第一篇: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。
第二篇: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借鉴。
关键词 加油站 油气回收系统 问题
引言
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置,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,集团公司将在“十二五”期间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借鉴。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(即后处理装置):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置(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 三次油气回收尾气处理装置
三次油气回收系统尾气处理装置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上限(一般设定为+150Pa),尾气处理装置自动开始运行,分离高浓度油气,排出清洁空气,当系统内压力降低到设定的感应压力下限(一般设定为—150Pa),装置自动停止运行并进入待机状态,周而复始、循环往复完成装置的油气处理、排放过程。三次油气回收设备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置
在线监控系统先处在试点过程中,主要品牌装置包括北京恒合信业技术有限公司在线监控装置,美国维德路特公司在线监控装置。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,施工改造的质量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、回气口未加装截流阀、密封式快速接头,仅仅使用帽盖,其密封效果及其不良,导致油气严重泄漏,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,使用合格密封胶进行密封,各类油罐连接管线采取油罐人孔盖上直接焊接,操作井内法兰连接的方法,即解决了密闭性不合格的问题,又方便日后维护保养。3 加油站油气回收系统使用过程中应注意的问题 3.1 回气泵电机反转
相关管理人员发现,部分采用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,导致加油员提枪加油前,加油机自动走表。
3.3 尾气排放处理装置运行次数频繁,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,三次装置每天运行时间超过200分钟,2010年10月份加油站员工发现三次装置停止运行,经厂家检查发现尾气处理装置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置启动压力上限统一设置为+150Pa,此加油站又存在进站加油车辆多,加油时间长,从而导致三次尾气处理装置极短时间内达到启动压力,相关设备长期连续运行,无休息时间,从而快速达到使用寿命。
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置启动压力设置为300Pa,且可根据加油站实际情况设置更高启动压力,同时尽量将加油枪气液比调至下限1.0。(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 尾气处理装置过滤组件被油品浸泡问题
某加油站尾气处理装置排放超标严重,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,三次装置达到启动压力后自动启动运行,当整个油罐接近满罐时,三次装置真空泵产生的吸力导致少量油通过管路吸入三次装置过滤组件。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置。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置进行处理回收。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,尾气处理装置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。
(1)油气回收系统密闭性、液阻检测只能使用氮气。(2)密闭性、液阻充气过程,气液比检测过程应连接地线。
(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)测试过程中充入系统的氮气流量不应超过140 L/min。(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。(6)液阻测试前,系统压力应小于125Pa.(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。加油站油气回收在线监控系统安装及使用过程中应注意的问题
加油站油气回收在线监控系统,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。加油站油气回收在线监控系统投资较大,平均每把加油枪需花费1.5万元,各地方环保局在加油站加装油气回收系统初期,会暂缓要求安装在线监控系统。但随着加油站油气回收系统逐步投入运行,极其繁重的监管压力,会致使各地环保局要求加油站增加在线监控系统。因此加油站必会遇到在线监控系统相关问题。
5.1 加油站油气回收在线监控系统安装问题
在线监控系统安装,需在加油机内部油气回收管路上增加旁通,安装专用防爆感应装置,同时在加油现场、油罐区、油罐通气管口增加油气浓度测试记录装置。但因部分加油机内部空间较小,导致无法安装相关感应装置,同时如果加装不当,会导致整个油气回收系统失效。因此建议在加油站改造初期,提前预留相关设备的接口与空间,防止加装设备无处安装。5.2 加油站油气回收在线监控系统问题
加油站加装在线监控系统后,部分感应装置记录数据显示,加油站油气回收系统不合格,但现场检测仪器检测数据显示此加油站油气回收系统正常,通过对比数据发现部分感应装置记录数据失真。因此在加油站油气回收在线监控系统运行初期,现场监控与在线监控应同时并轨运行一段时间,互相验证数据真实性,防止出现感应装置失真情况。6 结语
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以汽车尾气型空气污染为主,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解决问题的方法,避免相关问题出现。
第三篇:加油站油气回收系统原理介绍
加油站油气回收系统原理介绍
加油站油气回收系统由卸油油气回收系统(即一次油气回收)、加油油气回收系统(即二次油气回收)、油气回收处理装置组成,油气回收只针对汽油。该系统的作用是通过相关油气回收工艺,将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气进行密闭收集、储存和回收处理,抑制油气无控逸散挥发,达到保护环境及顾客、员工身体健康的目的。一、一次油气回收阶段(即卸油油气回收系统)一次油气回收阶段是通过压力平衡原理,将在卸油过程中挥发的油气收集到油罐车内,运回储油库进行油气回收处理的过程。
该阶段油气回收实现过程:在油罐车卸油过程中,储油车内压力减小,地下储罐内压力增加,地下储罐与油罐车内的压力差,使卸油过程中挥发的油气通过管线回到油罐车内,达到油气收集的目的。待卸油结束,地下储罐与油罐车内压力达到平衡状态,一次油气回收阶段结束。二、二次油气回收阶段(即加油油气回收系统)二次油气回收阶段是采用真空辅助式油气回收设备,将在加油过程中挥发的油气通过地下油气回收管线收集到地下储罐内的油气回收过程。
该阶段油气回收实现过程:在加油站为汽车加油过程中,通过真空泵产生一定真空度,经过加油枪、油气回收管、真空泵等油气回收设备,按照气液比控制在1.0至1.2之间的要求,将加油过程中挥发的油气回收到油罐内。二次油气回收分为分散式油气回收和集中式油气回收两种形式。我公司主要采用的二次回收形式以分散式油气回收为主,个别加油站采用集中式油气回收方式。
三、油气排放处理装置 根据国家《加油站大气污染物排放标准》(GB20952-2007)要求,我们对个别加油站安装了油气排放处理装置,该装置主要是对油罐内超过规定压力限值时需要排放的部分油气进行回收处理。我公司所用的油气回收处理装置分为两种工艺形式:一是冷凝+吸附工艺;二是冷凝+膜工艺。
第四篇: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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[3] 劳羡辉.浅谈汽车加油站油气回收[J].广东化工,2004,31(3):18一19. 【4] 周勇军,廖传华,黄振仁.膜法油气回收过程的工艺拟[J].石油与天然气化工。2005,34(3):149—151.
[5] 李巨峰,陈义龙,李斌莲,等.油气回收技术发展现状及其在我国的应用前景[J].油气田环境保护,2006,16(I):1—3.
[6]刘鹏.加油站进行油气回收的意义及方法[J].石油库与加油站,2007,16(5):4l一44.GB [7] 50156--2002,汽车加油加气站设计与施工规范(2006年版)[s]. [8]GB 20952--2007,加油站大气污染物排放标准[S].