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摘 要:本文从加油站油气产生的原因分析入手,并对加油站常用的油气回收处理装置进行了介绍,最后对加油站油气回收处理的关键技术进行了论述。期望通过本文的研究能够对加油站油气回收处理效果的提高有所帮助。
关键词:加油站 油气回收 回收技术
近年来,随着我国经济的飞速发展,国民生活水平日益提高,原本作为奢侈品的汽车现已成为百姓出行的代步工具,为了满足汽车加油的需要,全国各地的加油站不断增多。加油站在运营的过程中会产生大量的油气,若是任由这些油气排入到大气当中,不但会对空气环境造成严重的污染,而且还会导致油气资源浪费。所以业内的专家学者针对加油站的油气问题进行了相关研究,并研制开发出了各种油气回收处理装置,这对加油站的发展起到了一定的促进作用。鉴于此,本文就面向加油站的油气回收处理装置及其关键技术展开研究。
一、加油站油气产生的主要原因
一般情况下,加油站由控制系统、储油和售油系统构成,主要对外销售汽油、柴油等成品油。加油站油气的产生原因主要包括以下两个方面:
一是卸油及储油环节的油气排放。在加油站卸油过程中,罐车内的汽油自流进入油罐,油罐内的大量油气被汽油液体排挤出来,进而排放到加油站站区空气中,不仅造成了环境污染、形成了安全隐患,而且还严重浪费了油气资源。为了解决这一问题,可以在油罐车装配密闭油气回路管道接头,在卸油之前通过管道接头将油罐车与地下油罐使用闭合油气回路管道连接起来,这样就可以利用油罐车到地下油罐的自然落差形成压力作用,在密闭油气收集系统的带动下,将地下油罐内排出的饱和油气及时收集到油罐车内。在油品储存环节,受温度变化的影响,使得油罐内饱和油气受压排出,或在与大气中的空气相互交替时将油气排出。
二是加油时的油气逸出。根据相关数据显示,如果汽车消耗6000万t汽油,那么就会在运输、销售过程中至少排放3×108m3的油气。在加油机加油过程中产生的油气,不仅包括汽车油箱打开时溢散出的油气,而且还包括加油时汽车油箱内被液体油品排挤出来的油气。为了收集这部分油气,可采取真空辅助平衡式油气收集法,以便及时收集车辆油箱口周围的油气,将其存储至油罐的油气收集系统中。
二、加油站常用的油气回收处理装置
国外一些发达国家对加油站油气回收处理的研究起步较早,各方面技术和装置也都相对比较成熟,比较典型的产品有以下几种:
吸附式油气回收处理系统,该系统是由浮顶罐、活性炭吸附罐、燃烧锅炉等组合而成。其中浮顶罐内的油气全部来自于加油站内密闭卸油装置和加油装置。该系统在实际运行时,由密闭的加油装置中来的油气先进入到浮顶罐内,当压力达到一定数值以后,再将通往燃烧锅炉的阀门打开,便可将燃烧后的尾气全部排放至大气当中,同时在吸附饱和之后将进气阀关闭,随后启动鼓风机,对吸附柱进行加热以此来完成油气再生,最后再进行重新吸附即可。
国外还针对加油站的油气污染问题研制开发出了油气污染控制系统,该系统主要是由以下几个部分组成:密闭卸油装置和加油装置、地下储油罐、燃烧火炬等等。当加油站进行卸油或是加油操纵的过程中,产生出来的油气会通过回气管路进入到储罐当中,而多余的油气则会通过管路進入到火炬内排放燃烧,这样便可以有效控制油气对大气的污染。
