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加油站油气回收系统应用中的问题及解决方案
作者:菏泽市花王科技工贸有限公司 时间:2019-06-04 15:12:32 来源:原创


摘要:分析加油站在用的“一次”、“二次”、“三次”油气回收系统所遇到的问题,介绍“一次回收现场处理设备”,提出解决方案。


关键词:转移排放、现场处理、回收效益、资源利用


1、加油站油气回收系统的组成


造成加油站油气排放和造成污染的位置是埋地油罐通气管口和汽车油箱口。其过程表现为两种状态。一种是埋地油罐的“大呼吸”和“小呼吸”。另一种是加油机给汽车油箱加油时,油箱空间的饱和油气被挤出汽车油箱并排放到大气环境。加油站防治油气污染的方法是安装油气回收系统。国标定义“加油站油气回收系统由卸油油气回收系统、汽油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系统和油气排放处理装置组成。”(见GB20952—2007《加油站大气污染物排放标准》)。定义的四个子系统中除“在线监测系统”外,其他三个系统分担着加油站不同位置的油气处理功能。沿用国外的称呼习惯,称“卸油油气回收系统”为“一次油气回收系统”、“加油油气回收系统”为“二次油气回收系统”、“油气排放处理装置”为“三次油气回收系统”。


2、一次油气回收系统


2.1、国标定义:一次油气回收系统就是卸油油气回收系统 ,“是将油罐汽车卸汽油时产生的油气,通过密闭方式收集进入油罐汽车罐内的系统。”(摘于GB20952—2007《加油站大气污染物排放标准》)


2.2、实施方法:卸油油气回收系统需要改造卸油作业设施。改造内容包括给埋地油罐和油罐车罐体加装油车回气管(软管)的快速接口(回气管接上能自动开通、退出能自动关闭的特殊接头)、浮球阀(可阻止溢油情况发生)、+750Pa/-2000Pa 的压力呼吸阀(安装在埋地油罐通气管口)。操作时,先将接地线及卸油管接好,再用油车回气管将埋地油罐与油罐车的罐体连通,形成油气从埋地油罐到油罐车罐体的闭合回路。卸油时,罐车上的汽油流进埋地油罐,油品液体体积增加,压缩埋地油罐空间并通过回气管将油气输回至油灌车,达到体积为1:1的气液置换。此方式是“平衡式”油气回收。


2.3、适用条件:适用于给加油站供油油库安装了油气回收处理装置的地区。


2.4、应用中的问题:油罐车从加油站回收的油气转移到油库或路途中排放。


①现象之一是油库没有安装油气回收处理装置,油罐车从加油站带回来的油气得不到回收处理,在装油时仍然排放到大气环境。如果油库安装的油气回收处理装置达不到设计要求的效果,从加油站带回的油气也不能回收处理,实质也属于转移排放。


②现象之二是油罐车罐体上附件不密闭,有漏点。常见的有量油口和罐盖的密封圈丢失、安全呼吸阀阀芯弹簧老化或被污物卡住而失效、油气管道接口变形有裂口。某油库连续检查了七辆车的附件,结果是“量油口、安全阀、油气管路的连接胶管、罐体大盖等都有泄漏点。”(见《石油库与加油站》2007年第2期)。油罐车在返回油库的快速行进路途中,空气从不密闭点(漏洞)窜入车罐内置换了油气,油气在返回油库的路途中流失。


③人为因素有操作工不负责任,丢失密封圈不及时补上、呼吸阀失效不及时维修、卸完油之后量油口或罐盖不盖严,对存在的泄漏问题视而不见。


3、二次油气回收


3.1、国标定义:二次油气回收系统就是加油油气回收系统,“是将给汽车油箱加汽油时产生的油气,通过密闭方式收集进入埋地油罐的系统。”(摘于GB20952—2007《加油站大气污染物排放标准》)


3.2、实施方法:二次回收的配置包括增加回收油气功能的加油枪、长胶管、拉断阀、短胶管、油气分离阀、真空泵等。首先是将普通加油枪更换成油气回收加油枪。但是,油气不会自动进入油气回收加油枪,需要配置真空泵抽吸油气。一支枪配置一台真空泵的称为分散式二次回收,几只枪共用一台真空泵的称为集中式二次回收。给汽车油箱加油时,汽油进入油箱排挤出油箱空间的饱和油气,真空泵抽吸这些油气经过回收枪和同轴软管输送回埋地油罐。此时最佳状态应该是从埋地油罐抽出1升汽油、真空泵也抽回1升油气补回埋地油罐,达到气液的平衡。


3.3、适用条件:二次回收要解决的问题是对加油区域挥发油气的回收,关键点是每加一升油能补回一升油气,达到气体与液体比(A/L)为1:1。因此,选择能做到气液比合适的加油枪和真空泵,才能满足二次回收的适用条件。《加油站大气污染物排放标准》(GB20952—2007)规定“各种加油油气回收系统的气液比均应在大于等于1.0和小于等于1.2范围内”。HEALY供应商介绍其系统在油枪内设计的油气流速控制阀随着加油的速度变化调节,完全满足A/L比为1~1.2。OPW供应商则介绍其电子控制板根据加油脉冲调节真空泵的抽气量,A/L可精确设置在0.95:1~1.05:1的范围。


