第一篇:我国加油站油气回收工程正在走弯路
我国加油站油气回收工程正在走弯路
1.重新解读国外加油站油气回收工艺
国内推广的加油站“一阶段”“二阶段” 油气回收设备,均属舶来品。从美国加州圣地亚哥市1974年实施“第二阶段油气回收措施”起,国外实施油气回收已经有33年历史。英国牛津布卢克斯大学气象学教授、城市空气污染气象学博士埃尔森介绍:“减少加油站挥发性有机化合物的措施包括所谓的‘第一阶段控制措施’,其目的是防止油罐车向地下储油库输油时挥发性物质逸出。这种措施从70年代起就已经在美国实施了,目前正在整个欧洲分段实施。奥地利、瑞典以及德国部分地区(如慕尼黑和柏林于1987年)早就规定采取这种措施。”“‘第二阶段控制措施’要求在加油机上安装挥发物回收装置,加利福尼亚州已经这样做了。”(摘于英.埃尔森《烟雾警报-城市空气质量管理》)
我国台湾从1993年开始引入加油站油气回收系统。有关部门对加油站油气回收技术工艺原理的描述是:改善加油站空气污染的方法有三种,(1)加强加油设施之维护保养管理,(2)避免不当加油,(3)使用污染防治设备(油气回收系统)。其中(1)及(2)方法可以改善加油站地下管线及加油设施之非预期排放,针对加油时汽油之挥发逸散,则必须使用(3)油气回收系统。目前有多种油气回收方法被使用,其中最简易的原理为当液态汽油由储油槽经管线输出时,油槽内因压力下降而产生真空压,会将周围空气引入,相反地,当液态汽油注入时,会造成内压上升而迫使上层油气排放至大气中,油气回收系统即籍由输送过程中压力的变化将饱和油气引回储油槽中,由于此时已有充足的饱和油气流回储油槽,可阻止新鲜空气进入,故可抑制油槽内油气的进一步挥发,以减少污染物的排放于大气中。针对油库送油至加油站及加油站零售汽油,分别有不同的油气回收方式:(1)油罐车密闭式卸油,即第一阶段油气回收系统;(2)油库油罐车油气回收;(3)加油站车辆加油作业油气回收,即第二阶段油气回收。(摘于台湾环保署《加油站设置真空辅助式油枪油气回收设备补助申请之检测及审查执行计划期中工作报告》)。简言之,加油站油气回收的工艺是按照“抽出一升油就补回一升油气”的气液平衡原理,抑制油槽内油气的进一步挥发。正如国外某品牌油气回收产品样本手册描述:“●加油站储油罐由于温度影响或油罐车卸油,导致油罐内压力增加,将油气排放于大气中●未安装二次油气回收系统之加油站,在加油过程中,通过呼吸阀有加油量等体积的空气进入油罐,造成油品挥发引起罐内压力增加,加大了油气排放●当加油站的二次油气回收系统、油气回收管路、零配件和压力真空阀出现泄漏或正常排放时,油气会直接排放于大气中。若保证油罐压力处于负压状态,可避免排放。”
为保证油罐压力处于负压状态,在工艺技术方面,以抽吸油气的加油枪和配套的真空泵控制气液比;在控制技术方面,采用真空压力阀和压力监测器。2.工艺技术和控制技术存在缺陷
所谓缺陷,是指无论怎样确定气液比,无论真空压力阀和压力监测器如何控制,都没有切实有效做到防治油气污染。
1),无论多少数值的气液比都不能杜绝油气的挥发
气液比A/L(A指加油时在汽车油箱口收集的油气量,L指加油机从地下油罐抽取给用户汽车的加油量)是表征油气回收系统性能质量的一个指标。其理论是:从地下油罐内抽出一个体积的油液加到汽车油箱时,汽车油箱也会排出相同体积的油气。只要同时把这个相同体积的油气收集起来补充进地下油罐,就可以避免油气造成的污染。基于平衡的理念,应该以“气液比1:1” 即A/L=1为最佳。
关于气液比,各供应商各有自己的技术介绍,最具代表性的如:HEALY介绍:二次油气回收的处理重点是要让油枪每加一升油能回收一升油气。要达到此工作的有效回收油气,HEALY的系统设计在油枪内装置了油气流速控制阀,此控制阀随着加油的速度变化调节,达到气体与液体比(A/L)为1:1的回收。若太低或太高会造成油灌的油气不平衡,会吸进大气或排出油气,造成汽油挥发或污染大气。(摘于《HEALY二次油气回收原理说明书》)。OPW介绍:分散式油气回收系统由真空泵控制板、真空泵、油气回收管路、油气回收枪组成。真空泵控制板与加油机脉冲发生器连接,获得加油时的脉冲信号启动真空泵,而停止加油时脉冲信号中断真空泵同时关闭。根据加油机不同的脉冲分辨率,真空泵控制板调节加油枪的气液比至0.95:1~1:1.5之间。加油时真空泵的转速随流量而改变,确保气液比始终保持恒定。(摘于《OPW二次油气回收系统》)事实上不同品牌油气回收枪的气液比差异很大,从台湾地区已经安装使用过的11个品牌油气回收加油枪的资料看,气液比最小为0.88,最大为2.43。
无论多少数值的气液比都不能杜绝油气的排放,因为,在实际操作中,“给汽油车油箱加油时,首先会有与所灌装的油品的体积相同的油气被置换出油箱;同时,所灌装的油品并没有停止蒸发,必然还有由于同时蒸发所增加的油气体积也要排出油箱;并且在收集油气操作过程还可能混入的空气,因此需要收集的油气混合气体体积必然大于所进入的油品液体体积。如果只是收回与油液体积相同的油气体积,即所谓‘气液比1:1’,就会有多余油气遗留在空气环境形成污染。实际上,只要‘气液比’等于1或小于1,都不可能将油气完全收集干净。反之,如果‘气液比’大于1,即收集了大于出油体积的油气,势必会多收集了新鲜空气进入油罐,那样又会将油罐内的油气排挤出油罐,反而增加了对大气污染。”(《影响油气回收设备收益的若干问题》《中国环保产业》2005年第4期)。气液比大,不但增加排放污染,还扩大油品挥发损耗。武汉有两个加油站安装了“第二阶段控制措施”,都将收集的油气送入汽油标号相对低的90﹟汽油罐中,经过一段时间都发现90﹟汽油明显亏损。
2),真空压力阀难以维持油罐系统的负压
为了“保证油罐压力处于负压状态”采用了“PV阀”,即真空压力阀。按照工艺要求,真空压力阀的作用应该是维持油罐系统的负压。但是,根据供应商对“第二阶段控制”技术的说明,真空压力阀设定为:油罐系统正压超过76mm水柱、负压低于200mm水柱时,真空压力阀就会启动,安全迅速的释放油气出去或放过空气进入,让油罐系统得到呼吸。还有的供应商提供的方案是在安装真空压力阀同时,还要装设两个压力帽,一个为+1.5”英吋水柱压、一个为+3至-8英吋水柱真空,当系统压力超出压力帽范围时,压力帽会启动调节,让油罐系统得到呼吸。所以,地下油罐系统并不只是负压状态。
据台湾代理公司维护人员介绍,真空压力阀很容易损坏,成为常通状态。台湾环保部门1999年对212个加油站、2000年对408个加油站的油气回收设备进行质量检测检查时,发现“PV阀经常损坏”。检查报告指出从在检查中发现损坏还只是一部分,“因为厂商大多在检查人员到站前才装上或修复”。(见于台湾环保署《加油站设置真空辅助式油枪油气回收设备补助申请之检测及审查执行计划期中工作报告》)。可以想象实际损坏的程度还要严重。真空压力阀容易损坏的原因可能受到“气液比”波动大、阀芯打开和关闭过于频繁的影响。一旦真空压力阀损坏成为常通,地下油罐系统也就与大气环境相通而处于常压状态了。因此,真空压力阀并不能维持和“保证油罐压力处于负压状态”。
3),压力监测器不能及时“管住”油气的呼吸排放
