量的大小来调节液氮喷淋塔15内温度,从而实现对液氮喷淋塔15内温度的控制。

实施例3

以应急回收处理苯乙烯泄露气体为例。

步骤一、通过集气软管3连接风机4和气体收集管1,远程遥控履带机器人2运移至气体泄露点,远程调整伸缩支杆的伸缩长度以此来调节气体收集管1的收集高度,使气体收集管1对准气体泄露点。

步骤二、开启风机4,苯乙烯泄露气体即会依次通过气体收集管1、集气软管3,并被抽吸至液氮冷凝塔6中,泄露气体在液氮冷凝塔6运动过程中先与左冷凝区中的液氮盘管7表面充分接触换热,再向上经液氮冷凝塔6顶部空间进入右冷凝区中,继续与液氮盘管7表面充分接触换热,这样,泄露气体中的水汽被迅速冷凝成液态水并附着在液氮盘管7的表面,液态水不断增多后沉降至液氮冷凝塔6的底部,而剩余泄露气体从液氮冷凝塔6右侧出口排出。

步骤三、剩余的泄露气体通过管线从液氮喷淋塔15的左侧进入液氮喷淋塔15的内部,剩余泄露气体在液氮喷淋塔15内部从下往上运动;液氮喷头11喷出的液氮雾滴与从下往上运动的剩余泄露气体充分接触换热,达到苯乙烯凝点温度后,苯乙烯气体冷凝成液态沉降至液氮喷淋塔15的底部,汽化后氮气与剩余达标气体则通过液氮喷淋塔15顶部的丝网除沫器14后排放至空中。

步骤四、泄露气体应急回收作业完成后,打开液氮冷凝塔6和液氮喷淋塔15底部的导淋阀,排出液氮冷凝塔6、液氮喷淋塔15内的液体物质。

在该应急回收处理过程中,测得第一温度变送器9的温度值为-8℃,根据苯乙烯凝点温度设定温度目标值为-60℃,通过第二温度变送器12PID调节低温电动阀13的开度值,通过液氮喷量的大小来调节液氮喷淋塔15内温度,从而实现对液氮喷淋塔15内温度的控制。

当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

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