淺析加油站的油氣回收處理裝置及其關鍵技術

熊亮

摘 要：隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保意識的提高，人們開始重視加油站的油氣回收問題，為減少油氣揮發(fā)對人體的危害和環(huán)境的污染，進行加油站的油氣回收處理裝置和技術的研究分析是十分必要的。文章對加油站油氣回收裝置進行了簡單的闡述，又對當前國內(nèi)外普遍采用的油氣回收處理關鍵技術進行了分析。

關鍵詞：加油站；油氣回收；冷凝技術；膜分離技術

伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和燃油交通工具的普及，油品銷售行業(yè)等到了快速的發(fā)展。與此同時油氣蒸發(fā)損耗帶來的環(huán)境危害和對人們身體健康的危害問題也是與日俱增，許多國家一已經(jīng)認識到油氣回收的重要性并積極的采取了完善措施。當前加油站的油氣回收裝置，主要是吸附式加油站油氣回收裝置，加油站密閉加油及油氣火炬燃燒裝置和冷凝吸收式加油站裝置。

1 加油站的油氣回收裝置

油氣回收是指在裝卸汽油和給車輛加油的過程中，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來，通過吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法，或減少油氣的污染，或使油氣從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠停_到回收利用的目的。加油站油氣回收裝置都在油罐車與儲油槽之輸油管及油氣回收管連接成的一密閉的油氣回收管路的末端。

1.1 吸附式加油站油氣回收裝置

吸附式加油站油氣回收裝置包括了一個浮頂罐和兩個活性炭吸附罐，還有一個燃燒鍋爐。在這個裝置中，浮頂罐中的油氣是從加油站卸油過程中產(chǎn)生的，該裝置在工作的時候，將密閉加油系統(tǒng)產(chǎn)生的油氣吸入到浮頂罐當中，當罐內(nèi)的壓力達到一定標準的時候，連接燃燒爐的閥門就會自動打開，吸附油氣然后經(jīng)過鼓風機送入到氧化燃燒爐中，將經(jīng)過吸附處理后或者燃燒后尾氣排放出去。當吸附寶盒后就會自動關閉閥門，啟動鼓風機對吸附柱進行重新加熱，然后再完成新一次的吸附處理工序。

1.2 加油站密閉加油及油氣火炬燃燒裝置

在加油站進行卸油或者加油的過程中，要對油氣進行回收還離不開密閉加油以及油氣火炬的燃燒裝置。如圖所示該裝置是將帶有回氣管的密閉卸油設備和加油系統(tǒng)以及低下有關燃燒火炬組合到一起，將加油時排放的油氣通過回氣管會受到儲罐內(nèi)，然后將多余的油氣通過管路排放到火炬燃燒的設備中進行處理。

1.3 冷凝吸收式加油站裝置

冷凝吸收式加油站裝置是一種較為復雜的加油站油氣回收裝置，該系統(tǒng)中包括了冷凝吸收塔和油儲罐，浮頂罐以及密閉等加油系統(tǒng)。該裝置在運行時通過使用制冷機，在進料泵吸收一定量的汽油后關閉進料泵。當浮頂罐內(nèi)壓力值達到一定標準后，再將吸收塔進料泵啟用，將塔內(nèi)的汽油與浮頂罐的油氣進行混合后再排放到吸收塔內(nèi)，經(jīng)處理后使得油蒸氣冷凝變?yōu)槠停鴮⑽蠢淠臍怏w則排放到大氣中。

在加油站的油氣揮發(fā)過程中，主要包含兩部分的內(nèi)容，一個是油罐車向地下油罐卸油的過程，另一個是加油槍給客戶車輛加油的過程。在油罐車向地下油罐卸油的過程中，有著排放時間集中和排放點固定的特點，它的排放點是在地下油罐的出氣口，其中排放量高達30-60m3/h。而在使用加油槍給客戶的車輛加油的過程中，有著油氣散發(fā)點分散的特點，每個加油槍都有著一個油氣排放點源，隨著加油量的不斷變化，排放油氣的濃度也是極其不穩(wěn)定的，但總體累積的排放量很大，因此加油站應該緊抓卸油和加油這兩部分進行油氣回收設備的選擇安裝。

2 加油站的油氣回收關鍵技術

油氣回收是節(jié)能環(huán)保型的高新技術，運用油氣回收技術回收油品在儲運、裝卸過程中排放的油氣，防止油氣揮發(fā)造成的大氣污染，消除安全隱患，通過提高對能源的利用率，減小經(jīng)濟損失，從而得到可觀的效益回報。目前常見的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法等系統(tǒng)。

2.1 膜分離法

2.1.1 膜分離技術的原理

通過膜分離技術金星加油站油氣的回收，利用的主要是該分子膜材料對油氣分子和空氣分子的不同選擇透過性實現(xiàn)兩者的物理分離。膜分離技術對氣體混合物的回收是簡單有效的，尤其是隨著高新技術的不斷發(fā)展，成功研發(fā)的高分子膜和無機膜為膜分離技術提供了更經(jīng)濟有效的保證。

在加油站的油氣回收過程中，油蒸汽和空氣的混合物在膜兩側的壓差推動下，在溶解擴散的機理下，優(yōu)先回收混合氣中的油蒸汽，將空氣選擇性的截留下來，從而在膜的節(jié)流側得到干凈無污染的空氣，通過膜的透過側收集油氣，達到油蒸汽和空氣分離的目的，這就是加油站油氣回收中膜分離技術的工作原理。