在不断的研究中又开发出了一种相对比较复杂的加油站油气回收系统,即冷凝吸收式系统。该系统主要是由密闭加油装置、浮顶罐、油储罐以及冷凝吸收塔等组成。它的工作原理如下:在加油的过程中,多余的油气不会发生外泄,而是全部进入到浮顶罐内。系统运行时,先将制冷机开启,然后通过进料泵将吸收塔加入一定量的汽油,再将进料泵关闭,当浮顶罐内的压力达到一定数值之后,启动吸收塔进料泵,此时塔内的汽油便会与浮顶罐内的油气相混合,一同进入到吸收塔当中,经过冷凝处理后,油蒸汽会重新转化为汽油,而部分未被冷凝的气体则会经由吸附塔排放到大气当中。当吸附塔内的汽油液位达到一定高度后,便会经由管路自动流回到地下储油罐中,从而使装置保持平衡。以上这几种加油站油气回收装置在国内一些加油站中都有应用。
我国对加油站油气回收方面的研究起步相对较晚,加之受各方面条件的限制和制约,使得油气回收装置及相关技术都与发达国家存在较大的差距,虽然近些年也加大了对这方面的研究力度,但是研究侧重点主要是汽油罐车的油品装运,油气回收方面的研究相对较少,取得的成果也并不明显,几乎大部分加油站使用的油气回收装置都是从国外引进的。目前,国内一些科研院所针对加油站油气回收方面进行了深入研究,并对国外的一些装置进行了改进了完善,研制开发出了我国自己的加油站油气回收处理装置,并申请了国家专利,如中国专利89205949给出了一种集冷却、回收、吸附于一体的油气回收装置。国内的加油站应当结合实际情况,合理选择油气回收处理装置。
三、加油站油气回收处理的关键技术研究
(一)直接冷凝技术
该技术主要是利用各种烃类在不同温度和压力作用下所具备的不同饱和蒸汽压来完成油气回收,其原理是通过增加压力或降低温度的途径,凝结出有机物,为烃类回收提供便利条件。汽油等轻质油品经原油加热蒸馏获取,一般情况下汽油的初馏点为40-60℃,终馏点为180-205℃(终馏点根据加工工艺的不同而有所差异),所以只需将油气温度控制在初馏点以下,就能够促使油气由气态液化为液态。冷凝装置的冷凝温度确定依据为油气成分、回收率以及外排尾气中的残存油气浓度。就理论层面而言,直接冷凝法能够达到良好的净化效果,但是在实际操作过程中,一旦油气浓度小于4.5×10-7mol/L时,就会大幅度增加深度冷冻的运行成本,降低油气回收的经济效益。因此,该方法较为适用于净化烃类的预处理流程。
(二)膜分离技术
该方法主要利用烃类与空气在膜内渗透速率的不同,通过膜的压差过滤作用,实现烃类与空气混合物相分离,从而确保混合气中的烃类可以先通过膜进行回收,空气则被阻挡在膜外。由于烃类具备易爆炸和易冷凝的性质,所以应当采取透过侧减压的方式促使成膜两侧形成压力差,进而防止回收的气体侵蚀膜设备,确保操作的安全性。
(三)预冷膜分离组合技术
大量的试验结果表明,采用膜分离技术无法将烃类100%的纯度分离出来,只相当于对其进行浓缩处理,若是对油气排放要求较高的场合,仅采用该技术无法达到理想的效果。针对这种情况,可以将先采用冷凝法进行预处理,然后再用膜分离进行后续处理,这样便可以满足实际要求。
四、结论
总而言之,随着加油站的不断增多,油气回收处理成为关键性问题,也是加油站必须重点考虑的问题之一。为了减少油气排放对空气造成的污染,并尽可能地使油气得到回收再利用,加油站应当合理选择油气回收处理装置,并积极应用先进的油气回收技术,这不但能够给加油站带来巨大的经济效益,而且还能提高社会效益和环境效益,可谓是一举多得。在未来一段时期,应当重点加大对油气回收技术及相关装置的研究力度,借此来提高油气回收效率。
参考文献
[1]陈家庆.王金惠.朱玲.张宝生.加油站地下储油罐压力管理系统的相关研究[J].环境工程学报.2009(6).
[2]刘登国.储油库加油站油气回收验收监测中若干问题探讨[J].上海环境科学.2011(4).
[3]刘江涛.顾坚.张枫.加油站油气回收监测监管与检测监管模式及系统研究[J].机械工业标准化与质量.2011(4).
