مناقشة حول أهمية واستراتيجية استرداد البخار إلى سلامة التخزين والنقل

1.1 توفير الموارد وتحسين الفوائد الاقتصادية

بصفتها دم الصناعة الحديثة ، تحدد ندرة وعدم تجديد موارد البخار أهمية إعادة التدوير الفعالة. أثناء عملية التخزين والنقل ، لا يسبب فقدان تبريد البخار خسائر اقتصادية مباشرة فحسب ، بل يزيد أيضًا من تكاليف إنتاج المؤسسات بشكل غير مباشر. يمكن لتطبيق تقنية استرداد البخار استعادة هذا الجزء من الموارد التي كان ينبغي فقدها. من خلال العمليات المتقدمة مثل التخزين المغلقة ، وتوازن طور الغاز واستعادة التكثيف ، يمكن تقليل فقدان التطاير. هذا لا يحسن معدل استخدام الموارد فحسب ، بل يوفر أيضًا فوائد اقتصادية كبيرة للمؤسسات. أخذ مستودع النفط الكبير كمثال ، تصل قدرة المعالجة السنوية إلى مليون طن. بعد تبني تقنية استرداد البخار ، يمكن استرداد حوالي 1 ، 000 طن من البخار كل عام.

1 أهمية تطبيق تكنولوجيا استرداد البخار

1.1 توفير الموارد وتحسين الفوائد الاقتصادية

بصفتها دم الصناعة الحديثة ، تحدد ندرة وعدم تجديد موارد البخار أهمية إعادة التدوير الفعالة. أثناء عملية التخزين والنقل ، لا يسبب فقدان تبريد البخار خسائر اقتصادية مباشرة فحسب ، بل يزيد أيضًا من تكاليف إنتاج المؤسسات بشكل غير مباشر. يمكن لتطبيق تقنية استرداد البخار استعادة هذا الجزء من الموارد التي كان ينبغي فقدها. من خلال العمليات المتقدمة مثل التخزين المغلقة ، وتوازن طور الغاز واستعادة التكثيف ، يمكن تقليل فقدان التطاير. هذا لا يحسن معدل استخدام الموارد فحسب ، بل يوفر أيضًا فوائد اقتصادية كبيرة للمؤسسات. أخذ مستودع النفط الكبير كمثال ، تصل قدرة المعالجة السنوية إلى مليون طن. بعد تبني تقنية استرداد البخار ، يمكن استرداد حوالي 1 ، 000 طن من البخار كل عام.

وفقًا لسعر النفط الحالي ، يمكن أن تصل الفوائد الاقتصادية السنوية إلى ملايين اليوان.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لترويج وتطبيق تكنولوجيا استرداد البخار أيضًا تعزيز تطوير السلاسل الصناعية ذات الصلة ، مثل تصنيع معدات الاسترداد ، وتحسين العمليات وغيرها من المجالات ، وبالتالي دفع التقدم التكنولوجي والنمو الاقتصادي للصناعة بأكملها.

أصدرت وزارة البيئة والبيئة "معيار التحكم في الانبعاثات العضوي غير المنظم" في عام 2023 ، والذي يضع متطلبات أكثر صرامة لاسترداد البخار في خزانات التخزين ومرافق التحميل والتفريغ. تنص المواصفات الجديدة بوضوح على معلمات صمام الختم وتنفس الأنواع المختلفة من خزانات التخزين ومعايير كفاءة استرداد البخار أثناء التحميل والتفريغ. يحتوي البخار على كمية كبيرة من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) ، مثل البنزين ، التولوين ، الزيلين ، وما إلى ذلك ، بمجرد أن تدخل هذه المواد إلى الغلاف الجوي ، لن تتسبب فقط في تدهور جودة الهواء ، ولكن أيضًا يتفاعل مع أكاسيد النيتروجين تحت أشعة الشمس لإنتاج مواد ثانوية مثل الأوزون ، مما يبرز تشكل Haze. سيؤثر التعرض طويل الأجل لهذه البيئة بشكل خطير على الجهاز التنفسي البشري والجهاز العصبي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تسرب البخار سيؤدي أيضًا إلى تلوث المياه والتربة ، ويدمر توازن النظام الإيكولوجي ، ويتعرض للخطر نمو المحاصيل وسلامة المياه الجوفية. لذلك ، فإن تنفيذ استرداد البخار ليس فقط شرطًا تنظيميًا ، ولكنه أيضًا خيار لا مفر منه لحماية البيئة وصحة الإنسان. يمكن لتطبيق تقنية استرداد البخار التحكم في انبعاث الملوثات من المصدر.

كانت سلامة تخزين البخار ونقلها دائمًا محور الصناعة. خصائصها القابلة للاشتعال والمتفجرة تجعل أي إهمال صغير من المحتمل أن يؤدي إلى كارثة.

