Kaasaegses tööstuslikus tootmises ja igapäevaelus väga olulise energiaallikana on auru ohutus ja keskkonnakaitse ladustamis- ja transpordiprotsessis pälvinud palju tähelepanu. Aurude ladustamise ja transpordi käigus põhjustab see oma tugeva volatiilsuse tõttu sageli ressursside raiskamist ja keskkonnareostust. Seetõttu on aurude regenereerimise tehnoloogia rakendamine eriti oluline. Keskkonnateadlikkuse suurenemise ja tehnoloogia pideva arenguga on aurude regenereerimise tehnoloogia muutunud aurude ladustamise ja transpordi valdkonna asendamatuks osaks. Erinevate tehniliste vahendite, nagu adsorptsioon, kondensatsioon, absorptsioon ja membraanide eraldamine, abil saab aurude regenereerimise tehnoloogia muuta lenduvad aurud tõhusalt kasutatavateks ressurssideks, vähendades samal ajal keskkonnareostust. Selles artiklis analüüsitakse põhjalikult nende tehnoloogiate spetsiifilist rakendust ja mõju, et anda võrdlusaluseks aurude ladustamise ja transpordi tööstuse säästva arengu jaoks.
1 Aurukao põhjused ja ohud
1.1 Põhjused
Aurude ladustamisel ja transportimisel on auru kadu probleem, mida ei saa ignoreerida ning selle põhjused on mitmekesised ja keerulised.
(1) Väike hingamiskaotus on aurude ladustamisel ja transportimisel tavaline nähtus. Seda põhjustavad peamiselt ööpäevased muutused gaasiruumi temperatuuris ja aurukontsentratsioonis õlimahutis. Päevasel ajal õhutemperatuuri tõustes ja päikesekiirguse intensiivsuse kasvades gaasiruumi ja paagis oleva õlipinna temperatuur tõuseb ning rõhk gaasiruumis tõuseb. Kui rõhk jõuab hingamisklapi kontrollväärtuseni, eraldub õliaur paagist läbi hingamisklapi, põhjustades kadu. Öösel, kui temperatuur langeb, gaasiruumi rõhk väheneb ja hingamisklapp hingab õhku sisse, vähendades aurude kontsentratsiooni gaasiruumis, kiirendades seeläbi naftasaaduse aurustumist ja moodustades uusi kadusid. (2) Õlimahuti õli vastuvõtu- ja väljasaatmisoperatsioonidel tekib sageli suur hingamiskaotus. Kui õlipaak saab õli, tõuseb õlitase, õlipinna ja paagi ülaosa vaheline aur surutakse kokku ning rõhk jätkab tõusmist. Kui see jõuab hingamisklapi kontrollrõhuni, lastakse aur paagist välja. Õli väljastamisel väheneb õlitaseme langedes gaasiruumi rõhk ja hingamisklapp hingab õhku, mis põhjustab ka aurude kontsentratsiooni paagis vähenemise ja õli aurustumise kiirendamise. Seda kaotust, mis on põhjustatud õlitaseme tõusust ja langusest õlipaagis, nimetatakse suureks hingamiskaotuseks.
(3) Auru viskoossus ja paagi temperatuur on samuti olulised aurukadu mõjutavad tegurid. Kui aurude ladustamise ja transportimise ajal ei kontrollita akumulatsioonipaagi temperatuuri õigesti, muutub see õli viskoossuses, mõjutades seeläbi õli voolavust ja lenduvust ning suurendades aurukadu. Samal ajal, kui akumulatsioonipaagis olev aur on suure viskoossusega, intensiivistab see molekulaarset hõõrdumist ja suurendab auru nakkumist, mis põhjustab adhesiooni säilituspaagis ja põhjustab suurt kahju.
1.2 Ohud
Ühest küljest mõjutab aurude lendumine ja väljumine ladustamisel ja transportimisel teatud määral ümbritseva keskkonna kvaliteeti. aurud sisaldavad mitmesuguseid kahjulikke komponente, nagu lenduvad orgaanilised ühendid, nagu benseen, tolueen ja ksüleen. Need ained kogunevad õhku, mis mitte ainult ei halvenda õhukvaliteeti, vaid moodustab ka fotokeemilist sudu, süvendab udunähtust ja kujutab tõsist ohtu inimeste tervisele. Pikaajaline-kokkupuude selle keskkonnaga võib põhjustada inimestel terviseprobleeme, nagu hingamisteede haigused ja närvisüsteemi kahjustused, ning isegi suurendada vähiriski. Teisest küljest toob aurukadu kaasa ka tõsiseid ohutusriske. Pärast auru väljumist moodustub õhku tuleohtlik segugaas. Kui see puutub kokku lahtise leegiga või kõrgete temperatuuridega, on väga lihtne põhjustada tulekahjusid ja plahvatusi, mis mitte ainult ei kahjusta aurude hoidmise ja transpordi rajatisi ega põhjusta tohutut majanduslikku kahju, vaid ohustavad ka operaatorite elusid. Eriti tihedalt asustatud aurude ladustamise ja transpordi piirkondades on tulekahju või plahvatuse tagajärjed katastroofilised, mis võib vallandada ahelreaktsiooni ja kujutada suurt ohtu kogu piirkonna turvalisusele.