监测器的采用,不同厂家有不同要求。有的监测集中式二次油气回收系统,有的监测分散式二次油气回收系统,还有的在一次二次油气回收系统都监测。监测对象也有不同,有的监测地下油罐和管线系统的压力值,有的监测回收油气流量。监测器的安装,有的在通气口上,有的在地下油罐和加油机内。也有的连同接口模块、液位仪、气体流量计、气体压力计组合一体,称为“加油站诊断系统”。
监测器的作用,无论是称为在线监测还是称为实时监测,其对油气回收
地下油罐“‘大呼吸’,即在收进或发出油品时,随着液相的油进入油罐,油罐内液体体积的增加,将气相的油蒸气置换,并使油蒸气排放到大气中。‘小呼吸’则是因昼夜气温升降变化,油品液体体积和油气气体体积随气温变化热胀冷缩,当体积胀大时,将油蒸气排挤出油罐。大小呼吸过程中,每当“呼”时,油蒸气排放到大气中;每当“吸”时,新鲜空气进入油罐,降低油蒸气浓度,促使油品液面进一步蒸发,重新达到饱和。即使油罐发完油、油船仓和槽车罐卸完油、汽车油箱内的油使用完,容器内油蒸气仍然存在,因为在油液减少、空气补进的过程中,油分子继续在蒸发、浓度逐渐饱和。在下一次进油时,空容器内的油蒸气还会重复“呼出”而进入大气环境。(摘于《中国环保产业》2003年第8期《加强对加油站的排污管理》)。加油站“第一阶段控制措施”是针对油罐“大呼吸”排放油气采取的措施。目前有高价进口的油气回收处理设备则是用于回收地下油罐“小呼吸”排放的油气。在没有安装“第二阶段控制措施”的加油站,对于温度上升时地下油罐“热胀”呼出油气的情况几乎可以忽略,因为加油机随时抽出的油就足以阻止油气往外呼出了。
汽车油箱的“大呼吸”是在加油站加油时,随着液相的汽油进入油箱,油箱内液体体积的增加,将气相的油气置换排放到大气中。“小呼吸”是“在环境温度和大气压发生变化时,会产生一种‘呼吸作用’,当环境温度升高或大气压下降时,汽油箱中的汽油蒸气通过通大气口排出汽油箱(如油箱盖上的通风口、化油器上的外平衡口);当环境温度下降或大气压升高,或汽油被使用掉时,汽油箱中会形成真空,外界空气通过通大气口进入油箱,释放油箱中的真空。在这种‘呼吸过程’中,碳氢化合物(HC)被排到空气中,形成大气污染和能源的浪费。”(摘于《机动车污染控制100问》)。加油站“第二阶段控制措施”则是针对汽车油箱“大呼吸”排放的油气,汽车制造厂生产的燃油蒸发碳罐则是用于回收汽车油箱 “小呼吸” 排放的油气。
不论是地下油罐还是汽车油箱,“大呼吸”排放量远远超过“小呼吸”的排放量。加油站每进货1吨汽油,地下油罐“大呼吸”排放1.4m3油气;每销售1吨汽油,汽车油箱“大呼吸”排放1.4m3油气,两者合计“大呼吸”排放量就有2.8m3。一个年销售1万吨汽油的加油站,“大呼吸”排放油气就达2.8万m3。“小呼吸”是随着在气温和大气压变化,油罐或油箱内汽油及空间的体积热胀冷缩,热胀时增大一点体积就“呼”出一点油气、冷缩时缩小一点体积就“吸”进一点空气,所以“小呼吸”排放量很小。
油气回收的关键环节是回收“大呼吸”排放的油气。“第一阶段控制措施”和“第二阶段控制措施”虽然都是针对“大呼吸”排放,但是存在诸多问题。目前,有两种进口的油气回收处理设备在推广,但是这两种设备的处理能力只有5-6m3/h左右,只能适应抑制加油站地下油罐“小呼吸”排放的油气,并且不能将油气最大化地液化回收利用,回收过程最终仍有富集油气不能解决。所以,这两种设备还不能完全解决油气回收的问题。4.主要问题是油气污染的转移排放
国外加油站“一次油气回收”和“二次油气回收”的准确定义,应该是“第一阶段控制措施”和“第二阶段控制措施”。从国外三十几年来实施的分阶段控制措施,反映出他们的设计理念是:进行回收处理(使之液化)并重新利用是有困难的,所以,对加油站排放的油气只能加以控制。控制措施主要是“保证油罐压力处于负压状态”。上世纪80-90年代,国外曾经采用过“燃烧塔”作为加油站油气回收系统后端的处理设备(分有正压燃烧和负压燃烧两种),采用的工艺是把收集的油气烧掉。我国台湾也有部分加油站安装过这种设备。说明他们确实认为油气难以回收,采取了“没有办法的办法”就是烧掉。
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1993年以来,台湾95%加油站安装了“第一阶段控制措施”和“第二阶段控制措施”。内陆城市约300个加油站安装了“第二阶段控制措施”,(据“第二阶段控制措施”两大供应商数据,一为250站、一为50站左右),北京地区、广州地区部分加油站、青岛华孚石油公司的加油站安装了“第一阶段控制措施”。实际应用中发现,这些控制措施还没有真正解决加油站油气污染问题,一定程度上存在转移排放污染。台湾较先置疑油气回收系统的效果,据台北记者倪鸿祥报道,廖婉汝、赖士葆等立委曾在2005年10月14日提出,“加油站使用的油气回收设备成效不彰,对环保根本没有帮助”,“油气回收设备故障率高、安装和维护费用高、油气回收也对空气品质没有帮助”。我们也注意到“油气收集和油气回收是前后不同的2个过程。目前,人们所说的加油站油气回收系统,基本上属于油气收集系统。还应指出,有的城市的油气收集措施只是将加油站油气污染进行着转移排放,没有从根本解决回收和利用油气的问题,因而无法实现治理污染、保护环境、消除安全隐患的目的。”(《加油站油气回收技术的难点及有效方法》2004年第3期《石油商技》)。
1),转移排放现象一:从加油站转移到油库。
“第一阶段控制措施”是在加油站卸油时,通过密闭连接的管路,将地下油罐置换出来的油气收集进油罐车内运出加油站。运出加油站以后怎么办呢?驾驶员说“到油库或郊区其他地方放掉”。负责人说“运回油库进行回收处理”。实际状况是,大多数油库尚未安装油气回收处理装置,已经安装的油气回收处理装置也大部分不能正常运转。如果油库没有条件将油气液化处理,运回油库的油气仍然只能放掉。另外,不少油罐车尚未实行专车专品种运油,每当卸了汽油之后再去装柴油时,油罐内的汽油油气也只能放掉。这些都是转移排放。
2),转移排放现象二:从加油站转移到油罐车返回油库的路途上。
这是油罐车附件设备在用状态不完好、不密闭带来的问题,也是容易被人们视而不见的问题。南方一城市的“第一阶段控制措施”实行油罐车底部密闭装卸车的油气回收方式。油库发现油罐车收集的油气少,影响到油库油气回收处理效果。查找原因时,“在现场先后爬上七辆车顶仔细检查附件,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。没有一辆车达到完全密闭。泄漏状态可谓之‘针大的眼、斗大的风’”。(见《石油库和加油站》2007第2期《油气回收管路的密闭与畅通》)。原来,随着油罐车一路奔驰的速度,从油罐泄漏点急速进入的空气气流将“第一阶段控制措施”收集的油气置换了。油气被排放在罐车返回油库的路途上。
3),转移排放现象三:从加油枪口周围转移到呼吸管口排放。
