第一篇: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
第二篇:加油站油气回收技术说明
加油站油气回收技术说明
范云静 河北泛亚工程设计有限公司
摘要:主要针对加油站进行油气回收改造进行的技术说明,介绍了一二次油气回收的工艺与设备以及安装油气回收以后检验过程。
关键字:加油站、一次油气回收、二次油气回收
1.油气回收的必要性
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:一是收卸储存环节,二是加油作业环节,都会排放出与汽油体积相同的油蒸气。加油站逸散的油气,过去由于在空气污染中所占比例不高,较少引起公众重视。随着我国燃油销量不断攀升,以及政府治污力度加大和治污标准提升,加油站油气污染问题开始被重视。
现在许多城市都已在实施加油站油气回收装臵改造,安装油气回收装臵的加油站,其油气回收率可达95%以上,大大的减少了加油站排放到空气中的油汽量,确保了人员生命安全和财产安全。
2.油气回收系统原理
油气回收系统一共分为三个阶段:一次油气回收系统即卸油油气回收系统;二次油气回收系统即加油油气回收系统;三次油气回收系统即油气回收后端处理系统。地方政府未强制要求的,建议加油站暂不安装三次油气回收系统。
2.1一次油气回收系统
油罐车卸油时采用密封式卸油,可以减少油气向外界溢散。其基本原理是:油罐车卸下一定数量的油品,就需吸入大致相等的气体补气,而加油站内的埋地油罐也因注入油品而向外排出相当数量的油气,此油气经过导管重新输回油罐车内,完成油气循环的卸油过程,如下图:
2.2二次油气回收系统
此阶段的回收原理是加油机向汽车油箱发油时,以油气回收真空泵做辅助动力,通过油气回收加油枪、比例调节阀、拉断阀、同轴胶管、油气分离接头、油气回收管线等把汽车油箱里产生的油气收集到地下储油罐内。如图:
3.油气回收主要任务
3.1加油站一阶段油气回收改造的任务:
3.1.1从加油站的各汽油储油罐罐盖引出回气管道,并安装三通浮球阀。然后将各油品储油罐引出的回气管道连通到一根卸油油气回收主管上,使各汽油储油罐上部空间连通,从连通的回气管道延伸铺设到卸油口旁(密闭卸油管道的各操作接口处,应设快速接头及闷盖,并宜采用自闭式快速接头),加装与卸油口相同的卸油口部件(作为回气口)。油气回收主管的公称直径不宜小于80mm。卸油油气回收管道的接口宜采用自闭式快速接头。地下管线坡度不小于1%,坡向油罐。为防止密闭系统卸油冒罐情况发生,可在卸油管线罐内接管上安装卸油防溢阀或在通气管线上安装防溢浮球阀。
3.1.2用三通和弯头将加油站各汽油储油罐的呼吸管的顶端连通,将呼吸管原来所用的阻火器改装成阻火呼吸阀。呼吸阀的工作正压宜为2KPa~3KPa,工作负压宜为1.5KPa~2Kpa.呼吸管的公称直径不宜小于50mm,通气管管口高出地面的高度不应小于4米,沿建(构)筑物的墙(柱)向上敷设的通气管,其管口应高出建筑物的顶面1.5米及以上。由此油罐车和加油站储油罐形成相对密闭的系统。油罐车向加油站储油罐卸油过程时,与卸出的油等体积的油气被臵换出来,将此部分油气臵换到油罐车内,一阶段油气回收完成。
一阶段油气回收主要设备:
3.2加油站二阶段油气回收改造的任务:
汽油加油机与油罐之间应设油气回收管道,多台汽油加油机可共用1根油气回收主管,油气回收主管的公称直径不宜小于50mm,地下管线坡度不小于1%,坡向油罐。同时改造加油机,加装油气回收真空泵、油气回收油枪、胶管、油气分离接头、拉断阀和其他配套设备。在加油机底部与油气回收立管的连接处,应安装一个用于检测液阻和系统密闭性的丝接三通,其旁通短管上应设公称直径为25mm 的球阀及丝堵。加油机应具备回收油气功能,其加油枪的气液比宜设定在1.0~1.2 范围之内。根据油气回收真空泵的安装配臵方式的不同,可分为集中式和分散式两种油气回收方式。二阶段油气回收主要设备:
油气回收枪油气回收胶管油气回收拉断阀气液比调节阀油气分离接头AD-100-1油气分离接头AD-100-2油气分离接头AD-100-3油气分离接头AD-100-5
集中式油气回收泵分散式油气回收泵DURR油气回收泵
3.2.1分散式加油油气回收,是指将加油时产的油气由加油机内臵真空泵抽到回气管后集中到一根回气管回到低标号汽油罐内。加油站分散式油气回收管道系统分两种情况: 3.2.1.1加油岛至储油罐的高度落差能够满足“地下管线坡度不小于1%,坡向油罐”管道铺设要求。此种情况下,只需将各加机回气管路汇总连接到地埋回气主管道,直接通到加油站最低标号汽油储罐即可。3.2.1.2加油岛至储油罐的高度落差不能够满足管道铺设要求。此种情况下,在地埋回气主管道接近储油罐区处增设一集液罐,使主管道接入集液罐且管道坡向积液罐的坡度不应小于1%,然后从集液罐引出回气管道接入加油站最低标号汽油储罐。集液罐内的油液可利用最低标号汽油储罐潜油泵的虹吸作用将其吸入储油罐。也可另加油泵将油液抽送至储油罐。集液罐的规格:壁厚不少于5mm、Φ325的钢管制作。人工抽油管球阀使用Q41F-10,直径DN80或DN50的球阀。
分散式油气回收流程图如下:
集液器安装示意图:
3.2.2集中式加油油气回收,是指将加油时产生的油气通过回气管集中后由一台或多台真空泵集中抽回低标号汽油罐内。
集中式油气回收流程图如下:
4.油气回收管道的选用
4.1油罐通气管道和露出地面的管道,应采用符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-2008的无缝钢管。4.2其他管道应采用输送流体用无缝钢管或适于输送油品的热塑性塑料管道。所采用的热塑性塑料管道应有质量证明文件。
4.3无缝钢管的工程壁厚不应小于4mm,埋地钢管的连接应采用焊接。热塑性塑料管道的主体结构层应为无空隙聚乙烯材料,壁厚不应小于4mm。
4.4卸油连通软管、油气回收连通软管,应采用导静电耐油软管,其体电阻率不大于 108Ω〃m 的耐油软管,其内表面电阻率不应大于1010Ω。
4.5加油站内的工艺管道除必须露出地面的以外,均应埋地敷设。4.6埋地工艺管道的埋设深度不得小于0.4m。敷设在混凝土场地或道路下面的管道,管顶低于混凝土层下表面不得小于0.2m。管道周围应回填不小于100mm 厚的砂子或细土。
5.油气回收系统施工及验收 5.1 油气回收系统施工
5.1.1 对现有加油站进行油气回收系统改造时,需要动火作业的,应遵守公司有关动火作业安全管理规定。
5.1.2 埋地敷设管道在开槽施工时,应对槽底按设计要求的坡度找平夯实。
5.1.3 油气回收管道的水平段应严格按设计要求的坡度施工,管道安装完成后,应用坡度检测仪对管道的水平段进行坡度检测,每2m 长管道应检测1次;也可用其他有效手段对管道的水平段进行坡度检测。5.1.4 可燃介质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,焊接接头表面质量应符合下列要求:
1)不得有裂纹、未熔合、夹渣、飞溅存在。
2)焊缝表面不得低于管道表面,焊缝余高不应大于2mm。5.2 油气回收系统施工验收
5.2.1 金属管道焊接接头无损检测方法应执行设计文件规定,缺陷等级评定应执行JB4730 的规定,且应符合下列要求:
1)射线检测时,射线透照质量等级不得低于 AB 级,管道焊接接头的合格标准为III级。
2)超声波检测时,管道焊接接头的合格标准为II级。5.2.2 每名焊工施焊焊接接头射线或超声波检测百比率应符合下列要求:
1)管道焊接接头,不得低于 10%。
2)固定焊的焊接接头不得少于检测数量的 40%,且不少于 1 个。
5.2.3 管道焊接接头抽样检验,若有不合格时,应按该焊工的不合格数加倍检验,若仍有不合格则应全部检验。不合格焊缝的返修次数不得超过三次。
5.2.4 管道系统安装完成后,应进行压力试验,并应符合下列规定:
1)管道系统的压力试验宜以洁净水进行(奥氏体不锈钢管道以水作试验介质时,水中的氯离子含量不得超过50mg/l),油品管道试验压力应为0.9MPa,气体管道的试验压力应为0.2MPa。
2)管道系统也可采用氮气进行压力试验,但应有经施工单位技术总负责人批准的安全措施,油品管道的气压试验压力应为 0.69MPa,气体管道的气压试验压力应为 0.15MPa。3)压力试验的环境温度不得低于 5℃。
5.2.5 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。
5.2.6 管道系统试压合格后,应用清净水或空气进行冲洗或吹扫,并应符合下列规定:
1)不参与冲洗或吹扫的设备应隔离。2)水冲洗流速不得小于 1.5m/s。
5.2.7 油气回收改造过程中,应同时对油罐密闭性进行整改,并在整改完毕后用氮气进行气密性试验。气密性试验压力不应小于 3000Pa。但不应大于油罐设计压力,以稳压 5min~10min无降压为合格。
6.油气回收系统检测的项目 6.1系统密闭测试
目的:确保油罐上各接头、法兰盘及一、二次回气管线等部位的密闭功能良好,无泄漏处。
6.2管线液阻测试
目的:检测回气管线的坡度,确认液体能够自流回罐的功能。6.3气液比A/L检测
目的:检测确保加油时可以达到标准的回气比范围 7结论
随着我国对环境保护的日益重视,国家或行业已陆续制定出各种法律、标准油气回收技术的研究现状及规范来严格约束油气排放,发展单一的油气回收方法已不能较好地解决油气回收问题,所以应当根据不同的场合需要采用不同的油气回收方法甚至是多种回收方法的联合使用。因此,研制价格低廉,回收性能好,适宜推广使用的油气回收装臵是广大研究人员的紧迫任务。
参考文献:
《加油站油气回收系统改造工程有关规定》(石化股份销发【2013】42号
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012 郑州永邦电气有限公司提供的油气回收改造技术培训(第一讲~第五讲)
第三篇:加油站油气污染回收技术
【技术】加油站油气污染回收技术
2014-04-21 能源情报
文/王 云 中国石化贵州石油分公司
截至2011年底,我国机动车保有量达2.25亿辆。汽车数量的迅速增加带动了油品需求量的大幅度增加,加油站数量已达9.5万座;预计到2020年,我国每年至少需要4.5亿吨原油,而其中汽车用油将占我国总用油量的55%。目前,绝大多数加油站普遍存在油气泄漏问题,不仅浪费了宝贵的油气资源,而且造成了严重的环境污染;近两年我国加油站的油气挥发率在千分之七左右,由此造成的损失高达20亿元。因此,对加油站的油气进行回收治理是节能、环保和安全的综合体现。
1加油站油气回收的必要性
加油站的油品蒸发是挥发性有机物(VOC)排放的一个重要来源,油气中所含VOC的化学活性非常高,因此其对臭氧生成的贡献率不容忽视;而VOC物质自身具有很强的毒性,含有苯、二甲苯、乙基苯等致癌物质,油气挥发物被吸入人体后,会对人体产生直接危害;同时,油气遇烟火、金属碰撞、发电机排气管喷火等都可导致火灾,由于绝大多数的加油站都位于城镇交通要道等人群相对集中的地方,因而存在较大的潜在危险。实施油气回收,可以从根本上解决问题、切断危险源的存在,消除可能导致爆炸、燃烧等的安全隐患。
2油气回收技术的发展
油气回收是指对储油库和加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气,通过密闭收集、储存和送入油罐汽车的罐内,运送到储油库集中,经过一定的工艺使油气从气态转变为液态,重新变为汽油,达到资源回收利用的过程。
油气回收主要分三次:一次回收是将油库发油和加油站卸油过程中产生的油气回收到油罐车中;二次回收是将加油站加油枪和汽车油箱挥发的油气回收到埋地油罐中;三次回收是指将一次和二次回收到油罐中的油气通过压缩机冷凝工艺进行油气回收。