في عملية خزانات التخزين وخطوط الأنابيب والتحميل والتفريغ ، سيشكل تطابق وتسرب البخار مزيجًا قابلًا للاحتراق في الهواء ، مما قد يتسبب في حوادث الحريق والانفجار عند مواجهة النيران المفتوحة أو التفريغ الثابت. لن يهدف ذلك فقط إلى سلامة حياة العمال في الموقع فحسب ، بل يسبب أيضًا خسائر ضخمة في الممتلكات والتلوث البيئي. يمكن أن يؤدي تطبيق تكنولوجيا استرداد البخار إلى تقليل مخاطر السلامة هذه بشكل فعال. من خلال التحول المغلقة وتركيب أنظمة الاسترداد ، يمكن التحكم في البخار في مساحة مغلقة ، مما يقلل بشكل كبير من إمكانية التسرب والانتشار. في الوقت نفسه ، يمكن أن تمنع تقنية توازن الضغط في عملية الاسترداد التشوه أو التمزق الناجم عن اختلاف الضغط المفرط بين خزان التخزين داخل وخارج خزان التخزين. أخذ تحول السلامة لمستودع الزيت الكبير كمثال ، بعد تنفيذ تكنولوجيا استرداد البخار ، تم تخفيض تركيز الغاز القابل للاحتراق في منطقة المصنع بنسبة 95 ٪ ، وتم تخفيض مؤشر مخاطر الحريق والانفجار بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتطبيق تقنية استرداد البخار أيضًا تحسين سلامة بيئة العمل ، ويقلل من فرص التعرض للمشغلين للغازات الضارة ، وضمان الصحة المهنية. من وجهة نظر الوقاية من المخاطر والتحكم فيها ، فإن تكنولوجيا استرداد البخار ليست وسيلة تقنية فحسب ، بل هي أيضًا مظاهر لمفهوم السلامة ، والتي لها أهمية كبيرة لبناء نظام حماية أمان شامل ومتعدد المستويات.

أثناء عملية تفريغ النفط ، تهدد ظاهرة "التنفس الكبير" الناجم عن ارتفاع مستوى خزان النفط سلامة التخزين والنقل بشكل خطير ، وخاصة في الموسم الحار.

لهذا السبب ، اتخذت المؤسسات تدابير التحكم في المصدر وأجهزة استرداد البخار المثبتة لجمع وعلاج البخار المتساقط بشكل فعال أثناء عملية تفريغ الزيت ، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر السلامة. لا ينبغي تجاهل مشكلة "التنفس الصغيرة" التي تواجه مرحلة تخزين النفط. لا يسبب تبرير البخار الناجم عن تغيير درجة الحرارة الخارجية فقدان الموارد فحسب ، بل يزيد أيضًا من مخاطر السلامة. في هذا الصدد ، من الضروري تعزيز الختم والعزل الحراري لخزان تخزين الزيت لتقليل تأثير درجة الحرارة الخارجية على البخار في خزان التخزين. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام لوحة عائمة من الفولاذ الفولاذية المليئة بالسائل بالكامل إلى تقليل تطهير البخار بشكل كبير. يسمح تصميمه للوحة العائمة بالمواصلة دائمًا مع منتج الزيت ، مما يقلل من مساحة البخار. في الوقت نفسه ، يتم تحويل خزان التخزين إلى جهاز لجمع الغاز ، ويتم جمع بخار الزفير بشكل موحد وإدخاله في جهاز الاسترداد ، مما يؤدي إلى تحسين عامل الأمان. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتطبيق تقنية ختم النيتروجين أن يقلل بشكل فعال من تقلبات المنتجات النفطية ويقلل من مخاطر السلامة عن طريق ملء المساحة العلوية لخزان التخزين مع النيتروجين الخامل. يعد رابط النقل أيضًا مجالًا رئيسيًا لتطبيق تقنية استرداد البخار. يمكن أن تسبب نتوءات السيارة وتغيرات درجة الحرارة بسهولة تبخير البخار. استخدام شاحنات خزانات مزدوجة الطبقة وغيرها من أدوات النقل مع خصائص ختم ممتازة ، واستخدام أجهزة استرداد البخار أثناء النقل ، يتحكم بشكل فعال في مخاطر النقل. لقد قلل التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا استرداد البخار بشكل كبير من خطر الحريق والانفجار وتقليل تلوث البخار.

3.1 تحسين عملية الاسترداد

لتحسين عملية استرداد البخار ، يجب أن نركز على تبسيط العملية وتحسين مستوى الأتمتة.

