[发明专利]一种原油舱逸出气体及船舶尾气回收利用的综合处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气及尾气回收利用的综合处理装置及方法，主要用于原油船舶货油加装及运输过程中原油舱中的逸出气体及船舶尾气回收利用的综合处理装置及方法。

背景技术

原油船舶在货油加装或运输过程中，原油舱中的原油会不断蒸发产生油气(挥发性气体化合物)，油气的蒸发或排放存在多种危害：油气属于易燃易爆物质，使油舱存在着火爆炸的隐患；同时油气中含有大量有毒的气相烃类物质，漂浮于地面以上(比重大于空气)，影响船员的身体健康，如引起慢性中毒、恶心、乏力等问题；不经处理的油气直接排放还可能形成光化学烟雾造成对大气的二次污染；油气是原油中的较轻成分，油气的蒸发影响原油燃烧品质；油气的蒸发也会造成原油的浪费等。当前，在原油加装或运输过程中，一般采取在原油舱的上层空间充注一定量的惰性气体，使原油舱上部空间的氧气的浓度降低，以消除原油舱着火爆炸的隐患，保证原油船舶营运安全。

原油加装过程中，随着原油的不断加注，原油舱内的液面不断上升，原油舱上层气空间内的油气和惰性气体(简称“混合气体”)浓度及压力也在不断增加，为了保护船体和原油舱及减小原油加装时泵的出口压力，一般做法是将部分混合气体通过呼吸阀(或透气孔)排出舷外或排向大气，以保持原油舱中混合气体适当的浓度及压力。具体过程是：随着原油舱混合气体压力不断升高，当其压力超过呼吸阀设定的启阀压力时，呼吸阀自动打开，部分混合气体不加处理直接经过呼吸阀排出舷外，原油舱混合气体压力也将不断下降，当其压力降到呼吸阀关阀压力时，呼吸阀自动关闭，此后原油舱中混合气体压力及浓度又会升高，当原油舱混合气体的压力超过呼吸阀启阀压力时，呼吸阀又会打开，一直循环重复上述动作。通过呼吸阀将部分混合气体排出舷外的这种做法仍然存在着毒害、环境污染及原油浪费等的问题。原油运输过程中，为了防止原油温度过低，造成原油凝结，需要利用适当压力和温度的蒸汽对油舱进行加热及保温工作，加上船舶的摇晃，更易使原油中一些易挥发的成分逸出，造成原油舱上层气空间混合气体的压力增大，当超过呼吸阀的设定压力时，呼吸阀自动打开，部分混合气体排放至大气。这种原油船舶采用的呼吸阀减压处理法，无论是在原油加装还是运输过程中，不加处理直接排出的油气不仅造成原油资源的浪费，造成大气污染，尤其是造成一些港口城市的大气污染，更严重的后果是当排出混合气的数量和浓度较大时，一方面可能会造成甲板附近的油气浓度较大，对工作船员的健康造成威胁，另一方面由于混合气体与大气混合，氧气含量升高，当甲板附近的空气流通不畅时，局部空间内可能形成可燃混合气体，存在着火爆炸的隐患。

此外，由于船舶航行水域的气候、海况复杂多变，同时原油舱的晃荡会造成原油舱内油液的晃荡及温度的变化，使油气的挥发和重新融入原油中的速度不断地变化，造成原油舱上部气空间混合气压力不断发生不稳定的变化。当原油舱内的混合气体压力值低于大气压力时，空气可能会从密封不严的舱口、测量孔等位置进入舱室，造成原油舱内混合气含氧量升高，如不及时补充惰性气体，就会存在爆炸的危险。惰性气体一般是通过燃油锅炉或惰气发生器来制取。在燃油锅炉内，燃油燃烧产生低含氧量的废气，通过水洗、冷却等步骤即可得到惰性气体，由于产生的惰性气体需要经过水洗和冷却处理，这需要消耗一定的燃油，增加经济成本，同时灰分和热量排放至舷外也会造成环境的污染。

当前驱动原油船舶运行的主动力装置、发电机原动机基本上采用的都是柴油机，原油船舶上用于驱动货油泵的原动机绝大多数采用的是靠燃油锅炉提供的高压蒸汽驱动的透平机。由于制造水平和设备结构本身的限制，无论是柴油机还是燃油锅炉都不可能把工作期间喷进工作腔的燃油完全燃烧，没有燃烧的燃油在高温的作用下部分分解为炭黑，部分和燃油中的固体杂质结合成小颗粒的油灰。进入燃烧腔的燃油中含有的硫份、空气中的氮气在高温的作用下会生成硫氧化物和氮氧化物，这些氧化物会和空气中的水分结合形成酸雨，造成对港口城市的空气环境污染。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种原油舱逸出气体及船舶尾气回收利用的综合处理装置，能有效解决由于原油舱逸出的气体而造成环境污染及油品损耗的问题。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能综合回收利用原油舱逸出气体的原油舱逸出气体及船舶尾气回收利用的综合处理的方法。