面向储罐碳排放溯源的油品蒸发及油气扩散研究进展

储罐油品蒸发及油气扩散行为会对大气环境、社会经济、罐区安全等造成不利影响。以面向储罐碳排放溯源的油气蒸发扩散研究为脉络,从理论、实验及模拟3方面归纳总结了储罐油气蒸发扩散的研究现状及研究成果:通过理论分析揭示了罐内气液相变、气相中的油气传质及气体扩散的潜在机理;通过对现场实测及风洞实验成果进行分析,发现实验研究主要集中于罐内原油的温变特性、车船装油作业的油气排放、储罐结构的动态变化等方面;利用直接数值模拟(DNS)、雷诺平均模拟(RANS)、大涡模拟(LES)等方法,针对不同因素耦合作用下油气的气液传质、流动界面追踪、气体扩散流动过程等进行分析,可大范围追踪扩散物质,节省成本和时间。最后基于油气行业低碳发展需求,对储罐油气蒸发扩散问题提出建议与展望,以期实现环境保护综合效益最大化。

高压直流输电接地流对油气管道干扰及腐蚀规律数值模拟

随着长距离输电工程的发展,杂散电流引起的埋地油气管道电化学腐蚀日趋严重,其中高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电系统的接地流干扰将在管道防腐涂层缺陷处导致严重的电化学腐蚀,威胁管道运行安全。通过COMSOL软件对靠近接地极的埋地管道沿线杂散电流密度分布进行模拟分析,研究各干扰参数(管道与HVDC系统电缆夹角、接地流、土壤电导率、与接地极距离、管道半径)对管道沿线杂散电流密度分布及干扰腐蚀的影响规律。结果表明:管道与任一接地极距离小于5 km时,干扰腐蚀显著增强;管道与电缆夹角为0°时,干扰腐蚀最为严重;其余参数对管道干扰腐蚀均具有较大影响。研究结果可为管道干扰防护及维修检测提供理论依据与参考。

吸附剂对含湿油气的吸附性能及热效应

随着有机废气排放标准日趋严格,水蒸气与有机废气的竞争吸附问题逐渐成为有机废气处理的研究热点。选择2种炭基吸附剂AdsFOV-1、AdsFOV-2及1种硅基吸附剂AdsFOV-3作为研究对象,对其进行结构表征后使其分别静态吸附正己烷蒸气、汽油蒸气和水蒸气,测试其吸附性能和吸附热;对不同相对湿度的正己烷蒸气和汽油蒸气进行动态吸附实验,研究相对湿度对吸附剂吸附效果、温升曲线的影响及循环吸附稳定性,并通过动力学拟合判断吸附过程的动力学行为。结果表明:随着相对湿度增大,3种吸附剂对正己烷蒸气、汽油蒸气的吸附量减小,但吸附热效应更加明显;其中炭基吸附剂AdsFOV-1、AdsFOV-2具有较好的循环吸附性能,即当入口吸附质质量浓度设定为25 g/m^(3)时,出口吸附质质量浓度可满足低于80 mg/m^(3)的排放要求;3种吸附剂对正己烷蒸气的吸附动力学行为遵守Bangham动力学方程,表明吸附速率主要受孔道扩散控制。研究结果可为高湿度工业有机废气处理提供理论依据。

油罐承压能力对油品蒸发损耗的影响

油罐油品蒸气排入大气将会造成能源浪费、环境污染,其中压力和温度变化是引起油罐内油品蒸发的主要因素。针对油罐的呼吸损耗,以API理论计算公式为基础,推导出压力罐对呼吸损耗的最低降耗率的计算公式,从而提出通过增加油罐呼吸阀控制压力来减少呼吸损耗,甚至完全消除小呼吸损耗。分析温度变化对单体烃(丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷及正己烷)和不同油品(93#汽油、97#汽油、石脑油、煤油、柴油及番禺原油)膨胀因子的影响情况,结果表明:在设计储罐时,存储不同组分、不同种类的油品,应采用不同的设计压力并选用合适压力的呼吸阀,通过增加壁厚来增加控制因子,从而减少储罐呼吸损耗。研究成果可为油罐设计和油库管理提供理论参考。