油气回收技术按其工作原理分为5种基本形式:冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法和燃烧法。
2.1国外加油站油气回收现状
1970年美国《空气清洁法》颁布,逐步实施一次油气回收。1974年圣地亚哥市首先推动一次油气回收技术。此后,美国其他十六个因臭氧污染造成空气质量不合格的地区也推行了一次油气回收技术。1975年美国的联邦法规文件中首次提及控制汽车加油站油气逸散的管制方案。文件中也讨论计划要在全美空气质量最差的地区,采用二次油气回收技术作为加油时油气挥发的控制策略。1977年公布的空气清洁法修订版中,规定特定地区必须采用二次油气回收技术以控制加油站油气扩散。80年代后期美国进一步完善了《空气保护法》,新法规中明确指出,只有当加油站安装油气回收系统后才能满足环保法规的要求;90版的空气清洁法修订案中规定:“对认定为臭氧污染造成空气质量不好或严重的地区,必须推行二次油气回收计划以作为管理措施”。现在美国加州和美国中心城市已全部安装了二次油气回收装置。
目前国外采用的油气封存冷凝系统能将油罐正常排放油气的99%处理回油罐,基本实现零排放;成熟的membrane技术,与快速冷凝系统综合而成的先进设备,主要用于加油站油罐内的油气处理。回收后的油气,变为液态油和高浓度的油气回到油罐中。而处理后的气体是纯净的空气,被排放到大气中,实现了真正意义上的油气回收。
在欧洲,针对加油站建设方面也有着严格的标准规范。鉴于完善而严格的环保法规有效地促进了欧美加油站的安全与环保,不少南美及亚洲国家也纷纷采取系列措施效仿欧美来约束本国加油站。2.2国内加油站油气回收技术的发展现状
我国从上世纪90年代起开始引进油气回收技术。随着环保和安全越来越受到重视,中国石油和中国石化的很多加油站安装了油气回收设备,特别是中国石化在北京奥运会期间对市区加油站的油气回收改造得到北京大学环境科学与工程学院博士生导师唐孝炎教授的高度评价,取得了良好的社会效益和经济效益。2007年8月1日起,为治理油气排放污染,由国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合颁布的《储油库大气污染排放物排放标准》、《油气运输大气污染物排放标准》和《加油站大气污染排放物排放标准》三个强制性国家标准开始实施。这三个强制性标准是根据油气污染物的排放特点,为油品储存、运输和销售过程制定的各自相对独立的油气排放标准,并充分利用汽油储、运、销系统的生产设施,完成油气收集、储存、输送和集中回收处理的治理过程。按照国家标准,2012年1月1日前设市城市建成区加油站要完成一次油 气回收和与之配套的油气回收处理装置安装,2015年1月1日前设市城市建成区加油站要完成二次油气回收处理装置安装工作,详见表1和表2。三个强制性标准的实施标志着我国油气回收治理工作的全面启动。
从2007年开始,为保障北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等大型活动举办地的空气质量,中国石化率先在北京、天津、上海、及河北、广东、浙江等省市陆续完成了500座加油站和33座油库的油气回收治理工作,多数加油站和油库采用常压常温吸收法回收技术及装置,治理的油气排放分别达到《储油库大气污染排放物排放标准》和《加油站大气污染排放物排放标准》要求。2.3 贵阳市油气回收实例