فيما يتعلق بتبسيط العملية ، يمكن تقصير وقت إقامة البخار في النظام ويمكن تقليل خطر التسرب عن طريق دمج عمليات الوحدة مع وظائف متشابهة ، وتقليل روابط التخزين الوسيطة ، وتحسين تخطيط خطوط الأنابيب ، على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي تحويل عمليات امتصاص المراحل المتعددة التقليدية إلى التصميم المدمج بشكل كبير مثل نقاط التسرب المحتملة.

فيما يتعلق بالتحكم في الأتمتة ، يتم تقديم نظام تحكم متقدم موزع (DCS) لتحقيق المراقبة في الوقت الفعلي والتعديل الدقيق للمعلمات الرئيسية مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق. يمكن أن يدرك استخدام أجهزة الاستشعار والمشغلات الذكية التشغيل التلقائي الكامل لعملية الاسترداد وتقليل أخطاء التشغيل البشري. فيما يتعلق بالتحكم في استهلاك الطاقة ، تُستخدم تقنية تحويل التردد للتحكم في سرعة المعدات عالية الطاقة مثل المضخات والضواغط ، ويتم تعديل معلمات التشغيل بمرونة وفقًا لظروف العمل الفعلية لتجنب نفايات الطاقة التي تسببها المعدات التي تعمل بدون تحميل أو تحميل كامل. في السنوات الأخيرة ، تم تطبيق بعض تقنيات استرداد البخار المتقدمة تدريجياً. على سبيل المثال ، يمكن لعملية امتصاص التكثيف المجمعة استعادة المكونات الثقيلة بكفاءة في درجات حرارة منخفضة ، ثم استرداد مكونات الضوء من خلال امتصاص الكربون المنشط ، مع كفاءة الشفاء الإجمالية لأكثر من 99 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم طريقة أكسدة التحفيز الضوئي المحفزات الضوئية مثل Nano-TiO2 لتخفيض المركبات العضوية المتطايرة تحت تشعيع الضوء فوق البنفسجي ، والتي لا تتمتع بكفاءة عالية في الاسترداد فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحويل المواد الضارة إلى CO2 و H2O. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام حرارة النفايات الناتجة أثناء عملية الاسترداد على مراحل ، مثل استخدام الحرارة التي يتم تصريفها من المكثف لتسخين التغذية ، أو استخدام حرارة النفايات من الضاغط لتجديد امتصاص ، مما قد يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة في النظام.

لتحسين عملية استرداد البخار ، يجب أن نركز على تبسيط العملية وتحسين مستوى الأتمتة.

فيما يتعلق بتبسيط العملية ، يمكن تقصير وقت إقامة البخار في النظام ويمكن تقليل خطر التسرب عن طريق دمج عمليات الوحدة مع وظائف متشابهة ، وتقليل روابط التخزين الوسيطة ، وتحسين تخطيط خطوط الأنابيب ، على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي تحويل عمليات امتصاص المراحل المتعددة التقليدية إلى التصميم المدمج بشكل كبير مثل نقاط التسرب المحتملة.

فيما يتعلق بالتحكم في الأتمتة ، يتم تقديم نظام تحكم متقدم موزع (DCS) لتحقيق المراقبة في الوقت الفعلي والتعديل الدقيق للمعلمات الرئيسية مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق. يمكن أن يدرك استخدام أجهزة الاستشعار والمشغلات الذكية التشغيل التلقائي الكامل لعملية الاسترداد وتقليل أخطاء التشغيل البشري. فيما يتعلق بالتحكم في استهلاك الطاقة ، تُستخدم تقنية تحويل التردد للتحكم في سرعة المعدات عالية الطاقة مثل المضخات والضواغط ، ويتم تعديل معلمات التشغيل بمرونة وفقًا لظروف العمل الفعلية لتجنب نفايات الطاقة التي تسببها المعدات التي تعمل بدون تحميل أو تحميل كامل. في السنوات الأخيرة ، تم تطبيق بعض تقنيات استرداد البخار المتقدمة تدريجياً. على سبيل المثال ، يمكن لعملية امتصاص التكثيف المجمعة استعادة المكونات الثقيلة بكفاءة في درجات حرارة منخفضة ، ثم استرداد مكونات الضوء من خلال امتصاص الكربون المنشط ، مع كفاءة الشفاء الإجمالية لأكثر من 99 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم طريقة أكسدة التحفيز الضوئي المحفزات الضوئية مثل Nano-TiO2 لتخفيض المركبات العضوية المتطايرة تحت تشعيع الضوء فوق البنفسجي ، والتي لا تتمتع بكفاءة عالية في الاسترداد فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحويل المواد الضارة إلى CO2 و H2O. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام حرارة النفايات الناتجة أثناء عملية الاسترداد على مراحل ، مثل استخدام الحرارة التي يتم تصريفها من المكثف لتسخين التغذية ، أو استخدام حرارة النفايات من الضاغط لتجديد امتصاص ، مما قد يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة في النظام.