Kao veoma važan izvor energije u savremenoj industrijskoj proizvodnji i svakodnevnom životu, sigurnost i zaštita životne sredine para u procesu skladištenja i transporta privukla je veliku pažnju. U procesu skladištenja i transporta pare, zbog svoje jake volatilnosti, često uzrokuje rasipanje resursa i zagađenje životne sredine. Stoga je primjena tehnologije povrata pare posebno važna. Uz povećanje ekološke svijesti i kontinuirani napredak tehnologije, tehnologija povrata pare postala je nezamjenjiv dio područja skladištenja i transporta pare. Kroz niz tehničkih sredstava kao što su adsorpcija, kondenzacija, apsorpcija i membransko odvajanje, tehnologija povrata pare može efikasno pretvoriti isparljivu paru u upotrebljive resurse uz istovremeno smanjenje zagađenja životne sredine. Ovaj članak će detaljno analizirati specifičnu primjenu i efekte ovih tehnologija, kako bi pružio referencu za održivi razvoj industrije skladištenja i transporta pare.
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. To je uglavnom uzrokovano dnevnim promjenama temperature plinskog prostora i koncentracije pare u rezervoaru za skladištenje nafte. Tokom dana, kako temperatura atmosfere raste i intenzitet sunčevog zračenja raste, temperatura gasnog prostora i površine ulja u rezervoaru raste, a pritisak u gasnom prostoru raste. Kada tlak dostigne kontrolnu vrijednost ventila za disanje, uljna para će se ispustiti iz rezervoara kroz ventil za disanje, uzrokujući gubitak. Noću, kako temperatura pada, tlak u plinskom prostoru opada, a ventil za disanje će udisati zrak, smanjujući koncentraciju pare u plinskom prostoru, čime se ubrzava isparavanje naftnog proizvoda i stvaraju se novi gubici. (2) Veliki gubitak disanja često nastaje tokom operacija primanja i slanja ulja rezervoara za skladištenje ulja. Kada rezervoar za ulje primi ulje, nivo ulja raste, para između površine ulja i vrha rezervoara se komprimira, a pritisak nastavlja da raste. Kada dostigne kontrolni pritisak ventila za disanje, para će biti ispuštena iz rezervoara. Prilikom ispuštanja ulja, kako nivo ulja opada, tlak u plinskom prostoru se smanjuje, a ventil za disanje će udisati zrak, što će također uzrokovati smanjenje koncentracije pare u spremniku i ubrzati isparavanje ulja. Ovaj gubitak uzrokovan porastom i padom nivoa ulja u rezervoaru za ulje naziva se veliki gubitak pri disanju.
(3) Viskoznost pare i temperatura rezervoara su takođe važni faktori koji utiču na gubitak pare. Za vrijeme skladištenja i transporta pare, ako temperatura spremnika nije pravilno kontrolirana, to će uzrokovati promjenu viskoznosti ulja, što utiče na fluidnost i isparljivost ulja i povećava gubitak pare. U isto vrijeme, ako para u spremniku ima veliki viskozitet, to će pojačati molekularno trenje i povećati prianjanje pare, što će uzrokovati prianjanje u spremniku i uzrokovati velike gubitke.
1.2 Opasnosti
S jedne strane, isparavanje i izlazak pare tokom skladištenja i transporta će u određenoj mjeri uticati na kvalitet okolnog okruženja. para sadrži razne štetne komponente, kao što su hlapljiva organska jedinjenja kao što su benzen, toluen i ksilen. Ove supstance se akumuliraju u vazduhu, što ne samo da će smanjiti kvalitet vazduha, već će i formirati fotohemijski smog, pogoršati pojavu magle i predstavljati ozbiljnu pretnju po zdravlje ljudi. Dugotrajno-izlaganje ovom okruženju može uzrokovati zdravstvene probleme kod ljudi kao što su respiratorne bolesti i oštećenje nervnog sistema, pa čak i povećati rizik od raka. S druge strane, gubitak pare također donosi ozbiljne sigurnosne opasnosti. Nakon izlaska pare, u vazduhu će se formirati zapaljivi mešani gas. Jednom kada naiđe na otvoreni plamen ili visoke temperature, vrlo je lako izazvati požare i eksplozije, koje ne samo da će oštetiti objekte za skladištenje i transport para i uzrokovati ogromne ekonomske gubitke, već i ugroziti živote operatera. Naročito u gusto naseljenim područjima skladištenja i transporta pare, kada dođe do požara ili eksplozije, posljedice će biti katastrofalne, što može izazvati lančanu reakciju i predstavljati veliku prijetnju sigurnosti cijelog područja.
