Kao vrlo važan izvor energije u suvremenoj industrijskoj proizvodnji i svakodnevnom životu, sigurnost i zaštita okoliša pare u procesu skladištenja i transporta privukli su veliku pozornost. U procesu skladištenja i transporta pare, zbog svoje velike hlapljivosti, često uzrokuje rasipanje resursa i zagađenje okoliša. Stoga je primjena tehnologije povrata pare posebno važna. S povećanjem ekološke svijesti i stalnim napretkom tehnologije, tehnologija povrata pare postala je neizostavan dio područja skladištenja i transporta pare. Različitim tehničkim sredstvima kao što su adsorpcija, kondenzacija, apsorpcija i membransko odvajanje, tehnologija povrata pare može učinkovito pretvoriti hlapljive pare u korisne resurse uz smanjenje onečišćenja okoliša. Ovaj će članak detaljno analizirati specifičnu primjenu i učinke ovih tehnologija, kako bi se pružila referenca za održivi razvoj industrije skladištenja pare i transporta.
1 Uzroci i opasnosti od gubitka pare
1.1 Uzroci
U procesu skladištenja i transporta pare, gubitak pare je problem koji se ne može zanemariti, a njegovi uzroci su raznoliki i složeni.
(1) Mali gubitak disanja je uobičajena pojava u skladištenju i transportu pare. Uglavnom je uzrokovan dnevnim promjenama temperature plinskog prostora i koncentracije pare u spremniku nafte. Tijekom dana, s porastom temperature atmosfere i intenzitetom sunčevog zračenja, raste temperatura plinskog prostora i površine ulja u spremniku, a raste i tlak u plinskom prostoru. Kada tlak dosegne kontrolnu vrijednost ventila za disanje, uljna para će se ispustiti iz spremnika kroz ventil za disanje, uzrokujući gubitak. Noću, kako temperatura pada, tlak plinskog prostora se smanjuje, a ventil za disanje će udahnuti zrak, smanjujući koncentraciju pare u plinskom prostoru, čime se ubrzava isparavanje naftnog proizvoda i stvaranje novih gubitaka. (2) Veliki gubitak disanja često se događa tijekom operacija primanja i slanja ulja iz spremnika za skladištenje ulja. Kada spremnik ulja primi ulje, razina ulja raste, para između površine ulja i vrha spremnika se sabija, a tlak nastavlja rasti. Kada dosegne kontrolni tlak ventila za disanje, para će se ispustiti iz spremnika. Prilikom točenja ulja, kako razina ulja pada, tlak plinskog prostora se smanjuje, a ventil za disanje će udahnuti zrak, što će također uzrokovati smanjenje koncentracije pare u spremniku i ubrzati isparavanje ulja. Ovaj gubitak uzrokovan porastom i padom razine ulja u spremniku ulja naziva se velikim gubitkom pri disanju.
(3) Viskoznost pare i temperatura spremnika također su važni čimbenici koji utječu na gubitak pare. Tijekom skladištenja i transporta pare, ako temperatura spremnika za skladištenje nije ispravno kontrolirana, to će uzrokovati promjenu viskoznosti ulja, čime će utjecati na fluidnost i hlapljivost ulja i povećati gubitak pare. Istodobno, ako para u spremniku ima veliku viskoznost, to će pojačati molekularno trenje i povećati adheziju pare, što će uzrokovati adheziju u spremniku i uzrokovati velike gubitke.
1.2 Opasnosti
S jedne strane, isparavanje i ispuštanje pare tijekom skladištenja i transporta u određenoj će mjeri utjecati na kvalitetu okolnog okoliša. pare sadrže razne štetne komponente, poput hlapljivih organskih spojeva poput benzena, toluena i ksilena. Te se tvari nakupljaju u zraku, što ne samo da će smanjiti kvalitetu zraka, već će također stvoriti fotokemijski smog, pogoršati pojavu maglice i predstavljati ozbiljnu prijetnju zdravlju ljudi. Dugotrajno-izlaganje ovom okruženju može uzrokovati zdravstvene probleme kao što su respiratorne bolesti i oštećenja živčanog sustava, pa čak i povećati rizik od raka. S druge strane, gubitak pare također donosi ozbiljne sigurnosne opasnosti. Nakon ispuštanja pare, u zraku će se formirati zapaljiva mješavina plina. Jednom kad se nađe u kontaktu s otvorenim plamenom ili visokim temperaturama, vrlo je lako izazvati požare i eksplozije, koje ne samo da će oštetiti objekte za skladištenje pare i transport i prouzročiti velike ekonomske gubitke, već će također ugroziti živote operatera. Osobito u gusto naseljenim područjima skladištenja i transporta pare, kada se dogodi požar ili eksplozija, posljedice će biti katastrofalne, što može pokrenuti lančanu reakciju i predstavljati veliku prijetnju sigurnosti cijelog područja.
