[發(fā)明專利]等離子除氧系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710068602.4
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106807184A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 成都凱圣捷科技有限公司
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B65D90/22
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是油庫罐區(qū)智能分析控制處理回收預(yù)防安全連鎖系統(tǒng)的成套組成部分。主要運(yùn)用在石油、油庫、化工廠、煉化行業(yè)、加油站及儲存易揮發(fā)可燃液體高危行業(yè)的倉庫、罐體等的保護(hù)。

技術(shù)背景

目前世界大多數(shù)國家油庫安全處理主要是，修建大型空分，把空氣收集后進(jìn)行分離，形成氧氣和氮?dú)猓蜒鯕夥湃氪髿庵?。?dāng)油庫罐區(qū)隨當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?，油庫罐體內(nèi)隨溫度升高油氣不斷揮發(fā)，一定時間內(nèi)，罐體內(nèi)部的油氣濃度不斷增大、與空氣在罐體內(nèi)達(dá)到爆炸限，一旦外部有火源（雷電、靜電、人為因素、其它自然因素產(chǎn)生的火源）就會立即產(chǎn)生燃燒、導(dǎo)致罐區(qū)爆炸。通過監(jiān)測罐區(qū)油氣含量的分析設(shè)備檢測油氣濃度，超標(biāo)時，立即啟動空分，把大量的氮?dú)庾⑷牍摅w內(nèi)，迅速把油氣和原有的空氣同時排出罐體外，減小油氣與空氣濃度的爆炸限，降低罐體內(nèi)的氧氣含量和油氣含量。這個過程就能使油庫罐區(qū)得到有效安全保障。

這是有效防止油庫罐區(qū)安全的有效方法，但是需要耗費(fèi)大量的資金修建大型空分，在工作過程需要耗費(fèi)大量的能源；建修一套3萬立方米的空分裝置大約需要2億人民幣，需要大面積的土地資源（需要1200平方米左右的土地）；工作時的耗電量1500度/小時，而且還需要大量的工作人員進(jìn)行操作，也需要花費(fèi)大量資金，每年定期進(jìn)行檢修、維護(hù)、更換材料（配件）也需要耗費(fèi)大量人力、物力。

通過向罐體內(nèi)部注入大量氮?dú)?，減小油氣與空氣混合濃度的爆炸限，迅速把油氣和原有的空氣混合氣體同時排出罐體外。在除油氣和空氣混合濃度的爆炸限時需要帶出大量的油氣并排入到大氣中，造成周邊環(huán)境嚴(yán)重污染，同時帶出大量原油資源，造成大量原油損失（經(jīng)濟(jì)損失）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了油庫油罐除氧難、投資額度特大的世界難題。

等離子除氧系統(tǒng)就是把油罐中的空氣及油氣形成的混合氣體通過等離子除氧器腔體的過程中在等離子的作用下快速除氧：【xC_nH_n+x0₂+ 等離子 →xCO₂+xH₂O】。達(dá)到安全指標(biāo)的目的。

等離子除氧系統(tǒng)原理

等離子除氧系統(tǒng)就是利用電子感應(yīng)線圈經(jīng)磁場變頻、變壓的物理現(xiàn)象，在適當(dāng)?shù)那惑w內(nèi)帶有產(chǎn)生高頻等離子體，由陽極、陽極或自由電子和陽極電子，在通過或停留的物質(zhì)分子之間相互作用力下，與分子碰撞時，產(chǎn)生高溫等離子體即電子溫度和離子溫，等離子體是高溫電離氣體，高溫等離子體只有在電壓、頻率足夠高時才能發(fā)生。在等離子體中，帶電粒子之間的庫侖力，庫侖力的作用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過帶電粒子可能發(fā)生的局部短程碰撞效果及等離子體中的帶電粒子運(yùn)動時，能引起正電荷或負(fù)電荷局部集中，產(chǎn)生電場;電荷定向運(yùn)動引起電流，產(chǎn)生磁場。電場和磁場要影響其它帶電粒子在磁場約束下回旋運(yùn)動，同時在高速帶電粒子流的作用下由磁場、電子層被殼體包圍，它們在運(yùn)動中的撞擊、摩擦產(chǎn)生的高溫，在腔體內(nèi)形成濃密的等離子體，這些電子密度足夠大時，會使等離子體頻率非常高：當(dāng)?shù)入x子體是油氣或是有碳元素、氫元素的氣體時與氧氣瞬間反應(yīng)成其它氣體或物質(zhì)【x.C_nH_n+x0₂+ 等離子 →xCO₂+xH₂O】。這一過程安全實(shí)現(xiàn)了油氣中除氧的目的，避免環(huán)境嚴(yán)重污染，浪費(fèi)大量原油資源，給企業(yè)帶造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

圖1：等離子除氧系統(tǒng)摘要圖

圖2: 等離子除氧實(shí)施路徑

圖3：等離子電路裝配圖

圖4：等離子電路控制邏輯原理圖

等離子除氧實(shí)施路徑

除氧路徑：油氣進(jìn)氣口離合箱（1）→阻火片（2-1）→阻火片（2-2）→阻火片（2-3）→連接法蘭（3）→通道（6）→等離子發(fā)射器（4）經(jīng)【xC_nH_n+x0₂+ 等離子→xCO₂+xH₂O】除氧反應(yīng)→油氣出氣口離合箱（12）→阻火片（2-1）→阻火片（2-2）→阻火片（2-3）。

氮?dú)獗Ｗo(hù)氣的目的是：進(jìn)氣口（17）為了在等離子除氧系統(tǒng)開啟前提前稀釋腔體中的大量氧氣，當(dāng)氧氣濃度小于6.5%時驅(qū)動器啟動發(fā)射極使陽極、陰極在高頻電場中產(chǎn)生等離子體，氮?dú)獗Ｗo(hù)氣與含氧油氣進(jìn)入離合箱→返回到油庫中。

等離子除氧系統(tǒng)中發(fā)射器（4）器驅(qū)動路徑：氮?dú)怛?qū)動氣（7）→發(fā)射器（4）→驅(qū)動發(fā)射極（9）→陽極（10）→陰極（11）→產(chǎn)生等離子（5）。