“第二阶段控制措施”是将给汽车加油时排放的油气收集到地下油罐内。有的供应商说自己的油气收集枪收集率大于95%。有的供应商在产品样本上说自己二次油气回收系统“可有效控制油站加油时的油气排放,确保加油场地无空气污染,达到国际安全环保要求。”实际情况是:第一,油气回收枪的收集率并没有达到供应商所说的数据;第二,由于气液比偏大,多收集的空气反而将地下油罐内的饱和油气排挤出来,增加了排放污染。
关于油气回收枪的回收率,台湾工业技术研究院工业安全卫生技术发展中心“选择6座加油站於油气回收设备装设前及装设后进行空气采样,分析结果显示装设油气回收设备后,加油泵岛的周围环境可减少了七成以上的挥发性有机化合物逸散量。”(见于台湾环保署《加油站设置真空辅助式油枪油气回收设备补助申请之检测及审查执行计划期中工作报告》)。这个结论对油气回收枪的回收率做了诠释,说明回收率在七成左右。
本文在前指出,只要气液比大于1就会增加油气的排放量。笔者在不同季节多次到西安、苏州等地,现场观察“第二阶段控制措施”的状况,看到:只要有两辆以上汽车进入同时加油,P/V阀就会发出“啪啪啪”响亮声音。当有多辆汽车同时加油时,就可看到出气口排出雾状油气。严重时,雾状与油罐车卸油时的现象差不多。这时候的气液比至少在2以上,在加油枪周围收集了较多新鲜空气送进地下油罐,增加了地下油罐内压力,排挤油罐空间的饱和油气,通过P/V阀口,转移到了呼吸管口排放。5.不可轻信环保效益和经济效益
只要油气的形态没有从气态转变为液态并回收利用,油气污染就可能转移排放,就会直接影响油气回收的环保效益和经济效益。
1),关于环保效益
2000年8月,中国环境科学院大气研究所在上海金茂大厦举办油气回收专题学术报告会,美国一家公司介绍了油气回收技术,宣传油气回收的环保效益。后来,供应商把压力监测器含糊称为“油气监测系统”,说成“专业用于汽车加油站加油时对油气回收状况进行实时监测和记录的全自动仪器”,特突出“95%以上的回收率”、“99%的净化率”等关键词,并展示多国认证书。由于对进口设备一知半解,以为是针对环保说监测,就是对加油站尾气排放中污染物浓度的监测,加之对美国CARB或德国TUV认证也陌生,不清楚这些认证是针对压力数据的技术指标,还是尾气含量的环保指标。因而轻信油气回收的环保效益。
有不少媒体的文章说加油站安装了油气回收枪,闻不到汽油味了。还有代理商说用了他们的设备,“在加油站内几乎闻不到一丝的油气味道。”此时闻不到汽油味并不等于解决了油气污染问题。其实,在人的嗅觉高度范围内,经过检测的实际数据只是收集了七成左右的油气。假定气液比1.2,那么“第二阶段控制”的环保效果也只有50%而已,因为:第一,在加油站有三成左右油气没有回收,即还存在30%的油气污染;第二,气液比1.2会将120%的混合气送回地下油罐,同时将油罐空间20%的饱和油气从远离人们嗅觉范围的呼吸管口排挤出去,即增加了20%的油气排放。两者相加,仍然存在50%的油气污染。
如果再加上那些转移到油库或运输途中排放的油气,污染问题仍然很严重。
2),关于经济效益
90年代后期,当国外油气回收设备准备进入我国内陆市场时,供应商发布的宣传资料还比较客观。如,一供应商对其产品效果的描述是:“A/L回气比率接近一比一,无油料亏损,有时会有增存油量现象,系统可实现95%以上的回收率。”该产品自述的经济效益不过为“有时会有增存油量现象”。但到后来,供应商代理商举出的油气回收收益数据就大不一样了。
例如,一家公司的宣传材料以美国加州为例,计算加油站油气回收的收益为:“加油量2,200万吨/年,一次(即第一阶段)回收量102,000吨,二次(即第二阶段)回收量48,000~56,000吨,总计回收油品150,200吨。综合回收效率达到0.67%。”(《城市中心加油站安全环保解决方案》)。简明说就是加油1吨即可以回收6.7kg油(约9.4升)。
再如,某公司在网上发布:“2003年末,我公司与xxxx研究所及xxxxxx公司建立合作伙伴关系,作为膜法油气回收技术的唯一中国代理商,将该技术引入中国,并在上海xxxx加油站成功应用。经一年的实践证明,膜法油气回收装置可将为汽车加油时产生的油气的99%以上进行回收,在加油站内几乎闻不到一丝的油气味道。该装置的年综合平均率达6‰以上(即每销售1000吨汽油即可回收6吨以上的汽油)”,“年销汽油量为5000吨的加油站,回收率以6‰计,安装膜法油气回收装置后每年可回收汽油5000×6‰=30吨,以90#汽油价格5000元/吨计算30吨×5000元/吨=15万元。”在另一网站发文说这个加油站“年汽油销售量约5000吨”“年回收汽油可达27吨”(原文见 http://www.teniu.cc 2006-3-17)。其表述的加油站销售每吨汽油所回收油气的量高达5.4kg(合7.56升)。
汽油装卸过程及加油站各个环节油气挥发量究竟有多少?美国环保署曾经做过检测(见表1),用无密闭油气收集措施的加油枪加油,其挥发排放量为1.32 kg/ m3,我们取汽油密度最小0.72来计算,其排放损耗率为1.32/720=1.8‰.。再看我国情况。江苏工业学院“油气回收”课题组在中国石化九江分公司实测汽油装卸时排放的数据为:油气含量平均30%,约为858g/ m3,(油气浓度为34.53%时约990g/m3)。2005年12月5-7日,上海环境科学院大气所在西安、银川各一个加油站的油气回收设备进气口(也就是地下油罐的排放呼吸口)做了检测,当时气温和气压分别为银川-8℃83.44Kpa西安-5℃92.2Kpa,油气排放量分别为银川317g/m3西安337g/m3(见表2)。其排放损耗率分别为0.317/720=0.4‰和0.337/720=0.47‰。“为了控制蒸发而减少油品数量的自然损耗,国家制定了《散装液态石油产品损耗》,即GB11085号国家标准。又称为‘损耗定额’。‘ 损耗定额’的出台已有几十年,受当时技术条件的限制,给出的允许损耗额其实均过大。”(摘于《中国环保产业》2003年第8期《加强对加油站的排污管理》)。《散装液态石油产品损耗》给定加油站零售加油的损耗率为0.29%。
表1 加油站油气排放情况的数据(资料来源:美国环保署EPA AP-42号报告)
(Source)油气取样的源位及状况 排放量kg/m3
Filling underground tank 向地下油罐卸油
1,Submergrd filling 卸油时注油管潜入液面以下 0.88
2,Splash filling 卸油时注油管置于液面以上 1.38
3,Balanced submerged filling采取平衡密闭油气收集措施 0.04
4,Underground tank breathing and emptying
地下油罐的“小呼吸”排放 0.12
Vehic refueling operations 用加油枪给机动车加油
5,Displacementlosses(uncontrolled用无密闭油气收集措施加油枪 1.32
6,Displacement losses(control)用有密闭油气收集措施加油枪 0.132
7,Spillage 密封处的泄漏 0.08
表2 卸油区油气回收装置进排气口NMHC浓度
报告号――检字Q-010-2005(单位:mg/m3)
采样地点 油气回收装置进气口
平均值