2 Primjena tehnologije povrata pare u skladištenju i transportu pare
2.1 Metoda apsorpcije
Metoda apsorpcije koristi specifičan tekući apsorbent za apsorpciju ugljikovodičnih komponenti u pari u apsorbent putem protustrujnog kontakta s parom kako bi nastala bogata tekućina. Zatim se para u bogatoj tekućini odvaja kroz proces desorpcije, čime se ostvaruje obnavljanje pare. Metoda apsorpcije je relativno jednostavna za korištenje i može učinkovito povratiti izvore pare i smanjiti onečišćenje okoliša.
Trenutačno su uobičajenije metode apsorpcije uglavnom metode apsorpcije normalne temperature i tlaka i metode apsorpcije hlađenja normalnim tlakom: (1) Metoda apsorpcije normalne temperature i tlaka je metoda uklanjanja pare dodirom ispušnog plina s apsorbentom pri normalnoj temperaturi i tlaku. Ova metoda u potpunosti iskorištava prirodne uvjete okoliša i smanjuje operativne troškove. U isto vrijeme, zbog jednostavnog rada i malih zahtjeva za opremom, prikladan je za obradu velike količine para u ispušnim plinovima. Trenutačno se metoda apsorpcije normalne temperature i tlaka široko koristi, a stopa oporavka nekih uređaja za oporabu može doseći čak 95%, a učinak primjene je vrlo idealan. (2) Hlađenje normalnim pritiskom
Metoda apsorpcije je korištenje rashladne opreme za hlađenje apsorbenta na nisku temperaturu na temelju normalne temperature i tlaka, a zatim njegovo slanje u apsorpcijski toranj za raspršivanje miješane pare.
Budući da je temperatura apsorbenta niska, postupak uklanjanja plina apsorpcije lake komponente može se izostaviti, a učinak oporabe je bolji. Međutim, ova metoda zahtijeva složenu opremu rashladnog sustava, a ima i posebne zahtjeve za opremu apsorpcijskog uređaja, pa su troškovi i operativni troškovi relativno visoki.
2.2 Metoda adsorpcije
Metoda adsorpcije uglavnom se oslanja na jak adsorpcijski kapacitet krutih adsorbenata za komponente ugljikovodika u pari. Obično koristi aktivni ugljen kao osnovni materijal za obradu i odvajanje. para se odvaja od plinovite faze fizičkim ili kemijskim djelovanjem kako bi se postiglo recikliranje resursa. Sustav za regeneraciju para adsorpcijskom metodom obično uključuje ključne komponente kao što su adsorpcijski toranj, regeneracijski toranj, hladnjak, grijač i kontrolni sustav. U fazi adsorpcije, para ulazi u adsorpcijski toranj kroz zatvoreni cjevovod i potpuno dolazi u kontakt s adsorbentom. Komponente ugljikovodika se adsorbiraju na površini adsorbensa, a pročišćeni plin se ispušta iz sustava. Kako adsorbent postupno postaje zasićen, sustav ulazi u fazu regeneracije. Adsorbirane komponente ugljikovodika desorbiraju se iz adsorbensa zagrijavanjem, smanjenjem tlaka ili ispiranjem, te skupljaju i obnavljaju. Regenerirani adsorbent obnavlja svoj adsorpcijski kapacitet i može se vratiti u sljedeći krug procesa adsorpcije.
Prednosti adsorpcijske metode su visoka učinkovitost obrade i visoka stopa povrata, a može se prilagoditi potrebama obrade para s različitim koncentracijama i brzinama protoka. Metoda adsorpcije pokazala je izvrsne mogućnosti obrade, posebno za emisije pare niske-koncentracije. Osim toga, adsorpcijski sustav za povrat pare također je jednostavan za rukovanje i održavanje, a primjena tehnologije automatizirane kontrole dodatno poboljšava stabilnost i pouzdanost sustava. Međutim, metoda adsorpcije također se suočava s nekim izazovima, poput odabira i učinkovitosti regeneracije adsorbenata, potrošnje energije sustava i troškova ulaganja u opremu. Različiti adsorbenti imaju različita adsorpcijska svojstva za komponente ugljikovodika, a prikladne adsorbente treba odabrati prema sastavu pare i ciljevima oporabe. U isto vrijeme, potrošnja energije tijekom procesa regeneracije također je ključni faktor koji utječe na ekonomičnost sustava. Iako je početno ulaganje u sustav adsorpcijske parne rekuperacije visoko, dugoročno gledano, koristi od njegove rekuperacije resursa i zaštite okoliša su značajne, što pomaže u smanjenju korporativnih operativnih troškova i poboljšanju ekološke slike.