[4]黄俊雄.兰云飞.魏少群.深圳市加油站、储油库油气污染治理检测验收概况[J].现代物业(上旬刊).2011(7).
[5]何新平.钱程.油气回收是提高油气资源利用率的必要之举[J].能源研究与利用.2011(8).
关键词:加油站 油气回收 回收技术
近年来,随着我国经济的飞速发展,国民生活水平日益提高,原本作为奢侈品的汽车现已成为百姓出行的代步工具,为了满足汽车加油的需要,全国各地的加油站不断增多。加油站在运营的过程中会产生大量的油气,若是任由这些油气排入到大气当中,不但会对空气环境造成严重的污染,而且还会导致油气资源浪费。所以业内的专家学者针对加油站的油气问题进行了相关研究,并研制开发出了各种油气回收处理装置,这对加油站的发展起到了一定的促进作用。鉴于此,本文就面向加油站的油气回收处理装置及其关键技术展开研究。
一、加油站油气产生的主要原因
一般情况下,加油站由控制系统、储油和售油系统构成,主要对外销售汽油、柴油等成品油。加油站油气的产生原因主要包括以下两个方面:
一是卸油及储油环节的油气排放。在加油站卸油过程中,罐车内的汽油自流进入油罐,油罐内的大量油气被汽油液体排挤出来,进而排放到加油站站区空气中,不仅造成了环境污染、形成了安全隐患,而且还严重浪费了油气资源。为了解决这一问题,可以在油罐车装配密闭油气回路管道接头,在卸油之前通过管道接头将油罐车与地下油罐使用闭合油气回路管道连接起来,这样就可以利用油罐车到地下油罐的自然落差形成压力作用,在密闭油气收集系统的带动下,将地下油罐内排出的饱和油气及时收集到油罐车内。在油品储存环节,受温度变化的影响,使得油罐内饱和油气受压排出,或在与大气中的空气相互交替时将油气排出。
二是加油时的油气逸出。根据相关数据显示,如果汽车消耗6000万t汽油,那么就会在运输、销售过程中至少排放3×108m3的油气。在加油机加油过程中产生的油气,不仅包括汽车油箱打开时溢散出的油气,而且还包括加油时汽车油箱内被液体油品排挤出来的油气。为了收集这部分油气,可采取真空辅助平衡式油气收集法,以便及时收集车辆油箱口周围的油气,将其存储至油罐的油气收集系统中。
二、加油站常用的油气回收处理装置
国外一些发达国家对加油站油气回收处理的研究起步较早,各方面技术和装置也都相对比较成熟,比较典型的产品有以下几种:
吸附式油气回收处理系统,该系统是由浮顶罐、活性炭吸附罐、燃烧锅炉等组合而成。其中浮顶罐内的油气全部来自于加油站内密闭卸油装置和加油装置。该系统在实际运行时,由密闭的加油装置中来的油气先进入到浮顶罐内,当压力达到一定数值以后,再将通往燃烧锅炉的阀门打开,便可将燃烧后的尾气全部排放至大气当中,同时在吸附饱和之后将进气阀关闭,随后启动鼓风机,对吸附柱进行加热以此来完成油气再生,最后再进行重新吸附即可。
国外还针对加油站的油气污染问题研制开发出了油气污染控制系统,该系统主要是由以下几个部分组成:密闭卸油装置和加油装置、地下储油罐、燃烧火炬等等。当加油站进行卸油或是加油操纵的过程中,产生出来的油气会通过回气管路进入到储罐当中,而多余的油气则会通过管路進入到火炬内排放燃烧,这样便可以有效控制油气对大气的污染。
在不断的研究中又开发出了一种相对比较复杂的加油站油气回收系统,即冷凝吸收式系统。该系统主要是由密闭加油装置、浮顶罐、油储罐以及冷凝吸收塔等组成。它的工作原理如下:在加油的过程中,多余的油气不会发生外泄,而是全部进入到浮顶罐内。系统运行时,先将制冷机开启,然后通过进料泵将吸收塔加入一定量的汽油,再将进料泵关闭,当浮顶罐内的压力达到一定数值之后,启动吸收塔进料泵,此时塔内的汽油便会与浮顶罐内的油气相混合,一同进入到吸收塔当中,经过冷凝处理后,油蒸汽会重新转化为汽油,而部分未被冷凝的气体则会经由吸附塔排放到大气当中。当吸附塔内的汽油液位达到一定高度后,便会经由管路自动流回到地下储油罐中,从而使装置保持平衡。以上这几种加油站油气回收装置在国内一些加油站中都有应用。