银川中心加油站 308071 249172 393487 316910
西安朱雀路加油站 300613 355744 355441 337266
所有供应商都没有给出实际考量的数据证明其油气回收设备的收益。上述代理商提供的油气回收设备为零售加油即“第二阶段”的油气回收的设备,却报告可以达到0.6%的收益,与1.8‰、0.4‰、0.47‰、0.29%这些数据相比较,数据的差距确实有点大。更何况,还有50%的油气没有得到控制和回收。应用的情况更能说明问题,仍然以上述“上海xxxx加油站”为例:2005年初走访该站站长,得到的情况是“一年下来,盘亏盘盈与安装油气回收设备以前比较,没有增加收益,也看不出亏损,因为加油站依据《损耗定额》进行盘库。”2006年初走访该站站长,得到的情况是“说收益,反正是没有见到,可是维修费下去两万多,真的吃不消。”2007年初走访该站站长,得到的情况是“别提了,三天两头坏,影响我营业,我已经把它拆了”。看到的现象是该站油气回收的设施已经断开管路,已有三个多月不再使用了。
6.我们需要怎样的油气回收系统
首先,我们需要能有效控制油气污染的系统。国外的油气回收技术虽然已经有33年历史,“第一阶段”和“第二阶段”的控制设备,随着气温和大气压的变化,在地下油罐和管线内虽然“有时会有增存油量现象”。但是,这毕竟不是控制油气污染的有效系统。“控制油气污染的有效系统必须包括一个密闭收集油气的装置和一个回收处理油气的装置”(摘于[美]哈罗德R。琼斯《石油工业中的污染控制》)。“‘第一阶段控制措施’和‘第二阶段控制措施’还不是真正意义的完整的油气回收系统,因为它不具备后端油气回收处理的设备。2004年,美国CARB在加利福尼亚州开始强制规定加油站必须配套安装后端油气回收处理设备。”(见于OPW《中国通讯》2006年9月《油气回收技术发展历史背景》)“完整的加油站油气回收系统应当包括两类设备,即:前端的油气收集设备和后端的油气回收处理装置。目前在国内一些外商机构推销的不含‘后处理’的加油站油气回收设备,其实只是油气收集设备。”(《中国石油企业》2005年第10期《选择油气回收设备当“三思”》)只有将油气在现场“消灭”于气态,使之液化为汽油,能够立即重新利用,才能达到保护环境的目的。
其次,我们需要处理能力能满足处理加油站油气排放量的技术和设备。“不论你的加油站装机规模是几十台还是几台,也不论你的年销量有上万吨或只有几百吨,油品都是一车一车地卸入地下油罐的,你的加油站油气排放的峰值,或者说单位时间排放油气的最大量都在30m3/h左右。因此,你所需要的油气回收设备的处理能力都应该满足回收油罐车卸油时所排放的油气,即:至少应达到30m3/h的回收处理能力。”(摘于《选择油气回收设备当“三思”》2005年10期《中国石油企业》。)如果油气回收设备能满足处理加油站所有油气排放的量,收集多少混合气体都能处理,人们就不用费劲考虑“气液比”到底多少为好了。第三,我们需要能够组成完整的加油站油气回收解决方案的技术和设备,在一个有群体加油站的公司、在一个地区,就可以统筹优化设计城市整体的油气回收解决方案,而不再顾此失彼,留下如转移排放油气污染之类的问题。
第四,我们需要投资少、易维护,能够有一定回报的技术和设备。加油站投资安装了油气回收设备,而设备的运行费用也应该从设备的收益中解决。已经有国产化的加油站冷凝式油气回收设备能够做到这一点。7.结语:关注国产设备、优化整体方案
国内已经开发出了处理能力30m3/h冷凝式加油站油气回收设备,在西安、银川、苏州、鄂尔多斯、哈尔滨、青岛等站点试点运行。客观而言,不管是国外的还是国内的加油站油气回收技术,都还有不成熟之处。试点运行的设备在初期也遇到一些问题,主要是所选制冷压缩机的质量并非如厂家的承诺,从而影响到油气回收设备的运行效果。目前,对试点中发现的问题已经有了对策,重新选择国际品牌制冷压缩机作为配置。总之,国产设备已经崭露国外设备不能比的特点:能够将油气液化、能够看到回收的汽油、能够计量回收的效果(约为千分之一)、能耗低(收回1升汽油耗电0.6度左右),而且处理能力远大于进口设备。但是,按照国家环保标准规定的排放限值,这种产品还需要改进。目前,曾经承担中石化“九五”、“十五”油气回收重点技术攻关项目的江苏工学院(原中石化江苏石油化工学院)和生产厂家合作,完善了这种产品的配置,尾气排放的碳氢化合物含量低于10g/m3。产品投产的基础工作正在进行。同时,“第一阶段控制”和“第二阶段控制”全套的国产配置开始投产。
关于冷凝技术。近二十余年,传统行业与新兴产业得到有效结合,制冷技术实现了系统化、信息化、绿色化。美国机械工程师协会ASME评选出的20世纪十大工程成就中,制冷技术名列第七。低温制冷技术、新型制冷压缩机产品得到长足发展,具有技术成熟、体积缩小、能耗减少、质量稳定、成本降低、操作简单、维护方便等优点,冷凝式油气液化技术和设备具有成本低、能耗低的优势。
奥运会迫在眉睫,“奥运会空气质量保障工作协调小组确定了奥运会前空气质量保障工作重点。天津、河北、山西和内蒙古的省会城市、进京沿线城市在2008年6月30日前完成加油站油气回收治理”,可是,加油站目前采用的油气回收设备,都没有达到防治油气污染的目的。油气回收工程正在走弯路。油气回收的技术和设备急待完善,加油站油气回收的整体方案急待优化。油气回收设备的生产企业和用户单位,都期望得到政府管理部门的关注和引领。
第二篇:加油站油气回收改造工程技术规范
河南省加油站油气回收改造
工程技术规范
(讨论稿)
编制单位: 中国石化河南石油分公司 编制时间: 二〇一四年三月十九日
目 次 总则〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 2 主要规范性引用文件〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 3 基本控制指标〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 4 项目设计要点〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 4.1 卸油油气回收〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 4.2 加油油气回收〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 4.3 油罐及管道〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 5 工程施工要点〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃5 5.1 基本要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃5 5.2 管道施工〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃5 5.3 加油机改造〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 5.4 土建和电气工程〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 6 检验与验收要点〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 6.1 施工过程检验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 6.2 竣工验收〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃7 6.3 环保验收〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃8