2.1.2 膜分離技術的應用

膜分離技術是集合壓縮冷凝和吸收以及膜分離等工藝的，是對各種技術優(yōu)勢的集中發(fā)揮，將整個油氣回收工藝發(fā)揮到最大化。在加油站中采用膜分離技術作為尾氣的排放處理裝置，通過膜回收設備將油氣回收泵抽進的空氣排放出去，實現(xiàn)對油罐平衡的維持，提高油氣回收泵中的氣和液體比，增加系統(tǒng)的回收效率。

膜分離技術是通過膜法油氣回收裝置，對油罐進行壓力檢測以實現(xiàn)對回收系統(tǒng)的間接式自動操作。在汽車加油時，利用特制的加油槍將在加油過程中產(chǎn)生的油氣回收到油罐中。當回收系統(tǒng)抽氣的速度快于油氣揮發(fā)的速度時，油罐的壓力就會增強，當壓力值達到一定標準后就會啟動膜分離裝置，將油罐排放出來的油氣回收到膜分離裝置中進行處理。當油罐的壓力值同正常水平相同或者低于正常值的時候，膜分離裝置就會自動停止回收處理。整個系統(tǒng)的運行就是在這種不斷的重復中，完成加油站的油氣回收過程。

2.2 冷凝法

2.2.1 冷凝式油氣回收技術的原理

冷凝法采用的是多級連續(xù)冷卻的方法，通過對混合油氣中的一部分進行冷卻，使其由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，也就是說除了形成水蒸汽外，其余仍保持氣態(tài)的狀態(tài)，以此來實現(xiàn)油氣和空氣的分離。冷凝式油氣回收裝置雖然系統(tǒng)流程比較復雜，采用的是多級復疊制冷技術，但不需要進行二次工藝的處理，且經(jīng)過回收后得到的也是高品質(zhì)的純質(zhì)汽油，有著簡明直接的工藝特點。

2.2.2 冷凝式油氣回收技術的核心

隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學技術的不斷創(chuàng)新，自主研發(fā)的冷凝式油氣回收裝置也已經(jīng)投入了運行，而且取得了不錯的成效，它的核心技術包括了以下幾方面。首先是系統(tǒng)采用的是多元工質(zhì)雙并聯(lián)復制冷技術，通過分級降溫的方式有效的減少了傳熱過程中的溫差，將整機的運行效率大大的提高，確保了油氣冷凝效果的最大化。其次是用于油氣收集的裝置，采用的是裙式鶴管密封的裝置，使用航空級的石棉材料將頂端同鶴管永久密封，提高了裝置密封的可靠性。再者是智能化的熱氣容霜技術，可以實現(xiàn)自動清除油氣通道的霜冰，微系統(tǒng)的安全運行提供保障，同時又能實現(xiàn)設備的節(jié)能運行。最后是在運輸設備方面，采用的是易揮發(fā)性的凝析油自動運輸裝置，采用的是高校泵和油水分離以及絕熱保溫等技術，有效地解決了在凝析油的輸送過程中氣化的難題，有效的保證了冷凝回收油品的可靠性。

2.3 吸附法

在加油站油氣回收技術中，吸附法是利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑，實現(xiàn)油氣和空氣的分離。油氣在通過活性炭等吸附劑的時候，油氣組分就會吸附在吸附劑表面，然后再經(jīng)過減壓脫附或蒸汽脫附的技術處理，將富集的油氣用真空泵抽吸到油罐進行液化，但是活性炭等吸附劑對空氣的吸附力是很小的，因此未被吸附的尾氣就會經(jīng)排氣管直接排放。這種油氣回收方法的優(yōu)點就是可以達到較高的處理效率，而且排放的濃度很低，使用的經(jīng)濟效益比較好。但是這種技術也有著不容忽視的缺點，比如國產(chǎn)活性炭的吸附力不強，而且使用的期限也很短，需要進行頻換的更新。

2.4 吸收法

在加油站的油氣回收系統(tǒng)中，吸附法是根據(jù)混合油氣中各組分在吸收劑中的溶解度的大小，來進行油氣和空氣分離的，通常情況下都是采用柴油等貧油做吸收劑。其吸收的工藝簡言之就是將油氣與從吸收塔頂淋噴的吸收劑進行逆流接觸，吸收劑對烴類組分進行選擇性吸收，未被吸收的氣體經(jīng)阻火器排放，吸收劑進入真空解吸罐解吸，富集油氣再用油品吸收。這種回收方法的工藝很簡單易操作，投資的成本低。但是它的回收率不高，無法滿足國家現(xiàn)行標準的要求，而且設備的占地空間也很大，能耗也很高，吸附劑的消耗量大需要隨時進行補充，這些都是在使用過程中無法忽視的缺點。

3 結語

在加油站油氣回收的技術設備方面，我國是落后于國外的。當前在我國的加油站中，油氣回收的設備大都采用的是德國和美國的先進技術，分別是德國的膜分離技術和美國的冷凝加膜分離組合技術。但是這兩種技術在實際的應用中還是存在很多問題的，主要表現(xiàn)在設備的處理能力很小，通常只能處理加油槍的二次回收，不能處理加油站卸油過程中排放的油氣，還需要根據(jù)我國的加油站的實際情況進行不斷的完善。

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