我国对加油站油气回收方面的研究起步相对较晚,加之受各方面条件的限制和制约,使得油气回收装置及相关技术都与发达国家存在较大的差距,虽然近些年也加大了对这方面的研究力度,但是研究侧重点主要是汽油罐车的油品装运,油气回收方面的研究相对较少,取得的成果也并不明显,几乎大部分加油站使用的油气回收装置都是从国外引进的。目前,国内一些科研院所针对加油站油气回收方面进行了深入研究,并对国外的一些装置进行了改进了完善,研制开发出了我国自己的加油站油气回收处理装置,并申请了国家专利,如中国专利89205949给出了一种集冷却、回收、吸附于一体的油气回收装置。国内的加油站应当结合实际情况,合理选择油气回收处理装置。
三、加油站油气回收处理的关键技术研究
(一)直接冷凝技术
该技术主要是利用各种烃类在不同温度和压力作用下所具备的不同饱和蒸汽压来完成油气回收,其原理是通过增加压力或降低温度的途径,凝结出有机物,为烃类回收提供便利条件。汽油等轻质油品经原油加热蒸馏获取,一般情况下汽油的初馏点为40-60℃,终馏点为180-205℃(终馏点根据加工工艺的不同而有所差异),所以只需将油气温度控制在初馏点以下,就能够促使油气由气态液化为液态。冷凝装置的冷凝温度确定依据为油气成分、回收率以及外排尾气中的残存油气浓度。就理论层面而言,直接冷凝法能够达到良好的净化效果,但是在实际操作过程中,一旦油气浓度小于4.5×10-7mol/L时,就会大幅度增加深度冷冻的运行成本,降低油气回收的经济效益。因此,该方法较为适用于净化烃类的预处理流程。
(二)膜分离技术
该方法主要利用烃类与空气在膜内渗透速率的不同,通过膜的压差过滤作用,实现烃类与空气混合物相分离,从而确保混合气中的烃类可以先通过膜进行回收,空气则被阻挡在膜外。由于烃类具备易爆炸和易冷凝的性质,所以应当采取透过侧减压的方式促使成膜两侧形成压力差,进而防止回收的气体侵蚀膜设备,确保操作的安全性。
(三)预冷膜分离组合技术
大量的试验结果表明,采用膜分离技术无法将烃类100%的纯度分离出来,只相当于对其进行浓缩处理,若是对油气排放要求较高的场合,仅采用该技术无法达到理想的效果。针对这种情况,可以将先采用冷凝法进行预处理,然后再用膜分离进行后续处理,这样便可以满足实际要求。
四、结论
总而言之,随着加油站的不断增多,油气回收处理成为关键性问题,也是加油站必须重点考虑的问题之一。为了减少油气排放对空气造成的污染,并尽可能地使油气得到回收再利用,加油站应当合理选择油气回收处理装置,并积极应用先进的油气回收技术,这不但能够给加油站带来巨大的经济效益,而且还能提高社会效益和环境效益,可谓是一举多得。在未来一段时期,应当重点加大对油气回收技术及相关装置的研究力度,借此来提高油气回收效率。
参考文献
[1]陈家庆.王金惠.朱玲.张宝生.加油站地下储油罐压力管理系统的相关研究[J].环境工程学报.2009(6).
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[4]黄俊雄.兰云飞.魏少群.深圳市加油站、储油库油气污染治理检测验收概况[J].现代物业(上旬刊).2011(7).
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