自2010年以来,贵阳市区宝山加油站和团坡桥 加油站先后实施了油气回收试点改造,一个是针对原来加油枪在加油时油气散发到大气中的情况,现在通过抽气孔全部吸回到油罐中,减少了由于油罐 内压力不平衡导致的油气泄漏。另一个是让油罐车进入油站卸油时连接两条管路,一条卸油,一条装气,再将油气运送回油库通过冷凝设备转化为液态油,整个过程油气回收率可以达到90%以上,最大限度地改变以前“不进入加油站也闻得到汽油味”的现象,进一步改善环境。工程完工后通过了消防和环保部门的验收。通过近二年的运行,消费者在加油站不再闻到刺鼻的汽油味了,周边地区空气质量也明显好转。根据2011年贵阳市环境质量状况公报,城区空气质量总体良好,优良天数达到349 天。其中NO2年平均浓度值为0.030mg/m3,SO2年平均浓度值为0.049mg/m3,可吸入颗粒物年平均浓度值为0.079mg/m3,均达到GB3095—1996 《环境空气质量标准》中年均值二级标准。
对加油站油气挥发重点位置油气回收前后油气 排放量进行监测,可见实施油气回收后,加油站卸油和加油流程中油气排放得到有效控制,卸油时卸油 口的排放损耗率从1.92‰降到0.06‰,加油枪加油时的损耗率从1.83‰降到0.18‰,通气管排气口的 损耗率也从0.86‰降到了0.47‰(表3),在《加油站大气污染排放物排放标准》允许的范围内降低了损耗率,为实施油气回收及改进相关技术积累了宝贵经验。
3我国加油站油气回收应用存在的问题 目前,我国油气回收系统的改造还存在以下问题:
(1)对油气回收必要性的认识不到位。近年来中国石化和中国石油两大集团大力投入资金设置辖下加油站油气回收装置,但是占加油站总数46%的民营加油站由于技术和资金缺乏的原因,油气回收改造一直处于停顿状态。
(2)油气回收流程不完整。目前已实施油气回收的加油站很少,且大多只停留在一次回收和二次回收的范畴,基本只能算是油气收集系统,气体回收率不高,设备故障率高,加油机生产商的加油机油气回收技术不完善,因此,需要深入实施三次回收及后期处理,才能真正实现回收利用。
(3)设施不满足需求,导致油气的转移排放。一方面,从一次回收中收集到的油气通过油罐车运到油库进行油气分离的途中,由于油罐车使用状态及密闭情况导致油气泄漏到大气中;另一方面,二次回收中油气从加油枪回到油罐的过程中,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,增加排放污染,无法达到治理污染、保护环境和消除安全隐患的目的。
(4)政府及相关部门管理力度不够。部分加油站安装油气回收系统是为了通过消防部门的消防验收检查,验收通过后却不再使用,由于政府及相关部门的监管力度不够,缺乏对油气泄漏具体的检测手段,导致设备形同虚设和安全意识淡漠。
4结论与建议
(1)优化加油站设计和设备选型,全面提升加油站建设标准,规范加油站安全和环境评价工作。在油气技术上开展自主创新,研发适合我国加油站实际情况的油气回收技术参数。加油机生产商要在提高加油机油气回收效率方面做好设备性能提升,并跟踪测试设备运行效果,总结分析影响回收效果的而各种因素,逐步推广环保加油枪,提高油气回收率和整个系统的可靠性。
(2)加强加油设施的日常维护保养和加油站数量、质量和计量管理,提高加油员工的安全意识,学习相关知识技能,熟练掌握加油站工艺流程和油气回收流程,规范操作,减少损耗和泄漏,保证加油站油气回收系统的正常运转。
(3)应用视频监控和液位仪等信息手段加强对输油管线泄漏的监测和预警,对罐存组态、罐存趋势、卸油信息及历史库存进行实时监控的同时,发现异常及时启动报警系统,防患于未然。政府和企业应该协力推进我国加油站油气回收系统改造的顺利进行。
(4)加强对加油站油气回收系统改造前后区域环境质量的对比监测,消防和环保部门定期对辖区内加油站油气回收系统进行监督检查,以法律和国家标准为依据,对不符合规定和排放标准的加油站进行严厉处罚,以促使其充分运行油气回收系统,并保证该系统正常运转。(5)通过环保宣传,大力倡导消费者选择环保安全的加油站,从而进一步推进我国加油站油气回收系统的应用,减少加油站挥发性有机物对人体健康的影响。
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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