國外加油油氣回收及燃燒處理技術(shù)進(jìn)展

國外加油油氣回收及燃燒處理技術(shù)進(jìn)展

國外加油站的油氣污染問題在20世紀(jì)80年代基本解決。主要采用密閉卸油和加油系統(tǒng)、油氣燃燒處理系統(tǒng)或油氣回收系統(tǒng)。目前國內(nèi)的加油站一般采用敞口卸油和加油,溢散的油氣直接排放到大氣中,造成加油站附近的空氣嚴(yán)重污染。GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定非甲烷總烴量的排放標(biāo)準(zhǔn):最高允許排放濃度150mg/m3,無組織排放監(jiān)控濃度限值5mg/m3。目前國內(nèi)非密閉加油系統(tǒng)的汽油蒸氣排放通常超過此標(biāo)準(zhǔn),因此,加油站油氣污染的防治應(yīng)該是下一階段國內(nèi)環(huán)保著重考慮解決的難題。1油蒸氣回收方法早在60年代,國外先進(jìn)工業(yè)國家就將油氣回收處理作為降低油品蒸發(fā)損耗及防治油氣污染的重點(diǎn)措施加以研究,到八十年代已普遍在油品儲運(yùn)過程中實(shí)際應(yīng)用。我國從80年代起開始進(jìn)行這方面的探討研究,并陸續(xù)開發(fā)和引進(jìn)了一些應(yīng)用裝置。對于油品蒸發(fā)混合氣中油蒸氣的排放處理,關(guān)鍵技術(shù)在于怎樣進(jìn)行油蒸氣和空氣的分離,分離出來濃度達(dá)標(biāo)的空氣直接排入大氣。目前油蒸氣的分離回收方法可分為吸收法、吸附法、冷凝法及膜選擇滲透回收法等。吸收法主要是通過油氣與適當(dāng)?shù)囊后w接觸,油氣中的油蒸氣溶解于該液體中,從而將油蒸氣與空氣分離開。吸收法有常溫吸收法和低溫吸收法,吸收劑的優(yōu)劣是吸收效果好壞的關(guān)鍵。吸附法是利用油氣中油蒸氣和空氣與吸附劑結(jié)合力的差別,將油蒸氣與空氣分離開,然后對吸附劑進(jìn)行再生脫附。一般采用活性炭吸附劑分離油氣。冷凝法是利用冷凝劑通過熱交換器間接冷凝油氣直接回收油品,但由于間接傳熱制冷溫度較低,(-70～-80℃),相應(yīng)裝置較復(fù)雜。膜分離法是利用油蒸氣與空氣分子大小的不同在膜內(nèi)擴(kuò)散性能不同,即滲透速率的不同,來實(shí)現(xiàn)分離。對于氣體分離常用的是高分子材料制成的聚合物膜。一般來說,油氣回收裝置的油氣進(jìn)口濃度為0～50%(體積百分比),平均濃度約為30%(體積百分比);出口濃度為3%～5%(體積百分比);回收率不小于90%(重量百分比)油氣進(jìn)口溫度為5～40℃。2為油氣污染燃燒在加油站油蒸氣回收處理方面,國外已有很多專利和產(chǎn)品,各種文獻(xiàn)報道也較多。文獻(xiàn)中給出的國外一些常見的加油站油氣回收和燃燒處理裝置工藝流程如下。圖1說明了一種吸附式加油站油氣回收系統(tǒng),裝置中包括了一個浮頂罐,兩個活性炭吸附罐,一個燃燒鍋爐。浮頂罐中的油氣來自于加油站密閉卸油和加油系統(tǒng)。工作時從密閉加油系統(tǒng)來的油氣進(jìn)入浮頂罐內(nèi),當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到一定值后,打開通往吸附柱或燃燒爐的閥門,油氣進(jìn)行吸附或通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入氧化燃燒爐,吸附或燃燒后的尾氣排放到空氣中。吸附飽和后關(guān)閉進(jìn)氣閥,啟動鼓風(fēng)機(jī)對吸附柱進(jìn)行加熱再生,再生后重新進(jìn)行吸附。圖2說明了一種加油站油氣污染控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由帶有回氣管的密閉卸油和加油系統(tǒng)、地下油罐、燃燒火炬組成。卸油或加油時,油氣通過回氣管進(jìn)入儲罐內(nèi),多余的油氣通過管路進(jìn)入火炬排放燃燒。圖3給出了一種較為復(fù)雜的冷凝吸收式加油站油氣回收系統(tǒng)。系統(tǒng)中包括了冷凝吸收塔、油儲罐、浮頂罐、密閉加油系統(tǒng)等。加油時多余的油氣不外泄,直接進(jìn)入浮頂罐。裝置工作時,打開制冷機(jī),先通過下部進(jìn)料泵將吸收塔加入一定量的汽油,然后關(guān)閉進(jìn)料泵;當(dāng)浮頂罐內(nèi)壓力達(dá)到一定值后,啟動吸收塔進(jìn)料泵,塔內(nèi)的汽油與浮頂罐的油氣混合后進(jìn)入吸收塔,油蒸氣冷凝成為汽油,未冷凝的氣體通過吸收塔頂排放到大氣;當(dāng)吸收塔內(nèi)汽油液位達(dá)到一定高度后通過管路流回到地下儲罐內(nèi),使裝置保持平衡。圖4給出一種汽車槽車自身攜帶吸附過濾器的油氣控制系統(tǒng),槽車卸油時,槽車油罐與地下油罐的油氣構(gòu)成一個通路,多余的油氣通過槽車上的吸附過濾器過濾后排入大氣,過濾器吸附飽和后進(jìn)行再生處理。