3.4 汽油通气管管口呼吸阀(P/V阀)工作正压2kPa~3kPa,工作负压1.5kPa~2kPa。
3.5 需要安装油气排放处理装置的加油站,油气排放浓度应小于等于25g/m³,排放浓度每年至少检测1次,检测方法见《加油站大气污染物排放标准》附录D。项目设计要点
4.1 卸油油气回收
4.1.1 汽油罐可共用一根卸油油气回收主管,管径宜为DN100,且不应小于DN80。现有加油站已采取卸油油气回收措施但接口尺寸不符的可采用变径连接。
4.1.2 汽油卸油油气回收连通软管管径宜为DN100,应采用导静电耐油软管。
4.1.3 卸油油气回收管道的接口宜采用自闭式快速接头;采用非自闭式快速接头时,应在靠近快速接头的连接管道上装设阀门。采用卸油手孔时,卸油油气回收管道的接口应采用自闭式快速接头。
4.1.4 卸油油气回收管道采取适当措施保证管道坡向油罐敷设,坡度不应小于1%。
4.2 加油油气回收
4.2.1 多台汽油加油机可共用1根油气回收主管,管径宜采用DN80,且不应小于DN50。
4.2.2 埋地油气回收管道可采取管沟或直接埋地敷设方式,并采取适当措施保证管道坡向油罐敷设,且坡度不小于1%。
10钢管。工程施工要点
5.1 基本要求
5.1.1 对现有加油站进行油气回收系统改造时,涉及动火、动电和在受限空间作业等,应严格遵守《石油化工施工安全技术规程》(SH3505-1999)有关规定。
5.1.2 施工前,业主方应组织设计、施工、监理等相关方对施工图纸进行会审并进行现场核对、确认。
5.2 管道施工
5.2.1 埋地敷设管道开槽时应对槽底按设计要求坡度找平。
5.2.2 与油罐相连通的所有管道均应坡向油罐。油气回收管道和油罐通气管横管的坡度不应小于1%,卸油管道坡度不应小于2‰。
5.2.3 当管线坡度无法满足上述要求时,可在油气回收管道上加装收集罐,且管道坡向集液罐坡度不应小于1%。收集罐宜靠近油罐设置,有效容积应能满足液阻要求。
5.2.4 管道焊缝外观应成型良好,与母材圆滑过度,宽度以每侧盖过坡口2mm为宜。
5.2.5 管道系统试压合格后,应用清净水或空气按规定进行冲洗或吹扫。
5.2.6 管道系统应以设计压力进行严密性试验,试验介质应为压缩空气或氮气。
5.2.7 管道外表面防腐应执行《钢质管道外腐蚀控制规
气站设计与施工规范》规定的坡度要求。
6.1.2 管道焊接接头表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、飞溅存在,管道焊缝咬肉深度不应大于0.5mm,连续咬肉长度不应大于100mm,且焊缝两侧咬肉总长不应大于焊缝全长的10%,焊缝表面不得低于管道表面,焊缝余高不应大于2mm。
6.1.3 设备和管道的防腐要求应符合设计文件的规定要求。
6.1.4 管道进行无损检测,缺陷等级评定执行《压力容器无损检测》JB4730的规定。
6.1.5 法兰、阀门等管件连接良好无泄漏,设备处于完好受控状态。
6.1.6 管道系统安装完成后,应按照石油化工管道验收要求进行压力和严密性试验,确保合格。压力试验过程中若有泄漏,不得带压处理,缺陷消除后应重新试压,测试过程和测试结果应保存完成的影像文字记录。
6.1.7 施工完成后,承包商应组织进行油气回收系统气液比、密闭性压力测试和管道液阻测试,确保合格。测试过程和测试结果要求保存完成的影像文字记录。
6.1.8 工程竣工后应绘制竣工图,明确标注油气回收管道、电源线、信号线等线路的走向、埋深、长度及与相邻建(构)筑物的距离。
6.2 竣工验收
竣工验收由业主方组织,设计单位、监理单位、承包商和供应商等单位参加,主要验收要求如下。
6.2.1 竣工资料、隐蔽工程和重点部位施工影像资料齐
第三篇:加油站油气回收技术探讨
加油站油气回收技术探讨
按照加油站大气污染物排放标准的要求和国家环保部环境与科学管理的具体规定,加油站油气排放和回收已是当前油库、站建设必须考虑和投入的工程项目。油气为加油站加油、卸油和储存过程中挥发到空气中形成的易挥发有机化合物。加油站正常作业中的油气主要产生于两个环节:收卸储存环节和加油作业环节。安装油气回收装置的加油站,其油气回收率可以达到95%以上,从而减少了加油站排放到空气中的油气量,确保了人员生命安全和企业财产安全。
油气回收技术近年来得到很大的发展,各种各样的油气回收方案和技术不断推出。加油站的油气回收系统应包括卸油油气回收系统和加油油气回收系统。油气排放处理系统和在线监测系统,应根据国家或当地政府环保部门的要求设置。
首先是卸油油气回收系统。该系统是将汽油油罐车卸油时产生的油气回收到油罐车里的密闭油气回收系统。其次是加油油气回收系统。该系统是将给汽油车辆加油时,产生的油气回收至埋地汽油罐内的密闭油气回收系统。根据加油站的现场情况,加油油气回收系统又分为集中式油气回收系统和分散式油气回收系统。
集中式油气回收系统加油时,控制台获得任意一台被连接的自吸泵或潜油泵继电器电流信号后,启动真空泵,系统进入工作状态,开始回收油气;所有被连接的油泵(自吸泵或潜油泵)继电器电流信号都 中断时(所有油枪停止加油后),真空泵关闭。一套集中式油气回收系 1 统即可满足大中小型加油站对油气回收的要求。独立式系统,真空泵自带动力,安全且降低油站能耗。
分散式油气回收系统,它的真空泵控制板和加油机脉冲发生器连接,获得脉冲信号(加油)时,真空泵启动,脉冲信号中断(停止加油)时,真空泵关闭。应用范围广,适合各类型自吸式和潜泵式加油机。
针对加油油气回收系统部分排放的油气,通过采用冷凝、吸附、吸收、膜分离等方法对这部分排放的油气进行回收处理,才能实现真正意义上的回收,这个处理过程必须采用油气排放处理装置和方法才能完成。
我们常采用的是冷凝法,冷凝法是利用烃类物质在不同温度下的蒸汽压差异,通过降温使油气中一些烃类蒸汽压达到过饱和状态,过饱和蒸汽冷凝成液态,回收油气的方法。一般按预冷、机械制冷等步骤来实现。优点是:工艺原理简单;可直观的看到液态的回收油品;安全性高; 自动化水平高。缺点是:单一冷凝法要达标需要降到很低的温度,耗电量巨大,不是真正意义上的“节能减排”。