3.4、应用中的问题:“气液比大于1增加了油气排放、气液比小于1减弱了对油气的回收并增强了埋地油罐内的油品蒸发。二次回收系统的关键配置是回收枪和真空泵。目前,还没有成熟的国产化油气回收枪,国产化油气回收用真空泵在如何可靠控制抽气量、如何与回收枪匹配方面,仍然受到质疑。武汉有两个加油站安装的二次回收系统都将收集的油气送入90﹟汽油罐中,盘库发现90﹟汽油明显亏损。”(化学工业出版社《油气回收技术》)


4、三次油气回收


4.1、国标定义:三次油气回收系统称为油气排放处理装置,是对A/L大于1排放的油气,通过采用吸附、吸收、冷凝、膜分离等方法对这部分排放的油气进行回收处理的装置。(摘于GB20952—2007《加油站大气污染物排放标准》)


4.2、实施方法:在埋地油罐通气管接入油气排放处理装置。


4.3、适用条件:安装了二次油气回收系统的加油站。


4.4、应用中的问题:三次回收处理的只是气液比大于1所多出来的那部分油气,设计处理量只有3~5m3/h。处理工艺可以分为两类,一类属于膜分离工艺、一类属于活性炭吸附工艺。都需要使用真空泵。遇到的问题是尾气超标、活性炭老化速度快、增加了加油站的运行费用。


①关于尾气超标,有关部门对膜分离类北京的三个不同品牌的加油站三次油气回收装置尾气检测,见尾气总烃浓度检测结果。(见下表)


加油站        尾气总烃浓度检测结果(单位g/m3)


平安大街加油站        62.2~71.1(厂家未调整), 13.8~15.0(厂家调整后)


丰华加油站        15.5~28.9(地下罐充氮气),95.0~96.1(有卸油油气)


十里河加油站        6.7~34.5(尾气流量从小至大)


②关于活性炭使用寿命问题,一方面是活性炭规格质量的选择名不副实。另一方面,液环式真空泵的封液在运行过程中得不到补充。封液减少而脱附效率降低,降低了活性炭使用寿命,尾气即超标。


③关于设备使用寿命,上海、苏州地区已经有不同品牌的膜分离类三次回收进口设备设备处于瘫痪状态,京津地区处于带病状态的设备不在少数。


④关于运行费用,大多数供应商都说用其油气回收设备会有经济收益,而实际安装了三次油气回收的加油站却没有见到回收效益,甚至有的加油站在安装之后,盘库的损失比安装之前大。如果三次回收设备既无环保效益又无经济效益,还增加了电费开支,势必成为经济负担影响用户的选用。


5、加油站“一次回收现场处理设备”


5.1、“一次回收现场处理设备”的概念:能够将加油站卸油时排放的油气就地回收处理转变为汽油的设备。


5.2、“一次回收现场处理设备”的工艺:由于吸附、吸收、膜分离等三种方法都不能一次性使油气变相成为液体的汽油,只有冷凝方法可以经过一次性处理工艺直接得到回收的汽油。而且不会污染汽油。目前国内有十几个加油站安装的一次回收现场处理设备都是冷凝方法。装置内以小型吸附辅助措施深度处理冷凝后剩余的低浓度油气,确保整机尾气达标排放。


5.3、“一次回收现场处理设备”的处理能力:不低于30m3/h。能够兼容对安装了二次回收系统气液比大于1所排放的油气进行回收处理。


5.4、“一次回收现场处理设备”的优点:


①、有经济效益。能够解决运行费用、降低运营成本。各地供电部门对加油站用电一般限制15kw内。冷凝式油气回收处理装置配置为6kw、工作温度-45℃左右。此工况可从1m3油气中收回0.8~1.0L汽油,收回10L汽油耗电4~6度左右,收益远大于电耗。


②、有环保效益。可以避免油气的转移排放。


6、解决所遇问题的方案


终上所述应用所遇问题,本文认为解决问题的最佳方法是选择将二次回收系统与“一次回收现场处理设备”组合使用的方案。


“资源利用是投建油气回收系统的重要原则之一” 。 “污染控制应优先考虑采用清洁生产工艺或先进工艺和设备,尽量减少或消除污染物的产生。由于汽油储运销行业排放的油气仍然是汽油当中不可缺少的组分且可以达到较高的浓度,通过不污染汽油的方法回收并合理比例掺入汽油中,不会降低汽油质量,符合循环经济政策。按2005年全国消耗汽油量计算,按90%回收效率可节约汽油50万吨,按市场批发价价值30亿元。根据我国机动车发展趋势。汽油消耗每年将以10%~20%的速度增长,油气排放及因此造成的能源浪费也同样增长,如果不采取控制,到2020年油气年排放将达到130万吨,是2005年的2.3倍,给环境造成巨大的压力。在经济方面,按不变价到2020年将年损失78亿元,平均每年55亿元。”(摘于《油库、加油站大气污染治理项目验收检测技术规范》<HJ/T431—2008>的编制说明)。


我国加油站实施油气回收不过十年左右,与已经有30多年使用历史的西方经济发达国家相比,我们确实有许多困惑。而欧盟地区的加油站正在推广“第二代油气回收系统”,值得我们借鉴。我们要紧跟科技前沿,完善我国的加油站油气回收系统技术和设备,使油气回收措施达到资源利用与达标排放相结合的目的。