2 Primjena tehnologije regeneracije pare u skladištenju i transportu pare
2.1 Metoda apsorpcije
Metoda apsorpcije koristi specifičan tekući apsorbent za apsorpciju ugljikovodičnih komponenti u pari u apsorbent kroz protustrujni kontakt s parom kako bi se formirala bogata tekućina. Zatim se para u bogatoj tečnosti odvaja procesom desorpcije, čime se ostvaruje oporavak pare. Metoda apsorpcije je relativno jednostavna za rukovanje i može efikasno povratiti resurse pare i smanjiti zagađenje životne sredine.
Trenutno, uobičajenije metode apsorpcije su uglavnom metoda apsorpcije normalne temperature i pritiska i normalna metoda apsorpcije hlađenja pod pritiskom: (1) Metoda apsorpcije normalne temperature i tlaka je metoda uklanjanja pare kontaktom izduvnog plina s apsorbentom pri normalnoj temperaturi i tlaku. Ova metoda u potpunosti koristi prirodne uslove okoline i smanjuje troškove rada. Istovremeno, zbog jednostavnog rada i niskih zahtjeva za opremom, pogodan je za obradu velike količine pare u izduvnim plinovima. Trenutno je uobičajena metoda apsorpcije temperature i pritiska široko korištena, a stopa oporavka nekih uređaja za oporavak može doseći čak 95%, a učinak primjene je vrlo idealan. (2) Normalno hlađenje pod pritiskom
Metoda apsorpcije je korištenje rashladne opreme za hlađenje apsorbenta na nisku temperaturu na osnovu normalne temperature i tlaka, a zatim slanje u apsorpcioni toranj da rasprši miješanu paru.
Budući da je apsorpciona temperatura niska, operacija uklanjanja plina apsorpcije lakih komponenti može biti izostavljena, a učinak oporavka je bolji. Međutim, ova metoda zahtijeva složenu opremu rashladnog sistema, a ima i posebne zahtjeve za opremu apsorpcionog uređaja, pa su troškovi i operativni troškovi relativno visoki.
2.2 Metoda adsorpcije
Metoda adsorpcije se uglavnom oslanja na jak kapacitet adsorpcije čvrstih adsorbenata za ugljikovodične komponente u pari. Obično koristi aktivni ugljen kao osnovni materijal za tretman i odvajanje. para se odvaja od gasne faze fizičkim ili hemijskim djelovanjem kako bi se postiglo recikliranje resursa. Sistem za rekuperaciju pare metodom adsorpcije obično uključuje ključne komponente kao što su toranj za adsorpciju, toranj za regeneraciju, hladnjak, grijač i kontrolni sistem. U fazi adsorpcije, para ulazi u adsorpcioni toranj kroz zatvoreni cevovod i u potpunosti dolazi u kontakt sa adsorbentom. Ugljovodonične komponente se adsorbuju na površini adsorbenta, a prečišćeni gas se ispušta iz sistema. Kako adsorbent postepeno postaje zasićen, sistem ulazi u fazu regeneracije. Adsorbirane ugljovodonične komponente se desorbiraju iz adsorbenta zagrijavanjem, smanjenjem tlaka ili ispiranjem, te sakupljaju i obnavljaju. Regenerirani adsorbens vraća svoj kapacitet adsorpcije i može se vratiti u sljedeći krug procesa adsorpcije.
Prednosti metode adsorpcije su visoka efikasnost obrade i visoka stopa oporavka, a može se prilagoditi potrebama tretmana pare s različitim koncentracijama i brzinama protoka. Posebno za emisiju pare niske{1}}koncentracije, metoda adsorpcije je pokazala odlične mogućnosti tretmana. Pored toga, adsorpcioni sistem za rekuperaciju pare je takođe jednostavan za rukovanje i održavanje, a primena tehnologije automatizovane kontrole dodatno poboljšava stabilnost i pouzdanost sistema. Međutim, metoda adsorpcije se također suočava sa nekim izazovima, kao što su izbor i efikasnost regeneracije adsorbenata, potrošnja energije sistema i troškovi ulaganja u opremu. Različiti adsorbenti imaju različita svojstva adsorpcije za ugljikovodične komponente, a prikladne adsorbente treba odabrati u skladu sa sastavom pare i ciljevima povrata. Istovremeno, potrošnja energije tokom procesa regeneracije je takođe ključni faktor koji utiče na ekonomičnost sistema. Iako je početna investicija u sistem za rekuperaciju adsorpcione pare velika, dugoročno gledano, njegov oporavak resursa i koristi zaštite životne sredine su značajne, što pomaže da se smanje korporativni operativni troškovi i poboljša imidž životne sredine.