吸附法是利用活性炭、硅胶或活性纤维等吸附剂对油气/空气混合气的吸附力的大小,实现油气和空气的分离。油气通过活性炭等吸附剂,油气组分吸附在吸附剂表面,然后再经过减压脱附或蒸汽脱附,富集的油气用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化;而活性炭等吸附剂对空气的吸附力非常小,未被吸附的尾气经排气管排放。优点是:吸附法可以达到较高的处理效率;排放浓度低,可达到很低的值。缺点是:活性炭失活后存在二次污染问题;而且寿命不长,成本很高。吸收法是让油气与适当的液体(即吸收剂)接触而对油气进行吸收,使之回到液体状态,进而实现油分子和空气的分离。空气排放后,油气进一步回收利用。适合于浓度较高、流量较大的油气。一般用柴油等贫油做吸收剂。优点是:工艺简单,投资成本低。缺点是:回收率太低,一般只能达到8O%左右,无法达到现行国家标准;设备占地空问大;能耗高;吸收剂消耗较大,需不断补充;压力降太大。
膜分离法是利用一种无孔薄膜制作的过滤设备,通过真空泵对油气加压,使薄膜两边形成压差,强迫油分子通过薄膜,与空气分离。这时,空气排放到大气中,油分子则被收集起来进行回收利用。利用特殊高分子膜对烃类有优先透过性的特点,让油气和空气混合气在一定压力的推动下,使油气分子优先透过高分子膜,而空气组分则被截留排放,富集的油气传输回油罐。优点是:技术先进,工艺相对简单;排放浓度低,回收率高。缺点是:投资大;膜尚未能实现国产化,价格昂贵,而且膜寿命短;膜分离装置要求稳流、稳压气体,操作要求高。
上述几种油气回收工艺都有着各自的优缺点,单一的方法都很难完美,只有将各种工艺相互结合,形成优势互补,才能获得更好的油气回收效果。
冷凝+吸附法技术采用二级冷凝将油气冷凝到一40℃至一50℃,通过二级冷凝后85%以上的油气都液化了,未冷凝为液态的浓度较低的油气再通过一个吸附系统,对油气进行富集,使油气浓度大大提高,同时体积大大减小了(经过吸附系统分离出来的达标尾气 已经排放了),这时富集的油气再进入三级冷凝系统深度冷凝,此时三级冷凝器的功率就大大的减小了。
将冷凝和吸附技术相结合,有效的结合了冷凝法和吸附法的优点,可以不受加油站环境温度的影响,也不受汽液比的限制,降低了能耗,活性炭床也不会产生高温热点,吸附系统也克服了安全隐患。
冷凝+膜分离法技术结合的运作原理将抽气泵从储油罐中抽油气/空气混合物(饱和油气),油气流被压缩,在同样体积内的压力上升,导致油气流的温度升高,然后通过冷却器,将油气温度降至室温。冷却过程使液体汽油冷凝,油气混合物和液体汽油进入分离器,液体汽油被分离出来,暂时存在分离器中等待后续阶段的排液并回流至油罐内,剩下的油气/空气混合物,继续进入膜分离。此技术可将99%以上的油气完全处理后,变为液态油和高浓度的油气回到油罐中。
总之,用膜分离气体混合物是一种更简单有效的分离技术。对于挥发量较少且分散的加油站,膜技术具有清洁、环保、简便及易用等优点。我国应加快膜分离技术在油气回收应用中的研究与推广工作,进一步降低油品蒸发损耗,实现清洁生产,保护大气环境。将传统工艺与膜分离技术相结合,一定会在油气回收领域得到更快的发展。
石爱豪 工程技术部
二〇一三年八月二十七日
第四篇:浅谈加油站油气回收系统
浅谈加油站油气回收系统
鲁京湘 张宇峰
(中国石油北京销售公司 100101 北京市)
摘 要 介绍了加油站油气回收系统改造、使用、检测、在线监控等环节应注意的主要问题及应对解决方法,为成品油销售系统响应国家环保部“十二五”全国推广加油站油气回收系统做好铺垫。
关键词 加油站油气回收系统 问题
0 前言
为进一步改善大气质量,北京地区在奥运前率先组织了加油站等储运系统加装油气回收装臵,2008年5月,改造工程全部完成,设备全面投入运行。在世博和亚运会之前,上海和广州也组织了加油站储运设施安装油气回收系统,安全环保部在“十二五”期间将在全国有计划有重点推广加装油气回收系统。本文阐述了加油站油气回收系统从改造、使用、检测、在线检测等环节中需要注意的主要问题,为其他即将开展加装油气回收系统的单位提供帮助。1. 加油站油气回收系统基本情况 1.1加油站油气回收系统简介
一次油气回收:汽油配送罐车卸油时,将产生的油气通过密闭方式收集到罐车内的系统(GB20953-2007)。
二次油气回收:给车辆油箱加注汽油时,将产生的油气通过密闭方式收集进入埋地油罐的系统(GB20953-2007)。
三次油气回收(即后处理装臵):针对加油油气回收系统部分排放的油气,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臵(GB20953-2007)。
一次、二次、三次油气回收系统总称为:加油站油气回收系统。
在线监控系统:实时监测加油油气回收过程中的气液比、油气回收系统的密闭性和管线液阻是否正常的系统,并能记录、储存、处理和传输监测数据。1.2加油站油气回收系统主要设备简介 1.2.1加油机
油气回收型加油机基本构造与普通型加油机基本相同,主要区别是加油机内部加装了相关油气回收设备品牌二次回收泵及回气管路,更换了油气回收型加油枪、加油管。1.2.2二次油气回收泵
二次油气回收泵是二次油气回收系统的心脏,从形式上可分为分散式(安装在加油机内部)和集中式(靠近储油罐区独立安装)两种。分散式二次回收泵主要品牌型号包括OPW、HEALY、德国ZVA三个品牌。集中式二次回气泵主要品牌型号包括富兰克林VP500,HEALY Mini-jet9000,OPW-CVS-2。
1.2.3三次油气回收系统
三次油气回收系统尾气处理装臵主要工作原理为汽油储油罐内压力升高到设定的感应压力+150Pa时,尾气处理装臵自动开始运行,分离高浓度油气,排出清洁空气,当系统内压力降低到—150Pa时,装臵自动停止运行并进入待机状态,周而复始、循环往复完成装臵的油气处理、排放过程。三次油气回收主要品牌包括大连欧科力德、OPW、郑州永邦。1.2.4油气回收系统在线监控装臵
在线监控系统先处在试点过程中,主要品牌装臵包括北京恒合信业技术有限公司在线监控装臵,美国维德路特公司在线监控装臵。
2. 加油站改造油气回收系统过程中应注意的问题
加油站油气回收系统在我国属于新兴事物,原有加油站基本未预留回气管路及相关附件,因此各油站加装油气回收系统时都需进行停业施工改造,同时施工改造质量有对整个油气回收系统在未来使用过程中的效果起着决定性的作用。2.1卸油口、回气口改造问题
部分单位为节省费用,卸油口、晦气口未加装截流阀、密封式快速接头,仅仅使用帽盖,导致严重漏气,整个油气回收系统失效。2.2 回气管铺设问题
加油站改造过程中,一般通过开挖地面,埋设回气管路(坡向油罐,坡度不小于1%),打压试验,回填管沟,地面硬化几步进行回气管路改造。但在部分加油站油气回收系统使用半年后,液阻问题逐步显现。通过现场研究判断其原因是,底下土质情况变化,部分管路坡向油罐坡度变化,甚至出现变形打弯情况,从而导致冷凝油气积聚,堵塞管路。因此在施工改造过程中,回气管沟硬化,或加大坡向油罐坡度是避免此问题的有效手段。2.3密闭性问题
