[发明专利]等离子除氧系统

说明书

技术领域

本发明是油库罐区智能分析控制处理回收预防安全连锁系统的成套组成部分。主要运用在石油、油库、化工厂、炼化行业、加油站及储存易挥发可燃液体高危行业的仓库、罐体等的保护。

技术背景

目前世界大多数国家油库安全处理主要是，修建大型空分，把空气收集后进行分离，形成氧气和氮气，把氧气放入大气中。当油库罐区随当地气候变化，油库罐体内随温度升高油气不断挥发，一定时间内，罐体内部的油气浓度不断增大、与空气在罐体内达到爆炸限，一旦外部有火源（雷电、静电、人为因素、其它自然因素产生的火源）就会立即产生燃烧、导致罐区爆炸。通过监测罐区油气含量的分析设备检测油气浓度，超标时，立即启动空分，把大量的氮气注入罐体内，迅速把油气和原有的空气同时排出罐体外，减小油气与空气浓度的爆炸限，降低罐体内的氧气含量和油气含量。这个过程就能使油库罐区得到有效安全保障。

这是有效防止油库罐区安全的有效方法，但是需要耗费大量的资金修建大型空分，在工作过程需要耗费大量的能源；建修一套3万立方米的空分装置大约需要2亿人民币，需要大面积的土地资源（需要1200平方米左右的土地）；工作时的耗电量1500度/小时，而且还需要大量的工作人员进行操作，也需要花费大量资金，每年定期进行检修、维护、更换材料（配件）也需要耗费大量人力、物力。

通过向罐体内部注入大量氮气，减小油气与空气混合浓度的爆炸限，迅速把油气和原有的空气混合气体同时排出罐体外。在除油气和空气混合浓度的爆炸限时需要带出大量的油气并排入到大气中，造成周边环境严重污染，同时带出大量原油资源，造成大量原油损失（经济损失）。

发明内容

本发明解决了油库油罐除氧难、投资额度特大的世界难题。

等离子除氧系统就是把油罐中的空气及油气形成的混合气体通过等离子除氧器腔体的过程中在等离子的作用下快速除氧：【xC_nH_n+x0₂+ 等离子 →xCO₂+xH₂O】。达到安全指标的目的。

等离子除氧系统原理

等离子除氧系统就是利用电子感应线圈经磁场变频、变压的物理现象，在适当的腔体内带有产生高频等离子体，由阳极、阳极或自由电子和阳极电子，在通过或停留的物质分子之间相互作用力下，与分子碰撞时，产生高温等离子体即电子温度和离子温，等离子体是高温电离气体，高温等离子体只有在电压、频率足够高时才能发生。在等离子体中，带电粒子之间的库仑力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果及等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场;电荷定向运动引起电流，产生磁场。电场和磁场要影响其它带电粒子在磁场约束下回旋运动，同时在高速带电粒子流的作用下由磁场、电子层被壳体包围，它们在运动中的撞击、摩擦产生的高温，在腔体内形成浓密的等离子体，这些电子密度足够大时，会使等离子体频率非常高：当等离子体是油气或是有碳元素、氢元素的气体时与氧气瞬间反应成其它气体或物质【x.C_nH_n+x0₂+ 等离子 →xCO₂+xH₂O】。这一过程安全实现了油气中除氧的目的，避免环境严重污染，浪费大量原油资源，给企业带造成严重的经济损失。

图1：等离子除氧系统摘要图

图2: 等离子除氧实施路径

图3：等离子电路装配图

图4：等离子电路控制逻辑原理图

等离子除氧实施路径

除氧路径：油气进气口离合箱（1）→阻火片（2-1）→阻火片（2-2）→阻火片（2-3）→连接法兰（3）→通道（6）→等离子发射器（4）经【xC_nH_n+x0₂+ 等离子→xCO₂+xH₂O】除氧反应→油气出气口离合箱（12）→阻火片（2-1）→阻火片（2-2）→阻火片（2-3）。

氮气保护气的目的是：进气口（17）为了在等离子除氧系统开启前提前稀释腔体中的大量氧气，当氧气浓度小于6.5%时驱动器启动发射极使阳极、阴极在高频电场中产生等离子体，氮气保护气与含氧油气进入离合箱→返回到油库中。

等离子除氧系统中发射器（4）器驱动路径：氮气驱动气（7）→发射器（4）→驱动发射极（9）→阳极（10）→阴极（11）→产生等离子（5）。