3國內(nèi)油氣回收工藝及裝置國內(nèi)油氣回收的研究和應(yīng)用主要側(cè)重于汽油罐車的油品裝運(yùn),針對加油站油氣回收處理方面的研究和報道幾乎沒有。油氣的回收處理方法也主要以吸收法和吸附法為主,因這兩種方法回收費(fèi)用低,更符合中國國情。目前國內(nèi)有幾家在進(jìn)行這方面的研究,江蘇石油化工學(xué)院和金陵石油化工公司煉油廠、長嶺煉油廠等都進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)裝置應(yīng)用方面的研究。文獻(xiàn)介紹了我國從美國MaGill工程公司引進(jìn)的活性炭吸附油氣回收裝置:CarbonAdsorptionGaslineVaporRecoverySystemMRC-64的情況,和Edwards工程公司的冷凝油氣回收裝置:EdwardsHydrocarbonVaporRecoveryUnitDEC-900的工藝情況;國內(nèi)也有一些油氣回收方面的專利報道,中國專利89206893給出了一種油氣冷凝回收裝置,該裝置除可回收油氣外,還可用于回收醇、苯和酮等易揮發(fā)的化工產(chǎn)品;中國專利89205949給出了一種冷卻、吸收和吸附三合一的油氣回收裝置。4不同加油站的油氣回收和處理系統(tǒng)的比較4.1吸附法水處理技術(shù)吸附法加油站油氣處理裝置主要有兩種類型:固定式加油站油氣吸附裝置及油罐車攜帶式油氣吸附處理設(shè)備。吸附法處理裝置核心設(shè)備為吸附柱,其結(jié)構(gòu)簡單,直接操作費(fèi)用不高,但因工藝過程中含有吸附劑的脫附再生過程,因此吸附和再生合在一起的裝置,費(fèi)用高于吸收法。如果采用加油站分散吸附,吸附柱集中統(tǒng)一再生處理及油氣回收或燃燒工藝,其操作費(fèi)用相對并不昂貴,而且這種方法比較適合國內(nèi)的加油站系統(tǒng)。吸附的效果與吸附材料的選擇和吸附操作條件直接相關(guān),吸附后排放氣體可以達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)應(yīng)用的吸附劑一般應(yīng)滿足吸附能力強(qiáng)、選擇性好、容易再生和再利用、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價格便宜等要求。吸附法處理油蒸氣一般選用活性炭吸附材料。有文獻(xiàn)介紹在適宜的條件下活性炭的吸附能力可達(dá)到:0.25～0.31kg油蒸氣/1kg活性炭。4.2吸收劑和油氣分離裝置吸收法加油站油氣回收裝置一般有兩類:常溫吸收法和低溫吸收法油氣回收裝置。吸收法處理裝置結(jié)構(gòu)相對簡單,其主要設(shè)備為吸收塔,單套裝置相對投資少,但如果每個加油站都建立一套裝置,其費(fèi)用也較高。吸收后的氣體達(dá)標(biāo)后排放,吸收后的富油直接使用(油氣與吸收劑相同時)或進(jìn)行分離處理(油氣與吸收劑不同時)。吸收法的效果與吸收劑的選用有關(guān),目前使用的吸收劑有汽油、柴油和配制的專用吸收液。國內(nèi)對吸收法研究較多,而且就大型油庫實(shí)際使用操作來看效果不錯。4.3凝油氣回收冷凍法油氣回收裝置原理很簡單,它利用冷凝劑通過熱交換器間接冷凝油氣,可直接回收到油品。但由于間接傳熱,制冷溫度要求較低(-70～-80℃)才可保證有較高的回收率,相應(yīng)裝置較復(fù)雜,目前,國產(chǎn)設(shè)備要達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用程度成本太高,因此很難在國內(nèi)推廣。4.4火炬氣污染,采用統(tǒng)一燃燒處理利用催化氧化燃燒法直接處理油氣是一種操作費(fèi)用較低的方法,但因?yàn)樯婕暗接蜌馊紵涂諝馕廴?以及考慮到加油站安全問題和環(huán)境保護(hù),每個加油站建一套這種處理裝置比較困難。如果采用加油站分散吸收、統(tǒng)一氧化燃燒處理,是可以考慮的一種較好辦法。從操作費(fèi)用和燃燒熱能再利用來看,其成本與吸收法差不多,能否保證安全操作是此種方法的主要問題。5其他回收油氣技術(shù)(1)加油站密閉加油系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品。這方面的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該是汽車加油站卸油和加油過程中相關(guān)設(shè)備研究和開發(fā),包括帶回氣管的加油槍的設(shè)計制造、密閉收油和加油工藝系統(tǒng)、多余油氣的排放裝置等。(2)油氣回收處理系統(tǒng)技術(shù)及產(chǎn)品。在吸附法、吸