加油站油气回收系统密闭性是保证整个油气回收系统正常运行的核心问题,通过近两年的实践,发现P/V阀被堵塞无法完全回复正常状态、操作井量油口未加装球阀、油罐人孔、接卸油管线、回气管线、液位仪管线法兰连接处耐油密封胶垫、密封胶失效,液位仪串线管密封失效是导致加油站油气回收系统密闭性不合格的主要原因。
因此为了避免加油站油气回收系统在使用中发生此类问题,在加油站改造加装油气回收系统过程中非标油罐更换标准油罐,更新油罐、管线法兰连接处的胶垫,从新使用密封胶进行密封,各类油罐连接管线采取油罐人孔盖上直接焊接操作井内法兰连接方法,已方便日后维护保养。3. 加油站油气回收系统使用过程中应注意的问题 3.1电机反转
检测人员发现,部分分散式二次油气回收泵加油站,存在二次油气回收泵运行正常,气液比检测正常,但加油现场油气味较大的情况。经多次检测发现设备安装有误,油气回收泵电机反转。其导致油罐内油气被抽出与汽车油箱内油气全部在加油现场排放。此问题因无直观显示,且气液比检测正常,导致加油站一直花费精力寻找其他方面问题,从而长时间不能发现问题真实原因。3.2油气回收型加油枪问题
部分加油站油气回收型加油枪的枪管内存油、滴漏现象较为普遍。而且,油气回收型加油枪内部的O型密封圈易出问题,导致提枪加油前,加油机自动走表。
3.3尾气排放处理装臵运行次数频繁,导致设备损坏问题。
某加油站加油量较大,加油站油气回收系统密闭性,液阻,气液比三项指标合格,三次装臵每天运行时间超过200分钟,2010年10月份加油站员工发现三次装臵停止运行,经厂家检查发现尾气处理装臵真空泵泵芯断裂导致设备损坏。经专业人员现场研究,发现因厂家将所有三次装臵启动压力统一设臵为150Pa,从而导致三次装臵长期连续运行,设备无休息时间,相关设备快速达到使用寿命。
针对此问题我公司建议将此类汽油加油量大加油次数频繁的加油站三次装臵启动压力设臵为300Pa,且可根据加油站实际情况设臵更高启动压力。(注:DB11/ 208—2010《加油站油气排放控制和限值》对启动压力要求条款为推荐条款,非强制条款)
3.4尾气处理装臵过滤组件被油品浸泡问题 某加油站尾气处理装臵排放超标严重,经检查发现过滤组件被油品浸泡,导致过滤组件失效。相关失效部件需送回厂家清洗,如清洗效果不好,需更换此部件,更换价格昂贵。
经专业人员现场研究,此问题属于卸油过程中,油罐内压力升高,三次装臵达到启动压力后自动启动运行,当整个油罐接近满罐时,三次装臵真空泵产生的吸力导致少量油通过管路吸入三次装臵过滤组件。
针对此问题,通过咨询环保局有关人士,明确加油站卸油过程中可关闭三次装臵。罐车卸油时,汽油通过油管路进入埋地储罐,储罐内油气通过回气管路进入罐车。卸油结束后罐车携带饱和油气回到储油库,在储油库装车过程中,饱和油气由储油库高效油气处理装臵进行处理回收。从而避免再发生此类问题。
4. 加油站油气回收系统检测过程中应注意的问题
加油站油气回收系统检测指标主要有,油气回收系统密闭性,油气回收系统液阻,加油枪气液比,尾气处理装臵排放尾气非甲烷烃含量四项指标,检测过程应注意以下问题。4.1油气回收系统密闭性、液阻检测只能使用氮气。4.2密闭性、液阻充气过程,气液比检测过程应连接地线。4.3密闭性测试时油罐油气容积应满足:油罐为独立式油气回收系统的,埋地油罐的最小油气空间应为3800 L或占埋地油罐容积的25%,二者取较小值;气体空间连通式埋地油罐的最大合计油气空间不应超过95000 L。
4.4测试过程中充入系统的氮气流量不应超过140 L/min。4.5液阻测试应在氮气流量稳定的时间超过30 s后再进行检测。
4.6液阻测试前,系统压力应小于125Pa.4.7气液比检测过程中,操作加油枪必须是穿着防静电工服加油站员工,操作加油枪过程中双手不得离开加油枪。
油气回收系统检测的各项数据是判断加油站油气回收系统运行是否正常的唯一依据。加油站油气回收系统投入运行后,因其无明显可见性状,导致加油站内员工不清楚整个油气回收系统是否运行正常。因此加油站油气回收系统定期检测必要性十分显著。
5. 加油站油气回收系统在线监控情况
加油站油气回收线监控系统,是整个油气回收系统最后一环,北京地区现有部分试点加油站已安装此系统,预计“十二五”期间北京地区加油站全部加装此系统。5.1加油站油气油气回收在线监控系统要求
加油站在线监控系统采用有线或无线的通讯方式,将实时检测数据包,如加油站具体信息,监测数据(埋地油罐压力是每隔10 min绝对值最大值或压力变化超过20 Pa的数据,每把加油枪每次加油数据,加油站油气浓度)等上传至管理部门。5.2加油站油气回收在线监控系统试点情况
中国石油北京销售公司2008年油气回收系统改造过程中,为三座加油站加装了油气回收系统在线监控装臵。试点站通过将感应装臵加装在加油机内回气管路上,记录所有加油枪每笔付油回气量,及储罐内压力,通过调取加油机后台加油数据,计算出加油枪每次付油的气液比。现未联网,还需人工现场读取数据,通过专用软件,将整体数据以表格形式在终端显示。5.结论
参考欧美国家油气回收系统发展情况,可看出其第一阶段油气回收系统故障率在50%左右,随着在线监控及加强型技术的应用,油气回收系统回收效率逐步提高。我国经济正处在高速增长阶段,各类环保事故不断,整个国家环保意识不断增强,随着全国机动车保有量不断增加,国内多数城市空气污染已由煤烟型空气污染转变为尾气型空气污染,国家环保部已要求“十二五”期间全国推广油气回收系统。2010年长三角、珠三角地区省市已全面开始油气回收系统改造,预计今后更多省市将进行油气回收系统改造。希望能以此文为其他公司提供问题解决方法,避免相关问题出现。
第五篇:加油站油气回收设计(推荐)
加油站油气回收系统设计
王艳秋
[乐凯保定化工设计研究院 化学工程室] 摘要: 介绍了加油站卸油油气回收、加油油气回收、油气排放处理等系统的设计。加油站设置油气回收系统,可避免汽油油气挥发而产生的资源浪费、环境污染和火灾隐患等问题。关键词:加油站; 油气回收; 卸油;加油;排放
1概述
汽油是一种易挥发的液体,在空气中会由于本身的挥发性而产生易燃易爆的汽油油气。油气经过冷凝还会变成液体,可以再次使用。加油站汽油挥发油气,将直接产生汽油资源的浪费,这一现象在夏季温度较高时尤为明显。挥发的油气还会对站内站外的环境造成污染。随着我国对环境保护的再视程度逐渐增强,以及《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952--2007)的实施,不做油气回收的加油站将面临巨大的环境压力。挥发的油气是易燃易爆气体,对加油站及周边环境是一个火灾安全隐患,尤其是在人员密集区和莺点地区的加油站,挥发的油气无异于一个隐形的杀手,随时都有可能造成人员财产损失[1-6]。因此,新建加油站增加油气回收系统设计、旧加油站进行油气回收系统设计和改造势在必行。
加油站产生油气的地方主要有卸油时产生的油气排放和加油时产生的油气逸出。针对不同部位的油气排放需要不同的油气回收系统设计,包括卸油油气回收系统设计、加油油气回收系统设计。
2卸油油气回收系统设计