2 Aurude regenereerimise tehnoloogia rakendamine aurude ladustamisel ja transportimisel
2.1 Absorptsioonimeetod
Absorptsioonimeetodis kasutatakse spetsiifilist vedelat absorbenti, et absorbeerida auruga süsivesinikkomponente absorbendisse läbi vastuvoolukontakti auruga, et moodustada rikkalik vedelik. Seejärel eraldatakse rikkas vedelikus olev aur desorptsiooniprotsessi kaudu, et aur taastuks. Absorptsioonimeetodit on suhteliselt lihtne kasutada ja see võib tõhusalt taastada aururessursse ja vähendada keskkonnareostust.
Praegu on levinumad absorptsioonimeetodid peamiselt normaaltemperatuuri ja rõhu neeldumise meetod ning normaalrõhu jahutuse neeldumismeetod: (1) Tavatemperatuuri ja rõhu neeldumise meetod on meetod auru eemaldamiseks heitgaasi kokkupuutel absorbendiga normaalsel temperatuuril ja rõhul. See meetod kasutab täielikult ära keskkonna looduslikud tingimused ja vähendab tegevuskulusid. Samas sobib see oma lihtsa töö ja väheste varustusnõuete tõttu suure hulga heitgaasi aurude töötlemiseks. Praegu on laialdaselt kasutatud tavalist temperatuuri ja rõhu neeldumismeetodit ning mõne taastamisseadme taastumismäär võib ulatuda isegi 95% -ni ja rakenduse efekt on väga ideaalne. (2) Tavalise rõhuga jahutus
Absorptsioonimeetodiks on külmutusseadmete kasutamine absorbendi jahutamiseks madala temperatuurini normaalse temperatuuri ja rõhu alusel ning seejärel absorptsioonitorni saatmine segatud auru pihustamiseks.
Kuna absorbendi temperatuur on madal, võib kergete komponentide absorptsioonigaasi eemaldamise operatsiooni ära jätta ja taastumisefekt on parem. See meetod nõuab aga keerukaid jahutussüsteemi seadmeid ja sellel on ka erinõuded absorptsiooniseadme varustusele, seega on kulud ja tegevuskulud suhteliselt suured.
2.2 Adsorptsioonimeetod
Adsorptsioonimeetod tugineb peamiselt tahkete adsorbentide tugevale adsorptsioonivõimele süsivesinikkomponentide aurudes. Tavaliselt kasutatakse töötlemise ja eraldamise põhimaterjalina aktiivsütt. aurud eraldatakse gaasifaasist füüsikalise või keemilise toimega, et saavutada ressursside ringlussevõtt. Adsorptsioonimeetodi aurude regenereerimise süsteem sisaldab tavaliselt selliseid põhikomponente nagu adsorptsioonitorn, regenereerimistorn, jahuti, kütteseade ja juhtimissüsteem. Adsorptsioonifaasis siseneb aur läbi suletud torujuhtme adsorptsioonitorni ja puutub täielikult kokku adsorbendiga. Süsivesinikkomponendid adsorbeeritakse adsorbendi pinnale ja puhastatud gaas juhitakse süsteemist välja. Kui adsorbent järk-järgult küllastub, siseneb süsteem regenereerimise etappi. Adsorbeeritud süsivesinikkomponendid desorbeeritakse adsorbendist kuumutamise, rõhu alandamise või loputamise teel ning kogutakse ja kogutakse. Regenereeritud adsorbent taastab oma adsorptsioonivõime ja selle saab tagasi viia adsorptsiooniprotsessi järgmisse vooru.
Adsorptsioonimeetodi eelised on kõrge töötlemise efektiivsus ja kõrge taastumiskiirus ning see võib kohaneda erineva kontsentratsiooni ja voolukiirusega aurude töötlemise vajadustega. Adsorptsioonimeetod on näidanud suurepäraseid töötlemisvõimeid, eriti madala kontsentratsiooniga auruheite korral. Lisaks on adsorptsiooniaurude taaskasutussüsteemi lihtne kasutada ja hooldada ning automatiseeritud juhtimistehnoloogia rakendamine parandab veelgi süsteemi stabiilsust ja töökindlust. Adsorptsioonimeetodil on aga ka mõningaid väljakutseid, nagu adsorbentide valik ja regenereerimise efektiivsus, süsteemi energiatarbimine ja seadmete investeerimiskulud. Erinevatel adsorbentidel on süsivesinikkomponentide adsorptsiooniomadused erinevad ning sobivad adsorbendid tuleb valida vastavalt auru koostisele ja taaskasutamise eesmärkidele. Samal ajal on energiatarbimine regenereerimisprotsessi ajal ka võtmetegur, mis mõjutab süsteemi ökonoomsust. Kuigi alginvesteering adsorptsiooniaurude taaskasutussüsteemi on suur, on pikas perspektiivis selle ressursi taaskasutus ja keskkonnakaitseline kasu märkimisväärne, mis aitab vähendada ettevõtte tegevuskulusid ja parandada keskkonnapilti.