卸油油气回收也叫平衡式一次油气回收。加油站汽油油罐由于汽油的挥发性,在罐内存在汽油油气。以前加油站设计中,汽油油罐产生的油气通过通气管(其上安装有防爆阻火呼吸阀)直接排放到加油站站区空气中,因此汽油油罐属于开放式油罐。在进行汽油卸油时,罐车内的汽油自流加入到汽油油罐中,油罐中大量油气会被汽油液体挤出排放到加油站站区空气中,造成卸油时的环境污染、安全隐患以及资源浪费[
3、6]。因此加油站需要设计安装油油气回收系统,见图l。
图1 卸油油气回收系统
将加油站内各个汽油罐通气管进行连通,通气管设计公称直径≥50 mm,设计压力为1.0 MPa。为了有效阻止各个油罐溢油情况的发生,连通管的连接位置位于通气管所在地面以上1.1 m处。连通管之上,通气管汇聚成2根,分别安装截止阀,一根通气管顶部安装压力真空阀,压力范围为-2一+3kPa[7],正常工作时使用,该通气管上安装的截止阀常开;另一根通气管顶部安装防爆阻火呼吸阀,检修压力真空阀时使用,该通气管上安装的截止阀常闭。
在低标号汽油罐人孔盖上增设一根油气回收管道,在地面下引到集中卸油箱内的卸油口处,施工参照卸油口的施工方法,在油气回收管道口安装截止阀和快速接头,管道公称直径为100 mm,设计压力为1.0 MPa。
罐车需要加装油气同收管道,引至罐车出油口位置附近,在油气回收管道末端安装截止阀和快速接头,公称直径为100 mm,设计压力为1.0 MPa,通过油气回收软管与卸油口油气回收管道口连接。
卸油时,卸油软管连接罐车出油口和罐区卸油口,油气回收软管连接罐车油气回收口和卸油口的油气回收管道接口。当罐车内汽油流入加油站汽油罐时,汽油罐内油气通过通气管连通管进入到低标号汽油罐内,再通过油气回收管道流入到罐车内,用相同体积的汽油将汽油罐内相同体积的油气置换到罐车内,整个过程中无油气排放。卸油时由于通气管上安装有压力真空阀,在设定工作压力内不会开启,不会造成油气通过通气管的排放。此方式为平衡式回收,回收率可达95%以上。经罐车回收油气,在罐车回到油库后采用两种方法处理:置换到储罐内或经过膜分离、冷凝或吸附等方法处理后,洁净气体排放空气中,回收分离液体油品进入到储罐中。3加油油气回收系统设计
加油油气回收也叫二次油气回收。加油机加油时产生的油气,除了汽车油箱打开时溢散出的油气(对于此部分油气,国外有的汽车采用将油箱口改造成密闭油箱口的方法加以解决)外,主要是加油时汽车油箱内的油气不断地被加入的汽油液体挤出油箱,造成人体与油气的直接接触及油气在加油区域内的排放,加大了火灾危险性及对人体健康的危害。
加油油气回收是指汽车在加油时,利用加油枪上的特殊装置,将汽车油箱中的油气经加油枪、真空泵、油气同收管道回收到油罐内。目前广泛使用非燃烧系统运作方法,将同收的油气储存在油罐内,维持罐内的压力平衡。要达到这个效果,汽油与油气相互交换比例要接近于体积比为1:1。良好的油气回收设备应适用于各种形式的车辆注油口。目前国内外普遍使用的回收系统多为真空辅助式油气同收系统。真空辅助式油气回收系统是利用外加的辅助动力(真空泵),将油箱溢发出来的油气吸回油罐[3]。加油枪和加油机内部油气回收改造设计由加油机供货厂家来完成。
①分散式加油油气同收系统
分散式加油油气回收系统见图2。为了使图示更清楚,图中仪显示油气回收管道。在加油站内每台加油机内部安装油气回收泵及相应的管道。加油机加油时同收的油气,经过管道进入加油站内低标号汽油罐内。油气回收管道均应坡向低标号汽油罐,且坡度不能小于l%,管道公称直径为80 mm,设计压力为1.0 MPa。
图2 分散式加油油气回收系统
若油气同收管道不能满足1%的坡度要求,需要在回收管道上增加一个集液管。集液管采用Φ529×8无缝钢管制成,长度为l000 mm,两端采用厚度为10 mm的钢板密封。此时从加油机到集液管的油气回收管道玻向集液管,坡度不小于l%,管道公称直径≥50 mm,设计压力为l.0MPa。从集液管到低标号汽油罐的油气回收管道,坡向集液管或油罐均可,坡度不小于l%,管道公称直径≥50mm,设计鹾压力为1.0 MPa。一定时间后集液管内会积存一定量的液体油品,此时用手动抽液器可将集液管内液体抽出再利用。集液管埋于罐区附近的地下,可按照当地地质条件和油气回收管道坡度要求决定其埋深。
②集中式加油油气回收系统
集中式加油油气回收系统见图3。为了使图示更清楚,图中仅显示油气回收管道。一个或多个真空泵(安装在油罐区附近、油气回收管道的后段)将加油时的油气吸到低标号汽油罐内。因集中式加油油气回收系统中真空泵安装于地面上,油气同收管道先经真空泵,再到低标号汽油罐,不能保证油气回收管道坡向低标号汽油罐,需要在真空泵与加油机之间加装埋于地面下的集液管。真空泵之前的油气回收管道均坡向集液管,真空泵之后的油气回收管道坡向低标号汽油罐。管道坡度均不小于1%,管道公称直径≥50 mm,设计压力为1.0MPa。
图3 集中式加油油气回收系统
4油气排放处理装置设计
油气排放处理也叫三次油气回收。油气回收排放处理系统见图4。该系统将加油油气回收系统回收的油气通过吸附、吸收、冷凝、膜分离等方法进行回收处理。目前国内外的油气回收处理技术主要有5种:吸附、吸收、冷凝、膜分离及氧化法[
1、7]。油气排放处理装置多采用膜分离与冷凝的组合处理技术,处理后的液体回流到低标号汽油罐内,洁净气体排放到大气中,处理后的杂质统一回收处理。本系统是在卸油油气回收管道和低标号汽油罐通气管处各引一条管道至后端油气排放处理装置,通过压力传感器监测管道压力,当压力升高到设定值时,油气排放处理装置启动,进行油气分离处理。此监测压力的设定值应低于通气管上压力真空阀的设定压力。油气回收管道均坡向低标号汽油罐,坡度不小于2%,管径和压力等级与相应的引出管道相同。油气排放处理设备主机位置应距离卸油口1.5 m范围以外,处理装置的排气管口高于地面4 m。
图4 油气排放处理系统
5油气回收系统检测
加油站经过以上油气回收系统设计,建造完成后需要按照《加油站大气污染物排放标准》(GB20952--2007),主要对气液比、密闭性、液阻、油气排放浓度进行检测,合格后,加油站方可投入使用[8]。
6油气回收系统易出现的问题和应对措施
①系统密闭性不能满足要求:加油机、工艺管道、油罐、通气管等任何部位密封不严都会造成检测不合格。应对措施:设备安装前必须试压,隐蔽前测试工艺系统的密闭性,油罐人孔盖密封垫应选择加厚型。
②油气回收管道坡度不符合要求,管内积液使液阻超标:1%的坡度对于占地较大的加油站可能产生较大的高差,油罐埋深受限,无法达到管道坡度要求,工艺管道交叉。应对措施:处理好管道垫层,优化工艺管道设计,减少弯头,设置集液管。
7结语
2007年8月1日开始实施的强制性标准《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952--2007),对于我国各个地区加油站油气回收系统建设完成时间提出了明确的要求[8]。现有和新建加油站进行油气回收系统设计,势在必行,既解决了资源浪费、环境污染和火灾隐患等问题,又符合国家标准要求。
参考文献:
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